專利名稱：：具有冠部/基部胎面的氣動(dòng)車(chē)輪胎的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種氣動(dòng)車(chē)輪胎，特別是一種用于商業(yè)車(chē)輛的輪胎，該輪胎具有胎面橡膠，該胎面橡膠具有一個(gè)胎面橡膠冠部和一個(gè)胎面橡膠基部，它們?cè)诟髯郧闆r下由一種橡膠混合物生產(chǎn)，并且具有至少一個(gè)多層簾布緩沖帶組件，該組件具有至少一層由橡膠混合物生產(chǎn)的底胎面橡膠，覆蓋緩沖層邊緣并且使它們與該胎面橡膠基部相分離。
背景技術(shù)：
：在輪胎的使用或者工作期間，所發(fā)生的撓曲力和離心力以及由于輪胎中固化的橡膠混合物的滯后性的損失所造成的相關(guān)動(dòng)態(tài)變形導(dǎo)致熱能的形成，該熱能僅僅能不良地發(fā)散掉。伴隨溫度的升高，特別是在緩沖層邊緣附近發(fā)生一種獨(dú)特的熱量形成。這導(dǎo)致?lián)p害輪胎的耐久性以及輪胎翻新的可行性。由于增強(qiáng)元件(緩沖層邊緣)端部處的模量增加、發(fā)生的高度變形以及伴隨的機(jī)械負(fù)荷，該緩沖層邊緣也承受了高度的結(jié)構(gòu)負(fù)荷。這些應(yīng)力和負(fù)荷可導(dǎo)致緩沖層邊緣松脫的情形，這不僅損害翻新的可行性而且還導(dǎo)致緩沖層帶完全脫離或者甚至是輪胎被損壞。在輪胎暴露于特殊熱負(fù)荷的情況下，現(xiàn)有技術(shù)中是將胎面橡膠分為冠部和基部。用于胎面橡膠基部的橡膠混合物在此情況下具有降低熱量積蓄的任務(wù)。因此，與用于胎面橡膠冠部的混合物中所使用的碳黑相比，具有更低活性(更低的BET表面面積和更低的CTAB表面面積)的碳黑被用于胎面橡膠基部的橡膠混合物中。進(jìn)而，在基部混合物中的全部填料含量通常低于冠部的混合物的含量。胎面橡膠基部的硬度因此經(jīng)常低于胎面橡膠冠部的硬度。從DE-A-1755301已知通過(guò)使輪胎(并且特別是使輪胎的胎面)含有勻質(zhì)地結(jié)合于橡膠中的石墨來(lái)降低氣動(dòng)車(chē)輛輪胎中(并且特別是在胎面中)溫度的升高。所以，在常規(guī)的交叉簾布輪胎的情況下，全部由含有石墨的橡膠混合物生產(chǎn)的胎面橡膠因此使之有可能通過(guò)其改進(jìn)的熱傳導(dǎo)性而降低在胎面橡膠的肩部?jī)?nèi)的溫度。然而，專門(mén)對(duì)用于胎面橡膠的橡膠混合物添加石墨具有的后果是固化混合物的特性發(fā)生改變。在用于胎面橡膠的橡膠混合物中包含石墨具有的不利效果是，例如，影響濕路附著力、干路附著力，以及特別是磨損。這可歸咎的原因之一在于石墨顆粒的滑動(dòng)特性。為了在靠近氣動(dòng)車(chē)輛輪胎的緩沖帶的區(qū)域中有效地降低橡膠混合物的溫度，在EP-A-1031441中提出，在胎面凹槽的基部并且在輪胎的肩部區(qū)域中布置具有比圍繞它的橡膠混合物的熱傳導(dǎo)性至少高出5%的熱傳導(dǎo)性的橡膠混合物。為了提高這些混合物的熱傳導(dǎo)性，提出了將填料例如鋁、鎂、銅、錫、鎳或者含金屬的物質(zhì)例如氧化鋅、氫氧化鋁等用作除了碳黑之外的添加劑。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所依據(jù)的目的是尋找一種特別有效的措施以便在緩沖層邊緣的區(qū)域中降低溫度和熱量的增長(zhǎng)而不降低在這些區(qū)域中的機(jī)械特性，特別是撕裂特性，并且不加重胎面橡膠的磨損。