CN105517814A - 提高用于车辆车轮的轮胎的性能的方法和用于车辆车轮的轮胎 - Google Patents

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Abstract

一种用于车辆车轮的轮胎(100)，其包括带束结构(106)，所述带束结构包括所述带束结构的径向外部圆周带束层(106c)，所述径向外部圆周带束层包括多根混合增强帘线，所述多根混合增强帘线相对于所述轮胎的赤道面(X-X)按照大体零角度布置，每一根所述混合增强帘线均由两根芳香族聚酰胺纤维纱线和一聚酯和/或脂肪族聚酰胺纤维纱线形成，其中，每一根所述芳香族聚酰胺纤维纱线均具有根据2002年版的用于对芳纶纤维纱线的BISFA标准-测试方法测量的小于或等于约1500dTex的线密度和等于或大于约6000cN/tex的初始模量。

Description

提高用于车辆车轮的轮胎的性能的方法和用于车辆车轮的轮胎
技术领域
本发明的目的是提供一种用于提高用于车辆车轮的轮胎的性能的方法。本发明还涉及一种用于车辆车轮的轮胎，特别地涉及UHP(超高性能)赛车轮胎，更加一般地涉及装备超高性能车辆的驱动轮(通常为后轮)的轮胎。这种车辆能够实现高驾驶性能，其最大功率为约数百马力(500CV至1000CV)并且最大转矩为数百Nm(500Nm至1000Nm)。
背景技术
用于车辆车轮的轮胎通常包括与带束结构相联的胎体结构。在相对于带束结构的径向靠外位置布置有胎面带。UHP(超高性能)型轮胎通常设置有带束结构，所述带束结构设置有径向外部增强层，所述径向外部增强层包括结合在弹性体材料中的增强帘线，所述增强帘线相对于轮胎的圆周方向基本成零角度布置。
UHP轮胎的径向外部增强层能够包括由芳纶纱线和尼龙纱线获得的混合类型的帘线。例如在文献EP0571204、US6799618、US7337817、US6533012和EP2065222以及本申请人名下的文献WO2005002884中提供了这种类型的轮胎的示例。
在WO2005002884中，所描述的轮胎包括带束层，所述带束层包括至少一个第一细长元件和至少一个第二细长元件，所述细长元件沿着轮胎的大体圆周方向螺旋地卷绕，第一和第二细长元件沿着带束层的轴向延伸部交替布置，所述第一细长元件是混合帘线，所述混合帘线包括捻在一起的具有高弹性模量的至少一根长丝和具有低弹性模量的至少一根长丝，而所述第二细长元件的弹性模量低于所述第一细长元件的弹性模量。
在EP0571204中，描述的轮胎包括带束结构和圆周增强带束层，所述圆周增强带束层由胎肩区域中的叠置的条以及传统的中间增强层构成，其中，所述叠置的条包括混合材料，所述混合材料由芳香聚酰胺(polyaramid)和聚酰胺(polyamide)构成，并且所述传统的中间增强层布置在两个胎肩增强层之间。
文献US6799618描述了这样的轮胎，所述轮胎包括子午线胎体(radialcarcass)、胎面带和插置在胎面带和胎体之间的增强结构。增强结构包括带束结构，所述带束结构设置有两个带束帘布层和相对于所述两个带束帘布层位于径向外部的一个或者两个层，所述增强带束帘布层具有尼龙(940dTex)和芳纶(1100dTex)的混合帘线，所述混合帘线相对于轮胎的圆周方向形成介于0度和5度之间的角度。
文献US7337817示出了这样的子午线轮胎(radialtyre)，所述子午线轮胎包括至少一个带束层，在所述带束层中螺旋地并且与轮胎自身的圆周方向近似平行地卷绕一条或多条橡胶覆盖的帘线。带束的帘线是通过捻芳纶纤维(1100dTex)的带与尼龙纤维(940dTex)的带获得的混合帘线。
文献US6533012示出了一种轮胎，所述轮胎包括胎冠结构，所述胎冠结构设置有：具有平行增强帘线的至少一个增强帘布层，所述平行增强帘线相对于圆周方向以介于约10度和约45度之间的角度定向；和至少一个纺织帘线的帘布层，所述至少一个纺织帘线的帘布层螺旋地卷绕并且圆周定向。纺织帘线能够是芳纶(1670dTex)-尼龙(1400dTex)混合类型的。
文献EP2065222示出了一种子午线型的轮胎，所述子午线型的轮胎设置有辅助增强层，所述辅助增强层由沿着圆周方向卷绕在带束层的外周表面上的有机纤维的混合帘线构成。所述有机纤维帘线通过将具有高弹性模量(大于10000MPa)的纱线(例如芳纶1100dTex)与尼龙(940dTex)制成的具有低弹性模量的纱线捻在一起获得。
发明内容
