CN106457912A - 包括周向增强元件层的轮胎 - Google Patents

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Abstract

轮胎，所述轮胎包括胎冠增强件，所述胎冠增强件由至少两个具有不等轴向宽度的工作层形成，橡胶混合物的层C至少设置在所述工作层的端部之间，聚合物混合物的第二层S与至少一个工作层接触并且与胎体增强件接触，并且胎冠增强件包括在径向上设置在两个工作层之间的至少一个周向增强元件的层。轴向最窄工作层的端部和另一个工作层C之间的距离满足 为所述周向层的增强元件的直径；在子午平面中，层C的厚度基本上恒定，所述第二层S由经填充的弹性体混合物制成，所述弹性体混合物具有≥65的宏观分散系数Z和用tan(δ)max表示的＜0.100的最大tan(δ)值，并且其在10％和60℃下在返回周期中测得的复合动态剪切模量G*＞1.35MPa。

Description

包括周向增强元件层的轮胎
技术领域
本发明涉及具有径向胎体增强件的轮胎，特别涉及旨在装备以持久速度行驶的携带重型负荷的车辆(例如货车、拖拉机、拖车或大客车)的轮胎。
背景技术
在重型负荷类型的轮胎中，胎体增强件通常锚固在胎圈区域中的两侧，并且在径向上被由至少两个层构成的胎冠增强件覆盖，所述至少两个层重叠并且由丝线或帘线形成，所述丝线或帘线在每个层中平行并且从一个层至下一个层交叉，与周向方向形成在10°和45°之间的角度。形成工作增强件的所述工作层可以进一步由至少一个被称为保护层的层所覆盖，所述层由增强元件形成，所述增强元件有利地为金属和可伸展的并且被称为弹性增强元件。其还可以包括具有低伸展性的金属丝线或帘线的层，所述金属丝线或帘线与周向方向形成在45°和90°之间的角度；该帘布层被称为三角帘布层，其在径向上位于胎体增强件和第一胎冠帘布层之间；所述第一胎冠帘布层被称为工作帘布层并且由平行的丝线或帘线形成，所述平行的丝线或帘线以绝对值不超过45°的角度铺设。三角帘布层与至少所述工作帘布层形成三角增强件，该增强件在其所经受的各种应力下具有低的变形，三角帘布层基本上用于吸收作用在轮胎胎冠区域中的所有增强元件上的横向压缩力。
当帘线在等于断裂力的10％的拉伸力下显示出至多等于0.2％的相对伸长时，所述帘线被称为是不可伸长的。
当帘线在等于断裂负荷的拉伸力的作用下显示出至少等于3％的相对伸长和小于150GPa的最大切线模量时，所述帘线被称为是弹性的。
周向增强元件是与周向方向形成在+2.5°至-2.5°(相对于0°)范围内的角度的增强元件。
轮胎的周向方向或纵向方向是对应于轮胎的外周并由轮胎行驶方向限定的方向。
轮胎的横向方向或轴向方向平行于轮胎的旋转轴线。
径向方向是与轮胎的旋转轴线相交并与其垂直的方向。
轮胎的旋转轴线是轮胎在正常使用时旋转所围绕的轴线。
径向平面或子午平面是包含轮胎的旋转轴线的平面。
周向子午平面或赤道平面是垂直于轮胎的旋转轴线并且将轮胎分为两半的平面。
橡胶配混物的“弹性模量”被理解为意指在10％变形和环境温度下的割线伸长模量。
至于橡胶组合物，模量的测量根据1988年9月的标准AFNOR-NFT-46002在拉力下进行：在第二次伸长中(即在一个适应循环之后)测量(根据1979年12月的标准AFNOR-NFT-40101的正常温度和相对湿度条件)在10％伸长下的标称割线模量(或表观应力，以MPa表示)。
由于全世界公路网络的改善和高速公路网络的增长，被称为“公路”轮胎的某些现有轮胎旨在以高速行驶在越来越长的旅途中。这种轮胎行驶的组合条件毫无疑问地使得行驶的距离增加，轮胎上的磨损减少；但另一方面，轮胎和特别是胎冠增强件的耐久性受到不利影响。
这是因为在胎冠增强件中存在应力，特别是胎冠层之间的剪切应力，加上轴向最短胎冠层的端部处的工作温度的不可忽略的升高，其效果是导致裂缝在橡胶中出现并且在所述端部扩展。
为了改进所研究类型的轮胎的胎冠增强件的耐久性，已经应用了与设置在帘布层端部(更特别是轴向最短帘布层的端部)之间和/或周围的橡胶配混物的层和/或成形元件的结构和质量相关的解决方案。
特别已知的做法是，在工作层的端部之间引入橡胶配混物的层从而在所述端部之间产生脱离，从而限制剪切应力。然而这种脱离的层必须具有极好的内聚力。这种橡胶配混物的层例如描述于专利申请WO 2004/076204中。
为了改进位于胎冠增强件边缘附近的橡胶配混物的抗降解能力，专利FR 1 389428推荐，结合低滞后性胎面，使用覆盖至少胎冠增强件的侧面和边缘并且由低滞后性橡胶配混物形成的橡胶成形元件。
为了避免胎冠增强件帘布层之间的分离，专利FR 2 222 232教导了将增强件的端部包覆在橡胶垫中，所述橡胶垫的肖氏A硬度与包围所述增强件的胎面的肖氏A硬度不同，并且高于位于胎冠增强件和胎体增强件帘布层的边缘之间的橡胶配混物的成形元件的肖氏A硬度。
通过这种方式制备的轮胎的确有效地允许改进特别是耐久性方面的性能。
此外，为了制备具有极宽胎面的轮胎或者在具有一定尺寸的轮胎上赋予更大的负荷承受能力，已知的做法是引入周向增强元件的层。例如专利申请WO 99/24269描述了存在这种周向增强元件的层。
周向增强元件的层通常由至少一根金属帘线形成，所述金属帘线缠绕从而形成相对于周向方向的铺设角度小于2.5°的线圈。
发明内容
本发明的目的是提供一种轮胎，所述轮胎的特性(特别是耐久性和磨损方面的特性)以及动态特性(特别是侧偏刚度方面的特性)得以维持而不论磨损程度如何，并且其制造得到简化，甚至制造成本也降低了。
根据本发明，该目的是通过使用具有径向胎体增强件的轮胎而实现的，所述轮胎包括胎冠增强件，所述胎冠增强件由增强元件的至少两个工作胎冠层形成，所述增强元件从一层至另一层交叉并且与周向方向形成在10°和45°之间的角度，所述至少两个工作胎冠层具有不等的轴向宽度，橡胶配混物的层C至少设置在所述至少两个工作胎冠层的端部之间，聚合物配混物的第二层S与至少一个工作胎冠层接触并且与胎体增强件接触，所述聚合物配混物的第二层在轴向上延伸至少直至胎面的轴向端部，所述胎面在径向上覆盖胎冠增强件并且通过两个胎侧连接至两个胎圈，胎冠增强件包括在径向上设置在两个工作胎冠层之间的至少一个周向增强元件的层，轴向最窄工作层的端部和通过橡胶配混物的层C与轴向最窄工作层隔开的工作层之间的距离d满足 为所述至少一个周向增强元件的层的增强元件的直径，在子午平面中，在层C的轴向内端和轴向最窄工作层的端部之间的轴向宽度上，橡胶配混物的层C的厚度基本上恒定，所述聚合物配混物的第二层S由经填充的弹性体配混物制成，所述经填充的弹性体配混物具有大于或等于65的宏观分散系数Z和用tan(δ)max表示的小于0.100的最大tan(δ)值，并且所述聚合物配混物的第二层S在10％和60℃下在返回周期中测得的复合动态剪切模量G*大于1.35MPa。
经填充的弹性体配混物的大于或等于65的宏观分散系数Z表示填料以大于或等于65的分散系数Z分散在组合物的弹性体基质中。
在本说明书中，填料在弹性体基质中的分散通过交联之后测得的系数Z进行表征，测量是根据S.Otto等人在Kautschuk Gummi Kunststoffe，58Jahrgang，NR 7-8/2005中描述的方法根据标准ISO 11345进行的。
系数Z基于未分散填料的表面积的百分比(“未分散表面积％”)使用如下等式进行计算，所述百分比通过具有Dynisco公司的操作程序和“disperDATA”操作软件的“disperGRADER+”设备来测得：
Z＝100-(未分散表面积％)/0.35
未分散表面积的百分比本身使用在30°入射光线下观察样品表面的摄影机测得。浅色点与填料和凝聚物相关，而深色点与橡胶基质相关；数字处理将图像转化成黑白图像，并且允许以S.Otto在上述文献中描述的方式确定未分散表面积的百分比。