根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)使胎面橡膠基部具有比胎面橡膠冠部高出至少20%的熱傳導(dǎo)性和比一層或多層底胎面橡膠高出至少10%的熱傳導(dǎo)性而實(shí)現(xiàn)了該既定目的。因此在本發(fā)明的情況下，完全出人意料的是，在緩沖層邊緣處產(chǎn)生的熱能不是必需由連續(xù)地延伸到外部的一個(gè)熱傳導(dǎo)性構(gòu)件而被發(fā)散掉。在緩沖層邊緣的區(qū)域中熱量的形成并且因此發(fā)生的極高溫度僅僅在較小的局部區(qū)域中產(chǎn)生。先前的理念是，這種熱量必須被發(fā)散到外部以允許輪胎有效地冷卻。已經(jīng)出人意料的發(fā)現(xiàn)，在經(jīng)受較小機(jī)械應(yīng)力的構(gòu)件中形成的熱量的內(nèi)部分布完全足以顯著地改進(jìn)緩沖層邊緣的耐久性。還出人意料的是，不必使緊鄰緩沖層邊緣的每一個(gè)輪胎構(gòu)件都具備提高的熱傳導(dǎo)性。為了實(shí)現(xiàn)輪胎耐久性的顯著改進(jìn)，如果胎面橡膠基部相對(duì)于胎面橡膠冠部和底胎面橡膠具有所提及的提高的熱學(xué)傳導(dǎo)性，這也就足夠了。結(jié)果，同時(shí)保證了在緩沖層邊緣處具有良好的抗撕裂性。通過(guò)在初始混合物中使用乙炔黑能夠以一種特別容易的和有效的方式在胎面橡膠基部中實(shí)現(xiàn)更高的熱傳導(dǎo)性。在此情況下，相對(duì)于在初始混合物中按重量計(jì)ioo份的橡膠，該胎面橡膠基部含有按重量計(jì)至少25份、特別是按重量計(jì)在42和60份之間的乙炔黑。如果胎面橡膠基部的肖氏A硬度比胎面橡膠冠部的硬度至多低兩個(gè)點(diǎn)，則對(duì)于其抗撕裂性是有利的。這一措施防止了不利的應(yīng)力集中，并且特別是避免了在胎面橡膠基部中形成疲勞裂紋。也可通過(guò)使用某些類(lèi)型的橡膠而有利地影響胎面橡膠基部的抗撕裂性。在這方面，有利的是如果該胎面橡膠基部是由一種橡膠混合物生產(chǎn)，該橡膠混合物含有按重量計(jì)55到IOO份的天然橡膠、按重量計(jì)高達(dá)35份的聚丁橡膠以及按重量計(jì)高達(dá)10份的至少一種另外的橡膠，在每一情況下均基于在該混合物中按重量計(jì)100份的橡膠。在這方面，另一有利的措施是該胎面橡膠基部是由一種橡膠混合物生產(chǎn)，該橡膠混合物含有硫磺的比例是在加速劑比例的0.5和2.5倍之間。優(yōu)選利用含有一種鋼絲繩粘結(jié)系統(tǒng)的橡膠混合物生產(chǎn)該一層或多層底胎面橡膠。這一措施有利于該一層或多層底胎面橡膠到緩沖層的鋼絲繩切緣的良好粘結(jié)。由于其稍微更差的磨損特性，胎面橡膠基部輪胎中應(yīng)當(dāng)布置為使它完全位于輪胎內(nèi)部并且不達(dá)到輪胎的橫向外部區(qū)域。通過(guò)除了乙炔黑之外使用按重量計(jì)在5和20份之間的N326型和/或N339型碳黑可以提高胎面橡膠基部的耐磨損性?；诟綀D更加詳細(xì)地說(shuō)明了本發(fā)明另外的特征、優(yōu)點(diǎn)和細(xì)節(jié)，附圖展示了示例性的實(shí)施例并且在附圖中圖1和圖2示出在具有本發(fā)明的兩種不同構(gòu)型變體的胎面橡膠和緩沖帶的區(qū)域中通過(guò)一個(gè)輪胎的局部截面。