近年来，汽车制造商将性能越来越高的车辆引入到市场中，这也是由于与能够输出非常高且基本瞬时的转矩的电动机匹配。例如参照混合动力型法拉利2013(“LaFerrari”型)，其具有接近1000CV的总功率和接近1000Nm的总转矩。
本申请人观察到典型的增强带束结构在承受所述车辆能够产生的应力时不再能充分保证轮胎的尺寸稳定性和完整性。
本申请人还观察到，对于确保在高速度和非常高的速度条件下的性能和完整性问题，增加处于径向叠置位置的0°的增强层的数量可能并不是令人满意的解决方案。增加增强层的数量涉及到增加轮胎的径向外部区域中的质量，在电动机传递到车轮的速度和转矩相同的情况下，增加增强层的数量将导致施加在所述区域中的惯性力增大。
随着应力增大，由于多个增强层而实现的刚性增大可能一方面不会有效减小径向和/或切向变形，并且另一方面可能会不利于包括轮胎的完整性，特别胎冠区域中的轮胎完整性。
在轮胎的胎冠区域中，在高滚动速度条件下，径向更靠外的层更大程度地受到离心力作用的影响(提升现象)。在这个区域中，径向变形突出，这倾向于提升胎面的中央部分，结果是减小了胎印区域的宽度。
变形和各层(特别地带束层)之间的分离趋势导致性能降低，并且能够导致轮胎相对快速地退化。
在胎冠区域的靠近侧壁的部分中(边缘和胎肩)，带束结构的轴向端部并且特别是所谓的零度带束的轴向端部受到的约束小于带束结构的中央部分受到的约束。
因此，带束的轴向端部在滚动期间更加自由地变形，并且因此需要更大的约束，以防止变形和温度升高，尤其是在高速条件下。
可以通过这样的带束结构获得这种约束作用，所述带束结构的刚性由于存在与带束结构的轴向端部相连的两个或更多个零度带束层而更高。
本申请人观察到轮胎抵抗离心径向变形的能力能够影响车辆在行驶时以及在在高速条件下完成的操纵期间的性能。然而，本申请人观察到，如果能够通过具有基本沿着圆周方向布置的更多刚性增强元件(所谓的零度带束)的带束层获得更高的“保持”作用的抵抗高速时的提升效应，则这个更高的刚性将对轮胎的性能产生不利影响。例如，由于零度带束的增大的刚性导致的机动车辆的更高的响应能力会影响车辆的悬架系统，从而触发不利于机动性的滚动。
本申请人把注意力转到混合增强件的领域，并且特别是转到通过捻转高模量纱线和低模量纱线而获得的增强件(例如通过由芳香聚酰胺纤维制成的纱线和聚酰胺纤维制成的纱线形成的混合部件)的领域。
本申请人观察到运动领域的帘线是混合帘线，其由线密度为1670dtex-1680dtex的芳香聚酰胺纱线(芳香族聚酰胺)和线密度为1400dTex的尼龙获得。
为了增大包含在零度带束中的增强元件的刚性，本申请人尝试采用由具有非常高的线密度的芳纶纤维制成的纱线。这种元件(例如，由线密度大于3000dtex的芳香聚酰胺纤维纱线和线密度为1400dtex的尼龙纱线形成的帘线)并不是适当的，原因在于形成增强元件的纱线的截面增大导致橡胶覆盖的带束层的厚度增大。这种厚度增大导致层的总质量增大，这与期望地减小轮胎的径向外部区域中的惯性相反。
本申请人观察到通过使用具有低线密度的芳纶纤维形成的芳纶-尼伦纤维制成的混合增强元件并不适当。即使能够使得所获得的帘线具有良好的弹性模量并且能够获得相对薄的增强层(其包括位于弹性体基体内的多个这种帘线)，这种帘线和所形成的带束层也不具备足够的韧性，原因在于帘线的破坏荷载相对于基准帘线太低。
在这个背景下，并且在彼此矛盾的不同需求的条件下，本申请人提出了提高轮胎在高速条件下的性能(尤其是操纵性能)的问题。
本申请人发现能够通过为车辆装配这样的轮胎来提高车辆的高速性能，特别地其操纵性能，所述轮胎包括带束结构，所述带束结构包括带束结构的径向外部圆周带束层，所述径向外部圆周带束层包括多根混合增强帘线，所述多根混合增强帘线相对于轮胎的赤道面(X-X)按照大体零角度布置，每一根所述混合增强帘线均由两根芳香族聚酰胺纤维纱线(芳纶纤维)和一根聚酯和/或脂肪族聚酰胺纤维纱线形成，其中，每一根芳香族聚酰胺纤维纱线均具有根据2002年版的用于对芳纶纤维纱线的BISFA标准-测试方法测量的小于或等于约1500dTex的线密度和等于或大于约6000cN/tex的初始模量。
根据第一方面，本发明涉及一种通过为车辆装配这样的轮胎来提高车辆的高速性能、特别是其操纵性能的方法，所述轮胎包括带束结构，所述带束结构包括带束结构的径向外部圆周带束层，所述径向外部圆周带束层包括多根混合增强帘线，所述多根混合增强帘线相对于轮胎的赤道面(X-X)按照大体零角度布置，每一根所述混合增强帘线均由两根芳香族聚酰胺纤维纱线(芳纶纤维)和一根聚酯和/或脂肪族聚酰胺纤维纱线形成；其中，每一根芳香族聚酰胺纤维纱线均具有根据2002年版的用于对芳纶纤维纱线的BISFA标准-测试方法测量的小于或等于约1500dTex的线密度和等于或大于约6000cN/tex的初始模量。
