CN110662798B - 用于自行车车轮的轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于自行车车轮的轮胎，其包括含有能具有高的抗外来物体穿透性，同时确保最佳处理性能的抗穿刺系统的胎冠。特别地，本发明涉及用于自行车车轮的轮胎，其包括：胎体结构；和‑相对于胎体结构在径向外部位置布置的胎冠；其中借助可交联弹性体组合物的硫化制造所述胎冠，所述可交联弹性体组合物包括增强体系，所述增强体系由纳米尺寸的改性硅酸盐纤维和微米尺寸的原纤化聚合物纤维构成。

Description

用于自行车车轮的轮胎
发明领域
本发明涉及具有改进的抗穿刺性和滚动阻力性能的用于自行车车轮的轮胎。
特别地，本发明涉及用于自行车车轮的轮胎，其包括胎冠，该胎冠含有能具有高的抗外来物体穿透性，同时确保最佳处理性能的抗穿刺系统。
本发明的轮胎可在竞赛自行车车轮，越野自行车车轮(MTB)中，和在城市自行车车轮中使用。
现有技术描述
用于自行车车轮的轮胎典型地包括围绕一对胎圈芯翻折(back-folded)的胎体结构，和相对于胎体结构在径向外部位置布置的胎冠。
胎体结构拟抵抗充气压力并支持自行车和骑车人的重量。它包括一层或多层胎体帘布层，所述胎体帘布层各自包括多个合适取向的增强帘线。在多层胎体帘布层的情况下，这些相对于彼此是倾斜的以形成交叉结构。
胎圈芯的任务是确保轮胎锚定到车轮轮缘上。
在相对于胎体结构的径向内部位置，可提供加压空气在其内引入的胎腔。在竞赛领域中，但后来也用于MTB，称为“无内胎”的轮胎类型愈加广泛，即其不具有胎腔。在这种轮胎中，加压空气直接作用在胎体结构上。使后者和车轮轮缘成型，其方式使得它们的相互锚定确保空气密封。
胎冠拟确保轮胎在沥青上的粘附。
拟用于胎冠的胶料组合物所使用的弹性体材料通常特征在于，存在基于炭黑和/或二氧化硅的增强填料的混合物，其可用于改进其机械特征，尤其刚性。所述弹性体材料可包括其他常用的添加剂，所述添加剂基于材料打算的具体应用而选择。例如，可添加下述到所述材料中：抗氧化剂，防老化剂，增塑剂，粘合剂，抗臭氧剂，改性树脂，纤维(例如，
Figure BDA0002257065990000021
浆粕(pulp))或其混合物。
EP0329589描述了用于车辆车轮的轮胎，其中至少一种组件由弹性体胶料制成，所述弹性体胶料包括含
Figure BDA0002257065990000022
芳族聚酰胺纤维浆粕的增强填料。
在用于自行车车轮的轮胎期望的特征当中，使用者愈加要求抗穿刺性。
为了确保就能量浪费而言的高性能(考虑例如公路比赛)，合适的是寻求低的滚动阻力。可例如通过降低轮胎厚度，限制使用增强层和材料，和使用含有能确保低滞后值，即减少在动态条件下耗散的热量的材料的胶料，来获得所述低滚动阻力。
两种性能-高的抗穿刺性和低的滚动阻力-要求彼此似乎不可组合的相反解决方案。
现有技术中面对尤其在用于自行车车轮的轮胎中的抗穿刺性问题，并提出了对此的不同解决方案。
在US8474499中，例如提出了在胎冠和胎体帘布层之间插入的抗穿刺的金属层压体。
在US9016341中，使用“缓冲料(breaker)”，即抗穿刺的纺织品增强材料，在这一情况下它同样在胎冠和胎体帘布层之间插入。在本领域已知的其他不同的文献中提出了这种解决方案，且是轮胎制造者最常用的。
US8833416描述了使用在穿孔之后能抗空气损失的改性内胎。
EP1384601描述了在胎冠和胎体帘布层之间插入额外的保护层，所述额外的保护层由能改进抗穿刺性，同时因引入的组分的高弹性导致改进滚动阻力的非常弹性的胶料组成。
在所有情况下，需要在轮胎组件之间引入半成品，所述半成品特意致力于保护轮胎避免穿刺的任务。然而，这种插入牵涉轮胎总重量的增加，和因此在骑踏过程中骑车人要求的努力的增加。重量增加也可牵涉变差的处理和降低的骑行精度，当在下坡路上且快速地行进时，这是由于轮胎遭受的较大的回转和惯性作用导致的。
发明概述
申请人解决了获得用于自行车车轮的轮胎的问题，其特征在于改进的抗穿刺性和低的滚动阻力。
为了克服现有技术的缺点，申请人解决了采用弹性体胶料制造胎冠的目标，所述弹性体胶料包括能同时赋予高的抗穿刺保护和低滚动阻力，维持或甚至改进处理特征的材料。
申请人已发现，在拟用于生产胎冠的胶料中使用原纤化聚合物纤维，将赋予所述胶料增加的抗穿刺性，相对于正常生产胎冠所使用的材料。
尽管如此，但申请人还发现相对于正常生产的胶料的那些，含原纤化聚合物纤维的所述胶料显示出整体变差的动态机械性能，尤其是因为在23℃下滞后值高，这是高滚动阻力的预示，和因为在0℃下滞后值下降，这是在湿表面上变差的粘附性的预示。
申请人还发现，与正常生产的胎冠所使用的材料的那些相比，在拟用于生产胎冠的胶料中使用改性硅酸盐纤维部分替代二氧化硅赋予所述胶料在0℃，23℃和40℃下低得多的滞后值，这是改进的滚动阻力的预测，但同时尤其在湿表面上变差的处理性。
尽管如此，但申请人还遇到含改性硅酸盐纤维的所述胶料显示出低的抗穿刺性，它毫无疑问低于在含原纤维聚合物纤维的胶料中观察到的抗穿刺性，和如果不低于它的话，则与正常生产的胶料相当。
即使前述结果不鼓励进一步实验，但申请人令人惊奇地发现，在拟用于生产胎冠的胶料中使用由改性硅酸盐纤维和原纤化聚合物纤维构成的增强体系赋予所述胶料抗穿刺值非常类似于通过使用仅仅原纤化聚合物纤维获得的那些，和滞后值非常类似于使用仅仅改性硅酸盐纤维获得的那些(这是低滚动阻力的预测)。
尽管如此，但申请人还发现，相对于正常生产的胶料和含有仅仅改性硅酸盐纤维的胶料，使用前述增强体系牵涉在0℃下所述胶料滞后值明显下降，这表明在湿表面上变差的性能。
即使这一数据表明总体处理变差，尤其在湿表面上，但申请人令人惊奇地发现，相对于正常生产的轮胎，在干燥道路表面上的试验中，用于自行车车轮的轮胎(所述轮胎包括用胶料制造的胎冠，该胶料包含由改性硅酸盐纤维和原纤化聚合物纤维构成的增强体系)显示出改进的处理性能，和在湿表面上相当或甚至改进的性能。
因此，在本发明的第一方面中，本发明涉及用于自行车车轮的轮胎，其包括：
-胎体结构；和
-相对于胎体结构在径向外部的位置布置的胎冠；
其中借助可交联弹性体组合物的硫化制造所述胎冠，所述可交联弹性体组合物包括增强体系，所述增强体系包含纳米尺寸的改性硅酸盐纤维和微米尺寸的原纤化聚合物纤维。
任选地，所述用于自行车车轮的轮胎也可含有与胎体结构相关的增强层。
可用于本发明的可交联弹性体组合物包括纳米尺寸的改性硅酸盐纤维。
采用措辞“纳米尺寸的改性硅酸盐纤维”，拟指纳米尺寸的硅酸盐纤维，在其无机组分中经历过它们的表面部分改性。通过正例如在WO2016174629中或者在2016年10月26日提交的意大利专利申请No.102016000108318中所描述的部分去除镁的方法，或者借助正例如在WO2016174628中描述的在纤维表面上沉积无定形二氧化硅的方法，可获得这种改性的实例。
有利地，在本发明中所使用的硅酸盐纤维是选自镁和/或铝和/或钙的硅酸盐纤维及其混合物的纤维。合适硅酸盐纤维的实例是可能地有机改性的海泡石纤维，坡缕石(也称为绿坡缕石)纤维，多水高岭石纤维，硅灰石纤维及其混合物。尤其优选可能地有机改性的多水高岭石和海泡石纤维及其混合物。
采用涉及纤维的措辞“纳米尺寸”是指拟具有低于500nm的直径或最大横截面尺寸的纤维。
优选地，所述纤维的直径或最大横截面尺寸包括1至100nm(纳米)，更优选5至50nm，仍然更优选15至20nm。
优选地，所述纤维的长度低于10μm(微米)，更优选包括0.1至10μm，仍然更优选0.1至5μm。
优选地，所述纳米尺寸的改性硅酸盐纤维基本上保持最初的针状形貌。
在本发明的说明书中，采用术语“针状形貌”拟指尺寸(长度)远大于直径或最大横截面尺寸的细长元件。
特别地，所述纤维拟具有至少2:1，优选至少3:1，更优选至少5:1的较大尺寸(长度)和直径或最大横截面尺寸之比(长径比)。
优选地，纤维的长径比不高于1000:1，更优选不高于100:1。
优选地，借助微观观察，优选在至少100根纤维上进行的微观观察，评价所述比值。
优选地，至少70％，80％，90％纤维具有前述长径比。
采用措辞“基本上保持其针状形貌”拟表示在前述改性工艺最后，至少50％，60％，70％，80％或90％改性纤维维持前面定义的其长径比。
在该方法的第一实施方案中，具有针状形貌的硅酸盐纤维优选是可能地有机改性的含镁的硅酸盐纤维，例如海泡石纤维，坡缕石(也称为绿坡缕石)纤维，或其混合物。
一般地，硅酸盐纤维，尤其天然海泡石纤维最初包括12.5％至15.5％镁，相对于纤维自身的重量。尤其优选最初含15％镁的海泡石纤维。
根据本发明可使用的具有针状形貌的硅酸盐纤维的实例是Tolsa Group(http:// www.tolsa.com/)销售的海泡石Pangel S9或Pansil 100或有机改性的海泡石Pangel B5，Pangel B20，Pangel B40。