具體實(shí)施方式附圖示出通過(guò)用于商業(yè)車(chē)輛的輪胎的上側(cè)壁區(qū)域之一和與其臨近的胎面橡膠區(qū)域中的截面。所示意的常規(guī)輪胎構(gòu)件具有標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)造，例如，特別配備有作為加強(qiáng)元件的鋼絲繩的構(gòu)架插件2、氣密性內(nèi)層1、包括四個(gè)簾布層3、4、5和6的緩沖帶組件，以及側(cè)壁IO。肩墊ll被裝配在緩沖帶組件、構(gòu)架插件2和側(cè)壁IO之間。該胎面橡膠包括胎面橡膠冠部9和胎面橡膠基部8;緩沖簾布層4、5和6的邊緣被一層底胎面橡膠7(圖1)或者7'(圖2)覆蓋?？捎梢阎姆绞綐?gòu)造未被示意的輪胎構(gòu)件，例如胎圈區(qū)域。在所示意的實(shí)施例的情況下，該第四個(gè)、徑向最外的緩沖簾布層6在所有的簾布層中具有最小寬度并且是所謂的保護(hù)性簾布層，它已經(jīng)相對(duì)地終止于遠(yuǎn)離輪胎肩部的區(qū)域。第一緩沖簾布層3是所謂的屏障簾布層，第二緩沖簾布層4和第三緩沖簾布層5為所謂的工作層。所有的緩沖簾布層3、4、5和6均包括嵌入一個(gè)橡膠混合物(緩沖橡膠復(fù)合物)中的加強(qiáng)元件(特別是鋼絲繩)。鋼絲繩在每一簾布層3、4、5和6中相互平行地延伸，但是與輪胎圓周方向形成一定角度。對(duì)于第四緩沖簾布層6的鋼絲繩，這個(gè)角度總體上是從5。到25°，對(duì)于第二和第三緩沖簾布層4、5的鋼絲繩，它在15°和25°之間，并且使簾布層4、5的鋼絲繩彼此相交，而對(duì)于第一緩沖簾布層3的鋼絲繩，它在45°和70°之間。橡膠混合物的緩沖墊12被引入第二和第三緩沖簾布層4、5的橫向邊緣部分之間。側(cè)壁10的上端橫向地交疊在胎面橡膠冠部9上。覆蓋了緩沖簾布層5，6的邊緣部分、緩沖墊12以及緩沖簾布層4的邊緣并且常規(guī)地被稱為底胎面的覆蓋橡膠7、7'是由一種橡膠混合物構(gòu)成并且防止緩沖簾布層4、5和6的緩沖邊緣與胎面橡膠基部8的直接接觸。使用具有三個(gè)到五個(gè)緩沖簾布層的緩沖帶的其他構(gòu)造變型或者具有專門(mén)在5°和25°之間的緩沖簾布層角度的4或5簾布層的變型也是可能的。也可以使用其中一個(gè)或者兩個(gè)簾布層具有0。到5°的角度的緩沖帶的變體。胎面橡膠基部8在冠部9中徑向地延伸而橫向直至側(cè)壁10并且具有至少lmm、至多高達(dá)8mm的一個(gè)基本恒定的厚度。胎面橡膠基部8由特別導(dǎo)熱的橡膠混合物制成；其熱傳導(dǎo)性比胎面橡膠冠部9的熱傳導(dǎo)性至少高出20%。與用于底胎面橡膠7、7'的橡膠混合物相比，胎面橡膠基部8的熱傳導(dǎo)性至少高出10%。通過(guò)使用乙炔黑作為填料實(shí)現(xiàn)了胎面橡膠基部8的熱傳導(dǎo)性。相對(duì)于在混合物中按重量計(jì)的100份橡膠，在用于基部8的混合物中的乙炔黑的比例是按重量計(jì)至少為25份。在此情況下，除了乙炔黑之外，可以使用至少另一種類(lèi)型的碳黑。相對(duì)于該混合物中按重量計(jì)100份的橡膠，碳黑總比例按重量計(jì)至少為40份。為了實(shí)現(xiàn)胎面橡膠基部8的最大熱傳導(dǎo)性，可以只使用乙炔橡膠。