根据另一方面，本发明涉及一种用于车辆车轮的轮胎，所述轮胎包括带束结构，所述带束结构包括带束结构的径向外部圆周带束层，所述径向外部圆周带束层包括多根混合增强帘线，所述多根混合增强帘线相对于轮胎的赤道面(X-X)按照大体零角度布置，每一根所述混合增强帘线均由两根芳香族聚酰胺纤维纱线(芳纶纤维)和一根聚酯和/或脂肪族聚酰胺纤维纱线形成，其中，每一根芳香族聚酰胺纤维纱线均具有根据2002年版的用于对芳纶纤维纱线(para-aramid)的BISFA标准-测试方法测量的小于或等于约1500dTex的线密度和等于或大于约6000cN/tex的初始模量。
本发明在上述方面中的至少一个方面中能够具有以下描述的优选特征中的一个或多个。
优选地，通过加捻处理组装所述两根芳香族聚酰胺纤维纱线(芳纶纤维)和所述聚酯和/或脂肪族聚酰胺纤维纱线。
优选地，通过沿着多个螺旋卷绕连续细长元件来组装带束结构的径向外部圆周带束层，所述连续细长元件包括至少一根所述连续混合帘线。
优选地，以使所述螺旋轴向毗邻的方式卷绕连续细长元件。
优选地，以使螺旋至少部分地轴向叠置的方式卷绕连续细长元件。
优选地，所述连续细长元件包括多根平行且并排的连续混合帘线。
优选地，所述连续细长元件包括多根平行且并排的连续混合帘线，所述多根平行且并排的连续混合帘线等于或大于橡胶覆盖织物的约40帘线/分米，优选地等于或小于橡胶覆盖织物的约120帘线/分米。
优选地，带束结构的径向外部圆周带束层基本处于至少一个胎冠部分处，所述至少一个胎冠部分布置在轮胎的胎面的轴向端部附近。
优选地，带束结构的径向外部圆周带束层基本位于相对于轮胎的赤道面居中布置的至少一个胎冠部分处，优选地，所述胎冠部分等于或大于轮胎的胎面的轴向延伸部的至少50％。
优选地，通过加捻处理组装所述两根芳香族聚酰胺纤维纱线(芳纶纤维)和所述聚酯和/或脂肪族聚酰胺纤维纱线。
优选地，所述芳香族聚酰胺纤维纱线中的每一根的线密度均小于或等于约1400dTex。
优选地，所述芳香族聚酰胺纤维纱线中的每一根的线密度均等于或大于约600dTex。
优选地，所述芳香族聚酰胺纤维纱线中的每一根的线密度均等于或大于约800dTex。
优选地，所述芳香族聚酰胺纤维纱线中的每一根的线密度均等于或大于约1100dTex。
优选地，所述芳香族聚酰胺纤维纱线中的每一根的线密度均介于约1250dTex和1380dTex之间。
优选地，所述芳香族聚酰胺纤维纱线中的每一根均具有根据2002年版的用于对芳纶纤维纱线的BISFA标准-测试方法测量的等于或大于约6200cN/tex的初始模量。
优选地，所述芳香族聚酰胺纤维纱线中的每一根均具有根据2002年版的用于对芳纶纤维纱线的BISFA标准-测试方法测量的等于或小于约8200cN/tex的初始模量。
优选地，所述聚酯和/或脂肪族聚酰胺纤维纱线的线密度等于或小于约1500dtex。
优选地，所述聚酯或脂肪族聚酰胺纤维纱线的线密度等于或小于约1400dtex。
优选地，所述聚酯或脂肪族聚酰胺纤维纱线的线密度等于或大于约800dtex。
以dTex表示纱线的线密度和支数，所述dTex表示1000m长的线或者线状增强元件的用克表示的质量。
混合纺织帘线用向单股纱线中的每一根施加的捻度(用每米的捻数表示)以及向由上述纱线形成的帘线施加的捻度来确定。
优选地，施加到芳香族聚酰胺纤维纱线中的每一根的捻度大于150捻/米，更加优选地小于400捻/米。
优选地，施加到脂肪族聚酰胺或者聚酯纤维纱线中的每一根的捻度大于40捻/米，更加优选地小于300捻/米。
本申请人发现，通过捻转单股纱线和/或组装的成品(garments)，能够获得具有不同特性(例如，更高的适应成形处理和轮胎运转期间的应力的适应力)的混合纱线。
通过调节捻数，能够连同高保持作用(特别地轮胎在高速行驶时)一起获得在轮胎制造处理期间的轮胎结构元件的期望的膨胀，特别地轮胎的带束结构的期望膨胀。
优选地，带束结构的径向外部圆周带束层基本位于轮胎的胎冠部分的轴向端部处。
优选地，带束结构的径向外部圆周带束层基本位于至少一个胎冠部分中，所述胎冠部分相对于轮胎的赤道面居中地布置，优选地所述胎冠部分等于或大于轮胎的胎冠部分的轴向延伸部的至少50％。
优选地，所述带束结构的所述径向外部圆周带束层在轮胎胎冠部分的轴向延伸部的至少70％上轴向地延伸。
优选地，所述带束结构的所述径向外部圆周带束层在轮胎胎冠部分的轴向延伸部的至少80％上轴向地延伸。