有利地，采用单独或结合包括一个或多个下述特征的方法，获得可用于本发明的改性纤维。
改性纤维的制备工艺首先提供纳米尺寸的具有针状形貌的硅酸盐纤维在合适液体介质中的悬浮液。
优选地，所述合适的液体介质选自水，醇，醚，酮及其混合物，更优选选自水，C1-C6一元醇或多元醇，及其混合物，和仍然更优选是水。
备选地，液体介质可以是C1-C6醇，更优选异丙醇，或水与至少一种C1-C6醇，更优选水和异丙醇的混合物。
优选地，相对于纤维以包括2至100ml/g，优选2至50ml/g，更优选4至15ml/g的体积/重量比使用所述液体介质。
优选地，在搅拌下进行纤维在液体介质中的悬浮。
可采用各种方式，例如通过使用机械叶片搅拌器，机械混合器，例如混合油漆或灰浆所使用的类型，磁搅拌器或借助超声处理，进行所述悬浮。
该方法然后提供至少一种酸化合物优选逐渐添加到悬浮液中，正例如在WO2016174629中或者在2016年10月26日提交的意大利专利申请No.102016000108318中所描述的，或者备选地，使悬浮液与可能地溶解或悬浮在第二液体介质中的无定形二氧化硅的前体化合物接触放置，正例如WO2016174628中所描述的。
在该方法的第一实施方案中，采用术语“逐渐添加”拟表示在接续等分添加酸情况下进行添加，使得引起和然后维持介质的pH为2至4。在采用这一逐渐加入模式情况下，在任何时刻在反应介质内游离酸的含量总是远低于化学计量水平。
优选地，在搅拌下，进行酸化合物的逐渐添加。
优选地，借助通过pH计控制的自动馈料器，逐渐添加酸。
优选地，所添加的总酸量低于1.4，优选低于1.0，0.8或0.6摩尔/摩尔在硅酸盐内最初存在的镁。
优选地，所添加的总酸量包括0.75至0.4摩尔/摩尔在硅酸盐内最初存在的镁。
优选地，逐渐添加酸化合物，其用量使得在反应介质中，浓度不高于0.01N，更优选不高于0.005N。
优选地，逐渐添加至少一种酸化合物，其方式使得在反应介质中氢离子的浓度包括0.01至0.0005N，更优选0.002N至0.0008N。
在本发明的方法中，进行酸化合物的逐渐添加，其方式使得维持介质pH为2至4，优选2.5至3.5，更优选2.8至3.2，仍然更优选在约3的pH。
优选地，作为酸化合物，使用优选选自盐酸，硝酸，磷酸，硫酸中的一种或多种强无机酸，或选自乙酸，甲酸，丙酸，柠檬酸，酒石酸和苯甲酸中的有机酸，及其混合物。优选使用盐酸。
可能地，至少一种硅烷化试剂可加入到纤维的悬浮液中。在这种情况下，介质优选是C1-C6一元醇或多元醇，更优选异丙醇，或者其与水的混合物，更优选水-异丙醇混合物。
优选地，硅烷化试剂选自具有一个或两个或三个可水解基团的单官能或双官能硅烷例如双-(三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物(TESPD)，双[3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基]四硫化物(TESPT)，3-硫代-辛酰基-1-丙基三乙氧基硅烷(NXT)，Me2Si(OEt)2，Me2PhSiCl，Ph2SiCl2，更优选它选自TESPD和TESPT。
优选地，硅烷化试剂的添加量包括相对于纤维总量，3％至100wt％。
优选地，允许纤维的酸化悬浮液(它可能地包括硅烷化试剂)在搅拌下反应。
优选地，含至少一种酸化合物和可能地至少一种硅烷化试剂的纤维悬浮液允许在至少20℃，更优选40℃，50℃，60℃的温度下反应。
优选地，含至少一种酸化合物和可能地至少一种硅烷化试剂的纤维悬浮液允许在不高于100℃，90℃，80℃的温度下反应。
优选地，含至少一种酸化合物和可能地至少一种硅烷化试剂的纤维悬浮液允许在介于-10℃至介质沸点温度之间，更优选20至100℃，更优选20℃至70℃的温度下反应。
优选地，可能地含硅烷化试剂的纤维的酸化悬浮液允许在低于100巴的压力下，更优选在大气压下反应。
优选地，可能地含硅烷化试剂的纤维的酸化悬浮液允许反应至少5分钟，优选至少10或20分钟的时间，该反应时间取决于不同变量，例如镁的所需提取量，温度，稀释，搅拌等。
优选地，反应延长不超过50小时，优选不超过20小时，更优选不超过10小时。
优选地，所述纳米尺寸的改性硅酸盐纤维基本上保持最初的晶体结构。
采用措辞“基本上保持晶体结构”和类似措辞拟表示在前述改性工艺最后，改性纤维保持大多数晶体结构，这根据相对于在IR光谱的1040-1300cm-1范围内的最强信号带(无定形二氧化硅)，在850-1040cm-1范围内的IR光谱的最强信号带(结晶硅酸盐)显示。
特别地，在本发明上下文中，纤维的晶体结构被视为基本上保留，如果在处理之后，在850-1040cm-1范围内在IR光谱曲线下的面积对在1040-1300cm-1范围内曲线下的面积之比高于0.8，优选高于1，更优选高于1.25的话。
优选地，根据以上描述的方法改性的纳米尺寸的具有针状形貌的硅酸盐纤维包括3.8％至12％，优选9.5％至12％镁，相对于纤维本身的重量。
可根据已知的分析方法(作为一般参考参见文本“TREATISE ON SOLID STATECHEMISTRY”，Ed.Norman Bruce Hannay；1a Ed.(1921)，第1卷：“The Chemical Structureof Solids”，第2.3章)，例如原子发射光谱法(AES)或原子吸收光谱法，等离子体质谱法(电感耦合等离子体质谱法或ICP-MS)，同位素稀释，或常规的重力类型的分析方法，进行改性硅酸盐纤维中镁的绝对含量的测定。
在本发明方法的第二个实施方案中，所使用的硅酸盐纤维优选选自由镁和/或铝和/或钙的硅酸盐纤维及其混合物组成的组。合适的硅酸盐纤维的实例是可能地有机改性的海泡石纤维，坡缕石(也称为绿坡缕石)纤维，多水高岭石纤维，硅灰石纤维，及其混合物。尤其优选可能地有机改性的多水高岭石和海泡石纤维，及其混合物。
在本发明方法的第二个实施方案中，“无定形二氧化硅前体化合物”拟指借助原位水解，通过加热和/或在酸或碱存在下，能生成无定形二氧化硅的化合物或化合物的混合物。
优选地，所述无定形二氧化硅前体化合物选自：
I.在酸存在下将生成无定形二氧化硅的具有下式的硅酸的碱式盐：
M2O.n SiO2 (I)
其中M＝Na，K，Li，和其中n包括0.5至4，优选n＝0.5或1或3，和M＝Na或K，
II.在水，和优选酸或碱存在下将生成无定形二氧化硅的具有下式的由硅酸衍生的四烷基物(或四烷氧基硅烷)：
(RO)4Si (II)
其中基团R彼此相同或不同，代表C1-C6烷基，
III.在水和可能地碱存在下将生成无定形二氧化硅的具有下式的卤代硅烷：
SiX4或(RO)3SiX或(RO)2SiX2或(RO)SiX3 (III)
其中基团R彼此相同或不同，代表C1-C6烷基，和X彼此相同或不同，选自氯，溴和碘，优选氯。
更优选所述无定形二氧化硅前体化合物选自硅酸的碱式盐(I)和硅酸的烷基衍生物(II)。
优选无定形二氧化硅前体化合物的用量例如生成相对于纤维重量，重量比包括1:1至1:20，更优选1:2至1:10的无定形二氧化硅。
一般地，无定形二氧化硅前体化合物的水解要求存在水。
优选第一和/或第二液体介质和/或可能的酸或碱包括水。
优选地，第二液体介质包括水。
一般地，水的当量用量至少等于在无定形二氧化硅前体化合物内存在的可水解基团的当量。
优选地反应介质-由第一液体介质和可能地，若存在的话，第二液体介质，水，酸或碱的混合得到-在水解之前包括相对于无定形二氧化硅前体化合物的重量，重量比包括1:10至5:1的水。
优选地，在本发明方法的第一变通方案中，无定形二氧化硅前体化合物是硅酸的四烷基衍生物(II)，其优选选自原硅酸四甲酯，原硅酸四乙酯，硅酸四正丙酯，硅酸四正丁酯。
在这种情况下，有利地使前体在酸或碱，优选碱的存在下反应。
优选地，碱性化合物选自氨，氢氧化铵，羟胺，烷基，芳基或芳烷基伯、仲或叔胺，氢氧化钠，氢氧化钾，更优选它是氨或氢氧化铵。
碱性化合物的用量优选相对于无定形二氧化硅前体化合物的重量，包括1至40wt％，更优选3至20wt％。
第一液体介质优选选自水，醇，醚和酮及其混合物，它优选选自水，C1-C6醇及其混合物，更优选它是乙醇或水或其混合物。
优选地，在本发明更高的第二变通方案中，无定形二氧化硅前体化合物是硅酸的碱式盐(I)，其优选选自原硅酸钠，偏硅酸钠和原硅酸钾，它能在酸存在下借助水解，释放无定形二氧化硅。
优选地，使用SiO2/Na2O重量比为2至4，更优选3至3.7的硅酸钠。
优选的酸例如是强无机酸，例如盐酸，硫酸，磷酸和硝酸。所使用的酸化合物的用量至少使得中和起始硅酸盐的所有碱性功能。
优选地，相对于无定形二氧化硅前体化合物的重量，使用重量比包括1:1至1:20的酸。
可能地，无定形二氧化硅前体化合物可溶解或悬浮在第二液体介质中，以便然后与纤维的悬浮液接触。优选地，将无定形二氧化硅前体化合物溶解在第二液体介质中。
