CN114845888A - 可成形性增强帘布层 - Google Patents

可成形性增强帘布层 Download PDF

Info

Publication number
CN114845888A
CN114845888A CN202080087811.3A CN202080087811A CN114845888A CN 114845888 A CN114845888 A CN 114845888A CN 202080087811 A CN202080087811 A CN 202080087811A CN 114845888 A CN114845888 A CN 114845888A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ply
equal
reinforcing
elongation
less
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202080087811.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114845888B (zh
Inventor
J·吉约曼
B·利莫赞
S·里戈
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Original Assignee
Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA filed Critical Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Publication of CN114845888A publication Critical patent/CN114845888A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114845888B publication Critical patent/CN114845888B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C9/00—Reinforcements or ply arrangement of pneumatic tyres
    • B60C9/0064—Reinforcements comprising monofilaments
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C9/00—Reinforcements or ply arrangement of pneumatic tyres
    • B60C9/0042—Reinforcements made of synthetic materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C9/00—Reinforcements or ply arrangement of pneumatic tyres
    • B60C9/02—Carcasses
    • B60C9/04—Carcasses the reinforcing cords of each carcass ply arranged in a substantially parallel relationship
    • B60C2009/0416—Physical properties or dimensions of the carcass cords
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C9/00—Reinforcements or ply arrangement of pneumatic tyres
    • B60C9/02—Carcasses
    • B60C9/04—Carcasses the reinforcing cords of each carcass ply arranged in a substantially parallel relationship
    • B60C2009/0475—Particular materials of the carcass cords
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C9/00—Reinforcements or ply arrangement of pneumatic tyres
    • B60C9/02—Carcasses
    • B60C9/04—Carcasses the reinforcing cords of each carcass ply arranged in a substantially parallel relationship
    • B60C2009/0483—Different cords in the same layer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Tires In General (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)

Abstract

本发明涉及增强层，其包括在主方向(A)上彼此平行地并排布置并嵌入在聚合物组合物中的多个增强元件，在所述层中每个增强元件包括第一丝状构件和第二丝状构件，所述第一丝状构件具有相比于所述第二丝状构件的静止长度而言的A1％的静止超出长度，其中0％<A1<AR，AR表示第二丝状构件的以百分比计的断裂伸长。