优选地，带束结构的径向外部圆周带束层具有多于一个的层，原因在于，至少在带束结构的轴向端部中的每一个的附近区域中获得径向叠置在所述层上的另一个层。
优选地，额外的带束层在胎冠部分的每个轴向端部处轴向地延伸一等于或小于胎冠部分的轴向延伸部的25％的值，所述额外的带束层径向叠置在所述带束结构的所述径向外部带束层上并且布置在带束结构的每个轴向端部近侧。
优选地，径向叠置在所述带束结构的所述径向外部带束层上的所述额外的带束层在带束结构的每个轴向端部附近轴向地延伸一等于或小于胎冠部分的轴向延伸部的15％的值。
优选地，径向叠置在所述带束结构的所述径向外部带束层上的所述额外的带束层在带束结构的每个轴向端部附近轴向地延伸一等于或小于胎冠部分的轴向延伸部的10％的值。
轮胎的“胎冠部分”表示轮胎结构的与设置有胎面带的区域相对应的部分。作为示例，胎冠部分的轴向延伸部的长度可以由垂直于胎面带并且离开胎面带自身的边缘的两个分段之间的距离表示。
对于本发明，关于线密度和初始牵引模量的测量，可以依照由BISFA(国际人造纤维标准化局)规定的测试，参照在测试阶段没有施加的捻度的扁平长丝纱。
特别地：
-对于芳纶纤维(AR)：BISFA-2002年版的用于对芳纶纤维纱线的测试方法
-线密度的确定-第六章
-拉伸性能的确定-第七章-测试程序-第7.5节-利用初始预拉伸的程序
利用Zwick-RoellZ010测力计实施牵引
-对于聚酯(PET)
BISFA-2004年版，用于聚酯纱线的测试方法
拉伸性能的确定-第七章-程序A
制备实验室样本：制备松弛样本-第7.4.1.1节＝>在可折叠线轴上制备样本
制备实验室样本和执行测试：手动测试-第7.5.2.1节＝>c)
开始程序＝>e)在程序开始时预拉伸
利用Zwick-RoellZ010测力计实施牵引
-对于尼龙(NY)
BISFA-2004年版，用于聚酰胺纱线的测试方法
拉伸性能的确定-第七章-程序A
制备实验样本：制备松弛样本-第7.4.1.1节＝>在可折叠线轴上制备样本
制备实验样本和执行测试：手动测试-第7.5.2.1节＝>c)
开始程序＝>e)在程序开始时预拉伸
利用Zwick-RoellZ010测力计实施牵引
附图说明
通过对根据本发明的用于提高用于车辆车轮的轮胎的性能的方法和用于车辆车轮的轮胎的优选但不排外的实施例的详细描述，其它特征和优势将变得更加显而易见。
将参照仅以非限制性示例给出的一组附图在下文中进行上述描述，其中：
图1以径向半截面示意性示出了根据本发明的用于车辆车轮的轮胎。
图2a和2b以局部截面示出了包括混合帘线的圆周带束层的不同实施例的细节。
图3示出了比较芳纶纤维制成的纱线的负荷/伸长率简图。
具体实施方式
将仅以非限制性示例的方式在下文参照图1描述轮胎。
图1示出了用于车辆车轮的轮胎的径向截面。
在图1中，“a”表示轴向方向，而“X”表示径向方向，特别地“X-X”表示赤道面的形迹。
用于四轮车辆的轮胎100包括至少一个胎体结构，所述胎体结构包括至少一个胎体层101，所述胎体层101的相应的相对端部边缘与相应的称作胎圈芯的环形锚固结构102接合，所述环形锚固结构102可与胎圈填充件104相联。轮胎的包括胎圈芯102和填充件104的区域形成胎圈结构103，所述胎圈结构103旨在将轮胎固定在对应的安装轮辋(未示出)上。
胎体结构通常是子午线型的(radialtype)，即，至少一个胎体层101的增强元件位于包括轮胎的旋转轴线并且基本垂直于轮胎的赤道面的平面上。所述增强元件通常由纺织帘线(例如，人造丝、尼龙、聚酯(例如，聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN))构成。每个胎圈结构均通过以以下方式与胎体结构相联：围绕环形锚固结构102翻折至少一个胎体层101的相对的侧向边缘，以便形成图1所示的所谓的胎体翼片101a。
在一个实施例中，能够由第二胎体层(图1中未示出)来连接胎体结构和胎圈结构，所述第二胎体层相对于第一胎体层施加在轴向外部位置。
利用弹性体材料获得的耐磨条105布置在每个胎圈结构103的外部位置。
胎体结构与带束结构106相联，所述带束结构106包括一个或多个带束层106a、106b，所述带束层106a、106b相对于彼此并且相对于胎体层径向叠置，并且通常具有结合在弹性体合成物层中的纺织和/或金属增强帘线。
这种增强帘线能够相对于轮胎100的圆周延伸方向交叉定向。“圆周”方向指的是大体沿着轮胎的旋转方向定向的方向。