在該混合物中乙炔黑的最佳比例按重量計(jì)在42和60份之間。乙炔黑是通過(guò)乙炔的熱分解來(lái)生產(chǎn)并且其特點(diǎn)在于具有超過(guò)平均比例的石墨狀結(jié)構(gòu)和很低的含氧基團(tuán)含量。乙炔黑通常具有根據(jù)ASTM-D2414的在150和260cm3/100g之間的DBP值(鄰苯二甲酸二丁酯吸收值)和根據(jù)ASTM-D1510的高于85g/kg的碘吸收值?；绢w粒的顆粒直徑在30和45nm之間。有可能被添加到胎面橡膠基部混合物的另外的碳黑優(yōu)選地為抗磨損碳黑，其比例為按重量計(jì)5到20份。高度抗磨損的碳黑為爐黑，其顯著特點(diǎn)在于具有低顆粒尺寸的高結(jié)構(gòu)。這些碳黑具有75到105g/kg的碘吸收值和60到160cm3/100g的DBP值。特別值得考慮的是N326型或者N339型碳黑。因?yàn)橐胰埠诮档土颂ッ嫦鹉z基部8的撕扯，胎面橡膠基部8的肖氏A硬度應(yīng)該比胎面橡膠冠部9的硬度低至少2個(gè)點(diǎn)。這一措施防止了在輪胎運(yùn)行期間在胎面橡膠基部8中產(chǎn)生不希望的應(yīng)力集中并且避免在胎面橡膠基部8中形成疲勞裂紋。胎面橡膠基部8的硬度應(yīng)該在肖氏A55和肖氏A70之間。通過(guò)使用天然橡膠也可在一定程度上補(bǔ)償胎面橡膠基部8的較低抗撕裂性。除了天然橡膠，聚丁橡膠可在用于胎面橡膠基部8的混合物中用作第二橡膠組分，因?yàn)檫@種類(lèi)型的橡膠具有出色的抗撕裂性和抗撕裂傳播性并具有低的拉伸幅度。聚丁橡膠的比例在此情況下不應(yīng)超過(guò)按重量計(jì)35份。除了天然橡膠和聚丁橡膠，原則上可以添加其他類(lèi)型的橡膠(優(yōu)選地以少量添加)例如丁苯共聚物(SBR、E-SBR、S-SBR)、合成聚異丙烯基(IR)和聚丁二烯(BR)，其中其他類(lèi)型橡膠的總比例不應(yīng)超過(guò)按重量計(jì)10份。在用于胎面橡膠基部8的橡膠混合物中，使用了一個(gè)硫磺加速劑系統(tǒng)作為固化系統(tǒng)，其中硫的比例高達(dá)加速劑比例的0.5到2.5倍的。在此情況下，例如，秋蘭姆衍生物和嗎啉衍生物可被用作硫磺的供體。由于胎面橡膠基部8具有低的抗撕裂性，應(yīng)該避免胎面橡膠基部8與緩沖簾布層3到6中的鋼絲繩的切口邊緣的直接接觸。底胎面橡膠7、7'防止了直接接觸并且優(yōu)選由保證高抗撕裂性的橡膠混合物來(lái)生產(chǎn)。用于底胎面橡膠7、7'的橡膠混合物應(yīng)該含任何乙炔黑或者僅含有按重量計(jì)至多15份的一個(gè)小比例的乙炔黑。該底胎面橡膠7、7'具有0.l到3ram的基本恒定的厚度。在此情況下，如圖1所示，在每一情況下將橡膠7配置為基本上僅僅覆蓋緩沖簾布層4、5和6的邊緣區(qū)域，但是它可配置為使橡膠7'延伸過(guò)緩沖帶或者胎面橡膠的整個(gè)寬度，如圖2中所示。通過(guò)在用于底胎面橡膠7、7'的橡膠混合物中使用一種鋼絲繩粘結(jié)系統(tǒng)確保了在緩沖簾布層4、5和6中底胎面橡膠7、7'良好地粘結(jié)到鋼絲繩的切口邊緣上。在此情況下，通過(guò)高比例的硫、通過(guò)添加與樹(shù)脂系統(tǒng)結(jié)合的鈷鹽(例如間苯二酚、六亞甲基四胺、六甲氧基三聚氰胺)、通過(guò)一定比例的硅石，并且通過(guò)使用黏附增強(qiáng)物質(zhì)例如松香或者Koresin可以實(shí)現(xiàn)所希望的鋼絲繩粘結(jié)。