Description

可成形性增强帘布层
技术领域
本发明涉及增强帘布层，特别是旨在用于车辆轮胎的增强帘布层的领域，并且涉及包括这种帘布层的车辆轮胎的领域。
背景技术
增强帘布层通常由嵌入基质(例如弹性体基质)中的多个增强元件构成，这些增强元件可以是织物、非织造纤维的组件(“非织造”织物)、或者由织物或金属制成的多根丝线或帘线，它们彼此平行地并排布置。
增强帘布层应具有足够的强度特性以在它们结合到物体(例如充气轮胎)中时确保它们的增强作用，同时在所述物体的制造过程中(例如在充气轮胎的成型过程中)提供尽可能小的阻力以便于制造。这些矛盾的要求可能导致增强帘布层的复杂设计。
在研究过程中，申请人发现了一种增强帘布层，其具有在非常轻的负荷下成形的显著能力，同时在已成形后提供必要的增强性。该帘布层特别适合用作充气轮胎中的胎体帘布层，但不限于此。该帘布层尤其可以大大简化用于制造在环曲内腔中包括加强结构的充气轮胎的方法，如例如在文献WO 2019/115917中所描述的。
本发明的详细说明
本发明涉及下述实施方案中的至少一个：
1.增强帘布层，其包括在主方向(A)上彼此平行地并排布置并嵌入在聚合物组合物中的多个增强元件，其特征在于，每个增强元件包括第一丝状构件和第二丝状构件，所述第一丝状构件在静止时具有相对于所述第二丝状构件在静止时的长度而言的A1％的超出长度，其中0％<A1<AR，AR表示第二丝状构件的以百分比计的断裂伸长；对于帘布层在主方向(A)上的小于或等于A1％的任何伸长，所述第二丝状构件塑性变形；对于每个增强元件，M1/M2<1，M1是增强元件的对于帘布层的小于或等于K1×A1％的任何伸长而言的模量，M2是增强元件的对于帘布层的大于或等于K2×A1％的任何伸长而言的模量，其中K1的范围为0.8至0.95并且K2的范围为1.05至1.2，模量M1、M2和断裂伸长AR根据标准ASTM D885-03进行测量。
2.根据前一实施方案所述的帘布层，其中，对于每个增强元件，M1/M2小于或等于0.5，优选小于或等于0.1，优选小于或等于0.05。
3.根据前述实施方案中任一个所述的帘布层，其中，对于帘布层在主方向(A)上的小于K1×A1％的任何伸长，每个增强元件具有小于或等于10/A1 N，优选小于或等于8/A1N，优选小于或等于7/A1 N的模量。
4.根据前述实施方案中任一个所述的帘布层，其中，对于帘布层在主方向(A)上的大于K2×A1％的任何伸长，每个增强元件具有大于或等于10N，优选大于或等于15N的模量。
5.根据前述实施方案中任一个所述的帘布层，其中，K2的范围为1.1至1.2，优选为1.15至1.2，并且优选K2＝1.2。
6.根据前述实施方案中任一个所述的帘布层，其中，K1的范围为0.85至0.95，优选为0.9至0.95，并且优选K1＝0.95。
7.根据前述实施方案中任一个所述的帘布层，其中，A1的范围为15％至50％，优选15％至45％，非常优选15％至25％。
8.根据前述实施方案中任一个所述的帘布层，其中，对于每个增强元件，所述第二丝状构件的根据标准ASTM D885-03测得的断裂前伸长AR大于或等于30％，优选大于或等于50％，优选大于或等于60％，优选大于或等于80％，非常优选大于或等于100％。
9.根据前述实施方案中任一个所述的帘布层，其中，在每个增强元件中，所述第二丝状构件基本上是直线的，而所述第一丝状构件围绕所述第二丝状构件基本上螺旋地缠绕。
10.根据前一实施方案所述的帘布层，其中，所述第一丝状构件基本上周期性地形成圈。
11.根据前述实施方案中任一个所述的帘布层，其中，所述第二丝状构件的韧度小于或等于20cN/tex，优选小于或等于15cN/tex，优选小于或等于10cN/tex。
12.根据前述实施方案中任一个所述的帘布层，其中，所述第一丝状构件的韧度大于或等于30cN/tex，优选大于或等于40cN/tex，优选大于或等于60cN/tex。
13.根据前述实施方案中任一个所述的帘布层，其中，对于帘布层在主方向(A)上的小于或等于A1％的任何伸长，第一丝状构件和第二丝状构件各自均未断裂。
14.根据前述实施方案中任一个所述的帘布层，其中，所述第一丝状构件包括至少一个多丝线股，所述多丝线股包括多根单丝，每根单丝由选自聚酯、聚酰胺、聚酮、聚氨酯、天然纤维和这些材料的组合体的材料制成，优选地由选自聚酯、聚酰胺、聚酮、聚氨酯和这些材料的组合体的材料制成，更优选地由选自聚酯和聚酯的组合体的材料制成。
15.根据前述实施方案中任一个所述的帘布层，其中，所述第二丝状构件由选自聚酯、聚酰胺、聚酮和这些材料的组合体的材料制成，优选地由选自聚酯、聚酰胺、聚酮和这些材料的组合体的材料制成，更优选地由聚酰胺制成，并且非常优选地由选自脂族聚酰胺，非常优选地选自尼龙PA4.6、PA6、PA6.6和PA6.10的材料制成。
16.根据前述实施方案中任一个所述的帘布层，其中，所述第二丝状构件包括至少一根单丝，优选两根单丝。
17.根据实施方案1至15中任一个所述的帘布层，其中，所述第二丝状构件包括至少一个多丝线股，所述多丝线股包括多根单丝。
18.根据前述实施方案中任一个所述的帘布层，其中，所述增强元件还包括用于将所述第一丝状构件和所述第二丝状构件接合在一起的装置。
19.根据前一实施方案所述的帘布层，其中，接合装置是围绕所述第一丝状构件和所述第二丝状构件基本上螺旋地缠绕的连接丝线。
20.根据前一实施方案所述的帘布层，其中，所述接合装置由选自聚酯、聚酰胺、聚酮和这些材料的组合体的材料制成，优选地由选自聚酯、聚酰胺、聚酮和这些材料的组合体的材料制成，更优选地由聚酰胺制成，并且非常优选地由选自脂族聚酰胺，例如尼龙，特别是尼龙PA4.6、PA6、PA6.6或PA6.10的材料制成。
21.根据前述实施方案中任一个所述的帘布层，其中，所述聚合物组合物包含至少一种选自二烯弹性体、烯烃弹性体、热塑性弹性体及其混合物的弹性体。