第二液体介质可以相同或不同于第一液体介质。
用于悬浮或优选溶解无定形二氧化硅前体化合物的第二液体介质选自水，醇，醚，酮及其混合物，它优选是水或C1-C6醇或其混合物，更优选它是乙醇或异丙醇或水或其混合物。
优选地，第二液体介质包括水。
优选地，在第二液体介质中的水的存在量相对于无定形二氧化硅前体以重量计的用量，包括按重量计1:1至30:1。
可能地，若尚未存在于第一和/或第二液体介质内的话，则可合适地添加水到反应介质中，其中将纤维的悬浮液与无定形二氧化硅前体化合物接触放置。
优选地，在至少20℃的温度下，更优选在包括40℃至80℃的温度下进行前体化合物的水解反应和随后纤维的改性。
优选地，前体化合物的水解反应和随后纤维的改性进行至少10分钟的时间，优选包括10分钟至10小时的时间。
优选地，在搅拌下，优选借助机械搅拌，进行前体化合物的水解反应和随后纤维的改性。
该方法最终提供借助以上描述的改性纤维的过滤来分离，优选接着用合适的液体介质，优选与反应中使用的相同的液体介质，优选水洗涤，接着空气干燥或在真空下干燥，可能地加热，直到溶剂被去除。
优选地，进行水洗一直到获得基本上中性的固体，即当在水中以1wt％悬浮时，相对于中性，没有引起pH变化超过2个单位的固体，即它导致pH包括5至9的悬浮液。
可用于本发明的可交联弹性体组合物包括微米尺寸的原纤化聚合物纤维。
优选地，微米尺寸的原纤化聚合物纤维是熔融温度为至少170℃，优选至少190℃的聚合物的纤维。
可用于本发明的原纤化聚合物纤维例如以芳族聚酰胺纤维(例如，
Figure BDA0002257065990000111
的
Figure BDA0002257065990000112
Pulp或Teijin Aramid的
Figure BDA0002257065990000113
浆粕)，聚酯纤维(例如，EngineeredFibers Technology的
Figure BDA0002257065990000114
Pulp)，丙烯酸类纤维(例如，Engineered FibersTechnology的
Figure BDA0002257065990000115
Fibrillated Fiber和Sterling Fibers的
Figure BDA0002257065990000116
Pulp)，微原纤化纤维素纤维(例如，WEIDMANN FIBER TECHNOLOGY的WMFC Q_ECO)，和植物纤维(例如，ECCOGleittechnik的
Figure BDA0002257065990000117
)为代表。
采用措辞“原纤化聚合物纤维”拟指纤维本身具有不规则和支化形式，其具有磨损的纤维的较薄长丝从中分出的主干，这赋予纤维较大的表面积，以及相对于非原纤化纤维，改进的锚定和粘结特征。“原纤化聚合物纤维”通过机械，热和化学工艺由非原纤化纤维获得。
采用涉及纤维的措辞“微米尺寸”拟指纤维的直径或最大横截面尺寸低于100μm(微米)。
芳族聚酰胺纤维是由芳族聚酰胺获得的合成纤维，即借助芳族二胺和芳族二羧酸在溶液中缩合获得的特定类别的尼龙。芳族聚酰胺纤维及其制备方法是文献中广泛已知的，和例如描述于专利US3006899，US3063966，US3094511，US3287323，US3322728，US3349062，US3354127，US3380969，US3671542和US3951914中。
Figure BDA0002257065990000121
是由单体1,4-苯二胺(对-苯二胺)和对苯二甲酰氯为起始，借助在溶液中缩合获得的特定的芳族聚酰胺纤维。
Figure BDA0002257065990000122
浆粕是根据专门的
Figure BDA0002257065990000123
技术借助
Figure BDA0002257065990000124
纤维的原纤化获得的材料。
Figure BDA0002257065990000125
浆粕典型地具有总长度为0.5-1mm，表面积为7-11m2/g和主要纤维直径为10至18微米(μm)的纤维。
聚酯纤维是由聚酯获得的合成纤维，所述聚酯即借助含至少一个羧基(-COOH)和至少一个羟基(-OH)的单体缩合获得的聚合物。
Figure BDA0002257065990000126
是由Kuraray和Celanese生产的在熔融状态下具有结晶液体特征的完全芳族基聚酯，它借助缩合4-羟基苯甲酸与6-羟基-2-羧基萘酸而获得。
“
Figure BDA0002257065990000127
Pulp”是例如由Engineered Fibers Technology借助
Figure BDA0002257065990000128
纤维的原纤化获得的材料。
Figure BDA0002257065990000129
浆粕典型地具有总长度为1至6mm和原纤维的直径为数微米的纤维。
丙烯酸类纤维是由聚丙烯酸酯类获得的合成纤维，所述聚丙烯酸酯类即借助丙烯酸类单体和尤其丙烯腈的聚合，典型地自由基聚合获得的聚合物。
由Engineered Fibers Technology借助特定等级聚丙烯酸酯的原纤化获得“
Figure BDA00022570659900001210
浆粕”，它具有直径为约20μm和长度最多7mm，原纤维直径为约1μm和表面积最多50m2/g的主纤维。
微原纤化纤维素纤维是例如由WEIDMANN FIBER TECHNOLOGY，借助纤维素原纤化获得的天然纤维，一般地其长度为0.05-1mm和原纤维的直径典型地低于1μm。
ECCO Gleittechnik的天然原纤化纤维
Figure BDA00022570659900001211
借助植物纤维的机械处理而获得并且具有7-8mm的最大长度和约1m2/g的表面积。
由长度包括约0.05至约8mm，优选约0.1至约2mm，直径包括5至30μm和长径比高于30的主干构成优选在本发明中使用的原纤化聚合物纤维，其中直径低于主干直径的多根原纤维从所述主干中分出。原纤化聚合物纤维的表面积包括约0.5至约60m2/g，它大于相当但非原纤化的聚合物纤维约10至约200倍。
可用于本发明的可交联弹性体组合物包括100phr至少一种二烯烃弹性体聚合物。
优选地，可在本发明中使用的二烯烃弹性体聚合物可选自可用硫交联的在弹性体材料中常用的那些，其尤其适合于生产轮胎，即选自玻璃化转变温度(Tg)通常低于20℃，优选包括在0℃至-110℃之间间隔内的具有不饱和链的弹性体聚合物或共聚物。这些聚合物或共聚物可以是天然来源，或者它们可以借助在溶液中聚合，在乳液中聚合，或者在气相中聚合可能地与用量不高于60wt％的选自单乙烯基芳烃和/或极性共聚单体中的至少一种共聚单体混合的一种或多种共轭二烯烃而获得。
共轭二烯烃通常含有4至12，优选4至8个碳原子，且可例如选自1,3-丁二烯，异戊二烯，2,3-二甲基-1,3-丁二烯，1,3-戊二烯，1,3-己二烯，3-丁基-1,3-辛二烯，2-苯基-1,3-丁二烯，及其混合物。尤其优选1,3-丁二烯和异戊二烯。
可能地可用作共聚单体的单乙烯基芳烃通常含有8至20，优选8至12个碳原子，且可例如选自苯乙烯；1-乙烯基萘；2-乙烯基萘；各种苯乙烯的烷基，环烷基，芳基，烷芳基或芳烷基衍生物，例如α-甲基苯乙烯，3-甲基苯乙烯，4-丙基苯乙烯，4-环己基苯乙烯，4-十二烷基苯乙烯，2-乙基-4-苄基苯乙烯，4-对甲苯基苯乙烯，4-(4-苯基丁基)苯乙烯及其混合物。尤其优选苯乙烯。
可能地可使用的极性共聚单体可例如选自乙烯基吡啶，乙烯基喹啉，丙烯酸和烷基丙烯酸酯，腈类，或其混合物，例如丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸乙酯，丙烯腈及其混合物。
优选地，可在本发明中使用的二烯烃弹性体聚合物可例如选自顺式-1,4-聚异戊二烯(天然或合成，优选天然橡胶)，3,4-聚异戊二烯，聚丁二烯(尤其具有高1,4-顺式含量的聚丁二烯)，可能地卤化的异戊二烯/异丁烯共聚物，1,3-丁二烯/丙烯腈共聚物，苯乙烯/1,3-丁二烯共聚物，苯乙烯/异戊二烯/1,3-丁二烯共聚物，苯乙烯/1,3-丁二烯/丙烯腈共聚物，及其混合物。
根据优选的实施方案，所述可交联弹性体组合物包括至少10wt％天然橡胶，优选20wt％至100wt％，相对于所述至少一种二烯烃弹性体聚合物的总重量。
前述可交联弹性体组合物可能地可包括一种或多种单烯烃与烯烃共聚单体或其衍生物的至少一种弹性体聚合物(a′)。单烯烃可选自乙烯和通常含有3至12个碳原子的α-烯烃，例如丙烯，1-丁烯，1-戊烯，1-己烯，1-辛烯及其混合物。优选下述：乙烯和α-烯烃，可能地与二烯烃的共聚物；异丁烯的均聚物或其与小量二烯烃的共聚物，它可能地至少部分卤化。可能存在的二烯烃通常含有4至20个碳原子，且优选选自1,3-丁二烯，异戊二烯，1,4-己二烯，1,4-环己二烯，5-乙叉基-2-降冰片烯，5-亚甲基-2-降冰片烯，乙烯基降冰片烯，及其混合物。在这些当中，尤其优选下述：乙烯/丙烯共聚物(EPR)或乙烯/丙烯/二烯烃共聚物(EPDM)；聚异丁烯；丁基橡胶；卤代丁基橡胶，尤其氯丁橡胶或溴丁橡胶；或其混合物。