系数Z越高，填料在橡胶基质中的分散越好(系数Z为100对应于完全分散而系数Z为0对应于普通分散)。大于或等于65的系数Z被认为对应于填料在弹性体基质中的令人满意的分散。
构成层S的弹性体配混物根据已知方法制备。
为了实现大于或等于65的宏观分散系数Z，可以有利地通过形成二烯弹性体和增强填料的母料从而制备构成层S的弹性体配混物。
在本发明的含义内，“母料”(该英文术语在其它语言中普遍使用)意指已经引入了填料的基于弹性体的复合材料。
存在各种获得二烯弹性体和增强填料的母料的方式。特别地，为了改进填料在弹性体基质中的分散，一种解决方案是以“液”相方式混合弹性体和填料。为此，求助于呈现分散在水中的弹性体颗粒的形式的乳液形式的弹性体，和填料的水分散体，即分散在水中的填料，其通常被称为“浆料”。
因此，根据本发明的一个替代形式，通过以液相混合由包含天然橡胶的二烯弹性体乳液和包含炭黑的填料的水分散体来获得母料。
还更优选地，根据如下方法步骤获得根据本发明的母料，所述方法步骤能够获得填料在弹性体基质中的非常好的分散：
-将二烯弹性体乳液的第一连续流供应至凝固反应器的混合区域，所述凝固反应器限定了在混合区域和出口之间延伸的细长的凝固区域，
-在压力下将包含填料的流体的第二连续流供应至凝固反应器的所述混合区域，从而通过在混合区域中足够剧烈地混合第一流和第二流与弹性体乳液而形成混合物，从而造成弹性体乳液与填料在出口之前凝固，所述配混物之后以连续流的方式流向出口区域并且所述填料能够使弹性体胶乳凝固，
-收集在反应器的出口处以连续流的形式预先获得的凝固物并且对其干燥从而收集母料。
所述以液相制备母料的方法描述于例如文献WO 97/36724。
根据本发明有利地，聚合物配混物的第二层S的弹性体–填料结合的特征在于在交联之前测得的“结合橡胶”含量大于35％。
被称为“结合橡胶”试验的试验能够确定未硫化组合物中的与增强填料密切关联的弹性体比例，该弹性体比例在常规有机溶剂中不可溶。已知在混合过程中由增强填料固定的该橡胶的不可溶比例给出了橡胶组合物中填料的增强活性的定量表征。所述方法描述于例如标准NF T 45-114(1989年6月)，所述标准用于确定结合至炭黑的弹性体的含量。
本领域技术人员公知该试验用于表征由增强填料提供的增强质量，该试验例如描述于如下文献：Plastics,Rubber and Composites Processing and Applications，第25卷，第7期，第327页(1996)；Rubber Chemistry and Technology，第69卷，第325页(1996)。
在该情况下，不能用甲苯提取的弹性体的含量以如下方式测得：将橡胶组合物的试验样本(通常300-350mg)放置15天从而在该溶剂(例如80-100cm3的甲苯)中溶胀之后，然后在100℃下进行真空干燥24小时的步骤，该步骤是在对因此处理的橡胶组合物的试验样本进行称重之前。优选地，上述溶胀步骤在环境温度(约20℃)下进行并且避开光线，并且例如在溶胀的第一个五天之后更换一次溶剂(甲苯)。在计算中考虑并且消除了橡胶组合物中最初存在的除了弹性体之外的不溶性质的组分的部分之后，“结合橡胶”含量(重量％)以已知方式通过橡胶组合物样品的最初重量和最终重量之间的差值来计算。
损耗因数tan(δ)为橡胶配混物的层的动态性质。其在粘度分析仪(MetravibVA4000)上根据标准ASTM D 5992-96进行测量。记录硫化组合物的样品(厚度为4mm，横截面为400mm2的圆柱状试样)在10Hz的频率和60℃的温度下经受简单交变剪切应力的正弦负载的响应。从0.1％至50％(向外周期)，接着从50％至1％(返回周期)进行应变振幅扫描。产生的结果为在返回周期中测得的复合动态剪切模量(G*)和损耗因数tan(δ)。对于返回周期，标明观察到的最大tan(δ)值，用tan(δ)max表示。
在本发明的含义内，在子午平面中从帘线至帘线(亦即在第一工作层的帘线和第二工作层的帘线之间)的距离d在基本上垂直于层C的表面的方向上测得。换言之，该距离d包括第一层C的厚度和在径向上位于径向内部工作层的帘线外部与在径向上位于径向外部工作层的帘线内部的表层橡胶配混物的各自厚度。
在本发明的含义内，橡胶配混物的层C的厚度在所述层C的两个表面之间通过一个表面上的点在另一个表面上的正交投影测得。
在本发明的含义内，橡胶配混物的层C的厚度基本上恒定表示所述厚度的变化不大于0.3mm。这些厚度变化仅源于在轮胎的制造和固化过程中的蠕变现象。层C为半成品形式，亦即通过即用型元件形成轮胎，因此有利地呈现恒定厚度。
各种厚度的测量在轮胎的横截面上进行，轮胎因此处于未充气状态。
橡胶配混物的层C使得有可能获得所述多个工作胎冠层的脱离联接，从而使剪切应力分散于更大的厚度。这些剪切应力特别由于接触斑块中的周向张力而出现。
在本发明的含义内，联接的层是这样的层：其中各个增强元件在径向上以至多1.5mm分离，所述橡胶厚度在所述增强元件相应的上下母线之间沿径向测得。
更常规的轮胎设计不具有周向增强元件的层，所述更常规的轮胎设计提供设置在工作胎冠层的端部之间的橡胶配混物的层，所述层特别在最窄工作层的端部区域处具有更大厚度，并且当在轮胎的子午横截面中观察时具有不均匀的厚度轮廓，从而允许所述厚度并且避免最窄工作层的端部环境的过度破坏。该橡胶配混物的层的存在使得能够特别限制在工作胎冠层的端部之间的剪切应力，所述工作胎冠层在其端部处不具有周向刚度。根据上文给出的d的定义测得的在轴向最窄工作层的端部和由橡胶配混物的层与轴向最窄工作层隔开的工作层之间的距离通常大于3.3mm。这对应于橡胶配混物的层的至少2.5mm的厚度，然而通常地，其每个端部处的厚度倾向于趋近小于0.5mm的值。
本发明人能够证实，通过使橡胶配混物的层C在层C的轴向内端和轴向最窄工作层的端部之间的轴向宽度上具有基本上恒定的厚度并且使距离d在和之间，在径向上在两个工作胎冠层之间存在至少一个周向增强元件的层使得能够维持特别是耐久性和令人满意的磨损方面的性能。实际上，存在周向增强元件的层足以有助于抵抗特别是接触斑块中的至少一些周向张力，使得胎冠工作层的端部之间的剪切应力可以减小。
此外，橡胶配混物的层C有利地在半成品状态下呈现具有恒定厚度的层的形式，这种形式制造简单并且还可以容易地储存。特别地，通常以上述方式使用并且在横截面中具有厚度变化的形状的层一方面更难以制备并且另一方面更难以储存。特别地，厚度变化造成储存问题，因为这些半成品通常缠绕在卷筒上储存。
由于根据本发明的半成品形式的橡胶配混物的层的制造和储存这样简化至一定程度，这可能造成更低的轮胎制造成本，尽管该轮胎相比于常规轮胎可能额外包括周向增强元件的层。
本发明人还能够证实，选择具有在10％和60℃下在返回周期中测得的大于1.35MPa的复合剪切模量G*的第二层S，赋予轮胎至少与常规轮胎同样好的动态性质和特别是侧偏刚度性质，所述常规轮胎包括第一层C，所述第一层C在轴向最窄工作层的端部处具有大于2.5mm的非恒定厚度。事实上，本发明人能够证实，赋予轮胎额外刚度的周向增强元件的层的存在减少了由于选择第一层C而造成的侧偏刚度的损失，在层C的轴向内端和轴向最窄工作层的端部之间的轴向宽度上所述第一层C的厚度基本上恒定，并且距离d在和之间，并且关于第二层S的上述特征特别有助于该侧偏刚度特性。
具体而言，完全出乎本领域技术人员的意料之外，聚合物配混物的第二层S(所述层S被设置成与胎体增强件和至少一个胎冠增强件的层接触)的特性显著影响侧偏刚度特性。考虑赋予轮胎的刚度，周向增强元件的层的存在显然能够充分地并且理论上最佳地影响侧偏刚度特性。进行的试验证实，第二层S的特性显著影响轮胎的侧偏刚度特性，并且即使当存在周向增强元件的层时也允许改进侧偏刚度特性。本发明人进一步证实，选择聚合物配混物的该第二层S不损害轮胎在直线行驶时经受的应力方面的性能。