在带束层106a、106b的径向更靠外的位置施加有至少一个圆周增强层106c，所述圆周增强层106c通常称作“0°带束”，并且包括大致在至少一个胎冠部分处轴向地延伸的至少一个圆周带束层。
这种圆周增强层能够位于轮胎的胎冠的轴向端部附近，和/或这种圆周增强层可以相对于轮胎的赤道面居中地布置在等于或大于轮胎的胎冠的轴向延伸的约至少50％的轴向延伸上。增强层(圆周带束)能够包括：多根混合帘线，所述多根混合帘线布置成基本平行；或者至少一个细长元件，所述至少一个细长元件包括结合有至少一根混合增强帘线的至少一种弹性体材料，所述至少一根混合增强帘线布置成形成多个线圈，所述线圈相对于轮胎的赤道面(X-X)基本以零角度布置。所述混合纱线通过利用加捻处理组装的两根芳香族聚酰胺纤维纱线(芳纶纤维)和一根聚酯和/或脂肪族聚酰胺纤维纱线形成；其中，每一根芳香族聚酰胺纤维纱线均具有根据2002年版的BISFA标准-对芳香族聚酰胺纤维纱线(para-aramidfibreyarns)测试方法测量的小于或等于约1500dTex的线密度以及等于或大于约6000cN/tex的初始模量。
芳香族聚酰胺纤维纱线能够例如由956C型(129)和/或965型(49)的纤维(两者均由制造)以及TeijinAramid的2200的纤维获得。
脂肪族聚酰胺纤维纱线能够例如选自包括尼龙6、尼龙66、尼龙46的组。
聚酯纱线能够例如从聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)纤维纱线中选择。
与构成轮胎100的其它半成品一样，由弹性体合成物制成的胎面带109施加在相对于带束结构106的径向靠外位置。
由弹性体合成物制成的相应侧壁108还在轴向靠外位置施加在胎体结构的侧向表面上，每个侧壁108均从胎面109的侧向边缘中的一个延伸到相应的胎圈结构103。
在径向靠外位置，胎面带109具有滚动表面109a，所述滚动表面109a旨在与地面接触。通常在这个滚动表面109a中获得圆周槽，所述圆周槽通过横向凹口(图1中未示出)连接，以限定分布在滚动表面109a上的多个具有不同形状和尺寸的块体，为了简化起见，在图1中表面109a被示出为是光滑的。
衬层111能够布置在带束结构106和胎面带109之间。
在没有气室的轮胎的情况下，通常称作“衬里”的橡胶层112也可以设置在相对于胎体层101的径向靠内位置，所述衬里为轮胎的膨胀气体提供必须的气密性。
能够通过为胎圈结构103提供通常称作“鳍状件”的增强层120或者其它条状插入件来提高轮胎侧壁108的刚性。
鳍状件120是增强层，所述增强层围绕相应的胎圈芯102和胎圈填充件104缠绕，以便至少部分地包围相应的胎圈芯102和胎圈填充件104，所述增强层布置在至少一个胎体层101和胎圈结构103之间。通常，鳍状件与所述至少一个胎体层101和所述胎圈结构103接触。
鳍状件120通常包括结合在硫化的弹性体合成物层中的多根纺织帘线，所述硫化的弹性体合成物层通过硫化可硫化的弹性体合成物而获得。这种帘线能够由纺织材料(例如，芳香族聚酰胺纤维或者人造纤维)或者混合纺织物(例如，如先前所述的芳香族聚酰胺纤维-尼龙)制成。
轮胎胎圈结构103能够包括额外的防护层，所述额外的防护层通常称作“胎圈包布”121或者防护条，并且具有增加胎圈结构103的刚性和完整性的功能。
胎圈包布121通常包括结合在弹性体合成物层中的多根帘线，所述弹性体合成物层通过硫化如上所述的可硫化的弹性体合成物获得。这些帘线能够由纺织材料(例如，芳香族聚酰胺纤维或者人造纤维)或者混合纺织物(例如，如上所述的芳香族聚酰胺纤维-尼龙)或者金属材料(例如，钢帘线)制成。
参照图2a和2b，用局部截面分别示出了两个带束结构的细节。在这两幅附图中，示出了两个径向叠置交叉的带束层106a和106b。
在图2a中，圆周带束层106c叠置在交叉带束上，这个圆周带束层106c通过敷设细长增强元件200形成(敷设S)，所述细长增强元件200布置成相邻，所述细长增强元件200包括弹性体材料条，所述弹性体材料条内具有混合帘线201；如上所述，这种帘线201由芳香族聚酰胺纤维制成的纱线202和聚酯和/或脂肪族聚酰胺纤维制成的纱线203形成。
在图2b中，细长增强元件以与上述示例相同的方式获得，所述细长增强元件包括弹性体材料条，所述弹性体材料条内具有混合帘线201，如上所述，这种帘线201由芳香族聚酰胺纤维制成的纱线202和聚酯和/或脂肪族聚酰胺纤维制成的纱线203形成，但是在图中所示的情况下，所述细长增强元件从胎冠区域的两个端部(图中仅示出了一个端部)开始以部分叠置的方式敷设，并且在胎冠的中央部分中以并排模式敷设。