可使用二烯烃弹性体聚合物，或者可借助与合适封端剂或偶联剂反应而官能化的弹性体聚合物。特别地，可通过使由引发剂衍生的残留有机金属基团与合适的封端剂或偶联剂，例如亚胺，碳二亚胺，烷基卤化锡，取代的二苯甲酮类，烷氧基硅烷或芳氧基硅烷反应，官能化在有机金属引发剂(尤其有机锂引发剂)存在下借助阴离子聚合获得的二烯烃弹性体聚合物。
根据本发明，将纳米尺寸的具有针状形貌的改性硅酸盐纤维和微米尺寸的原纤化聚合物纤维(例如，
Figure BDA0002257065990000141
浆粕)与其他组分一起掺入到二烯烃弹性体聚合物内，以便得到可交联弹性体组合物，其中采用所述可交联弹性体组合物获得用于自行车车轮轮胎的胎冠。
优选地，所述改性纤维在弹性体组合物内的存在量为1phr至60phr，优选3phr至40phr，更优选5phr至30phr。
优选地，所述聚合物纤维在弹性体组合物内的存在量为0.1phr至20phr，优选0.5phr至10phr，更优选1phr至5phr。
优选地，根据本发明的可交联弹性体组合物包括标准增强填料。
优选地，标准增强填料选自炭黑，沉淀无定形二氧化硅，天然来源的无定形二氧化硅，未改性硅酸盐纤维及其混合物。
优选地，标准增强填料在可交联弹性体组合物内的存在量通常包括1phr至120phr，优选20phr至90phr。
优选地，改性硅酸盐纤维和标准填料在本发明的可交联弹性体组合物内的存在总量为至少20phr，更优选至少30phr。
优选地，改性硅酸盐纤维和标准填料在本发明的可交联弹性体组合物内的存在总量包括20phr至120phr，更优选30phr至90phr。
优选地，标准增强填料是表面积不低于20m2/g(根据ISO18852:2005通过STSA-统计厚度表面积测定)的炭黑。
优选地，所述炭黑增强填料在可交联弹性体组合物内的存在量包括1phr至120phr，优选20phr至90phr。
有利地，标准增强填料是二氧化硅，其选自热解法二氧化硅或优选沉淀二氧化硅，其BET表面积(根据标准ISO 5794/1测量)包括50m2/g至500m2/g，优选70m2/g至200m2/g。
根据本发明的可交联弹性体组合物包括至少一种硫化剂。
最有利地使用的硫化剂是硫，或备选地，含硫的分子(硫供体)，其具有本领域技术人员已知的促进剂，活化剂和/或延迟剂。
硫或其衍生物可有利地选自例如：(i)可溶硫(晶体硫)；(ii)不溶硫(聚合硫)；(iii)在油中分散的硫(例如，Eas tman以商品名Crys tex OT33已知的33％硫)；(iv)硫供体，例如己内酰胺二硫化物(CLD)，双[(三烷氧基甲硅烷基)丙基]多硫化物，二硫代磷酸盐；及其混合物。
硫化剂在本发明的可交联弹性体组合物内的存在量为0.1至15phr，优选0.5至10phr，仍然更优选1至7phr。
可能地，本发明的可交联弹性体组合物也可包括至少一种硅烷偶联剂，它能与作为增强填料可能存在的二氧化硅和/或硅酸盐相互作用，并在硫化过程中将它们键合到二烯烃弹性体聚合物上。
优选地，可交联弹性体组合物包括至少一种偶联剂。
优选地，可在本发明中使用的硅烷偶联剂选自具有至少一个可水解硅烷基团的那些，它可以例如用下述通式(I)确定：
(R)3Si-CnH2n-X (I)
其中基团R可以相同或不同，选自烷基，烷氧基或芳氧基或选自卤素原子，条件是至少一个基团R是烷氧基或芳氧基或卤素；n是1至6的整数(包括6)；X是选自下述中的基团：亚硝基，巯基，氨基，环氧基，乙烯基，酰亚胺，氯，-(S)mCnH2n-Si-(R)3和-S-COR，其中m和n是1至6的整数(包括6)，和基团R如上所述定义。
在硅烷偶联剂当中，尤其优选的那些是双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物和双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物。所述偶联剂可原样使用或者作为与惰性填料(例如炭黑)的合适混合物使用，其方式例如促进其掺入到可交联弹性体组合物内。
优选地，所述硅烷偶联剂在可交联弹性体组合物内的存在量包括0.1phr至20phr，优选0.5phr至10phr。
优选地，硫化剂与本领域技术人员已知的促进剂和活化剂结合使用。
常用的促进剂可选自二硫代氨基甲酸盐，胍，硫脲，噻唑，次磺酰胺，秋兰姆，胺，黄原酸盐及其混合物。
优选地，硫化促进剂在本发明的可交联弹性体组合物内的存在量为0.1至8phr，优选0.3至6phr。
尤其有效的活化剂是锌化合物，和尤其ZnO，ZnCO3，含有8至18个碳原子的饱和或不饱和脂肪酸的锌盐，例如硬脂酸锌，它优选在可交联弹性体组合物内通过ZnO和脂肪酸原位形成，以及Bi2O3，PbO，Pb3O4，PbO2，或其混合物。
优选地，硫化活化剂在本发明的可交联弹性体组合物内的存在量为0.2至15phr，优选0.5至10phr。
最后，以上描述的可交联的弹性体材料可包括其他常用的添加剂，其基于组合物打算的具体应用来选择。例如，可将下述加入到所述材料中：抗氧化剂，防老化剂，增塑剂，粘合剂，抗臭氧剂，改性树脂，或其混合物。
特别地，为了进一步改进可操作性，可将至少一种增塑剂加入到所述可交联弹性体组合物中，所述增塑剂通常选自矿物油，植物油，合成油，具有低分子量的聚合物及其混合物，例如芳族油，环烷油，邻苯二甲酸酯，大豆油及其混合物。增塑剂的用量通常包括0phr至70phr，优选5phr至30phr。
根据本发明已知的技术，可通过一起混合聚合物组分与增强填料以及与可能存在的其他添加剂，制备以上提及的可交联弹性体组合物。例如，可使用“开炼机”类型的开放式炼胶机，或者具有切向转子的密炼机类型
Figure BDA0002257065990000171
或者具有渗透转子的密炼机类型(Intermix)，或者在Ko-KneaderTM类型的连续混合器
Figure BDA0002257065990000172
或者具有双螺杆或多螺杆类型的连续混合器中，执行混合。
优选地，本发明轮胎的胎体结构包括至少一层胎体帘布层，它在其轴向相对的端部翼缘(flaps)处与一对锚定的环形结构咬合，且包括相对于轮胎的赤道平面以约30°至约60°(包括端值)的第一角度倾斜的多个增强帘线。
优选地，所述至少一层胎体帘布层中的增强帘线由纺织品材料制造，以便尽可能限制轮胎的重量。
在轮胎的第一实施方案中，胎体结构包括单一胎体帘布层。本文中以下这种轮胎也表示为“单帘布层轮胎”。
在轮胎的第二实施方案中，胎体结构包括第一胎体帘布层和第二胎体帘布层，所述第一胎体帘布层包括相对于所述赤道平面，倾斜所述第一角度的第一多个增强帘线，所述第二胎体帘布层相对于第一胎体帘布层在径向外部的位置处布置，且包括在所述第一多个帘线的所述相对侧，相对于所述赤道平面，倾斜所述第一角度的第二多个增强帘线，以便定义交叉胎体结构，优选双帘布层。本文中以下这种轮胎也表示为“双帘布层轮胎”。
在备选的实施方案中，胎体结构可包括大于两层胎体帘布层，布置每一胎体帘布层以便确定具有相邻的径向内部胎体帘布层的交叉结构，其方式基本上与以上参考第一和第二胎体帘布层描述的相同。
在例如拟用于尤其长距离比赛或在部分不规则表面(铺石路面，碎石路)上比赛的轮胎的其他实施方案(未阐述)中，也可提供在胎圈之间轴向布置，优选在胎体帘布层之间径向布置的进一步增强帘布层。
优选地，在单帘布层轮胎的情况下，所述第一角度优选高于约30°，更优选高于约40°，仍然更优选等于约45°。
优选地，在“双帘布层”轮胎的情况下，所述第一角度包括约30°至约60°(包括端值)。
在用于比赛或城市自行车车轮的轮胎情况下，优选单一胎体帘布层(在单帘布层轮胎情况下)，或每一胎体帘布层(在具有两层或更多层胎体帘布层的轮胎情况下)的密度高于或等于约15TPI，更优选高于或等于约30TPI，仍然更优选高于或等于约60TPI，仍然更优选高于或等于约120TPI。
在用于比赛或城市自行车车轮的轮胎情况下，优选单一胎体帘布层(在单帘布层轮胎情况下)，或每一胎体帘布层(在具有两层或更多层胎体帘布层的轮胎情况下)的密度低于或等于约360TPI，更优选低于或等于约300TPI，仍然更优选低于或等于约240TPI，仍然更优选低于或等于约200TPI。
在用于越野自行车车轮的轮胎情况下，优选单一胎体帘布层(在单帘布层轮胎情况下)，或每一胎体帘布层(在具有两层或更多层胎体帘布层的轮胎情况下)的密度高于或等于约15TPI，更优选高于或等于约30TPI。
在用于越野自行车车轮的轮胎情况下，优选单一胎体帘布层(在单帘布层轮胎情况下)，或每一胎体帘布层(在具有两层或更多层胎体帘布层的轮胎情况下)的密度低于或等于约120TPI，更优选低于或等于约90TPI。