任何情況下，通過(guò)胎面橡膠基部8的高的熱傳導(dǎo)性均更好地補(bǔ)償了在橡膠7、7'的混合物中由于鋼絲繩粘結(jié)系統(tǒng)而造成的更大的熱量積蓄。由于胎面橡膠基部8具有低的抗撕裂性和稍微地更差的磨損特性，它并不延伸到輪胎的橫向外部區(qū)域中，如圖1和圖2所示。表1包括用于典型胎面橡膠冠部混合物的一個(gè)混合物(Ml)的實(shí)例和由根據(jù)本發(fā)明制成的胎面橡膠基部混合物構(gòu)成的兩個(gè)混合物(M2和M3)的實(shí)例。所規(guī)定的數(shù)量為按重量計(jì)的份數(shù)(phr)，它們基于在混合物中按重量計(jì)100份的橡膠。通過(guò)在160°C下進(jìn)行固化而利用這些混合物生產(chǎn)出測(cè)試件。利用這些測(cè)試件，確定在橡膠工業(yè)中典型的一些材料特性，在表2中含有其數(shù)值。在這些測(cè)試件上使用了以下測(cè)試方法-根據(jù)DIN53504在室溫下的拉伸強(qiáng)度-根據(jù)DIN53504在室溫下斷裂時(shí)的伸長(zhǎng)度-根據(jù)DIN53504在室溫下在100%、200%和300%伸長(zhǎng)率時(shí)的靜態(tài)模量(應(yīng)力數(shù)值)-根據(jù)DIN53504在室溫和在70。攝氏度下的肖氏A硬度-根據(jù)DIN53512在室溫和在70。攝氏度下的回彈性-在根據(jù)DIN53504拉伸測(cè)試中確定的斷裂能量密度，該斷裂能量密度為直至斷裂時(shí)需要的功，相對(duì)于試樣體積一根據(jù)DIN52612禾U用來(lái)自KyotoElectronics的KernthermQTM-D3-PD3裝置的熱傳導(dǎo)性(初始溫度室溫)-根據(jù)DIN53515的Graves撕裂傳播測(cè)試表1<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>表2特性單位MlM2M3拉伸強(qiáng)度MPa2419.818.9斷裂伸長(zhǎng)度%530503463模量100%MPa1.92.332.7模量200%MPa5.90.67.3模量300%MPa12.311.1312.6RT硬度肖氏A61.361.563.370°時(shí)硬度肖氏A565659.2RT回彈性%46.557.249.870°時(shí)回彈性%55.265.857.9斷裂能量密度J/cm342.239.536.4熱傳導(dǎo)性W/(m*K)0.2630.3940.425GravesN/mm82.55356Graves100°CN/mra6548.553.權(quán)利要求1.一種具有胎面橡膠的氣動(dòng)車(chē)輪胎，特別是用于商業(yè)車(chē)輛的輪胎，該輪胎具有在各自情形下由一種橡膠混合物生產(chǎn)的一個(gè)胎面橡膠冠部(9)和一個(gè)胎面橡膠基部(8)，并且具有一個(gè)多層簾布緩沖帶組件(3，4，5，6)，該組件具有同樣由一種橡膠混合物生產(chǎn)的至少一個(gè)底胎面橡膠(7，7’)，它覆蓋緩沖層邊緣并且將它們與該胎面橡膠基部(8)分離，其特征在于，該胎面橡膠基部(8)具有比該胎面橡膠冠部(9)高出至少20％的一種熱傳導(dǎo)性以及比該一個(gè)或多個(gè)底胎面橡膠(7，7’)高出至少10％的一種熱傳導(dǎo)性。