有利地，根据圆周带束层的这种敷设方式，与基准轮胎相比，能够显著减轻轮胎的重量(对于355/25R21的轮胎减轻了约600g-700g)，以便实现适当的保持作用，其中，所述基准轮胎包括零角度带束，所述零角度带束由敷设在两个径向叠置层上的典型的参照混合帘线(AR-NY1670/1400)增强。
图3示出了用于根据本发明的轮胎的芳纶纱线和基准芳纶纱线之间的载荷/伸长率比较图。如能够观察到的那样，在相同伸长率的情况下，线密度为1330dtex的用于根据本发明的轮胎的带束层的956C型(129)的芳纶纱线的载荷比具有更大支数(芳纶常规品级1670dtex)的基准芳纶纱线大约20％。
由上述芳纶和尼龙制成的混合纱线能够根据已知技术结合在可交联的弹性体合成物中。通常，所述弹性体合成物包括弹性体聚合物以及应用在轮胎工业中的其它添加剂，例如填料(例如，炭黑、二氧化硅)、硫化剂(例如，硫磺)、活化剂、促进剂、增塑剂。能够有利地使用的弹性体聚合物的示例为：天然橡胶(NR)、环氧化天然橡胶(ENR)；丁二烯均聚物和共聚物、异戊二烯或者2-氯丁二烯，例如聚丁二烯(BR)、聚异戊二烯(IR)、苯乙烯-丁二烯(SBR)、丁腈橡胶(NBR)、聚氯丁烯(CR)；丁基橡胶(IIR)、卤化丁基橡胶(XIIR)；乙烯/丙烯共聚物(EPM)；非共轭乙烯/丙烯/二烯三元共聚物，例如降冰片烯、环辛二烯或者二环戊二烯(EPDM；或者它们的混合物。本领域技术人员能够根据所希望获得的最终制品的特性确定使用哪些弹性体聚合物以及哪些添加剂。
任选地，为了提高所述混合纱线附着到弹性体合成物的附着性，能够通过以下方式对所述混合纱线进行表面处理：将混合纱线浸入到溶液中，然后对混合纱线进行干燥处理，其中，所述溶液包含热固性树脂(例如，间苯二酚甲醛)和橡胶胶乳的混合物(这种混合物通常称作“间苯二酚甲醛乳胶RFL”)。所使用的胶乳例如可以选自：乙烯基吡啶/苯乙烯-丁二烯(VP/SBR)、苯乙烯-丁二烯(SBR)、天然橡胶胶乳(NR)、氢化羧基丙烯腈丁二烯(carboxylatedhydrogenatedacrylonitrile-butadiene，X-HNBR)、氢化丙烯腈(HNBR)、丙烯腈(NBR)、三元乙丙橡胶(EPDM)、氯磺化聚乙烯(CSM)或者它们的混合物。优选地，能够通过不包含间苯二酚或其衍生物的树脂来实施将纱线附着到弹性体材料的附着处理。
优选地，根据本发明的轮胎适于用作“HP”(高性能)轮胎或者“UHP”(超高性能)轮胎，即，能够承受至少210km/h、优选地超过240km/h、更加优选地超过270km/h的最大速度的轮胎。所述轮胎的示例是属于ETRTO标准的“H”、“V”、“W”、“Y”、“Z”或者“ZR”类别的那些轮胎。
驾驶性能
根据图1制备用于机动车辆的轮胎，所述轮胎包括：
胎体结构；
带束结构，所述带束结构施加在相对于所述胎体结构的径向外部位置，所述带束结构包括：
两个带束层，所述两个带束层包括多个增强元件，所述多个增强元件在每层中布置成相互平行并且相对于圆周方向倾斜定向；
零角度带束层，所述零角度带束层相对于所述至少两个带束层位于径向外部并且包括混合帘线，所述混合帘线布置成形成多个线圈，所述线圈相对于平行于轮胎的赤道面(X-X)的方向布置成基本成零角度；
胎面带，所述胎面带施加在相对于所述带束结构的径向外部位置。
在根据本发明获得的轮胎中，通过加捻处理组装由DuPont的956C型的两根芳香族聚酰胺纤维纱线(芳纶纤维)和Kordsa的Nylon66T728制成的一根脂肪族聚酰胺纤维来形成混合增强帘线；其中，芳香族聚酰胺纤维纱线中的每一根均具有根据上述BISFA标准测量的等于约1330dTex的线密度和6600cN/tex的初始模量。
针对956C型的纱线施加的捻度为250TPM(每米捻度)，针对Nylon66T728的纱线施加的捻度为90TPM，并且对这三根纱线以250TPM加捻。
用于基准轮胎R的带束的帘线由线密度为1670dtex的芳纶常规品级的纱线和Nylon66T728的纱线获得。对芳香族聚酰胺施加的捻度为260TPM，对Nylon施加的捻度为70TPM，并且对这两种纱线施加的捻度为260。
通过卷绕连续细长元件(其包括结合在弹性体材料中的混合帘线)来获得径向外部圆周带束层：
-在样本A1中，轴向并排地敷设连续细长元件的卷绕螺旋；
-在样本A2中，从胎冠的每个轴向端部开始的25mm的范围内，以连续细长元件重叠1/2宽度的方式轴向并排地敷设连续细长元件的卷绕螺旋(敷设方案S/2-S-S/2)。