根据本发明有利地，第二层S的在10％和60℃下在返回周期中测得的复合剪切模量G*小于2MPa，因此在损害轮胎的耐久性性质及其滚动阻力特性的情况下，轮胎的热特性不会过多改变。
本发明人进一步证实，由经填充的弹性体配混物(所述弹性体配混物具有大于或等于65的宏观分散系数Z和用tan(δ)max表示的小于0.100的最大tan(δ)值)制成的第二层S具有足够的内聚力以限制裂缝的扩展，这种裂缝的扩展始于物体刺穿轮胎胎面时。本发明人还证实，即使在物体刺穿轮胎胎面的上述情况下，也能实现组合动态特性(特别是侧偏刚度、滚动阻力和耐久性特性)的轮胎性能的折中。
根据本发明的一个优选的实施方案，第二层S的弹性体配混物包含以10和50phr之间的含量使用的至少一种炭黑作为增强填料，所述炭黑具有大于90m2/g，优选大于或等于120m2/g的BET比表面积。
还优选地，第二层S的弹性体配混物的增强填料包括上述炭黑和白填料的共混物作为增强填料，总的填料含量在10和60phr之间，并且炭黑与白填料的比例大于2.7。
选择上述填料还能够赋予第二层S令人满意的内聚力特性。
在本发明的含义内，内聚性橡胶配混物为特别耐裂的橡胶配混物。因此通过在“PS”(纯剪切)试样上进行的疲劳开裂试验来评估配混物的内聚力。所述试验包括在对试样进行刻痕之后确定裂缝扩展的速度“Vp”(nm/周期)随能量释放速度“E”(J/m2)的变化。测量所覆盖的实验范围为在空气或氮气的气氛中，-20℃至+150℃范围内的温度。试样的应力为以脉冲应力负载(“半正矢”切线信号)的形式施加的振幅在0.1mm和10mm之间的动态位移，剩余时间等于脉冲持续时间；信号的频率平均为约10Hz。
测量包括3个部分：
·在27％变形下以1000个周期对“PS”试样进行调节。
·能量表征从而确定“E”＝f(变形)定律。能量释放速度“E”等于W0*h0，其中W0＝每个周期和每单位体积供应至材料的能量，h0＝试样的初始高度。利用“力/位移”采集数据，因此给出“E”和应力负载的振幅之间的关系。
·在对“PS”试样进行刻痕之后测量裂缝。收集的数据用以确定裂缝扩展速度“Vp”随所施加的应力水平“E”的变化。
根据本发明的有利的变体形式，轮胎包括聚合物配混物的第三层G，所述第三层G在径向上位于胎体增强件和胎冠增强件的增强元件的径向最内层之间，并且轴向宽度至少等于胎冠增强件的增强元件的径向最内层的宽度的70％，所述聚合物配混物的第三层G由经填充的弹性体配混物制成，所述经填充的弹性体配混物具有大于或等于65的宏观分散系数Z和用tan(δ)max表示的小于0.100的最大tan(δ)值，并且第三层G在10％和60℃下在返回周期中测得的复合剪切模量G*大于1.35MPa。
根据本发明有利地，聚合物配混物的第三层G中的弹性体-填料结合的特征在于在交联之前测得的“结合橡胶”含量大于35％。
根据本发明的该替代形式的优选实施方案，所述第三层G的轴向宽度至多等于胎冠增强件的增强元件的径向最内层的宽度，并且优选至少等于胎冠增强件的增强元件的径向最内层的宽度的90％。
根据本发明的该替代形式还优选地，所述第三层G的在径向方向上测得的厚度大于φ并且优选小于3φ，φ为胎冠增强件的径向最内层的增强元件的直径。
本发明人还能够证实，由此限定的聚合物配混物的第三层G通过补充周向增强元件的层和聚合物配混物的第二层S而进一步有助于改进轮胎的侧偏刚度特性。
根据本发明有利地，第三层G的在10％和60℃下在返回周期中测得的复合剪切模量G*小于2MPa，因此在损害轮胎的耐久性特性及其滚动阻力特性的情况下，轮胎的热特性不会过多改变。
根据本发明的一个优选的实施方案，第三层G的弹性体配混物包含以10和50phr之间的含量使用的至少一种炭黑作为增强填料，所述炭黑具有大于90m2/g，优选大于120m2/g的BET比表面积。
还优选地，第三层G的弹性体配混物的增强填料包括上述炭黑和白填料的共混物作为增强填料，总的填料含量在10和60phr之间并且炭黑与白填料的比例大于2.7。
有利地，制成第三层G的聚合物配混物与制成第二层S的聚合物配混物相同。
根据本发明的一个有利的替代形式，橡胶配混物的层C在10％伸长下的拉伸弹性模量小于8MPa，并且层C的用tan(δ)max表示的最大tan(δ)值小于0.100。
损耗因数tan(δ)为橡胶配混物的层的动态特性。其在粘度分析仪(MetravibVA4000)上根据标准ASTM D 5992-96进行测量。记录硫化组合物的样品(厚度为4mm，横截面为400mm2的圆柱状试样)在10Hz的频率和60℃的温度下经受简单交变剪切应力的正弦负载的响应。从0.1％至50％(向外周期)，接着从50％至1％(返回周期)进行应变振幅扫描。对于返回周期，标明观察到的最大tan(δ)值，用tan(δ)max表示。
滚动阻力为当轮胎滚动时出现的阻力。滚动阻力通过与轮胎在旋转过程中的变形相关的滞后性损失表示。与轮胎旋转相关的频率值对应于在30和100℃之间测得的tan(δ)值。在100℃下的tan(δ)值因此对应于轮胎在运行时的滚动阻力的指标。
还能够通过使用在60℃的温度下施加的能量来测量试样的用百分比表示的回弹能量损失，从而估算滚动阻力。
根据本发明有利地，橡胶配混物的层C在60℃下的损失(用P60表示)小于20％。
根据本发明的该替代形式，滚动阻力方面的性能得以改进，并且能够有助于安装了所述轮胎的车辆的更低的燃料消耗。
使用弹性模量值小于或等于8MPa并且tan(δ)max值小于0.100的所述配混物能够改进轮胎在滚动阻力方面的特性，同时维持满意的耐久性特性。
根据本发明的该替代形式的一个优选的实施方案，橡胶配混物的层C为弹性体配混物，所述弹性体混合物基于天然橡胶或主要具有顺式-1,4链的合成聚异戊二烯和可能的至少一种其它二烯弹性体，在共混物的情况下，相对于所使用的一种或多种其它二烯弹性体和增强填料的含量，天然橡胶或合成聚异戊二烯作为主要含量存在，所述增强填料由如下成分组成：
a)BET比表面积大于60m2/g的炭黑，
i.当炭黑的吸油值(COAN)大于85时，以在20和40phr之间的含量使用，
ii.当炭黑的吸油值(COAN)小于85时，以在20和60phr之间的含量使用，
b)或BET比表面积小于60m2/g的炭黑，无论其吸油值如何，以在20和80phr之间，优选在30和50phr之间的含量使用，
c)或BET比表面积在30和260m2/g之间的在表面上包含SiOH和/或AlOH官能团的二氧化硅和/或氧化铝类型的白填料，所述白填料选自沉淀或热解二氧化硅、氧化铝、铝硅酸盐，或在合成过程中或合成之后改性的炭黑，以在20和80phr之间，优选在30和50phr之间的含量使用，
d)或(a)中描述的炭黑和/或(b)中描述的炭黑和/或(c)中描述的白填料的共混物，其中总的填料含量在20和80phr之间，优选在40和60phr之间。
BET比表面积的测量根据“The Journal of the American Chemical Society”(第60卷，第309页，1938年2月)中描述的BRUNAUER、EMMET和TELLER方法(对应于1987年11月的标准NFT 45007)进行。
压缩吸油值(COAN)根据标准ASTM D3493进行测量。
如果使用透明填料或白填料，需要使用偶联剂和/或覆盖剂，所述偶联剂和/或覆盖剂选自本领域技术人员已知的试剂。作为优选的偶联剂的示例，可以提及双(3-三烷氧基甲硅烷基丙基)多硫化物类型的烷氧基硅烷硫化物，其中特别是由Degussa以名称Si69(纯液体产品)和名称X50S(固体产品(以50重量/50重量与N330炭黑共混))销售的双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物。作为覆盖剂的示例，可以提及脂肪醇，烷基烷氧基硅烷，例如分别由Degussa以名称Si116和Si216销售的六癸基三甲氧基硅烷或六癸基三乙氧基硅烷，二苯胍，聚乙二醇或任选通过OH或烷氧基官能团改性的硅油。以填料的重量计，涂布剂和/或偶联剂以≥1/100和≤20/100的比例使用，如果透明填料形成所有增强填料则优选以在2/100至15/100范围内的比例使用，如果增强填料通过炭黑和透明填料的共混物形成则以在1/100至20/100范围内的比例使用。