优选在双帘布层轮胎(或者具有大于两层胎体帘布层)的情况下，第二胎体帘布层(或至少一个其他胎体帘布层)的密度基本上等于第一胎体帘布层。
优选地，单一胎体帘布层(在单帘布层轮胎情况下)或每一胎体帘布层(在双帘布层轮胎或者具有大于两层胎体帘布层的情况下)中的增强帘线的直径低于或等于约0.55mm，更优选低于或等于约0.35mm。
优选地，单一胎体帘布层(在单帘布层轮胎情况下)或每一胎体帘布层(在双帘布层轮胎或者具有大于两层胎体帘布层的情况下)中的增强帘线的直径高于或等于约0.10mm，更优选高于或等于约0.12mm。
优选地，单一胎体帘布层(在单帘布层轮胎情况下)或每一胎体帘布层(在双帘布层轮胎或者具有大于两层胎体帘布层的情况下)中的增强帘线的线密度高于或等于约110分特克斯，更优选高于或等于约230分特克斯。
优选地，单一胎体帘布层(在单帘布层轮胎情况下)或每一胎体帘布层(在双帘布层轮胎或者具有大于两层胎体帘布层的情况下)中的增强帘线的线密度低于或等于约1300分特克斯，更优选低于或等于约940分特克斯。
优选地，在用于比赛的自行车车轮用轮胎情况下，轮胎的重量低于约350g，优选低于或等于约250g。
优选地，在用于越野自行车车轮用轮胎情况下，轮胎的重量高于或等于约300g，更优选高于或等于约350g。
优选地，在用于城市自行车车轮用轮胎情况下，轮胎的重量高于约250g，优选高于或等于约350g。
优选地，在用于越野或城市自行车车轮用轮胎情况下，轮胎的重量低于或等于约2Kg，更优选低于或等于约1.5Kg，仍然更优选低于或等于约750g，仍然更优选低于或等于约650g。
在优选的实施方案中，在用于越野自行车车轮用轮胎情况下，轮胎的重量包括约300g至约2Kg，更优选约350g至约1.5Kg，更优选约350g至约750g，更优选约350g至约650g(包括端值)。
本发明用于自行车车轮用轮胎也可任选地含有与胎体结构有关的带束层。
优选地，带束层包括根据缠绕方向在胎体结构上缠绕的至少一根增强帘线，其相对于所述赤道平面，以包括约0°至约30°的第二角度(包括端值)取向。
在第一实施方案中，所述至少一层带束层中的所述至少一根增强帘线根据所述缠绕方向螺旋缠绕在胎体结构上。
在备选的实施方案中，所述至少一层带束层包括多根平行的增强帘线，每一增强帘线根据所述缠绕方向缠绕在胎体结构上。
优选地，所述第二角度包括约0°至约5°(包括端值)。
更优选，所述缠绕方向基本上是圆周的，即所述第二角度基本上等于约0°。
优选地，所述至少一层带束层的宽度低于轮胎的宽度。
更优选，所述至少一层带束层的宽度高于轮胎宽度的20％，更优选高于轮胎宽度的30％，仍然更优选高于轮胎宽度的40％。
更优选，所述至少一层带束层的宽度低于轮胎宽度的80％，更优选低于轮胎宽度的70％，仍然更优选低于轮胎宽度的65％。
优选地，所述至少一层带束层中的增强帘线/多个帘线由纺织品材料制造。仍然更优选的是，胎体结构和所述至少一层带束层中的增强帘线由相同的纺织品材料制造。
优选地，所述至少一层带束层的密度高于或等于约15TPI，更优选高于或等于约30TPI。
优选地，所述至少一层带束层的密度低于或等于约360TPI，更优选低于或等于约300TPI。
优选地，所述至少一层带束层中的增强帘线/多个帘线的直径低于或等于约0.55mm，更优选低于或等于约0.35mm。
优选地，所述至少一层带束层中的增强帘线/多个帘线的直径高于或等于约0.10mm，更优选高于或等于约0.12mm。
优选所述至少一层带束层中的增强帘线/多个帘线的直径与胎体结构中所使用的增强帘线的直径基本上相同。
优选地，所述至少一层带束层中的增强帘线/多个帘线的线密度高于或等于约110分特克斯，更优选度高于或等于约230分特克斯。
优选地，所述至少一层带束层中的增强帘线/多个帘线的线密度低于或等于约1300分特克斯，更优选低于或等于约940分特克斯。
优选地，所述至少一层带束层中的增强帘线/多个帘线由纺织品材料制造。
在轮胎的尤其优选的实施方案中，在胎体结构中和在所述至少一层带束层中均使用相同类型的增强帘线。
仍然更优选胎体结构和所述至少一层带束层中的增强帘线由相同的纺织品材料制造。
所述至少一层胎体帘布层可包括在所述至少一层增强层处(即增强层下方)对接连接，或者在增强层处在彼此上至少部分叠加，或者彼此轴向隔开的相对的端部翼缘。在后一情况下，端部翼缘可位于增强层下方或者在与增强层轴向不同的位置处。在双帘布层轮胎情况下，这两层胎体帘布层可具有相同的相互布局的各自相对端部翼缘，或者胎体帘布层之一可具有与其他胎体帘布层不同的其端部翼缘的相互布局。在后一情况下，优选构造是其中径向更加内部的胎体帘布层彼此轴向隔开和在与增强层不同的轴向位置处，同时径向更加外部的胎体帘布层的端部翼缘在所述至少一层增强层处对接连接(即增强层下方)。
本发明实施方案的详细说明
根据本发明若干优选实施方案的下述详细说明，参考附图，本发明轮胎的进一步的特征和优点更加明显。在这些附图中：
-图1是根据本发明的第一实施方案，用于比赛自行车车轮的轮胎的径向部分的示意图；
-图2-7示出了根据本发明的轮胎的实施方案的代表性的可能的示意性结构示意图；
-图8阐述了如实施例2中所描述获得的图表，它报道了随着实施例1的样品的材料变形增加，穿刺力的进展。
在图1中，参考标记100总体表示根据本发明用于自行车车轮的轮胎。该轮胎可打算安装在比赛自行车，或者越野自行车(山地车或MTB)或城市自行车(都市单车或城市单车)的车轮上。
图1的轮胎100包括胎体结构2，所述胎体结构包括相对于赤道平面X-X优选对称布置的冠部分2a，和在冠部分2a的轴向相对侧上布置的相对侧面部分2b。
在附图中阐述的实施方案中，胎体结构2包括仅仅一个胎体帘布层3(单帘布层轮胎)，但提供其中胎体结构2包括多层胎体帘布层，优选两层胎体帘布层(双帘布层轮胎)的其他实施方案(例如，在图6和7中图示的那些)。
参考附图中阐述的胎体帘布层以下描述的内容应用到单帘布层轮胎的单一胎体帘布层和双帘布层轮胎的每一胎体帘布层二者上，除非另外明确说明。
胎体帘布层3从胎体结构2的侧面部分2b轴向延伸到相对的侧面部分2b处。
在其轴向相对的各自端部翼缘3a处，胎体帘布层3与典型地称为“胎圈芯”的各自锚定环形结构4咬合。
胎体帘布层3的每一端部翼缘3a绕各自的胎圈芯4翻折。
在未阐述的备选的实施方案中，胎体帘布层使其轴向相对的端部翼缘在没有翻折的情况下与提供有两个环形插件的锚定环形结构相连。由弹性体材料制造的填充胶条(filler)可相对于第一环形插件在径向外部的位置处布置。第二环形插件反而相对于帘布层的端部在径向外部的位置处布置。最后，相对于所述第二环形插件，且并不必然与之接触，在径向外部的位置处可提供进一步的填充胶条，所述填充胶条使锚定环形结构的产生终止。
胎圈芯4优选由具有高弹性模量的纺织品纤维，例如芳族聚酰胺纤维(芳族聚酰胺纤维的常用名)制造或者它们由金属丝，例如钢丝制造。
在胎圈芯4的外周边缘上，可施加锥形的弹性体填充胶条，它占据胎体帘布层3和各自翻折的端部翼缘3a之间确定的空间。
含胎圈芯4和可能的弹性体填充胶条的轮胎区域形成所谓的“胎圈”，正如总体在图1中用5所表示的，它借助弹性强制配合，拟用于锚定轮胎在相应的安装轮缘(未示出)上。
在胎体帘布层3的翻折的端部翼缘3a内，在每一胎圈5处，可施加增强的带状元件10。这种增强的带状元件10置于轮胎的胎体帘布层3和轮缘之间，当轮胎安装在这种轮缘上时。
可使用一旦增粘处理可沉积的单一增强帘线来替代增强的带状元件10。
参考图1的轮胎，胎体3a向上翻转(up-turns)的两个翼缘各自延伸以覆盖冠部分2a，它们交叠以与第一径向内部帘布层一起形成冠部分2a内的三层帘布层。
参考图2-7，阐述了在冠部分2a处与胎体结构2有关的增强层6，可能地它可在轮胎内作为其进一步的抗穿刺保护存在。
相对于胎体结构2，和若存在的话，相对于增强层6，在径向外部位置提供胎冠7，借助所述胎冠发生轮胎100与道路路面的接触。
轮胎100-拟用于比赛自行车车轮-典型地具有优选包括约19mm至约38mm，更优选约19mm至约32mm，仍然更优选约23mm至约28mm(包括端值)的轴向尺寸(本文中也表示为“轴向延伸”或“宽度”)。拟用于各类自行车的轮胎100具有优选包括约24英寸至约29英寸，更优选包括约26英寸至约29英寸(包括端值)的外径(根据英语名称，以英寸来表达)。相应地，根据ISO或E.T.R.T.O.协议的收缩直径优选等于约559mm(对于越野自行车(MTB)来说，这对应于26英寸的外径)，或等于约571mm(对于道路比赛自行车来说，这对应于26英寸的外径)，或等于约584mm(对于越野自行车来说，这对应于27.5英寸的外径)，或等于约622mm(对于道路比赛自行车来说，这对应于28英寸的外径，或对于越野自行车来说，对应于29英寸的外径)，或等于约630mm(对于道路比赛自行车来说，这对应于27英寸的特定外径)。