除了带束结构的径向外层之外，所获得的基准轮胎R与根据本发明的轮胎相同，其中，通过卷绕连续细长元件获得所述径向外层，所述连续细长元件包括由芳纶纤维纱线和脂肪族聚酰胺纤维纱线制成的混合帘线。
连续细长元件的卷绕螺旋轴向敷设成重叠它们的一半长度(方案S/2)。因此，对于轮胎胎冠的整个延伸，具有两个圆周层。
所述混合帘线通过利用加捻处理来组装芳香族聚酰胺纤维(芳纶纤维)纱线和脂肪族聚酰胺纤维纱线而形成；其中，每根芳香族聚酰胺纤维纱线均具有根据上述BISFA标准测量的等于约1670dTex的线密度和5400cN/tex的初始模量。
在所有样本(R、A1、A2)中，脂肪族聚酰胺纱线为Kordsa的Nylon66T728，其线密度为1400dtex。
尺寸为355/25R21的轮胎安装在LamborghiniAventadorVersion6.5V12LP700-4-6498cc(其在8250转的条件下的最大功率(转数)超过700cv，在5500rev的条件下的最大转矩(转数)为690Nm)的后轮上，并且在跑道上测试所述轮胎。为了评估轮胎的特性，测试者模拟若干特征操纵。然后，测试者评估轮胎在不同驾驶条件下的特性，并且根据根据本发明的轮胎(样本A1、A2)相对于基准轮胎(样本R)的性能偏差来进行打分。
测试者评估对应于不同驾驶条件的不同特性，特别地：
1、正常条件(“温和操纵”)下的驾驶性能：汽车在低速度/平均速度条件下在直道上行驶过程中的转向响应。
2、响应速度：在平均速度/高速条件下在转向压力之后的汽车瞬态响应。考虑一组轮胎以更快或者较慢的方式对转向压力作出反应的能力。
3、极端条件(“猛烈操纵”)下的驾驶性能：汽车/轮胎组件在紧急操纵条件或者由非常运动化或者极端化驾驶员驾驶的情况下(这涉及达到附着力极限)的一组特征。
表格1总结了测试者关于在以上考虑的三个区域中控制轮胎的记分表。可以通过与作为基础的一组基准轮胎比较来表示这些测试的结果。在以下表格中出现的数值表示在多个测试阶段(6个测试)中获得的值的平均值。
在这种情况下，符号“＝”表示作为基准的一组轮胎的基础水平，符号“+”表示相对于基准组提高的性能，符号“++”表示相对于基准组非常出色的性能。
另一方面，用符号“-”表示相对于基准组降低的性能，用符号“--”表示相对于基准组极差的性能。
表格1
表格1中的结果清晰地表明根据本发明的轮胎的性能基本等于或者优于比较轮胎(R)的性能，所述比较轮胎(R)曾在一段时间内因其优秀性能水平而受到肯定。
特别地，申请人观察到：
-相对于基准在瞬态响应的持续时间中具有改进的特性，这表明在突然转向操作之后由于轮胎的即时响应，使得位置快速恢复；在转弯释放(releaseonbend)过程中的改进的特性，这表明对于驾驶员更加安全。
高速完整性测试
实施高速完整性测试。
利用超高性能(UHP)轮胎实施测试，以通过使轮胎转速增大直到达到断裂极限来确定轮胎的疲劳强度极限。
通过使承受负荷的轮胎在鼓上滚动来实施上述测试。
轮胎的速度从0变化到接近轮胎的指定最大速度的预定速度并保持一定时间。然后，速度以恒定的时间间隔增加恒定值，直到出现明显故障为止。
以下表格2以百分比值给出了由根据本发明的轮胎(A1，A2)获得的最大速度和持续时间与基准轮胎(R)的比值。
样本 最大速度 持续时间
％ ％
R 100 100
A1 103 106
A2 103 108
在最大速度和持续时间方面，包括以上述方式获得的零角度带束层的轮胎A1、A2在出现故障之前显示出了更高的强度。
根据本发明的轮胎(A1和A2)在保持在不出现故障的情况下达到的最大速度方面的性能等于或优于基准轮胎(R)的同时，重量减轻了几百克(A1比R减轻了700克，A2比R减轻了600克，考虑到这种类型的轮胎的重量为约15kg)，原因在于减少了存在的零角度带束层(对于根据本发明的轮胎，在胎冠的端部处的25mm的范围内存在层或具有双层的层，而对于基准轮胎R为双层)。

Claims (22)

1.一种用于车辆车轮的轮胎，所述轮胎包括带束结构，所述带束结构包括所述带束结构的径向外部圆周带束层，所述径向外部圆周带束层包括多根混合增强帘线，所述多根混合增强帘线相对于所述轮胎的赤道面(X-X)按照大体零角度布置，每一根所述混合增强帘线均由两根芳香族聚酰胺纤维纱线和聚酯和/或脂肪族聚酰胺纤维纱线形成，其中，每一根所述芳香族聚酰胺纤维纱线均具有根据2002年版的用于对芳纶纤维纱线的BISFA标准-测试方法测量的小于或等于约1500dTex的线密度和等于或大于约6000cN/tex的初始模量。
2.根据权利要求1所述的用于车辆车轮的轮胎，其中，每一根所述芳香族聚酰胺纤维纱线均具有小于或等于约1400dTex的线密度。