具有上述二氧化硅和/或氧化铝类型的材料的形态和SiOH和/或AlOH表面官能团并且可以根据本发明用作这些材料的部分或全部替代品的增强填料的其它示例包括炭黑，所述炭黑在合成过程中通过在供应至炉的油中加入硅和/或铝的化合物或者在合成之后通过将酸加入炭黑在硅酸钠和/或铝酸钠溶液中的水悬浮液而改性，从而用SiOH和/或AlOH官能至少部分地覆盖炭黑的表面。作为这种类型的在表面上具有SiOH和/或AlOH官能团的炭基填料的非限制性示例，可以提及ACS橡胶专题会议(阿纳海姆，加利福尼亚，1997年5月6-9日)第24号会议中描述的CSDP型填料，以及专利申请EP-A-0 799 854中的填料。
当使用透明填料作为唯一的增强填料时，通过使用BET比表面积在30和260m2/g之间的沉淀或热解二氧化硅或沉淀氧化铝或硅酸铝获得滞后特性和内聚力特性。作为这种类型的填料的非限制性示例，可以提及来自Akzo的二氧化硅KS404，来自Degussa的UltrasilVN2或VN3和BV3370GR，来自Huber的Zeopol 8745，来自Rhodia的Zeosil 175MP或Zeosil1165MP，来自PPG的HI-SIL 2000等。
在可以与天然橡胶或主要具有顺式-1,4链的合成聚异戊二烯共混使用的二烯弹性体中，可以提及优选主要具有顺式-1,4链的聚丁二烯(BR)，苯乙烯-丁二烯共聚物(SBR)溶液或乳化液，丁二烯-异戊二烯共聚物(BIR)或苯乙烯-丁二烯-异戊二烯三元聚合物(SBIR)。这些弹性体可以是在聚合过程中或在聚合之后通过支化剂(例如二乙烯基苯)或星形支化剂(例如碳酸酯、卤化锡或卤化硅)或通过官能化剂改性的弹性体，所述官能化剂例如通过二甲基氨基苯甲酮或二乙基氨基苯甲酮的作用造成含氧羰基或羧基官能团或胺官能团接枝至链或链端部。在天然橡胶或主要包含顺式-1,4链的合成聚异戊二烯与一种或多种上述二烯弹性体的共混物的情况下，天然橡胶或合成聚异戊二烯优选以主要含量，更优选以大于70phr的含量使用。
根据本发明的该优选的实施方案，更低的弹性模量通常伴随着更低的粘性模量G”，该变化被证明对于轮胎滚动阻力的降低是有利的。
更常规的轮胎设计提供设置在工作胎冠层的端部之间并且在10％伸长下的拉伸弹性模量大于8.5MPa的橡胶配混物的层，特别能够限制工作胎冠层的端部之间的剪切应力，所述工作胎冠层在其端部处的周向刚度为零。通常甚至高于9MPa的所述模量值能够避免在所述工作胎冠层的端部处(更特别是最窄工作层的端部处)的橡胶配混物中的裂缝的产生和扩展。
本发明人能够证实，至少一个周向增强元件的层的存在使得能够利用层C的在10％伸长下的小于8MPa的拉伸弹性模量来维持特别是耐久性以及令人满意的磨损方面的性能。
本发明人还能够证实，当层C在10％伸长下具有小于8MPa的拉伸弹性模量时，层C的内聚力仍然令人满意。
本发明人特别证实，至少一个周向增强元件的层的存在有助于减少层C的内聚力的变化。特别地，由于更常规的轮胎设计特别包括设置在工作胎冠层的端部之间并且在10％伸长下的拉伸弹性模量大于8.5MPa的橡胶配混物的层，这造成设置在工作胎冠层的端部之间的所述橡胶配混物的层的内聚力变化，该变化具有更差的倾向。本发明人发现，限制工作胎冠层的端部之间的剪切应力并且还限制温度增加的至少一个周向增强元件的层的存在，使得层C的内聚力的变化较小。本发明人因此认为在根据本发明的轮胎设计中层C的内聚力(所述内聚力低于更常规的轮胎设计中存在的内聚力)是令人满意的。
最后，当层C在10％伸长下的拉伸弹性模量小于8MPa时(所述弹性模量值在轮胎的侧偏刚度特性方面是不利的)，周向增强元件的层和在10％和60℃下在返回周期中测得的复合剪切模量G*大于1.35MPa的第二层S或甚至第三层G的组合也能够维持令人满意的轮胎侧偏刚度特性。
根据本发明的一个实施方案，橡胶配混物的层可以通过堆叠多个层制得从而获得所需的厚度。
根据本发明的一个有利的实施方案，轴向最宽的工作胎冠层在径向上位于另一个工作胎冠层的内侧。
还优选地，包括在所述橡胶配混物的层C的轴向最内端和轴向最窄工作胎冠层的端部之间的橡胶配混物的层C的轴向宽度D满足：
10.φ2≤D≤25.φ2
其中φ2为轴向最窄工作胎冠层的增强元件的直径。所述关系式限定了橡胶配混物的层C和轴向最窄工作胎冠层之间的接合区域。这种低于等于轴向最窄工作层的增强元件的直径的三倍的值的接合，可证明不足以获得工作胎冠层的脱离联接从而特别地获得轴向最窄工作胎冠层的端部处的应力降低。当该接合的值大于轴向最窄工作层的增强元件的直径的二十倍时，该接合的值可能造成轮胎的胎冠增强件的侧偏刚度的过度降低。
根据本发明的一个替代形式，至少一个工作胎冠层的至少一个表层在10伸长％下的拉伸弹性模量小于8.5MPa，并且至少一个工作胎冠层的所述至少一个表层的用tan(δ)max表示的最大tan(δ)值小于0.100。
通常地，工作胎冠层的表层在10％伸长下的拉伸弹性模量值大于10MPa。需要这样的弹性模量值，这是为了能够特别是在车辆沿蜿蜒的路径行驶时、在停车场挪车时或甚至当越过迂回路线时限制工作胎冠层的增强元件处于压缩下的程度。特别地，在接触斑块的区域中施加至胎面的轴向方向上的剪切造成工作胎冠层的增强元件处于压缩下。
本发明人还能够证实，由于如上所述的工作胎冠层的增强元件所经受的压缩，周向增强元件的层允许降低弹性模量值而不损害轮胎的耐久性特性。
正如在橡胶配混物的层C的情况下，使用弹性模量小于或等于8.5MPa并且tan(δ)max值小于0.100的至少一个工作胎冠层的至少一个表层，能够改进轮胎在滚动阻力方面的特性同时维持令人满意的耐久性特性。
最后，当至少一个工作胎冠层的至少一个表层的弹性模量小于或等于8.5MPa时(所述弹性模量值在轮胎的侧偏刚度特性方面是不利的)，周向增强元件的层和在10％和60℃下在返回周期中测得的复合剪切模量G*大于1.35MPa的第二层S或甚至第三层G的组合也能够维持令人满意的轮胎侧偏刚度特性。
根据本发明的一个优选的实施方案，至少一个工作胎冠层的所述至少一个表层为弹性体配混物，所述弹性体配混物基于天然橡胶或主要具有顺式-1,4链的合成聚异戊二烯和可能的至少一种其它二烯弹性体，在共混物的情况下，相对于所使用的一种或多种其它二烯弹性体和增强填料的含量，天然橡胶或合成聚异戊二烯以主要含量存在，所述增强填料由如下成分组成：
a)BET比表面积大于60m2/g的炭黑，
i.当炭黑的吸油值(COAN)大于85时，以在20和40phr之间的含量使用，
ii.当炭黑的吸油值(COAN)小于85时，以在20和60phr之间的含量使用，
b)或BET比表面积小于60m2/g的炭黑，无论其吸油值如何，以在20和80phr之间，优选在30和50phr之间的含量使用，
c)或BET比表面积在30和260m2/g之间的在表面上包含SiOH和/或AlOH官能团的二氧化硅和/或氧化铝类型的白填料，所述白填料选自沉淀或热解二氧化硅、氧化铝、铝硅酸盐，或在合成过程中或合成之后改性的炭黑，以在20和80phr之间，优选在30和50phr之间的含量使用，
d)或(a)中描述的炭黑和/或(b)中描述的炭黑和/或(c)中描述的白填料的共混物，在所述共混物中总的填料含量在20和80phr之间，优选在40和60phr之间。