22.根据前一实施方案所述的帘布层，其中，所述聚合物组合物包含选自合成聚异戊二烯(IR)、天然橡胶(NR)、异戊二烯共聚物和这些弹性体的混合物的弹性体。
23.根据前述实施方案中任一个所述的帘布层，其中，所述聚合物组合物包含选自炭黑、二氧化硅及其混合物的增强填料。
24.旨在用于充气车辆轮胎的根据前述实施方案中任一个所述的增强帘布层，其中，增强元件在与方向(A)垂直的方向(X)上的铺设间距p的范围为0.5mm至1.5mm，优选为0.7mm至1.5mm，方向(A)基本上平行于充气轮胎的轴向方向(YY’)。
25.根据前一实施方案所述的增强帘布层，其中，比值D/(p-D)的范围为0.6到4.5，优选为0.8至4.2，其中D表示增强元件的直径。
26.根据实施方案24和25中任一个所述的增强帘布层，其中，帘布层的平均厚度小于或等于3mm，优选小于或等于3mm，优选小于或等于1.5mm。
27.橡胶制品，其包括根据实施方案1至26中任一个所述的帘布层。
28.充气或非充气车辆轮胎，其包括根据实施方案1至26中任一个所述的帘布层。
29.充气车辆轮胎，其旨在安装在轮辋上，在充气的安装状态下具有轴向宽度S和径向高度H，并且包括具有径向外胎面表面和两个轴向端部的胎冠、以及从胎圈延伸通过胎侧直至胎冠的至少一个胎体增强件，所述径向外胎面表面旨在与地面接触，所述两个轴向端部各自由胎侧然后是胎圈沿径向朝向内侧延续，所述胎圈旨在与轮辋接触，胎冠、胎侧和胎圈界定环曲内腔，所述增强件锚固在两个胎圈中，其特征在于，所述胎体增强件是根据实施方案1至26中任一个所述的帘布层。
30.根据前一实施方案所述的充气轮胎，所述充气轮胎包括加强结构(7)，所述加强结构(7)包括两个加强元件(8)，每个加强元件在所述环曲内腔(6)中从与所述胎冠的径向内表面(23)连接的胎冠界面(81)连续延伸至与所述胎圈的轴向内表面(41)连接的胎圈界面(82)；所述加强结构(7)沿周向围绕轮胎的整个圆周分布；所述胎冠界面(81)设置在相对于赤道平面(XZ)的轴向距离A处，所述轴向距离A至多等于轴向宽度S的0.45倍，所述赤道平面(XZ)穿过胎面表面(21)的中间并且垂直于旋转轴线(YY’)；所述胎圈界面(82)设置在相对于所述胎圈的轴向内表面(41)的径向最内点(I)而言的径向距离B处，所述径向距离B至少等于径向高度H的0.10倍且至多等于径向高度H的0.5倍。
31.用于制造根据实施方案27至29中任一个所述的充气轮胎的方法，其中：
·通过连续铺设构成套状体的各种元件来围绕轮胎成型鼓使套状体成型，所述轮胎成型鼓大体显示出围绕旋转轴线的旋转对称性，所述套状体至少包括：
i.两个胎圈和两个胎侧，所述两个胎圈旨在与轮辋接触并且沿轴向位于与生坯的赤道平面(XZ)差不多等距的位置，每个胎侧从胎圈沿轴向向内延伸，
ii.胎体增强件，其沿径向位于内侧，使两个胎侧连接在一起并且在周向增强元件处锚固在每个胎圈中，所述胎体增强件由根据本发明的增强帘布层构成，
·通过沿径向向外移动套状体的至少一部分来产生内部环形空间，所述至少一部分位于胎侧之间并且旨在形成生坯的胎冠部分，
·沿径向在生坯的外侧铺设包括径向外胎面表面和胎冠增强件的胎冠，所述径向外胎面表面旨在与地面接触，所述胎冠增强件旨在增强充气轮胎的胎冠，所述胎冠包括两个轴向端部，使得在胎冠已被铺设在套状体上之后每个胎侧朝向胎圈延续轴向端部。
32.根据前一实施方案所述的方法，其中，通过使用充气气体对内部环形空间加压来产生内部环形空间。
33.根据实施方案30和31中任一个所述的方法，其中，所述生坯包括加强结构，所述加强结构包括两个加强元件，所述加强结构的一侧通过胎冠界面连接至胎冠的径向内表面，并且另一侧通过轴向内胎圈界面连接至胎圈，所述加强结构沿周向围绕充气轮胎的整个圆周分布。
定义
在下文中，按照惯例，周向方向XX’、轴向方向YY’和径向方向ZZ’分别是指在轮胎的旋转方向上与轮胎的胎面表面正切的方向，与轮胎的旋转轴线平行的方向，以及与轮胎的旋转轴线垂直的方向。“沿径向位于内侧”和“沿径向位于外侧”分别意指“更接近轮胎的旋转轴线”和“更远离轮胎的旋转轴线”。“沿轴向位于内侧”和“沿轴向位于外侧”分别意指“更接近轮胎的赤道平面”和“更远离轮胎的赤道平面”，轮胎的赤道平面XZ为穿过轮胎的胎面表面的中间并且与轮胎的旋转轴线垂直的平面。
“基本上平行”或“基本上沿着......延伸”意指由所讨论的两个方向形成的角度小于10°，优选小于5°，优选小于2°，并且非常优选地小于或等于在用合适的方法进行角度测量时的误差。
物体的“总体方向”意指物体沿其最大长度延伸的总体方向。对于织物，织物的总体方向平行于织物的纵向边缘。因此，例如，缠绕在围绕轴线呈旋转性的卷轴上的织物具有与织物的展开方向(即周向方向)基本上平行的总体方向，所述展开方向垂直于卷轴的轴向方向和径向方向。
由表述“在a至b之间”表示的任何数值范围代表从大于a延伸至小于b的数值范围(即不包括端点a和b)，而由表述“a至b”表示的任何数值范围意指从端点“a”延伸直至端点“b”的数值范围，即包括严格端点“a”和“b”。
表述“元件基于”意指元件包含所用的各种组分或材料的混合物和/或原位反应产物，这些组分或材料中的一些能够和/或旨在在制造元件的各个阶段的过程中至少部分地彼此进行反应。
在本说明书中提及的含碳化合物可以为化石来源或生物基来源的化合物。在生物基来源的情况中，它们可以部分或全部由生物质得到或者可以由源自生物质的可再生原材料获得。它们特别是聚合物、增塑剂、填料等。
增强帘布层