例如，图1中轮胎100的第一实施方案具有等于26英寸的外径，第二实施方案具有等于28英寸的外径，和第三实施方案具有等于29英寸的外径。
在拟用于越野自行车(MTB)车轮的轮胎情况下，轮胎100的轴向尺寸优选包括约37mm至约120mm(包括端值)。
拟用于城市自行车车轮的轮胎100典型地具有优选包括约32mm至62mm(包括端值)的轴向尺寸。
用于越野或城市自行车的轮胎100的外径优选包括约26英寸至约29英寸(包括端值)。相应地，根据ISO或E.T.R.T.O.协议的收缩直径优选包括约559mm至约622mm。
例如，图1中轮胎100的第一实施方案具有等于26英寸的外径(等于559mm的收缩直径)，第二实施方案具有等于27.5英寸的外径(等于584mm的收缩直径)和第三实施方案具有等于29英寸的外径(等于622mm的收缩直径)。
轮胎100的胎体帘布层3优选由弹性体材料制造，且包括基本上彼此平行布置的多根增强帘线30。在图2-7中，参考标记30与增强帘线组有关。
增强帘线30在一个或多个帘布层，优选1或2个帘布层中优选由纺织品材料制造，所述纺织品材料选自尼龙，人造丝，PET，PEN，Lyocell，芳族聚酰胺，或其组合。
增强帘线30的直径优选包括约0.10mm至约0.55mm，更优选约0.12mm至约0.35mm(包括端值)，例如等于约0.13mm。
增强帘线30的线密度包括约110分特克斯至约1300分特克斯，更优选约230分特克斯至约940分特克斯，例如等于约470分特克斯。
可用于前述增强帘线30的纺织品材料的具体实例如下：
尼龙930分特克斯/1
尼龙470分特克斯/1
尼龙230分特克斯/1
芳族聚酰胺470/1
其中在分特克斯后的数字1表示帘布层的数目。
尽管如此，但增强帘线30可由钢制造，和在这种情况下，它们的直径优选包括0.10mm至0.175mm(包括端值)。
相对于轮胎100的赤道平面，增强帘线30倾斜包括约30°至约60°的角度(包括端值)。
优选地，在单帘布层轮胎情况下，前述角度为约45°，和在这种情况下，翻折的翼缘可在冠部分内具有彼此平行的倾角，且相对于第一帘布层的增强元件(更加径向内部)的倾角，在靠近赤道平面处逆向倾斜。相反在双帘布层轮胎情况下，第一胎体帘布层包括相对于轮胎赤道平面，以优选包括约30°至约60°的角度(包括端值)倾斜的多根增强帘线，和相对于第一胎体帘布层在径向外部位置布置的第二胎体帘布层包括在相对于第一胎体帘布层的增强帘线的相对侧上，相对于所述赤道平面倾斜相同角度的第二多根增强帘线。在这一后面的情况下，增强帘线位于相对于旋转轴Z倾斜的各自平面上，进而确定交叉胎体结构。
比赛或城市自行车车轮用轮胎100的胎体帘布层3的密度优选包括约15TPI至约360TPI，更优选约30TPI至约300TPI(包括端值)，例如等于约240TPI。
优选地，在双帘布层轮胎情况下，每一胎体帘布层的密度包括约15TPI至约200TPI，更优选约30TPI至约180TPI(包括端值)，例如等于约120TPI。
越野自行车车轮(MTB)用轮胎100的胎体帘布层3的密度优选包括约15TPI至约120TPI，更优选约30TPI至约90TPI。
优选地，在双帘布层轮胎或具有大于两层胎体帘布层的情况下，每一胎体帘布层的密度包括约15TPI至约120TPI，更优选约30TPI至约90TPI。
图1中阐述的轮胎100不包括增强层，但如同在图2-7中阐述的结构一样，可提供含增强层，或者包括大于一层增强层的不同实施方案。
增强层6在胎体结构2的冠部分2a上轴向延伸达预定的宽度部分。
优选地，这种宽度低于轮胎100的宽度。更优选，在图1的轮胎100中，这种宽度包括轮胎100宽度的20％至80％，仍然更优选轮胎100宽度的30％至70％，仍然更优选轮胎100宽度的40％至65％(包括端值)，同时对于越野自行车(MTB)用轮胎来说，这种宽度包括轮胎100宽度的30％至90％，仍然更优选轮胎100宽度的40％至80％，仍然更优选轮胎100宽度的60％至70％(包括端值)。
例如，在轴向尺寸包括19至38mm的比赛自行车车轮用轮胎100中，增强层6的宽度等于至少8mm。优选这种宽度低于24mm。
例如，在轴向尺寸包括50mm至70mm的越野自行车车轮(MTB)用轮胎100中，增强层6的宽度等于至少20mm。优选这种宽度低于60mm。
采用可交联弹性体组合物制造胎冠7，所述可交联弹性体组合物包括由前面描述的纳米尺寸的改性硅酸盐纤维和微米尺寸的原纤化聚合物纤维构成的增强体系。
对于宽度部分来说，胎冠7在轴向和相对于冠结构2a，和若存在的话，相对于增强层6在径向外部的位置延伸，所述宽度部分可以低于或等于冠结构2a或增强层6的宽度部分。
比赛自行车车轮用轮胎100的重量低于约350g，优选低于或等于约250g。
城市自行车车轮用轮胎100的重量高于约250g，优选高于或等于约350g。
越野自行车车轮用轮胎100的重量高于或等于约300g，更优选高于或等于约350g。
在拟用于越野自行车车轮的轮胎中，胎冠7包括多个脱圈压块(blocks)。
增强层6由弹性体胶料制造，所述弹性体胶料可用针对胎冠描述的增强体系增强或者本领域技术人员已知的典型的增强填料，例如炭黑和/或硅酸盐增强。
优选地，根据本领域技术人员已知的方法进行轮胎100的建造。
图2-7阐述了不同的轮胎结构图解。
在图2的结构图解中，胎体帘布层3的端部翼缘3a彼此轴向隔开，且位于与增强层6不同的轴向位置。在图2的具体实例中，在胎体帘布层3的翻折的端部翼缘3a上，施加增强的带状元件10-然而它并不必须存在。
图3-5示意性示出了根据本发明，单帘布层轮胎的可能的实施方案。
这样的实施方案不同于图2在于下述事实：端部翼缘3a在胎面7处在彼此上交叠，和在于它们是否包括增强层6。
在图2-5的实施方案中，在接近胎圈5处和在胎体帘布层3的翻折的端部翼缘3a上，施加增强的带状元件10-然而它并不必须存在。
图6和7示意性示出了根据本发明双帘布层轮胎的可能的实施方案。
在图6和7的实施方案中，胎体帘布层300，301二者具有绕胎圈芯4翻折、彼此轴向隔开和在不同于胎面7的轴向位置的各自相对的端部翼缘300a，301a。
图6和7的实施方案彼此不同是因为它们是否包括增强层6。
参考若干优选实施方案描述了本发明。可对以上描述的实施方案做出各种改进，然而保持在下述权利要求定义的本发明的保护范围内。
在备选的实施方案(未示出)中，用于自行车车轮的轮胎可包括径向类型的胎体结构2与相对于赤道平面与相同赤道平面接近，以高于65°，优选包括70°至90°的角度倾斜布置的增强元件，所述轮胎提供有相对于所谓零度胎体结构在径向外部的结构或带束层，其包括具有基本上圆周取向，即相对于与轮胎的滚动轴垂直的圆周方向，以低于30°，优选低于20°的倾角布置的增强元件。
在这种结构中，通过在轴向上和采用优选恒定的缠绕间距，在胎体结构2的冠部分2a上根据缠绕方向螺旋缠绕单一增强帘线从而形成带束层，其相对于赤道平面X-X，在包括约0°至约30°(包括端值)的角度下取向。
本文以下借助许多实施例进一步阐述本发明，所述实施例仅仅提供用于例举目的而不具有对本发明的任何限制。
实施例1-制备试验
如下所述，制备包括表1中所示用量的不同增强填料的用于胎冠NP(正常生产)，1(c)和2(c)(比较)和3(i)(发明)的弹性体组合物(以phr为单位提供各种组分的用量)。
在密炼机(Pomini PL 1.6型号)内一起混合除了硫，延迟剂和促进剂(CBS)以外的所有组分约5分钟(第一步)。一旦温度达到145+5℃，则卸载弹性体组合物。然后添加硫，延迟剂和促进剂(CBS)，并在开放式炼胶机内执行混合(第二步)。
表1
Figure BDA0002257065990000281
Figure BDA0002257065990000282
Figure BDA0002257065990000291
实施例2-抗穿刺性试验
通过使用表1的胶料，实现尺寸为200×200×2mm厚度的橡胶样品；这一样品在170℃下硫化10分钟，并在本文以下描述改变的试验条件下，根据标准DIN EN 14477进行穿刺试验。
这一试验允许通过使材料遭受穿透物(具有直径0.8mm的针)的作用来评价材料的抗穿孔性，所述穿透物以恒定的速度穿透样品。在能调节所施加的力(在不同穿透深度处以N为单位测量)和材料的弹性变形(以mm为单位测量)的测力计的辅助下，进行试验。
所述施加的力因此是材料抗外来物体穿透的指示(材料的抗性越大，则力的数值越高)；和所述弹性变形是材料吸收外来物体穿透的能力的表达(材料弹性越大，所述变形值越高，假设力相同)。
在气候控制的环境内，在23°±2℃的受控制温度下执行试验。在试验之前，将样品经历气候控制48小时。
使用下述试验条件：
-测试速度＝50mm/分钟；
-穿透物尖端和样品夹具之间的起始距离＝10mm；
-所施加的预负载力＝0.5N。