如果使用透明填料或白填料，需要使用偶联剂和/或覆盖剂，所述偶联剂和/或覆盖剂选自本领域技术人员已知的试剂。作为优选的偶联剂的示例，可以提及双(3-三烷氧基甲硅烷基丙基)多硫化物类型的烷氧基硅烷硫化物，其中特别是由Degussa以名称Si69(纯液体产品)和名称X50S(固体产品(以50重量/50重量与N330炭黑共混))销售的双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物。作为覆盖剂的示例，可以提及脂肪醇，烷基烷氧基硅烷，例如分别由Degussa以名称Si116和Si216销售的六癸基三甲氧基硅烷或六癸基三乙氧基硅烷，二苯胍，聚乙二醇，或任选通过OH或烷氧基官能团改性的硅油。以填料的重量计，涂布剂和/或偶联剂以≥1/100和≤20/100的比例使用，如果透明填料形成所有增强填料则优选以在2/100至15/100范围内的比例使用，如果增强填料通过炭黑和透明填料的共混物形成则以在1/100至20/100范围内的比例使用。
具有上述二氧化硅和/或氧化铝类型的材料的形态和SiOH和/或AlOH表面官能团并且可以根据本发明用作这些材料的部分或全部替代品的增强填料的其它示例包括炭黑，所述炭黑在合成过程中通过在供应至炉的油中加入硅和/或铝的化合物、或者在合成之后通过将酸加入炭黑在硅酸钠和/或铝酸钠溶液中的水悬浮液而改性，从而用SiOH和/或AlOH官能团至少部分地覆盖炭黑的表面。作为这种类型的在表面上具有SiOH和/或AlOH官能团的炭基填料的非限制性示例，可以提及ACS橡胶专题会议(阿纳海姆，加利福尼亚，1997年5月6-9日)第24号会议中描述的CSDP型填料，以及专利申请EP-A-0 799 854中的填料。
当使用透明填料作为唯一的增强填料时，通过使用BET比表面积在30和260m2/g之间的沉淀或热解二氧化硅，或使用沉淀氧化铝或甚至硅酸铝，获得滞后性质和内聚力特性。作为这种类型的填料的非限制性示例，可以提及来自Akzo的二氧化硅KS404，来自Degussa的Ultrasil VN2或VN3和BV3370GR，来自Huber的Zeopol 8745，来自Rhodia的Zeosil 175MP或Zeosil 1165MP，来自PPG的HI-SIL 2000等。
在可以与天然橡胶或主要具有顺式-1,4链的合成聚异戊二烯共混使用的二烯弹性体中，可以提及优选主要具有顺式-1,4链的聚丁二烯(BR)，苯乙烯-丁二烯共聚物(SBR)溶液或悬浮液，丁二烯-异戊二烯共聚物(BIR)，或苯乙烯-丁二烯-异戊二烯三元聚合物(SBIR)。这些弹性体可以是在聚合过程中或在聚合之后通过支化剂(例如二乙烯基苯)或星形支化剂(例如碳酸酯、卤化锡或卤化硅)或通过官能化剂改性的弹性体，所述官能化剂例如通过二甲基氨基苯甲酮或二乙基氨基苯甲酮的作用造成含氧羰基或羧基官能团或胺官能团接枝至链或链端部。在天然橡胶或主要包含顺式-1,4链的合成聚异戊二烯与一种或多种上述二烯弹性体的共混物的情况下，天然橡胶或合成聚异戊二烯优选以主要含量，更优选以大于70phr的含量使用。
根据本发明还有利地，第一层C在10％伸长下的拉伸弹性模量和至少一个工作胎冠层的至少一个表层在10％伸长下的拉伸弹性模量之间的差小于2MPa。
根据第一个实施方案，至少最窄工作胎冠层的表层的弹性模量大于橡胶配混物的层C的弹性模量，使得所述层的堆叠显示出有利于抵抗最窄工作胎冠层的端部处的裂缝出现的弹性模量梯度。
根据第二个实施方案，工作胎冠层的表层的弹性模量值和橡胶配混物的层C的弹性模量值相同，并且还有利地，橡胶配混物相同从而简化制造轮胎的工业条件。
根据本发明的一个有利的实施方案，至少一个工作胎冠层的所述增强元件为具有饱和层的帘线，至少一个内层用由聚合物组合物构成的层加上护套，所述聚合物组合物例如为优选基于至少一种二烯弹性体的不可交联、可交联或经交联的橡胶组合物。
被称为“层状”帘线或“多层”帘线的帘线为由中心芯部和围绕该中心芯部排列的线股或丝线的一个或多个实际上同心的层制成的帘线。
在本发明的含义内，层状帘线的饱和层为由丝线制成的帘线，其中不存在加入至少一根额外丝线的足够空间。
本发明人能够证实，存在如上所述的帘线作为工作胎冠层的增强元件能够有助于耐久性方面的更好性能。
特别地，如上文所解释的，工作层的表层的橡胶配混物使得能够降低轮胎的滚动阻力。这造成这些橡胶配混物在轮胎使用时的温度降低，这可能造成在某些轮胎使用条件下针对氧化现象对增强元件的保护变弱。特别地，橡胶配混物的能够阻隔氧气的特性随着温度而降低，并且对于大多恶劣行驶条件，氧气的存在可能造成帘线的机械特性的逐步变差，并且可能不利地影响这些帘线的寿命。
上述帘线内橡胶护套的存在弥补了增强元件的这种潜在的氧化风险，因为护套有助于阻隔氧气。
表述“基于至少一种二烯弹性体的组合物”以已知的方式意指组合物包含主要量(即超过50％的质量份数)的这种或这些二烯弹性体。
应当注意到，根据本发明的护套在其覆盖的层周围连续延伸(即，该护套在帘线的“径向正交”方向上是连续，所述“径向正交”垂直于帘线的半径)，从而形成横截面有利地实际为圆形的连续套筒。
还应当注意到，该护套的橡胶组合物可以为可交联或经交联的，即其根据定义包含交联体系，当组合物固化(即固化而非熔融)时所述交联体系适合允许组合物交联；因此，该橡胶组合物可以被称为不可熔融的，因为无论加热至多高的温度，其都不能熔融。
术语“二烯”弹性体或橡胶以已知的方式被理解为意指至少部分地(即均聚物或共聚物)基于二烯单体(具有两个共轭或非共轭碳-碳双键的单体)的弹性体。
优选地，用于橡胶护套的交联体系是被称为硫化体系的体系，即基于硫(或硫给体试剂)和主硫化促进剂的体系。可以将各种已知的次促进剂或硫化活性剂加入这种基础硫化体系。
除了所述交联体系之外，根据本发明的护套的橡胶组合物可以包括能够用在轮胎的橡胶组合物中的所有常规成分，例如，基于炭黑和/或无机增强填料(如二氧化硅)的增强填料，抗老化剂(例如抗氧化剂)，增量油，增塑剂或改进未加工状态的组合物的可加工性的试剂，亚甲基受体和给体，树脂，双马来酰亚胺，已知的“RFS”(间苯二酚-甲醛-二氧化硅)类型的粘合促进剂，或金属盐(特别是钴盐)。
优选地，选择该护套的组合物使其与帘线旨在增强的工作胎冠层的表层所使用的组合物相同。因此，在护套和橡胶基质的各个材料之间不存在潜在不相容性的问题。
根据本发明的替代形式，至少一个工作胎冠层的所述帘线为[L+M]层构造的帘线，所述[L+M]层构造包括具有L根直径为d1并且以捻距p1螺旋缠绕在一起的丝线的第一层C1，L的范围为1至4；所述第一层C1被具有M根直径为d2并且以捻距p2螺旋缠绕在一起的丝线的至少一个中间层C2包围，M为3至12；由基于至少一种二烯弹性体的不可交联、可交联或经交联的橡胶组合物制成的护套在所述构造中覆盖所述第一层C1。
优选地，第一层内层(C1)的丝线的直径在0.10和0.5mm之间，并且外层(C2)的丝线的直径在0.10和0.5mm之间。
还优选地，外层(C2)的所述丝线所缠绕的螺旋捻距在8和25mm之间。
在本发明的含义内，螺旋捻距表示平行于帘线轴线测得的长度，在所述长度之后具有该捻距的丝线围绕帘线轴线完成了一整圈；因此，如果轴线在垂直于所述轴线的两个平面上截开，所述两个平面隔开的长度等于构成帘线的层的丝线的捻距，则在这两个平面中的该丝线的轴线在对应于所讨论的丝线层的两个圆上占据相同的位置。
有利地，确定帘线具有如下特征之一，甚至更优选地具有如下所有特征：
-层C2为饱和层，意指在该层中不存在加入至少一根直径d2的第(N+1)根丝线的足够空间，N表示可以围绕层C1以单层缠绕的丝线的最大数量；
-橡胶护套还覆盖内层C1，和/或隔离外层C2的相邻的成对丝线；
-橡胶护套实际上覆盖层C2的每根丝线的径向内周的一半，从而隔开该层C2的相邻的成对丝线。