根据本发明的增强帘布层包括在主方向(A)上彼此平行地并排布置并嵌入在聚合物组合物中的多个增强元件，其特征在于，每个增强元件包括第一丝状构件和第二丝状构件，所述第一丝状构件在静止时具有相对于所述第二丝状构件在静止时的长度而言的A1％的超出长度，其中0％<A1<AR，AR表示第二丝状构件的以百分比计的断裂伸长；对于帘布层在主方向(A)上的小于或等于A1％的任何伸长，所述第二丝状构件塑性变形；对于每个增强元件，M1/M2<1，M1是增强元件的对于帘布层的小于或等于K1×A1％的任何伸长而言的模量，M2是增强元件的对于帘布层的大于或等于K2×A1％的任何伸长而言的模量，其中K1的范围为0.8至0.95并且K2的范围为1.05至1.2，模量M1、M2和断裂伸长AR根据标准ASTMD885-03进行测量。
因此，对于帘布层在主方向(A)上的小于A1％的任何伸长(在此期间增强元件具有模量M1)，根据本发明的增强帘布层具有适度的抗伸长性，并且还对于帘布层在主方向(A)上的大于A1％的任何伸长而言具有更大的抗性(因为模量M2大于M1)。因此，通过将主方向(A)基本上与并有帘布层的物体的变形方向对齐，很容易根据该帘布层被并入物体中时所需的成形来调节帘布层的设计。
优选地，M1/M2小于或等于0.5，优选小于或等于0.1，并且非常优选地小于或等于0.05。该比值表示帘布层在主方向(A)上的抗伸长性方面的性能差异。该比值越小，与对于小于A1％的伸长而言的抗伸长性相比，对于大于A1％的伸长而言的抗伸长性越大。
模量M1和M2的值、增强体的数量和它们的铺设密度(以沿垂直于主方向(A)的方向在帘布层平面中测量的丝线数/dm表示)由本领域技术人员根据帘布层的具体要求进行调节，特别是通过对增强元件的组成材料的适当选择进行调节。
优选地，对于帘布层在主方向(A)上的小于K1×A1％的任何伸长，每个增强元件具有小于或等于10/A1 N，优选小于或等于8/A1 N，优选小于或等于7/A1 N的模量。例如，仅作为计算说明，任意取A1＝20，对于帘布层在主方向(A)上的小于K1×20％的任何伸长，每个增强元件具有小于或等于10/20N，优选小于或等于8/20N，优选小于或等于7/20N的模量。因此，需要相对低的力来沿主方向(A)拉伸帘布层直至伸长为K1×A1％。
优选地，对于帘布层在主方向(A)上的大于K2×A1％的任何伸长，每个增强元件具有大于或等于10N，优选大于或等于15N的模量。因此，对于大于K2×A1％的任何伸长，帘布层表现出大得多的抗伸长性。非常优选地，每个增强元件具有小于或等于25N，优选小于或等于20N的模量。
系数K1和K2表示其中增强元件的模量在M1至M2之间的过渡区。优选地，K2的范围为1.1至1.2，优选为1.15至1.2，并且优选K2＝1.2。优选地，K1的范围为0.85至0.95，优选为0.9至0.95，并且优选K1＝0.95。
-第一丝状构件
根据本发明的增强帘布层的每个增强元件包括第一丝状构件和第二丝状构件，所述第一丝状构件在静止时具有相对于所述第二丝状构件在静止时的长度而言的超出长度A1％，其中0％<A1<AR，AR表示第二丝状构件的以百分比计的断裂伸长，AR根据标准ASTMD885-03进行测量。A1％的超出长度意指第一丝状构件在静止时的长度等于第二丝状构件在静止时的长度的(100+A1)％。
优选地，第一丝状构件包括至少一个多丝线股，所述多丝线股包括多根单丝，每根单丝由选自聚酯、聚酰胺、聚酮、聚氨酯、天然纤维和这些材料的组合体的材料制成，优选地由选自聚酯、聚酰胺、聚酮、聚氨酯和这些材料的组合体的材料制成，更优选地由选自聚酯和聚酯的组合体的材料制成。聚酯是有利的，因为它们具有高韧度、低成本、与它们在充气轮胎中的用途相配的热完整性、以及可供选择的标准热收缩性。
第一丝状构件在静止时具有相对于第二丝状构件在静止时的长度而言的A1％的超出长度。优选地，Al在15％至50％，优选15％至45％，非常优选15％至25％的范围内。因此，当帘布层沿主方向(A)伸长时，第二丝状构件塑性变形，而第一丝状构件由于其超出长度而展开。当帘布层达到A1％的伸长时，第一丝状构件完全展开，更充分地有助于帘布层在主方向(A)上的抗伸长性。
第一丝状构件在静止时的长度是在第一丝状构件的主方向上测量的。该长度对应于第一丝状构件在其未结合到增强元件中时并且在静止时的总长度，其中在静止时也就是说在第一丝状构件的总体方向上既未处于延伸状态也未处于压缩状态，因此所述第一丝状构件表现出零伸长。
第一丝状构件的韧度优选大于或等于30cN/tex，优选小于40cN/tex，优选小于60cN/tex。第一丝状构件的韧度根据标准ASTM D885-03加以确定。
-第二丝状构件
根据本发明的增强帘布层的每个增强元件的第二丝状构件满足，对于帘布层在主方向(A)上的小于或等于A1％的任何伸长，第二丝状构件塑性变形。
优选地，对于帘布层在主方向(A)上的小于或等于A1％的任何伸长，第一丝状构件和第二丝状构件各自均未断裂。
为了在增强帘布层的伸长期间保持增强帘布层的完整性，第二丝状构件的断裂伸长优选是充足的。优选地，对于每个增强元件，第二丝状构件具有的断裂前伸长AR大于或等于30％，优选大于或等于50％，优选大于或等于60％，优选大于或等于80％，非常优选大于或等于100％，大于或等于150％，非常优选大于或等于200％。
第二丝状构件的断裂伸长根据标准ASTM D885-03在增强元件内(即在增强元件中组装时)进行测量。
第二丝状构件的韧度优选小于或等于20cN/tex，优选小于或等于15cN/tex，优选小于或等于10cN/tex。第二丝状构件的韧度根据标准ASTM D885-03加以确定。这种与第二丝状构件的塑性性质相关的低韧度允许第二丝状构件在低应力下非常容易地塑性变形而不会断裂，因此使得根据本发明的增强帘布层能够在制造结合有该帘布层的物体(例如充气轮胎)期间进行的成形步骤中沿总体方向(A)均匀一致地伸长而没有晃动，并且没有弹性返回，这显著降低了在固化之前获得不规则物体的风险。