在5个样品上进行试验，并在下表2中报道了所获得的平均值。
表2
样品 力(N)@2mm 力(N)@3mm
NP 4.07 6.24
1(c) 7.02 12.04
2(c) 3.61 5.98
3(i) 5.90 10.84
表2中报道的数据表明对于样品2(c)来说，样品行为没有不同于参考样品NP-如果没有更差的话。在2和在3mm两处，对于样品2(c)来说的穿刺力值事实上均低于参考样品NP。相反，样品1(c)显示出高得多的穿刺力值，这是材料高抗穿刺性的指示。
令人惊奇地，本发明的样品3(i)显示出与样品1(c)非常类似的行为，即使存在改性硅酸盐纤维使得人们认为将遇到变差的行为。因此，可认为小量原纤化微米聚合物纤维足以确保高的抗穿刺性能。
图8中所示的图表报道了随着材料变形增加，穿刺力的进展。根据表2中报道的数据，该图表示出了对于样品NP(曲线A)和2(c)(曲线C)来说，和对于样品1(c)(曲线B)和3(i)(曲线D)来说，非常接近的曲线。
所得结果证明在含有
Figure BDA0002257065990000301
浆粕的样品，1(c)和3(i)中遇到的较大抗穿刺性，该样品经历明确低于样品NP和2(c)那些的变形，同时要求较大的穿刺力以便引起相同变形。
实施例3-静态和动态机械性能
在实施例2所描述的弹性体材料样品上，根据标准UNI 6065测量静态机械性能(CR断裂负载，AR断裂伸长率)。
根据下述方法，通过使用动态Instron型号1341装置，以牵拉-压缩模式，在相同样品上测量动态机械性能E′和tgδ。交联材料的样片(170℃下10分钟)-具有圆柱形形状(长度＝25mm；直径＝14mm)，预负载到压缩直到关于初始长度25％的纵向变形和在预定温度(0℃，23℃或40℃)下维持整个试验持续时间-采用100Hz的频率，相对于预负载长度经历振幅为±3.5％的动态正弦应力。
以动态弹性模量(E′)和tgδ(损耗因子)的数值表达动态机械性能。tgδ值计算为粘性动态模量(E″)和弹性动态模量(E′)之比。
在0℃下的tgδ值是在湿道路表面条件中轮胎行为的预测，在23℃下的那些是在干燥道路表面上在正常条件下行为的预测，和在40℃下的那些是在极端处理条件下(例如，快速下坡)行为的预测。在环境温度下的tgδ值也能提供关于轮胎滚动阻力的指示。
在下表3中报道了由前述测定获得的结果，其中将提到在参考样品NP上获得的那些的数值归一化为100。
表3
Figure BDA0002257065990000311
相对于静态机械性能的结果证明相对于正常生产NP来说，含有原纤化聚合物纤维的胶料(样品1(c))明显较大的抗性。含有改性硅酸盐纤维的样品2(c)反而显示出增加的脆度，甚至相对于样品NP。最后，含有本发明增强体系的胶料显示出居中的抗性，相对于正常生产的交联得到改进。
对于含有
Figure BDA0002257065990000321
浆粕的样品1(c)来说，在动态性能上的实验室试验显示出令人泄气的滞后值。事实上，相对于样品NP，样品1(c)显示出在高温下tgδ值的增加，和同时在0℃下数值的降低。这表明包括含有1(c)类型胶料的胎冠的轮胎具有高的滚动阻力和总体变差的处理性能，其也表明在所测试样品当中最高的抗穿刺性能。
在所有测试的温度下，针对含有改性海泡石的样品2(c)获得的滞后值明显低于样品NP的那些。令人惊奇地，针对含有本发明增强体系的样品3(i)获得的滞后值导致非常类似于样品2(c)的滞后值，尽管在胶料中存在原纤化聚合物纤维(
Figure BDA0002257065990000322
浆粕)。
尽管在23℃下的数值表明对于样品2(c)和3(i)二者来说，相对于样品NP改进的滚动阻力，在0℃下对于这样的样品，和尤其对于样品3(i)来说的tgδ值，相对于正常生产的那些，表明包括含有这种胶料的胎冠的轮胎总体变差的处理性能，尤其在湿表面上。
实施例4-处理试验
即使相对于正常生产的那些，对于所有测试的胶料来说，在动态机械性能上的试验结果预期变差的处理性能，但申请人在任何情况下决定在包括含3(i)类型胶料的胎冠的轮胎上进行处理试验。含有本发明由改性硅酸盐纤维和原纤化聚合物纤维构成的增强体系的材料相对于正常生产的那些，事实上显示出改进的抗穿刺性和滚动阻力性能。
因此根据图4中阐述的结构，制备尺寸为622mm×25c的自行车用比赛轮胎，所述结构包括根据胶料NP(参考)和实施例1中描述的3(i)(发明)的弹性体材料的胎冠。
该胎体结构提供由尼龙125TPI-235分特克斯制造的总厚度为0.3mm的橡胶覆盖的胎体帘布层，其配有由正方形抗穿刺织物(尼龙20TPI纬纱/芳族聚酰胺40TPI 470经纱)制造的带束层，芳族聚酰胺胎圈芯和在边缘处两个耐磨的正方形橡胶覆盖的织物。提供有含胶料NP和3(i)的胎冠的轮胎的平均重量为223g。
在Cannondale Caad12 Disk赛车上安装如此形成的比赛轮胎，并在干燥道路面条件中在31℃的平均温度下，和在湿路面条件中在14℃的平均温度下，进行骑行试验。分别在表4和5中报道了所得结果。
为了评价轮胎行为的目的，试验者模拟若干特征性控制策略和然后评价轮胎的行为，并作为在所述控制策略过程中轮胎性能的函数，赋予一个分数值。
表4和5概述了针对轮胎的可控性的试验者分数表格。借助评价等级表达这些试验的结果，所述评价等级代表借助分数值体系，试验者表达的主观观点。在下表中再现的数值代表从若干试验时间段中获得的数值的平均值(例如5-6次试验)。为了与提供有含胶料NP的胎冠的轮胎记录的那些结果相比较，报道了结果。
--＝明确变差；-＝变差；0＝相当；+＝改进；++＝明确改进。
表4
Figure BDA0002257065990000331
Figure BDA0002257065990000341
表5
Figure BDA0002257065990000342
令人惊奇地，相对于正常生产的轮胎，在干路面上的试验中，包括含本发明胶料3(i)的胎冠的轮胎显示出改进的处理性能，和在湿路面上，若没有得到改进的处理性能的话，则性能相当。

Claims (22)

1.一种用于自行车车轮的轮胎(100)，其包括：
-胎体结构(2)；和
-相对于所述胎体结构(2)在径向外部位置布置的胎冠(7)；
其中借助可交联弹性体组合物的硫化制造所述胎冠(7)，所述可交联弹性体组合物包括增强体系，所述增强体系包含直径低于500nm的改性硅酸盐纤维和微米尺寸的原纤化聚合物纤维。
2.权利要求1的轮胎(100)，其特征在于所述改性硅酸盐纤维的长度低于10μm。
3.权利要求1的轮胎(100)，其特征在于所述改性硅酸盐纤维显示出长度与直径之间的长径比为至少2:1。
4.权利要求1的轮胎(100)，其特征在于所述改性硅酸盐纤维衍生自硅酸盐纤维，所述硅酸盐纤维选自海泡石纤维、坡缕石纤维、多水高岭石纤维、硅灰石纤维、及其混合物。
5.权利要求4的轮胎(100)，其特征在于所述改性硅酸盐纤维衍生自硅酸盐纤维，所述硅酸盐纤维选自海泡石纤维、坡缕石纤维、及其混合物。
6.权利要求1的轮胎(100)，其特征在于所述改性硅酸盐纤维包括相对于纤维本身的重量，3.8wt％至12wt％的镁。
7.权利要求1的轮胎(100)，其特征在于所述改性硅酸盐纤维包括在纤维本身的表面上沉积的无定形二氧化硅。
8.权利要求1的轮胎(100)，其特征在于所述原纤化聚合物纤维由熔融温度为至少170℃的聚合物材料制造。
9.权利要求1的轮胎(100)，其特征在于所述原纤化聚合物纤维选自芳族聚酰胺纤维、聚酯纤维、丙烯酸类纤维、微原纤化纤维素纤维和植物纤维。
10.权利要求1的轮胎(100)，其特征在于所述原纤化聚合物纤维的直径低于100μm和长度为0.05至8mm。
11.权利要求1的轮胎(100)，其特征在于所述原纤化聚合物纤维显示出长度与直径之间的长径比高于30:1。
12.权利要求1的轮胎(100)，其特征在于所述原纤化聚合物纤维显示出0.5至60m2/g的表面积。
13.权利要求1的轮胎(100)，其特征在于所述可交联弹性体组合物包括：
(a)100phr至少一种二烯烃弹性体聚合物；
(b)1至60phr所述改性硅酸盐纤维，
(c)0.1phr至20phr所述原纤化聚合物纤维，和
(d)1至120phr标准增强填料。
14.权利要求13的轮胎(100)，其特征在于所述改性硅酸盐纤维在所述弹性体组合物内的存在量为3phr至40phr。
15.权利要求13的轮胎(100)，其特征在于所述聚合物纤维在所述弹性体组合物内的存在量为0.5phr至10phr。
16.权利要求1的轮胎(100)，其特征在于所述胎体结构(2)包括至少一层胎体帘布层(3)或多层胎体帘布层(300，301)。
17.权利要求16的轮胎(100)，其特征在于所述胎体帘布层(3，300，301)包括多根增强帘线(30)，所述增强帘线相对于轮胎的赤道平面倾斜包括端值在内的30°至60°的第一角度。