优选地，橡胶护套具有0.010mm至0.040mm范围的平均厚度。
通常地，根据本发明的所述帘线可以使用任何类型的金属丝线制得，所述金属丝线特别由钢制成，例如碳钢制成的丝线和/或不锈钢丝线。优选使用碳钢，但是当然可以使用其它钢或其它合金。
当使用碳钢时，其碳含量(钢的重量％)优选在0.1％和1.2％之间，更优选为0.4％至1.0％；这些含量代表轮胎所需的机械特性和丝线的可加工性之间的良好折中。应注意在0.5％和0.6％之间的碳含量最终使得这种钢更便宜，因为它们更容易拉制。取决于目标应用，本发明的另一个有利的实施方案还可以包括使用具有低碳含量(例如在0.2％和0.5％之间)的钢，这特别是因为较低的成本和更大的易拉制性。
根据本发明的所述帘线可以使用本领域技术人员已知的各种技术在例如两个步骤中获得，首先使用挤出头给芯部或层C1加上护套，该步骤之后是通过围绕该加上护套的层C1绞合或缠绕剩余的M根丝线(层C2)的最终操作的第二阶段。在任选的中间缠绕和解绕操作的过程中，由橡胶护套造成的未处理状态下的粘合问题可以以本领域技术人员已知的方式来解决，例如通过使用插入的塑料膜来解决。
具有至少一个工作胎冠层的所述帘线选自例如专利申请WO 2006/013077和WO2009/083212中描述的帘线。
根据本发明的一个有利的替代形式，周向增强元件的层的轴向宽度大于0.5xW。
W为当轮胎安装在其所使用的轮辋上并且被充气到其推荐压力时该轮胎的最大轴向宽度。
增强元件的层的轴向宽度在轮胎的横截面上进行测量，因此轮胎处于未充气状态。
根据本发明的一个优选的实施方案，轴向最宽工作胎冠层的轴向宽度和轴向最窄工作胎冠层的轴向宽度之差在10和30mm之间。
根据本发明还有利地，在径向上与周向增强元件的层邻近的工作胎冠层的轴向宽度大于所述周向增强元件的层的轴向宽度，并且优选地，在赤道平面的两侧和周向增强元件的层的直接轴向延伸部分中，与周向增强元件的层邻近的所述工作胎冠层在轴向宽度上联接一定的宽度，之后通过所述橡胶配混物的层C至少在所述两个工作层公共的剩余宽度上脱离联接。
在邻近周向增强元件的层的工作胎冠层之间存在这样的联接，其允许降低作用于最接近该联接的轴向最外周向元件的拉伸应力。
根据本发明的一个有利的实施方案，至少一个周向增强元件的层的增强元件为金属增强元件，所述金属增强元件在0.7％伸长下具有在10和120GPa之间的割线模量和小于150GPa的最大切线模量。
根据一个优选的实施方案，增强元件在0.7％伸长下的割线模量小于100GPa并且大于20GPa，优选在30和90GPa之间，还更优选小于80GPa。
同样优选地，增强元件的最大切线模量小于130GPa，更优选地小于120GPa。
上述的模量值在拉伸应力随着伸长而变化的曲线上测量的，所述伸长是通过在增强元件的金属的横截面上分布的20MPa的预负荷来确定的，拉伸应力对应于测得的张力除以增强元件的金属的横截面积。
相同的增强元件的模量值可以在拉伸应力随着伸长而变化的曲线上测量，所述伸长是通过分布在增强元件的总的横截面上的10MPa的预负荷来确定的，拉伸应力对应于测得的张力除以增强元件的总横截面积。增强元件的总横截面积是由金属和橡胶构成的复合元件的横截面积，橡胶特别在轮胎固化阶段的过程中渗入增强元件。
根据这种与增强元件的总横截面积相关的构想，至少一个周向增强元件的层的轴向外部和中部的增强元件是金属增强元件，所述金属增强元件在0.7％伸长下具有在5和60GPa之间的割线模量和小于75GPa的最大切线模量。
根据一个优选的实施方案，增强元件在0.7％伸长下的割线模量小于50GPa并且大于10GPa，优选在15和45GPa之间，还更优选小于40GPa。
同样优选地，增强元件的最大切线模量小于65GPa，更优选地小于60GPa。
根据一个优选的实施方案，至少一个周向增强元件的层的增强元件是金属增强元件，所述金属增强元件具有作为相对伸长的函数的拉伸应力曲线，所述拉伸应力曲线对于较小的伸长具有较缓的斜率，而对于较大的伸长具有基本上恒定并且较陡的斜率。附加帘布层的这种增强元件通常被称为“双模量”元件。
根据本发明的一个优选的实施方案，基本上恒定并且较陡的斜率在相对伸长达到0.1％和0.5％之间以上开始出现。
上述增强元件的各个特征在取自轮胎的增强元件上测得。
更特别适于制备根据本发明的至少一个周向增强元件的层的增强元件是例如公式21.23的组件，所述公式21.23的结构为3x(0.26+6x0.23)4.4/6.6SS；这种成股帘线由21根公式为3x(1+6)的基本丝线组成，其中3个股缠绕在一起，每一股由7根丝线组成，形成中央芯部的一根丝线的直径等于26/100mm，6根缠绕丝线的直径等于23/100mm。所述帘线具有等于45GPa的0.7％割线模量和等于98GPa的最大切线模量，这两个模量在拉伸应力随着伸长而变化的曲线上测得，所述伸长是通过分布在增强元件的金属的横截面上的20MPa的预负荷来确定的，拉伸应力对应于测得的张力除以增强元件的金属的横截面。在拉伸应力随着伸长而变化的曲线上(所述伸长是通过在增强元件的总的横截面上分布的10MPa的预负荷来确定的)，拉伸应力对应于测得的张力除以增强元件的总横截面积，公式为21.23的该帘线具有等于23GPa的0.7％割线模量和等于49GPa的最大切线模量。
同样地，增强元件的另一个示例是公式21.28的组件，所述公式的构造为3x(0.32+6x0.28)6.2/9.3SS。该帘线具有等于56GPa的0.7％割线模量和等于102GPa的最大切线模量，这两个模量在拉伸应力随着伸长而变化的曲线上测得(所述伸长是通过在增强元件的金属的横截面上分布的20MPa的预负来确定的)，拉伸应力对应于测得的张力除以增强元件的金属的横截面积。在拉伸应力随着伸长而变化的曲线上(所述伸长是通过在增强元件的总横截面上分布的10MPa的预负荷来确定的)，拉伸应力对应于测得的张力除以增强元件的总横截面积，公式为21.28的该帘线具有等于27GPa的0.7％割线模量和等于49GPa的最大切线模量。
在至少一个周向增强元件的层中使用这种增强元件特别能够维持层的令人满意的刚度，即使在常规制造方法中的成型和固化阶段之后也是如此。
根据本发明的第二个实施方案，周向增强元件可以由不可伸长的金属元件形成，所述金属元件以一定方式切割从而形成长度远小于最短层的周长但是优选大于所述周长的0.1倍的部分，部分之间的切口沿轴向彼此错开。再次优选地，附加层的每单位宽度的拉伸弹性模量小于最具伸展性的工作胎冠层在相同条件下测得的拉伸弹性模量。所述实施方案能够以简单的方式赋予周向增强元件的层一定的模量，所述模量可以简单调节(通过选择相同行的各部分之间的间隔)但是在所有情况下都低于由相同但连续的金属元件构成的层的模量，附加层的模量在取自轮胎的切割元件的硫化层上测得。
根据本发明的第三个实施方案，周向增强元件是波状金属元件，波幅与波长的比例a/λ至多等于0.09。优选地，附加层的每单位宽度的拉伸弹性模量小于最具伸展性的工作胎冠层在相同条件下测得的拉伸弹性模量。
金属元件优选为钢帘线。
根据本发明的一个优选的实施方案，工作胎冠层的增强元件为不可伸长的金属帘线。
为了降低作用在轴向最外周向元件上的拉伸应力，本发明还有利地使工作胎冠层的增强元件与周向方向形成的角度小于30°，优选小于25°。
本发明的一个优选的实施方案还使胎冠增强件通过至少一个附加层在径向上在外侧得到补充，所述附加层被称为增强元件的保护层，所述增强元件被称为弹性增强元件，所述弹性增强元件以相对于周向方向在10°和45°之间的角度定向，且方向与通过与其径向相邻的工作层的不可伸长的元件所形成的角度相同。