优选地，第二丝状构件由选自聚酯、聚酰胺、聚酮和这些材料的组合体的材料制成，优选地由选自聚酯、聚酰胺、聚酮和这些材料的组合体的材料制成，更优选地由聚酰胺制成，并且非常优选地由选自脂族聚酰胺，例如尼龙，特别是尼龙PA4.6、PA6、PA6.6或PA6.10的材料制成。由尼龙制成的丝状构件有利地具有相对高的断裂伸长和低于通常使用的材料(如例如人造丝)的韧度。
优选地，在每个增强元件中，第二丝状构件基本上是直线的，而第一丝状构件围绕第二丝状构件基本上螺旋地缠绕。因此，当增强元件沿其主方向(A)变形时，第二丝状构件伸长并同时塑性变形，而第一丝状构件展开。因此，在一种布置中，增强元件是缠绕类型。
特别适合本发明需要的第二丝状构件例如是具有在20tex至30tex之间的支数并具有在200cN至250cN之间的断裂力的尼龙丝线，例如来自Coats公司的丝线“WebflexHEN”。
优选地，在第二丝状构件基本上是直线的情况下，第一丝状构件围绕第二丝状构件螺旋缠绕并且基本上周期性地形成环形圈。在一种优选的布置中，增强元件是环形圈类型。
环形圈类型的增强元件(“圈纱”或“毛圈花式线”)为本领域技术人员所熟知。它们与缠绕类型的元件(或“粗松螺旋花线”)的不同之处在于，通常称为“包覆丝线”或“作用丝线”的第一丝状构件在元件制造过程中被过多供应。环形圈类型的增强元件可以使用诸如环形穿线机的常规方法来生产，这使得可以使用比生产缠绕类型的元件所用的脆芯型机器类型的方法具有更低韧度的第二丝状构件。
因此，通过使用环形圈类型的增强元件，可以在根据本发明的帘布层中使用在低应力下塑性变形的第二丝状构件，从而使得根据本发明的帘布层在成形操作中更容易均匀一致地变形。
在一种优选的布置中，第二丝状构件包括至少一根单丝，优选两根单丝。在另一种优选的布置中，第二丝状构件包括至少一个多丝线股，所述多丝线股包括多根单丝。
优选地，增强元件还可以包括用于将第一丝状构件和第二丝状构件接合在一起的装置，该接合装置例如是围绕所述第一丝状构件和所述第二丝状构件基本上螺旋地缠绕从而将所述第一丝状构件和所述第二丝状构件接合在一起的连接丝线。该接合装置，例如该连接丝线优选地由选自聚酯、聚酰胺、聚酮和这些材料的组合体的材料制成，优选地由选自聚酯、聚酰胺、聚酮和这些材料的组合体的材料制成，更优选地由聚酰胺制成，并且非常优选地由选自脂族聚酰胺，例如尼龙，特别是尼龙PA4.6、PA6、PA6.6或PA6.10的材料制成。
-聚合物组合物
根据本发明的增强帘布层包括嵌入在聚合物组合物中的多个增强元件。
术语“嵌入”意指每个增强元件由聚合物组合物包围。
在一个实施方案中，聚合物组合物包含至少一种选自二烯弹性体、烯烃弹性体、热塑性弹性体及其混合物的弹性体。二烯类型的弹性体或橡胶(这两个术语是同义的)通常意指至少部分(即均聚物或共聚物)获自二烯单体(带有两个共轭或非共轭碳-碳双键的单体)的弹性体。然后该组合物可以处于未固化状态或固化状态。
特别优选地，橡胶组合物的二烯弹性体选自聚丁二烯(BR)、合成聚异戊二烯(IR)、天然橡胶(NR)、丁二烯共聚物、异戊二烯共聚物以及这些弹性体的混合物。这样的共聚物更优选地选自丁二烯/苯乙烯共聚物(SBR)、异戊二烯/丁二烯共聚物(BIR)、异戊二烯/苯乙烯共聚物(SIR)、异戊二烯/丁二烯/苯乙烯共聚物(SBIR)以及这样的共聚物的混合物。
每种聚合物组合物可以包含仅一种二烯弹性体或者数种二烯弹性体的混合物，所述二烯弹性体可以与除了二烯弹性体之外的任何类型的合成弹性体，或甚至与除了弹性体之外的聚合物(例如热塑性聚合物)组合使用。
此外，在该实施方案中，除了弹性体(优选二烯弹性体)之外，每种聚合物组合物还包含增强填料(例如炭黑、二氧化硅或它们的混合物)、交联体系(例如硫化体系)以及各种添加剂。
在另一个实施方案中，每种聚合物组合物包含至少一种热塑性聚合物。根据定义，热塑性聚合物是可热熔的。这样的热塑性聚合物的示例是脂族聚酰胺(例如尼龙)、聚酯(例如PET或PEN)和热塑性弹性体。
热塑性弹性体(缩写为“TPE”)是以基于热塑性嵌段的嵌段共聚物形式提供的弹性体。热塑性弹性体具有介于热塑性聚合物和弹性体之间的结构，它们以已知的方式由通过柔性弹性体序列(例如用于不饱和TPE的聚丁二烯或聚异戊二烯序列，或者用于饱和TPE的聚(乙烯/丁烯)序列)连接的刚性热塑性(特别是聚苯乙烯)序列形成。出于该原因，以已知的方式，上述TPE嵌段共聚物的特征通常在于存在两个玻璃化转变峰，第一个峰(较低的通常为负值的温度)与TPE共聚物的弹性体序列相关，第二个峰(较高的为正值的温度，对于优选TPS类型的弹性体而言该温度通常大于80℃)与TPE共聚物的热塑性(例如苯乙烯嵌段)部分相关。这些TPE弹性体通常为三嵌段弹性体，所述三嵌段弹性体具有通过柔性链段连接的两个刚性链段。刚性链段和柔性链段能够线性排列，或者以星形支化构形或支化构形排列。这些TPE弹性体还可以为二嵌段弹性体，所述二嵌段弹性体具有与柔性链段连接的单个刚性链段。通常，这些链段或嵌段中的每一个含有至少大于5个上，通常大于10个的基本单元(例如对于苯乙烯/异戊二烯/苯乙烯嵌段共聚物而言为苯乙烯单元和异戊二烯单元)。
优选地，热塑性弹性体为不饱和的。根据定义，以公知的方式，不饱和的TPE弹性体意指具有乙烯不饱和键的TPE弹性体，即其包含(共轭或非共轭的)碳-碳双键；相反地，“饱和的”TPE弹性体当然是不具有这种双键的TPE弹性体。
根据本发明的增强帘布层特别适用于充气轮胎或非充气轮胎。优选地，关于对旨在支撑车辆的轮胎的特定约束，旨在用于充气车辆轮胎的增强帘布层，即能够用于车辆轮胎的增强帘布层具有增强元件在与方向(A)垂直的方向(X)上的铺设间距p，所述铺设间距p的范围为0.5mm至1.5mm，优选0.7mm至1.5mm，方向(A)基本上平行于充气轮胎的轴向方向(YY’)。该铺设间距使得增强性足以抵抗充气轮胎所承受的应力。