18.权利要求1的轮胎(100)，其特征在于它包括相对于所述胎冠(7)在径向内部位置布置的一层或多层增强层(6)。
19.权利要求18的轮胎(100)，其特征在于对于宽度方向来说，所述一层或多层增强层(6)轴向延伸所述轮胎(100)宽度的10％至90％。
20.权利要求1的轮胎(100)，其特征在于它包括在冠结构(2a)处，与所述胎体结构(2)有关且相对于其在径向外部位置的带束层。
21.权利要求1的轮胎(100)，其特征在于它包括在每一胎圈(5)处，与所述胎体结构(2)有关且相对于所述胎体结构(2)在径向外部位置的增强带束状元件(10)。
22.权利要求4或5任一项的轮胎(100)，其特征在于所述改性硅酸盐纤维是有机改性硅酸盐纤维。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112118972B (zh) * 2018-05-22 2023-02-10 倍耐力轮胎股份公司 用于自行车轮的轮胎
WO2024150104A1 (en) * 2023-01-10 2024-07-18 Pirelli Tyre S.P.A. Tyre for bicycle wheels

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09207509A (ja) * 1996-01-31 1997-08-12 Toray Ind Inc 空気入りラジアルタイヤ
JPH09209277A (ja) * 1996-02-01 1997-08-12 Toray Ind Inc ゴム補強用ポリエステル繊維
JPH09207508A (ja) * 1996-01-31 1997-08-12 Toray Ind Inc 空気入りラジアルタイヤ
JP2006022421A (ja) * 2004-07-07 2006-01-26 Teijin Ltd ポリエステル繊維
JP2006257598A (ja) * 2005-03-18 2006-09-28 Teijin Ltd ゴム補強用合成繊維
CN102741062A (zh) * 2010-01-28 2012-10-17 米其林集团总公司 用于轮胎物品的具有自密封性质的弹性体组合物

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE565268A (zh) 1957-02-28
US3063966A (en) 1958-02-05 1962-11-13 Du Pont Process of making wholly aromatic polyamides
US3094511A (en) 1958-11-17 1963-06-18 Du Pont Wholly aromatic polyamides
US3287323A (en) 1963-04-25 1966-11-22 Du Pont Process for the production of a highly orientable, crystallizable, filamentforming polyamide
US3322728A (en) 1963-06-17 1967-05-30 Du Pont Sulfonyl aromatic polyamides
US3354127A (en) 1966-04-18 1967-11-21 Du Pont Aromatic copolyamides
US3671542A (en) 1966-06-13 1972-06-20 Du Pont Optically anisotropic aromatic polyamide dopes
US3349062A (en) 1966-07-21 1967-10-24 Du Pont Halogenated aromatic polyamides
US3380969A (en) 1966-10-18 1968-04-30 Du Pont Aromatic polyamides
US3951914A (en) 1974-07-30 1976-04-20 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for preparing poly(1,4-benzamide) in cyclic sulfone media
DE3773608D1 (de) 1986-09-26 1991-11-14 Ube Industries Mit fasern verstaerkte kautschukmischung, verfahren zu deren herstellung und deren verwendung.
US4871004A (en) 1988-02-17 1989-10-03 The Goodyear Tire & Rubber Company Rubber containing aramid pulp reinforcement
IT1277400B1 (it) * 1995-08-01 1997-11-10 Pirelli Pneumatico ad elevata curvatura trasversale particolarmente per veicolo a due ruote
DE10234391B4 (de) 2002-07-23 2006-07-20 Ralf Bohle Gmbh Fahrzeugreifen
DE10349794A1 (de) 2003-10-24 2005-05-25 Continental Aktiengesellschaft Fahrradreifen
FR2932117B1 (fr) 2008-06-06 2010-08-20 Michelin Soc Tech Chambre a air et procede de fabrication d'une telle chambre
US8474499B2 (en) 2011-03-04 2013-07-02 The Nanosteel Company, Inc. Puncture resistant tire
ITMI20110974A1 (it) * 2011-05-30 2012-12-01 Pirelli Pneumatico ad alte prestazioni per ruote di veicoli
ITMI20110975A1 (it) 2011-05-30 2012-12-01 Pirelli Pneumatico ad alte prestazioni per ruote di motoveicoli
JP5932480B2 (ja) * 2012-05-02 2016-06-08 デュポン株式会社 黒鉛が充填されたポリエステル組成物
US9879131B2 (en) 2012-08-31 2018-01-30 Soucy Techno Inc. Rubber compositions and uses thereof
JP6138663B2 (ja) * 2013-10-29 2017-05-31 株式会社ブリヂストン タイヤ
JP6346492B2 (ja) * 2014-05-12 2018-06-20 住友ゴム工業株式会社 空気入りタイヤ
CN107531943B (zh) 2015-04-29 2021-04-27 倍耐力轮胎股份公司 用于轮胎部件的包括改性硅酸盐纤维的可硫化弹性体材料及其轮胎
CN107667016B (zh) 2015-04-29 2020-06-26 倍耐力轮胎股份公司 包含改性硅酸盐纤维的用于轮胎部件的可硫化的弹性体材料及其轮胎

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09207509A (ja) * 1996-01-31 1997-08-12 Toray Ind Inc 空気入りラジアルタイヤ
JPH09207508A (ja) * 1996-01-31 1997-08-12 Toray Ind Inc 空気入りラジアルタイヤ
JPH09209277A (ja) * 1996-02-01 1997-08-12 Toray Ind Inc ゴム補強用ポリエステル繊維
JP2006022421A (ja) * 2004-07-07 2006-01-26 Teijin Ltd ポリエステル繊維
JP2006257598A (ja) * 2005-03-18 2006-09-28 Teijin Ltd ゴム補強用合成繊維
CN102741062A (zh) * 2010-01-28 2012-10-17 米其林集团总公司 用于轮胎物品的具有自密封性质的弹性体组合物

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