保护层可以具有比最窄工作层的轴向宽度更小的轴向宽度。所述保护层还可以具有比最窄工作层的轴向宽度更大的轴向宽度，使得所述保护层覆盖最窄工作层的边缘，并且当保护层位于最窄层的径向上方时，其在附加增强件的轴向延伸部分中在一定的轴向宽度上与最宽工作胎冠层联接，从而之后在轴向上的外侧通过厚度至少等于2mm的成形元件与所述最宽工作层脱离联接。在上述情况下，由弹性增强元件形成的保护层能够一方面任选地通过成形元件与所述最窄工作层的边缘脱离联接，所述成形元件的厚度基本上小于将两个工作层的边缘隔开的成形元件的厚度，另一方面所述保护层的轴向宽度小于或大于最宽胎冠层的轴向宽度。
根据本发明的上述任一个实施方案，胎冠增强件可以进一步通过由钢制不可伸长的金属增强元件制成的三角层而在胎体增强件和最接近所述胎体增强件的径向内部工作层之间在径向内侧得到补充，所述不可伸长的金属增强元件与周向方向形成大于60°的角度，且方向与通过径向最接近胎体增强件的层的增强元件形成的角度相同。
在本发明的替代形式中刚刚描述的根据本发明的轮胎的滚动阻力相对于常规轮胎得以改进，同时维持了耐久性和磨损和侧偏刚度特性方面相当的性能，这些特性同样是相当的。
此外，各种橡胶配混物的更低的弹性模量值意味着轮胎的胎冠可以变软，因此例如当石块卡在胎面花纹的底部时，限制了胎冠受到攻击的风险和胎冠增强件的层的增强元件腐蚀的风险。
附图说明
下文将通过参考图1和图2的本发明的示例性实施方案的描述使本发明的其它细节和有利特征变得显而易见，在图中：
-图1显示了根据本发明的一个实施方案的轮胎的子午线示意图，
-图2显示了根据本发明的第二个实施方案的轮胎的子午线示意图。
具体实施方式
为了便于理解，附图没有按比例显示。这些图仅显示了轮胎的图的一半，轮胎相对于轴线XX’对称地延续，所述轴线XX’代表轮胎的周向子午平面或赤道平面。
在图1中，尺寸为315/70R 22.5的轮胎1具有等于0.70的纵横比H/S，H是轮胎1在其安装轮辋上的高度，S是其最大轴向宽度。所述轮胎1包括固定在两个胎圈(图中未示出)中的径向胎体增强件2。胎体增强件由单层金属帘线形成。所述胎体增强件2被胎冠增强件4环箍，所述胎冠增强件4在径向上从内向外构成如下：
-由未包封的不可伸长的9.28金属帘线形成的第一工作层41，所述金属帘线在帘布层的整个宽度上连续并且以24°的角度定向，
-周向增强元件的层42，所述周向增强元件的层42由“双模量”类型的21x23钢金属帘线形成，
-由未包封的不可伸长的9.28金属帘线形成的第二工作层43，所述金属帘线在帘布层的整个宽度上连续，并且以24°的角度定向，并且与层41的金属帘线交叉，
-由弹性的6.35金属帘线形成的保护层44。
胎冠增强件本身由胎面5所覆盖。
轮胎的最大轴向宽度等于317mm。
第一工作层41的轴向宽度L41等于252mm。
第二工作层43的轴向宽度L43等于232mm。宽度L41和L43之间的差值等于15mm。
至于周向增强元件的层42的轴向宽度L42，其等于194mm。
被称为保护帘布层的最终胎冠帘布层44具有等于124mm的宽度L44。
根据本发明，橡胶配混物的层C使工作胎冠层41和43的端部脱离联接。
在两个工作胎冠层41和43之间的层C的接合区域通过其厚度限定，更精确地说，是通过在层43的端部和层41之间的径向距离d限定，并且通过在所述层C的轴向内端和径向外部工作胎冠层43的端部之间的层C的轴向宽度D限定。径向距离d等于2mm，这对应于层C的等于1.2mm的厚度。根据本发明，在子午视图中在层C的轴向内端和轴向最窄工作层的端部之间的轴向宽度上，层C的厚度基本上相同。
层42的周向增强元件的直径等于1.35mm。距离d因此等于这些元件的直径的1.48倍。
轴向距离D等于20mm，即约为工作帘布层42的增强元件的直径φ2的19倍，直径φ2等于1.07mm。
根据本发明，橡胶配混物的第二层S设置在胎体增强件2和第一工作层41之间。
在图2中，轮胎1与图1所示的轮胎的不同之处在于，沿径向在胎体增强件2和第一工作层41之间，第三层G沿轴向延伸第二层S。
根据本发明制造轮胎实现了在形成轮胎之前通过半成品简化了橡胶配混物的层C的制造、调节和储存。轮胎本身的制备也得以简化，由于其横截面的均匀形状，所述层C的定位和精确定位更为简单。
尽管在轮胎的结构中存在周向增强元件的附加层，似乎对于一些尺寸的轮胎，由于橡胶配混物的层C的制造、库存管理和使用得到了简化，因此能够降低制造成本。
此外，使用如图1所示的根据本发明制备的各种轮胎进行试验并且与参照轮胎对比。
特别地，通过改变层C的形状和尺寸来进行试验。
还通过改变层C的配混物的特征(特别是在10％伸长下的拉伸弹性模量值和tan(δ)max值)和层S的配混物的特征(特别是在10％和60℃下在返回周期下测得的复合动态剪切模量G*)来进行试验。
根据本发明，还使用轮胎通过改变工作层41和43的表层配混物的特征(特别是在10％伸长下的拉伸弹性模量值和tan(δ)max值)来进行其它试验。
各种配混物列于下表。
组分的值用phr(弹性体的重量份/百份)表示。
对各个参照轮胎进行试验。
第一参照轮胎T1具有由配混物R2制成的第一层C、由配混物R1制成的工作层的表层和由配混物R3制成的第二层S，所述第一层C不是根据本发明的第一层C并且具有等于3.5mm的距离d和圆形的横截面轮廓。
第二参照轮胎T2具有由配混物R2制成的第一层C、由配混物R1制成的工作层的表层和由配混物R3制成的第二层S，所述第一层C具有根据本发明的形状和尺寸。
第三参照轮胎T3具有由配混物R2制成的第一层C、由配混物1至5制成的工作层的表层和由配混物R3制成的第二层S，所述第一层C具有根据本发明的形状和尺寸。
第四参照轮胎T4具有由配混物1至5制成的第一层C、由配混物1至5制成的工作层的表层和由配混物R3制成的第二层S，所述第一层C具有根据本发明的形状和尺寸。该系列的一些轮胎T4对于第一层C和工作层的表层使用相同配混物制得，其它轮胎使用不同配混物制得。
对根据本发明的各种轮胎进行试验。
根据本发明的第一系列的轮胎S1由如下构成制得：由配混物R2制成的第一层C、由配混物R1制成的工作层的表层和由配混物6制成的第二层S，所述第一层C具有根据本发明的形状和尺寸。
根据本发明的第二系列的轮胎S2由如下构成制得：由配混物1至5制成的第一层C、由配混物R1制成的工作层的表层和由配混物6制成的第二层S，所述第一层C具有根据本发明的形状和尺寸。
根据本发明的第三系列的轮胎S3由如下构成制得：由配混物1至5制成的第一层C、由配混物1至5制成的工作层的表层和由配混物6制成的第二层S，所述第一层C具有根据本发明的形状和尺寸。该系列S3的一些轮胎对于第一层C和工作层的表层使用相同配混物制得，其它轮胎使用不同配混物制得。
在试验机上进行第一耐久性试验，所述试验机使得每个轮胎在等于为所述轮胎指定的最大速度等级(速度指数)的速度下在4000kg的初始负荷下以直线行驶，所述初始负荷逐渐增加从而减少试验的持续时间。
发现试验的所有轮胎显示出基本上相当的结果。
在试验机上进行其它耐久性试验，所述试验机在轮胎上周期性地施加横向负荷和动态超负荷。在与施加至参照轮胎的条件相同的条件下对根据本发明的轮胎进行试验。
每种类型的轮胎覆盖的距离彼此不同，由于在工作层的端部处的橡胶配混物的降解而出现故障。结果列于下表，该表以参照轮胎T1设定的基数100为基准。
轮胎T1 轮胎T2 轮胎T3 轮胎T4 轮胎S1 轮胎S2 轮胎S3
100 80 70 60 105 100 95
在由专门攻击轮胎胎面的石块制成的未铺路面道路上进行其它行驶试验。
这些最终的试验证实，在覆盖相同的距离之后，根据本发明的轮胎(更特别是系列S2的轮胎)显示出的损坏情况的数目和程度都小于参照轮胎。
此外，进行滚动阻力测量。这些测量应用于上述所有轮胎。
测量结果列于下表；其用kg/t表示，为轮胎T1指定100的值。
轮胎T1 轮胎T2 轮胎T3 轮胎T4 轮胎S1 轮胎S2 轮胎S3
100 98 97 95 98 97 95