优选地，在适用于充气轮胎的增强帘布层中，比值D/(p-D)的范围为0.6至4.5，优选0.8至4.2，其中D表示增强元件的直径。当考虑到该比值时，橡胶桥接体(即设置在两个连续的增强元件之间的橡胶)的尺寸特别适用于充气轮胎。
优选地，适用于充气轮胎的增强帘布层的平均厚度小于或等于3mm，优选小于或等于2mm，优选小于或等于1.5mm，以限制轮胎的总厚度，从而尤其限制充气轮胎的滚动阻力。
成品或半成品以及轮胎
本发明的主题还为包括根据本发明的增强帘布层的成品或半成品。成品或半成品可以是包括增强帘布层的任何制品。可以以非限制性方式提及的示例包括传送带和充气轮胎或非充气轮胎。
一种旨在安装在轮辋上的充气车辆轮胎在充气的安装状态下具有轴向宽度S和径向高度H，并且包括具有径向外胎面表面和两个轴向端部的胎冠，所述径向外胎面表面旨在与地面接触，所述两个轴向端部各自由胎侧然后是胎圈沿径向朝向内侧延伸，所述胎圈旨在与轮辋接触。胎冠、胎侧和胎圈界定环曲内腔。充气轮胎包括从胎圈延伸通过胎侧直至胎冠的至少一个胎体增强件，所述增强件锚固在两个胎圈中。根据本发明的充气轮胎的特征在于胎体增强件为根据本发明的帘布层。
优选地，参考图1，以非限制性说明的方式使用，旨在安装在轮辋(5)上的根据本发明的充气轮胎(1)包括具有径向外胎面表面(21)和两个轴向端部(22)的胎冠(2)，所述径向外胎面表面(21)旨在与地面接触，所述两个轴向端部(22)各自由胎侧(3)然后是胎圈(4)沿径向朝向内侧延伸，所述胎圈(4)旨在与轮辋(5)接触。胎冠、胎侧和胎圈界定环曲内腔(6)。充气轮胎(1)包括至少一个由根据本发明的增强帘布层构成的胎体帘布层并且包括加强结构(7)，所述加强结构(7)包括两个加强元件(8)，每个加强元件(8)在环曲内腔(6)中从与胎冠的径向内表面(23)连接的胎冠界面(81)连续延伸至与胎圈的轴向内表面(41)连接的胎圈界面(82)；所述加强结构(7)沿周向围绕轮胎的整个圆周分布；所述胎冠界面(81)设置在相对于赤道平面(XZ)的轴向距离A处，所述轴向距离A至多等于轴向宽度S的0.45倍，所述赤道平面(XZ)穿过胎面表面(21)的中间并且垂直于旋转轴线(YY’)；所述胎圈界面(82)设置在相对于胎圈的轴向内表面(41)的径向最内点(I)而言的径向距离B处，所述径向距离B至少等于径向高度H的0.10倍且至多等于径向高度H的0.5倍。
根据本发明的该变体形式的充气轮胎的原理是将旨在增加轮胎的整体刚度的加强结构并入到常规轮胎中，该刚度具有由轮胎的增强结构提供的被称为结构刚度的结构分量、以及由充气气体的压力提供的被称为轮胎刚度的轮胎分量。加强结构有助于轮胎刚度。
用于制造根据本发明的轮胎的方法
通常称为“生坯”的未固化轮胎一般用鼓通过以下的已知步骤制得：在第一鼓上进行扁平制造，在第二鼓上成型，然后进行精整加工。最后的固化步骤使得未固化的塑料材料尤其通过硫化来变为弹性。在成型步骤中，充气轮胎的内部环形空间一般通过以下方式形成：对组装在鼓上的充气轮胎的生坯进行充气，或者借助于膜或可变形壁使该生坯变形。
在下文中，为了非限制性说明，参考图1至图4，其中相同的元件设有相同的附图标记。
本发明的另一个主题为用于制造根据本发明的充气轮胎的方法，其中：
-通过连续铺设构成套状体的各种元件来围绕轮胎成型鼓使套状体(15)成型，所述轮胎成型鼓大体显示出围绕旋转轴线的旋转对称性，所述套状体(15)至少包括：
-两个胎圈(4)和两个胎侧(3)，所述两个胎圈(4)旨在与轮辋接触并且沿轴向位于与生坯的赤道平面(XZ)差不多等距的位置，每个胎侧(3)从胎圈(4)沿轴向向内延伸，
-胎体增强件(9)，其沿径向位于内侧，使两个胎侧(3)连接在一起并且在周向增强元件(11)处锚固在每个胎圈(4)中，所述胎体增强件(9)由根据本发明的增强帘布层构成，
-橡胶层(13)(“内衬”)，其任选地沿径向位于胎体增强件的内侧并且对充气气体是气密的，
-通过沿径向向外移动套状体的至少一部分(16)来产生内部环形空间(6)，所述至少一部分(16)位于胎侧之间并且旨在形成生坯的胎冠部分，
-沿径向在生坯的外侧铺设包括径向外胎面表面(21)和胎冠增强件(10)的胎冠(2)，所述径向外胎面表面(21)旨在与地面接触，所述胎冠增强件(10)旨在增强充气轮胎的胎冠，所述胎冠包括两个轴向端部(22)，使得在胎冠(2)已被铺设在套状体(15)上之后每个胎侧(3)朝向胎圈(4)延续轴向端部(22)。
赤道平面(XZ)为与轮胎或生坯的旋转轴线垂直并穿过其胎面表面的中间的平面。生坯被理解为处于未固化状态的充气轮胎，亦即在构成它的组合物进行交联之前的充气轮胎。
优选地，通过使用充气气体对内部环形空间加压来产生内部环形空间(6)。
优选地，生坯包括加强结构(7)，所述加强结构(7)包括两个加强元件(8)，所述加强结构的一侧通过胎冠界面(81)连接至胎冠的径向内表面，并且另一侧通过轴向内胎圈界面(82)连接至胎圈，所述加强结构沿周向围绕充气轮胎(1)的整个圆周分布。
因此，在已产生内部环形空间(6)后，加强结构(7)的两个元件(8)中的每一个均在环曲内腔中从胎冠界面连续延伸至胎圈界面。
根据本发明的增强帘布层特别适用于在环曲内部空间中包括结构的充气轮胎的成型。具体而言，由于该结构的在轮胎内表面上的附接点之间的长度L1小于沿所述内表面测量的附接点之间的长度L2，不可能通过实施如通常进行的扁平制造来使这样的轮胎成型。由于用作胎冠帘布层的根据本发明的增强帘布层的延展性，可以平铺生坯的不同元件，增强帘布层被设计为满足A1基本上等于(L2/L1-1)x100。
附图说明
[图1]图1示出根据本发明的充气轮胎。
[图2]图2为套状体(正在成型)和胎冠的示意图。
[图3]图3示意性地示出通过使套状体成形来产生环曲内部空间(6)。
[图4]图4示意性地示出使用根据本发明的方法制得的充气轮胎，图2至图4循序地示出了所述方法的总体执行进程。
测量方法
根据标准ASTM D885-003测量增强元件的模量和断裂伸长值。