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的氣動(dòng)車(chē)輛輪胎，其特征在于，相對(duì)于在初始混合物中按重量計(jì)100份的橡膠，該胎面橡膠基部(8)含有按重量計(jì)至少25份的乙炔黑。3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的氣動(dòng)車(chē)輛輪胎，其特征在于，相對(duì)于在初始混合物中按重量計(jì)100份的橡膠，該胎面橡膠基部(8)含有按重量計(jì)在42和60份之間的乙炔黑。4.根據(jù)權(quán)利要求1到3之一所述的氣動(dòng)車(chē)輛輪胎，其特征在于，該胎面橡膠基部(8)具有的肖氏A硬度比該胎面橡膠冠部(9)的肖氏A硬度低最多2個(gè)肖氏A點(diǎn)。5.根據(jù)權(quán)利要求1到4之一所述的氣動(dòng)車(chē)輛輪胎，其特征在于，該胎面橡膠基部(8)是由一種橡膠混合物生產(chǎn)，該橡膠混合物含有按重量計(jì)55到100份的天然橡膠，按重量計(jì)0到35份的聚丁橡膠以及按重量計(jì)高達(dá)IO份的至少一種另外的橡膠，在每種情形下均基于在該混合物中按重量計(jì)的ioo份橡膠。6.根據(jù)權(quán)利要求1到5之一所述的氣動(dòng)車(chē)輛輪胎，其特征在于，該胎面橡膠基部(8)是由一種橡膠混合物生產(chǎn)，該橡膠混合物含硫磺的比例是在加速劑比例的0.5和2.5倍之間。7.根據(jù)權(quán)利要求1到6之一所述的氣動(dòng)車(chē)輛輪胎，其特征在于，該底胎面橡膠(7，7')是由一種橡膠混合物生產(chǎn)，該橡膠混合物含有一種鋼絲繩粘結(jié)系統(tǒng)。8.根據(jù)權(quán)利要求1到7之一所述的氣動(dòng)車(chē)輛輪胎，其特征在于，該胎面橡膠基部(8)完全位于該輪胎內(nèi)部。9.根據(jù)權(quán)利要求1到8之一所述的氣動(dòng)車(chē)輛輪胎，其特征在于，該胎面橡膠基部(8)是由一種橡膠混合物生產(chǎn)，該橡膠混合物除了乙炔黑之外還含有按重量計(jì)在5和20份之間的N326型和/或N339型碳黑。全文摘要本發(fā)明涉及一種車(chē)輛輪胎，特別是多功能車(chē)輪胎，包括一個(gè)具有胎面冠部(9)和胎面基部(8)的胎面，二者均由橡膠混合物生產(chǎn)，以及一個(gè)多層的簾布結(jié)構(gòu)(3，4，5，6)，該結(jié)構(gòu)具有至少一個(gè)底胎面帶(7，7’)，它覆蓋簾布層邊緣并且將它們與胎面基部分離，該底胎面帶同樣地由橡膠混合物生產(chǎn)。本發(fā)明的目的是在簾布層邊緣區(qū)域中降低溫度和熱量的增長(zhǎng)。為此目的，該胎面基部(8)具有比胎面冠部(9)至少高出20％的熱傳導(dǎo)性以及比這一個(gè)或多個(gè)底胎面帶(7，7’)至少高出10％的熱傳導(dǎo)性，并且胎面基部(8)含有至少25phr的乙炔黑。文檔編號(hào)B60C1/00GK101277825SQ200680032479公開(kāi)日2008年10月1日申請(qǐng)日期2006年9月15日優(yōu)先權(quán)日2005年10月14日發(fā)明者克里斯蒂安-托拉夫·韋伯,延斯·克勒夫曼,馬蒂亞斯·豪費(fèi)申請(qǐng)人:大陸股份有限公司