Claims (16)

1.具有径向胎体增强件的轮胎，所述轮胎包括胎冠增强件，所述胎冠增强件由增强元件的至少两个工作胎冠层形成，所述增强元件从一层至另一层交叉并且与周向方向形成在10°和45°之间的角度，所述至少两个工作胎冠层具有不等的轴向宽度，橡胶配混物的层C至少设置在所述至少两个工作胎冠层的端部之间，聚合物配混物的第二层S与至少一个工作胎冠层接触并且与胎体增强件接触，所述聚合物配混物的第二层沿轴向延伸至少直至胎面的轴向端部，所述胎面在径向上被胎面覆盖并且通过两个胎侧连接至两个胎圈，胎冠增强件包括在径向上设置在两个工作胎冠层之间的至少一个周向增强元件的层，其特征在于，轴向最窄工作层的端部和由橡胶配混物的层C与轴向最窄工作层隔开的工作层之间的距离d满足 为所述至少一个周向增强元件的层的增强元件的直径；在子午平面中，在层C的轴向内端和轴向最窄工作层的端部之间的轴向宽度上，橡胶配混物的层C的厚度基本上恒定；所述聚合物配混物的第二层S由经填充的弹性体配混物制成，所述弹性体配混物具有大于或等于65的宏观分散系数Z和用tan(δ)max表示的小于0.100的最大tan(δ)值；并且所述聚合物配混物的第二层S在10％和60℃下在返回周期中测得的复合动态剪切模量G*大于1.35MPa。
2.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，第二层S在10％和60℃下在返回周期中测得的复合剪切模量G*小于2MPa。
3.根据前述权利要求任一项所述的轮胎，其特征在于，第二层S的弹性体配混物包含以10和50phr之间的含量使用的至少一种炭黑作为增强填料，并且炭黑具有大于90m2/g，优选大于或等于120m2/g的BET比表面积。
4.根据前述权利要求任一项所述的轮胎，其特征在于，第二层S的弹性体配混物包含BET比表面积大于90m2/g，优选大于或等于120m2/g的炭黑与白填料的共混物，增强填料以10和60phr之间的含量使用，并且炭黑与白填料的比例大于2.7。
5.根据前述权利要求任一项所述的轮胎，所述轮胎包括聚合物配混物的第三层G，所述第三层G在轴向上与聚合物配混物的第二层S接触并且在径向上位于胎体增强件和胎冠增强件的增强元件的径向最内层之间，其特征在于，所述聚合物配混物的第三层G由经填充的弹性体配混物制成，所述弹性体配混物具有大于或等于65的宏观分散系数Z和用tan(δ)max表示的小于0.100的最大tan(δ)值，并且所述聚合物配混物的第三层G在10％和60℃下在返回周期中测得的复合动态剪切模量G*大于1.35MPa。
6.根据权利要求5所述的轮胎，其特征在于，第三层G在10％和60℃下在返回周期中测得的复合剪切模量G*小于2MPa。
7.根据权利要求5或6之一所述的轮胎，其特征在于，第三层G的弹性体配混物包含以10和50phr之间的含量使用的至少一种炭黑作为增强填料，并且炭黑具有大于90m2/g，优选大于或等于120m2/g的BET比表面积。
8.根据权利要求5和6之一所述的轮胎，其特征在于，第四层G的弹性体配混物包含BET比表面积大于90m2/g，优选大于或等于120m2/g的炭黑与白填料的共混物，增强填料以10和60phr之间的含量使用，并且炭黑与白填料的比例大于2.7。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的轮胎，其特征在于，第一层C在10％伸长下的拉伸弹性模量小于8MPa，并且第一层C的用tan(δ)max表示的最大tan(δ)值小于0.100。
10.根据权利要求9所述的轮胎，其特征在于，橡胶配混物的层C为弹性体配混物，所述弹性体配混物基于天然橡胶或主要具有顺式-1,4链的合成聚异戊二烯和可能的至少一种其它二烯弹性体，在共混的情况下，相对于所使用的一种或多种其它二烯弹性体和增强填料的比例而言，天然橡胶或合成聚异戊二烯作为主要比例存在，所述增强填料由如下成分组成：
a)BET比表面积大于60m2/g的炭黑，
i.当炭黑的吸油值(COAN)大于85时，以在20和40phr之间的含量使用，
ii.当炭黑的吸油值(COAN)小于85时，以在20和60phr之间的含量使用，
b)或BET比表面积小于60m2/g的炭黑，无论其吸油值如何，以在20和80phr之间，优选在30和50phr之间的含量使用，
c)或BET比表面积在30和260m2/g之间的包含SiOH和/或AlOH表面官能团的二氧化硅和/或氧化铝类型的白填料，所述白填料选自沉淀的或热解的二氧化硅、氧化铝、铝硅酸盐，或在合成过程中或合成之后改性的炭黑，在20和80phr之间，优选在30和50phr之间的含量使用，
d)或(a)中描述的炭黑和/或(b)中描述的炭黑和/或(c)中描述的白填料的共混物，其中总的填料含量在20和80phr之间，优选在40和60phr之间。
11.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎，所述至少两个工作胎冠层各自由插入橡胶配混物的两个表层之间的增强元件形成，其特征在于，至少一个工作胎冠层的至少一个表层在10％伸长下的拉伸弹性模量小于8.5MPa，并且至少一个工作胎冠层的所述至少一个表层的用tan(δ)max表示的最大tan(δ)值小于0.100。
12.根据权利要求11所述的轮胎，其特征在于，至少一个工作胎冠层的所述至少一个表层为弹性体配混物，所述弹性体配混物基于天然橡胶或主要具有顺式-1,4链的合成聚异戊二烯和可能的至少一种其它二烯弹性体，在共混物的情况下，相对于所使用的一种或多种其它二烯弹性体和增强填料的含量而言，天然橡胶或合成聚异戊二烯作为主要含量存在，所述增强填料由如下成分组成：
a)BET比表面积大于60m2/g的炭黑，
i.当炭黑的吸油值(COAN)大于85时，以在20和40phr之间的含量使用，
ii.当炭黑的吸油值(COAN)小于85时，以在20和60phr之间的含量使用，
b)或BET比表面积小于60m2/g的炭黑，无论其吸油值如何，以在20和80phr之间，优选在30和50phr之间的含量使用，
c)或BET比表面积在30和260m2/g之间的在表面上包含SiOH和/或AlOH官能团的二氧化硅和/或氧化铝类型的白填料，所述白填料选自沉淀的或热解的二氧化硅、氧化铝、铝硅酸盐，或在合成过程中或合成之后改性的炭黑，以在20和80phr之间，优选在30和50phr之间的含量使用，
d)或(a)中描述的炭黑和/或(b)中描述的炭黑和/或(c)中描述的白填料的共混物，在所述共混物中总的填料含量在20和80phr之间，优选在40和60phr之间。
13.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎，其特征在于，至少一个工作胎冠层的所述增强元件为具有饱和层的帘线，至少一个内层用由聚合物组合物制成的层加上护套，所述聚合物组合物例如为优选基于至少一种二烯弹性体的不可交联、可交联或经交联的橡胶组合物。
14.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎，其特征在于，在径向上邻近周向增强元件的层的工作胎冠层的轴向宽度大于所述周向增强元件的层的轴向宽度。
15.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎，其特征在于，所述至少一个周向增强元件的层的增强元件为金属增强元件，所述金属增强元件在0.7％伸长下具有在10和120GPa之间的割线模量和小于150GPa的最大切线模量。
16.根据前述权利要求任一项所述的轮胎，其特征在于，工作胎冠层的增强元件不可伸长。
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