3.根据权利要求1或2所述的用于车辆车轮的轮胎，其中，每一根所述芳香族聚酰胺纤维纱线均具有等于或大于约600dTex的线密度。
4.根据前述权利要求中的任意一项所述的用于车辆车轮的轮胎，其中，每一根所述芳香族聚酰胺纤维纱线均具有等于或大于约6200cN/tex的初始模量。
5.根据前述权利要求的任意一项所述的用于车辆车轮的轮胎，其中，所述聚酯和/或脂肪族聚酰胺纤维纱线的线密度小于或等于根据2004年版的用于聚酰胺纱线的BISFA标准-测试方法或者2004年版的用于聚酯纱线的BISFA标准-测量方法测量的约1500dtex。
6.根据前述权利要求的任意一项所述的用于车辆车轮的轮胎，其中，所述聚酯或脂肪族聚酰胺纤维纱线的线密度等于或大于约800dTex。
7.根据前述权利要求的任意一项所述的用于车辆车轮的轮胎，其中，通过加捻处理将所述两根芳香族聚酰胺纤维纱线(芳纶纤维)和所述聚酯和/或脂肪族聚酰胺纤维纱线组装在一起。
8.根据前述权利要求的任意一项所述的用于车辆车轮的轮胎，其中，施加到每一根所述芳香族聚酰胺纤维纱线的捻度大于150捻/米。
9.根据前述权利要求的任意一项所述的用于车辆车轮的轮胎，其中，施加到每一根所述芳香族聚酰胺纤维纱线的捻度小于400捻/米。
10.根据前述权利要求的任意一项所述的用于车辆车轮的轮胎，其中，施加到每一根所述聚酯或脂肪族聚酰胺纤维纱线的捻度大于40捻/米。
11.根据前述权利要求中的任意一项所述的用于车辆车轮的轮胎，其中，施加到每一根所述聚酯或脂肪族聚酰胺纤维纱线的捻度小于300捻/米。
12.根据前述权利要求中的任意一项所述的用于车辆车轮的轮胎，其中，所述带束结构的所述径向外部圆周带束层基本位于布置在所述轮胎的胎冠的轴向端部附近的至少一个胎冠部分处。
13.根据权利要求1至11中的任意一项所述的用于车辆车轮的轮胎，其中，所述带束结构的所述径向外部圆周带束层基本位于相对于所述轮胎的所述赤道面居中布置的至少一个胎冠部分处，优选地，所述胎冠部分等于或大于所述轮胎的胎冠的轴向延伸部的至少50％。
14.根据权利要求13所述的用于车辆车轮的轮胎，其中，所述带束结构的所述径向外部圆周带束层从所述轮胎的胎冠轴向地延伸所述轴向延伸部的至少80％。
15.根据权利要求13或14所述的用于车辆车轮的轮胎，其中，额外的带束层在所述胎冠的每个轴向端部处轴向地延伸一等于或小于所述胎冠的轴向延伸部的25％的值，其中，所述额外的带束层径向地叠置在所述带束结构的所述径向外带束层上，并且布置在所述带束结构的每个轴向端部附近。
16.一种用于提高车辆的高速性能的方法，所述方法包括：
-获得轮胎，所述轮胎包括带束结构，所述带束结构包括所述带束结构的径向外部圆周带束层，所述径向外部圆周带束层包括多根混合增强帘线，所述多根混合增强帘线相对于所述轮胎的赤道面(X-X)按照大体零角度布置，每一根所述混合增强帘线均由两根芳香族聚酰胺纤维纱线和一根聚酯和/或脂肪族聚酰胺纤维纱线形成，其中，每一根所述芳香族聚酰胺纤维纱线均具有根据2002年版的用于对芳纶纤维纱线的BISFA标准-测试方法测量的小于或等于约1500dTex的线密度和等于或大于约6000cN/tex的初始模量；
-为车辆装配所述轮胎。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，通过加捻处理将所述两根芳香族聚酰胺纤维纱线(芳纶纤维)和所述聚酯和/或脂肪族聚酰胺纤维纱线组装在一起。
18.根据权利要求16或17所述的方法，其中，通过沿着多个螺旋卷绕连续细长元件来组装所述带束结构的所述径向外部圆周带束层，所述连续细长元件包括至少一根所述连续混合帘线。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，以使所述螺旋轴向地相邻的方式卷绕所述连续细长元件。
20.根据权利要求18所述的方法，其中，以使所述螺旋至少部分地轴向叠置的方式卷绕所述连续细长元件。
21.根据权利要求18至20中的任意一项所述的方法，其中，所述连续细长元件包括多根平行且并排的连续混合帘线。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述连续细长元件包括等于或大于橡胶覆盖的织物的约40根帘线/分米且优选地等于或小于120根帘线/分米的多根平行且并排的连续混合帘线。
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