Claims (15)

1.增强帘布层，其包括在主方向(A)上彼此平行地并排布置并嵌入在聚合物组合物中的多个增强元件，其特征在于，每个增强元件包括第一丝状构件和第二丝状构件，所述第一丝状构件在静止时具有相对于所述第二丝状构件在静止时的长度而言的A1％的超出长度，其中0％<A1<AR，AR表示第二丝状构件的以百分比计的断裂伸长；对于帘布层在主方向(A)上的小于或等于A1％的任何伸长，所述第二丝状构件塑性变形；对于每个增强元件，M1/M2<1，M1是增强元件的对于帘布层的小于或等于K1×A1％的任何伸长而言的模量，M2是增强元件的对于帘布层的大于或等于K2×A1％的任何伸长而言的模量，其中K1的范围为0.8至0.95并且K2的范围为1.05至1.2，模量M1、M2和断裂伸长AR根据标准ASTM D885-03进行测量。
2.根据前一权利要求所述的帘布层，其中，对于每个增强元件，M1/M2小于或等于0.5，优选小于或等于0.1，优选小于或等于0.05。
3.根据前述权利要求中任一项所述的帘布层，其中，对于帘布层在主方向(A)上的小于K1×A1％的任何伸长，每个增强元件具有小于或等于10/A1 N，优选小于或等于8/A1 N，优选小于或等于7/A1 N的模量。
4.根据前述权利要求中任一项所述的帘布层，其中，对于帘布层在主方向(A)上的大于K2×A1％的任何伸长，每个增强元件具有大于或等于10N，优选大于或等于15N的模量。
5.根据前述权利要求中任一项所述的帘布层，其中，A1在15％至50％，优选15％至45％，非常优选15％至25％的范围内。
6.根据前述权利要求中任一项所述的帘布层，其中，对于每个增强元件，所述第二丝状构件的根据标准ASTM D885-03测得的断裂前伸长AR大于或等于30％，优选大于或等于50％，优选大于或等于60％，优选大于或等于80％，非常优选大于或等于100％。
7.根据前述权利要求中任一项所述的帘布层，其中，所述第二丝状构件的韧度小于或等于20cN/tex，优选小于或等于15cN/tex，优选小于或等于10cN/tex。
8.根据前述权利要求中任一项所述的帘布层，其中，所述第一丝状构件的韧度大于或等于30cN/tex，优选大于或等于40cN/tex，优选大于或等于60cN/tex。
9.根据前述权利要求中任一项所述的帘布层，其中，所述增强元件还包括用于将所述第一丝状构件和所述第二丝状构件接合在一起的装置。
10.根据前述权利要求中任一项所述的帘布层，其中，所述聚合物组合物包含至少一种选自二烯弹性体、烯烃弹性体、热塑性弹性体及其混合物的弹性体。
11.根据前述权利要求中任一项所述的帘布层，其中，所述聚合物组合物包含选自炭黑、二氧化硅及其混合物的增强填料。
12.旨在用于充气车辆轮胎的根据前述权利要求中任一项所述的增强帘布层，其中，增强元件在与方向(A)垂直的方向(X)上的铺设间距p的范围为0.5mm至1.5mm，优选为0.7mm至1.5mm，方向(A)基本上平行于充气轮胎的轴向方向(YY’)。
13.橡胶制品，其包括根据权利要求1至12中任一项所述的帘布层。
14.充气或非充气车辆轮胎，其包括根据权利要求1至12中任一项所述的帘布层。
15.用于制造根据前一权利要求所述的充气轮胎的方法，其中：
·通过连续铺设构成套状体的各种元件来围绕轮胎成型鼓使套状体成型，所述轮胎成型鼓大体显示出围绕旋转轴线的旋转对称性，所述套状体至少包括：
i.两个胎圈和两个胎侧，所述两个胎圈旨在与轮辋接触并且沿轴向位于与生坯的赤道平面(XZ)差不多等距的位置，每个胎侧从胎圈沿轴向向内延伸，
ii.胎体增强件，其沿径向位于内侧，使两个胎侧连接在一起并且在周向增强元件处锚固在每个胎圈中，所述胎体增强件由根据权利要求1至12中任一项所述的增强帘布层构成，
·通过沿径向向外移动套状体的至少一部分来产生内部环形空间，所述至少一部分位于胎侧之间并且旨在形成生坯的胎冠部分，
·沿径向在生坯的外侧铺设包括径向外胎面表面和胎冠增强件的胎冠，所述径向外胎面表面旨在与地面接触，所述胎冠增强件旨在增强充气轮胎的胎冠，所述胎冠包括两个轴向端部，使得在胎冠已被铺设在套状体上之后每个胎侧朝向胎圈延续轴向端部，
生坯被理解为处于未固化状态的充气轮胎，亦即在构成它的组合物进行交联之前的充气轮胎。
CN202080087811.3A 2019-12-20 2020-12-14 可成形性增强帘布层 Active CN114845888B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1915063 2019-12-20
FR1915063A FR3105099B1 (fr) 2019-12-20 2019-12-20 Nappe renforcée conformable
PCT/FR2020/052425 WO2021123588A1 (fr) 2019-12-20 2020-12-14 Nappe renforcée conformable

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114845888A true CN114845888A (zh) 2022-08-02
CN114845888B CN114845888B (zh) 2023-10-24

Family

ID=70613968

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080087811.3A Active CN114845888B (zh) 2019-12-20 2020-12-14 可成形性增强帘布层

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP4076990B1 (zh)
JP (1) JP2023507009A (zh)
CN (1) CN114845888B (zh)
CA (1) CA3160411A1 (zh)
FR (1) FR3105099B1 (zh)
WO (1) WO2021123588A1 (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4343343A (en) * 1981-01-29 1982-08-10 The Goodyear Tire & Rubber Company Elongatable reinforcement cord for an elastomeric article
US4945967A (en) * 1987-04-28 1990-08-07 Pirelli Coordinamento Pneumatici S.P.A. Reinforcing armouring of tires for vehicle wheels
CN101213086A (zh) * 2005-06-30 2008-07-02 米其林技术公司 用于重型车辆的轮胎
WO2015086309A1 (fr) * 2013-12-09 2015-06-18 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Pneumatique présentant une pression nominale réduite et une flèche relative sous charge nominale augmentée
WO2018172690A1 (fr) * 2017-03-22 2018-09-27 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Armature de sommet de pneumatique constituée d'une couche de sommet de travail et d'une couche d'éléments circonférentiels

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019115917A1 (fr) 2017-12-11 2019-06-20 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Pneumatique pour vehicule avec structure de rigidification dans la cavite torique interieure

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4343343A (en) * 1981-01-29 1982-08-10 The Goodyear Tire & Rubber Company Elongatable reinforcement cord for an elastomeric article
US4945967A (en) * 1987-04-28 1990-08-07 Pirelli Coordinamento Pneumatici S.P.A. Reinforcing armouring of tires for vehicle wheels
CN101213086A (zh) * 2005-06-30 2008-07-02 米其林技术公司 用于重型车辆的轮胎
WO2015086309A1 (fr) * 2013-12-09 2015-06-18 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Pneumatique présentant une pression nominale réduite et une flèche relative sous charge nominale augmentée
WO2018172690A1 (fr) * 2017-03-22 2018-09-27 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Armature de sommet de pneumatique constituée d'une couche de sommet de travail et d'une couche d'éléments circonférentiels

Also Published As

Publication number Publication date
FR3105099B1 (fr) 2021-12-31
WO2021123588A1 (fr) 2021-06-24
FR3105099A1 (fr) 2021-06-25
CA3160411A1 (fr) 2021-06-24
CN114845888B (zh) 2023-10-24
EP4076990A1 (fr) 2022-10-26
EP4076990B1 (fr) 2024-08-14
JP2023507009A (ja) 2023-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110300655B (zh) 包括可部分断裂的织物以及支撑结构的组件
US11325418B2 (en) Tire assembly comprising a breakable structure and a supporting structure
KR100899298B1 (ko) 하이브리드 케이블, 및 하이브리드 케이블을 합체한 타이어
JP5236181B2 (ja) 強化ラジアル航空機用タイヤ
US11046112B2 (en) Assembly for tire including impregnated woven or knitted fabric(s) and a sacrificial holder
KR101970365B1 (ko) 공기압 타이어용 아코디언 구조의 나선형 오버레이
US20100300595A1 (en) Pneumatic tire with an overlay reinforcement
US20130056126A1 (en) Aircraft tire
US20130146200A1 (en) Overlay ply for a pneumatic tire
EP0016114B1 (en) A composite reinforcement cord for reinforcing elastomeric articles and method of making a highly stretchable radial tire
US20120085476A1 (en) Pneumatic tire with a woven or knitted bead reinforcement
US20120085475A1 (en) Pneumatic tire with a knitted flipper
US20130146201A1 (en) Bead structure for a pneumatic tire
CN113459729A (zh) 剪切带
US20120298278A1 (en) Carcass ply structure for a pneumatic tire
CN114845888B (zh) 可成形性增强帘布层
US20170144400A1 (en) Method for manufacturing a single belt/overlay component for a pneumatic tire
US20160288574A1 (en) Crown reinforcement for a pneumatic tire
JP6051155B2 (ja) タイヤ
US20220410625A1 (en) Assembly comprising an adaptable support structure
CN102112300B (zh) 用于构造车轮生胎的方法和由所述方法构造的轮胎
US20160288573A1 (en) Continuous crown reinforcement for a pneumatic tire
EP3176005A1 (en) A bidirectional monobelt construction for a pneumatic tire
CN114746260B (zh) 包括适应性支撑结构的组件
US20160176240A1 (en) Reduced weight aircraft tire

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant