包括高度滲透的增強(qiáng)元件的胎體增強(qiáng)件的輪胎的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種具有徑向胎體增強(qiáng)件的輪胎。根據(jù)本發(fā)明，所述胎體增強(qiáng)件的至少一層的增強(qiáng)元件為具有不飽和外層的未包封的三層金屬簾線(xiàn)，在所謂的滲透性測(cè)試中，所述三層金屬簾線(xiàn)具有小于4cm3/min的平均流量，并在2cm的長(zhǎng)度上具有至少2個(gè)零流動(dòng)的點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】包括高度滲透的增強(qiáng)元件的胎體增強(qiáng)件的輪胎

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有徑向胎體增強(qiáng)件的輪胎，更特別地涉及一種旨在安裝至包括用于車(chē)輛的并裝車(chē)輪的車(chē)軸的輪胎，所述車(chē)輛用于承載重型載荷并以持久的速度行駛，例如貨車(chē)、拖拉機(jī)、拖車(chē)或公共汽車(chē)。

【背景技術(shù)】
[0002]通常，在重型車(chē)輛的輪胎中，胎體增強(qiáng)件錨固于每一側(cè)上的胎圈區(qū)域中，并由胎冠增強(qiáng)件在徑向上圍繞，所述胎冠增強(qiáng)件由至少兩個(gè)疊置的層組成，所述至少兩個(gè)疊置的層由絲線(xiàn)或簾線(xiàn)形成，所述絲線(xiàn)或簾線(xiàn)在每一層內(nèi)平行，并且從一層交叉至下一層，從而與圓周方向形成10°至45°之間的角度。形成工作增強(qiáng)件的所述工作層可進(jìn)一步被至少一個(gè)層覆蓋，所述至少一個(gè)層稱(chēng)為保護(hù)層，并由增強(qiáng)元件形成，所述增強(qiáng)元件有利地為金屬的和可延展的，并稱(chēng)為彈性的。其也可包括具有低延展性的金屬絲線(xiàn)或簾線(xiàn)的層，從而與圓周方向形成45°至90°范圍內(nèi)的角度，該層稱(chēng)為三角層，并在徑向上設(shè)置于胎體增強(qiáng)件與第一胎冠簾布層之間，所述第一胎冠簾布層稱(chēng)為工作簾布層，并由以不超過(guò)45° (就絕對(duì)值而言)的角度布置的平行絲線(xiàn)或簾線(xiàn)形成。三角簾布層形成具有至少所述工作簾布層的三角增強(qiáng)件，所述增強(qiáng)件在其經(jīng)受的各種應(yīng)力下具有低變形，三角簾布層基本上用于吸收作用于輪胎的胎冠區(qū)域中的所有增強(qiáng)元件上的橫向壓縮力。
[0003]在用于“重型”車(chē)輛的輪胎的情況中，通常僅存在一個(gè)保護(hù)層，并且在多數(shù)情況中，所述保護(hù)層的保護(hù)元件在與徑向最外并因此徑向相鄰的工作層的增強(qiáng)元件相同的方向上，并且以與所述工作層的增強(qiáng)元件相同的角度(就絕對(duì)值而言)進(jìn)行取向。在旨在在或多或少起伏的地面上行駛的工地輪胎的情況中，存在兩個(gè)保護(hù)層是有利的，增強(qiáng)元件從一層交叉至下一層，并且徑向內(nèi)部保護(hù)層的增強(qiáng)元件與徑向外部工作層的不可延展的增強(qiáng)元件交叉，所述徑向外部工作層與所述徑向內(nèi)部保護(hù)層相鄰。
[0004]胎面在徑向上處于胎冠增強(qiáng)件的外部，所述胎面通常由旨在以接觸斑塊與地面接觸的聚合物材料組成，輪胎在所述接觸斑塊中與地面接觸。
[0005]當(dāng)簾線(xiàn)在等于斷裂力的10%的拉伸力下顯示出至多0.2%的相對(duì)伸長(zhǎng)時(shí)，所述簾線(xiàn)被稱(chēng)為是不可延展的。
[0006]如果簾線(xiàn)在等于斷裂載荷的拉伸載荷下具有至少3%的相對(duì)伸長(zhǎng)，且最大切線(xiàn)模量小于150GPa，則所述簾線(xiàn)被稱(chēng)為是彈性的。
[0007]輪胎的圓周方向或者縱向方向?yàn)閷?duì)應(yīng)于輪胎的周邊并由輪胎行駛方向限定的方向。
[0008]輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)為輪胎在正常使用時(shí)繞其旋轉(zhuǎn)的軸線(xiàn)。
[0009]徑向平面或子午平面為包含輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的平面。
[0010]圓周中平面或赤道平面為垂直于輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)并且將輪胎分為兩半的平面。
[0011]輪胎的橫向或軸向方向平行于輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)。軸向距離在軸向方向上進(jìn)行測(cè)量。表述“軸向上在……內(nèi)部或軸向上在……外部”分別意指“從赤道平面測(cè)得的軸向距離分別小于或大于”。
[0012]徑向方向?yàn)榕c輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)相交并與其垂直的方向。徑向距離在徑向方向上進(jìn)行測(cè)量。表述“徑向上在……內(nèi)部或徑向上在……外部”分別指“從輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)測(cè)得的徑向距離分別小于或大于”。
[0013]由于全世界公路網(wǎng)絡(luò)的改進(jìn)和高速公路網(wǎng)絡(luò)的增長(zhǎng)，稱(chēng)為“道路輪胎”的某些現(xiàn)有輪胎旨在以高速在不斷加長(zhǎng)的路程上行駛。毫無(wú)疑問(wèn)地，對(duì)要求此類(lèi)輪胎運(yùn)行的所需條件的設(shè)定能夠增加所覆蓋的英里數(shù)，因?yàn)榇嬖诟俚妮喬ツp；然而，輪胎的耐久性，特別是胎冠增強(qiáng)件的耐久性受到不利影響。
[0014]這是因?yàn)閼?yīng)力存在于胎冠增強(qiáng)件中；更特別地，在胎冠層之間存在剪切應(yīng)力，所述應(yīng)力與軸向最短的胎冠層的端部處的工作溫度顯著升高的結(jié)合，導(dǎo)致所述端部處的橡膠中的裂紋的出現(xiàn)和擴(kuò)散。在兩個(gè)增強(qiáng)元件層的邊緣的情況中存在這個(gè)問(wèn)題，所述層不一定是徑向相鄰的。
[0015]為了限制輪胎胎冠中的過(guò)度溫度增加，制備胎面的材料有利地選擇為具有適于輪胎的操作條件的滯后損耗。
[0016]此外，為了改進(jìn)所研究的輪胎類(lèi)型的胎冠增強(qiáng)件的耐久性，已經(jīng)提供了涉及層和/或橡膠混合物的成型元件的結(jié)構(gòu)和品質(zhì)的解決方法，所述橡膠混合物的成型元件設(shè)置于簾布層端部(更特別地，軸向最短的簾布層的端部)之間和/或簾布層端部(更特別地，軸向最短的簾布層的端部)周?chē)?br> [0017]輪胎耐久性的所述改進(jìn)意味著當(dāng)胎面磨損掉時(shí)可至少預(yù)期翻新的可能性。具體地，當(dāng)需要在胎面磨損掉之后翻新輪胎時(shí)，為了優(yōu)化新胎面的使用，待翻新的輪胎必須不處于過(guò)于晚期的老化態(tài)。
[0018]此外，輪胎在旨在用于道路使用的重型車(chē)輛上的使用，特別是當(dāng)以并裝構(gòu)造安裝于從動(dòng)軸上或拖車(chē)上時(shí)，導(dǎo)致不希望發(fā)生的在充氣不足的模式下使用。具體地，分析揭示了輪胎經(jīng)常充氣不足地運(yùn)行，而駕駛者并未意識(shí)到這一點(diǎn)。因此，充氣不足的輪胎被經(jīng)常使用，從而覆蓋不容忽視的距離。相比于在正常使用條件下，以此方式使用的輪胎發(fā)生更大的變形，這可導(dǎo)致胎體增強(qiáng)件簾線(xiàn)的“屈曲”型變形，所述變形是非常不利的，特別是就承受與充氣壓力相關(guān)的應(yīng)力的能力而言。
[0019]為了限制與胎體增強(qiáng)件的增強(qiáng)元件的屈曲的風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)的所述問(wèn)題，可以使用由圍繞簾線(xiàn)的另外的絲線(xiàn)包封的簾線(xiàn)，從而能防止簾線(xiàn)屈曲，包封絲線(xiàn)似乎賦予抵抗屈曲的效果，因此在某些區(qū)域中限制輪胎的過(guò)度撓曲。以此方式制得的輪胎盡管的確顯示出更低的與在低充氣壓力下運(yùn)行相關(guān)的損壞的風(fēng)險(xiǎn)，但所述輪胎顯示出就耐撓曲性而言的差的性能，這顯然是由于當(dāng)在正常使用條件下運(yùn)行時(shí)在輪胎變形過(guò)程中包封絲線(xiàn)與簾線(xiàn)的外部絲線(xiàn)之間的摩擦。
[0020]為了緩和在使用充氣不足的輪胎運(yùn)行時(shí)的簾線(xiàn)屈曲的這個(gè)問(wèn)題，仍然可以在面向可能屈曲的胎體增強(qiáng)件的區(qū)域的區(qū)域中至少局部增加形成輪胎腔體的內(nèi)壁的橡膠層的厚度。然而，分隔胎體增強(qiáng)件與輪胎腔體的橡膠層的厚度的增加，即使是局部的厚度增加，也導(dǎo)致更高的輪胎成本，因?yàn)橹苽漭喬?nèi)壁的橡膠混合物為極度昂貴的材料。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0021]因此，本發(fā)明人已設(shè)定如下目標(biāo):能夠提供旨在以并裝設(shè)置安裝至車(chē)輛的輪胎，所述輪胎在充氣不足模式下運(yùn)行的條件下的耐久性能得以改進(jìn)，同時(shí)在正常運(yùn)行條件下的令人滿(mǎn)意的耐久性能得以保持。
[0022]根據(jù)本發(fā)明，該目的由具有徑向胎體增強(qiáng)件的輪胎實(shí)現(xiàn)，所述輪胎具有胎冠增強(qiáng)件，所述胎冠增強(qiáng)件本身由胎面徑向覆蓋，所述胎面通過(guò)兩個(gè)胎側(cè)連接至兩個(gè)胎圈，所述胎體增強(qiáng)件的至少一層的增強(qiáng)元件為具有不飽和外層的未包封的多層金屬簾線(xiàn)，所述未包封的多層金屬簾線(xiàn)包括直徑為do的芯(表示為CO)，所述芯由4至7根直徑為dl的以節(jié)距Pl螺旋纏繞在一起的絲線(xiàn)(M = 4、5、6或7)的中間層(表示為Cl)圍繞,所述層Cl本身由N根直徑為d2的以節(jié)距p2螺旋纏繞在一起的絲線(xiàn)的外層(表示為C2)圍繞，N比可圍繞層Cl以一層纏繞的絲線(xiàn)的最大數(shù)目Nmax小I至3,所述簾線(xiàn)具有如下特性(d0、dl、d2、pl和p2以mm計(jì)):
[0023]-(i)0.14<d0<0.28 ；
[0024]-(ii)0.12<d1<0.25 ；
[0025]-(iii)0.12<d2<0.25 ；
[0026]- (iv)對(duì)于 M = 4:0.40〈 ((10Zd1) <0.80 ；
[0027]對(duì)于M = 5:0.70< (ClcZd1) <1.10 ；
[0028]對(duì)于M = 6:1.KK(ClcZd1)〈1.40 ;
[0029]對(duì)于M = 7:1.^〈(dydiXl.70 ;
[0030]- (v) 5 (dg+dj) <p1<p2<5 π (Clc^dfd2)；
[0031]-(vi)層Cl和C2的絲線(xiàn)在相同的扭轉(zhuǎn)方向上纏繞，
[0032]在所謂的滲透性測(cè)試中，所述簾線(xiàn)顯示小于4cm3/min的平均流量，并在2cm的長(zhǎng)度上顯示至少2個(gè)零流量的點(diǎn)。
[0033]稱(chēng)為“層狀簾線(xiàn)”或“多層”簾線(xiàn)的簾線(xiàn)為由中心芯和圍繞所述中心芯設(shè)置的股或絲線(xiàn)的一個(gè)或多個(gè)實(shí)際上同心的層組成的簾線(xiàn)。
[0034]在本發(fā)明的含義中，螺旋節(jié)距表示平行于簾線(xiàn)的軸線(xiàn)測(cè)得的長(zhǎng)度，在所述長(zhǎng)度的端部處，具有該節(jié)距的絲線(xiàn)圍繞簾線(xiàn)的軸線(xiàn)產(chǎn)生一個(gè)完整回轉(zhuǎn)；因此，如果軸線(xiàn)在垂直于所述軸線(xiàn)且由等于組成簾線(xiàn)的層的絲線(xiàn)的節(jié)距的長(zhǎng)度間隔的兩個(gè)平面上劃分，則所述簾線(xiàn)的軸線(xiàn)在對(duì)應(yīng)于所討論的絲線(xiàn)的層的兩個(gè)圓上在這兩個(gè)平面中具有相同的位置。
[0035]組合的如上特征⑴至(vi)有可能同時(shí)實(shí)現(xiàn):
[0036]-CO與Cl之間的充分但有限的接觸力，其有利于層Cl的絲線(xiàn)的降低的磨損和減小的疲勞；
[0037]-特別地通過(guò)優(yōu)化直徑比例(ClcZd1)和層Cl和C2的絲線(xiàn)所形成的螺旋角，橡膠最佳地滲透通過(guò)層Cl和C2直至所述簾線(xiàn)的芯CO首先確保了抵抗簾線(xiàn)的腐蝕或可能的擴(kuò)散的極高程度的保護(hù)，其次確保了在高彎曲應(yīng)力下簾線(xiàn)的最小瓦解，特別是不需要圍繞最后一層的包封絲線(xiàn)的存在；
[0038]-層Cl和C2的絲線(xiàn)之間降低的微動(dòng)磨損，盡管在兩層Cl和C2之間存在不同的節(jié)距(P1幸P2)，仍然獲得所述降低的微動(dòng)磨損。
[0039]特征(V)和(vi)，即節(jié)距Pl和P2不同以及層Cl和C2在相同的扭轉(zhuǎn)方向上纏繞，以已知的方式意指層Cl和C2的絲線(xiàn)基本上在相鄰且同心的兩個(gè)圓柱形(即管狀)層中設(shè)置。因此，稱(chēng)為具有“管狀”或“圓柱形”層的簾線(xiàn)應(yīng)理解為由芯(即芯部或中心部)和一個(gè)或多個(gè)同心層組成的簾線(xiàn)，每個(gè)所述同心層具有管狀形狀，以如下方式圍繞所述芯設(shè)置:至少在靜止的簾線(xiàn)中，每一層的厚度基本上等于制備簾線(xiàn)的絲線(xiàn)的直徑，其結(jié)果是簾線(xiàn)的橫截面具有基本上圓形的輪廓或封套。
[0040]外層C2為稱(chēng)為“不飽和”或“不完全”層的N根絲線(xiàn)的管狀層，這根據(jù)定義意指在該管狀層C2中存在足夠的空間來(lái)添加至少一個(gè)第(N+1)根直徑為d2的絲線(xiàn)，N根絲線(xiàn)中的許多有可能彼此接觸。
[0041]在本發(fā)明的含義中，層狀簾線(xiàn)的飽和層為由絲線(xiàn)組成的層，其中不存在足夠的空間來(lái)添加至少一個(gè)另外的絲線(xiàn)。
[0042]優(yōu)選地，本發(fā)明的簾線(xiàn)為具有稱(chēng)為[1+M+N]的構(gòu)造的層狀簾線(xiàn)，即其中芯CO由單根絲線(xiàn)組成的層狀簾線(xiàn)。
[0043]因此，本發(fā)明優(yōu)選使用選自具有結(jié)構(gòu)[1+4+8]、[1+4+9]、[1+4+10]、[1+5+9]、[1+5+10]、 [1+5+11]、 [1+6+10]、 [1+6+11]、 [1+6+12]、 [1+7+11]、 [1+7+12]或[1+7+13]的簾線(xiàn)的簾線(xiàn)來(lái)實(shí)施。
[0044]“滲透性”測(cè)試有可能通過(guò)測(cè)量在給定時(shí)間過(guò)程中在恒定壓力下沿著測(cè)試試樣經(jīng)過(guò)的空氣的體積，來(lái)確定所測(cè)試的簾線(xiàn)的縱向透氣率。本領(lǐng)域技術(shù)人員公知這種測(cè)試的原理是用以說(shuō)明使簾線(xiàn)不透氣而進(jìn)行的簾線(xiàn)處理的有效性，這例如在標(biāo)準(zhǔn)ASTM D2692-98中描述。
[0045]所述測(cè)試在通過(guò)從硫化橡膠簾布層中剝離而直接提取的簾線(xiàn)上進(jìn)行，所述簾線(xiàn)增強(qiáng)所述硫化橡膠簾布層，并因此由經(jīng)固化的橡膠滲透。
[0046]測(cè)試以如下方式在2cm長(zhǎng)的簾線(xiàn)上進(jìn)行，所述簾線(xiàn)因此由其固化態(tài)的周?chē)鹉z組合物(或涂布橡膠)涂布:在I巴壓力下將空氣送至簾線(xiàn)的入口，并且使用流量計(jì)(例如，從O至500cm3/min進(jìn)行校準(zhǔn))測(cè)量出口處的空氣體積。在測(cè)量過(guò)程中，將簾線(xiàn)樣品固定至壓縮的氣密密封件(例如，由致密泡沫或橡膠制得的密封件)中，使得測(cè)量?jī)H考慮沿著簾線(xiàn)的縱向軸線(xiàn)沿著簾線(xiàn)從一端傳送至另一端的空氣的量；使用固體橡膠測(cè)試試樣(即不含簾線(xiàn)的固體橡膠測(cè)試試樣)提前檢查氣密密封件本身的氣密性。在從輪胎的三個(gè)區(qū)域中獲取的簾線(xiàn)的測(cè)試試樣上進(jìn)行測(cè)量:胎側(cè)區(qū)域、胎冠區(qū)域和圍繞輪胎的胎圈的區(qū)域中。流量由在每個(gè)區(qū)域中的10個(gè)測(cè)試試樣上進(jìn)行的平均值確定。
[0047]簾線(xiàn)的縱向不透氣性越高，則測(cè)得的平均空氣流量越低。由于測(cè)量以±0.2cm3/min的精確度進(jìn)行，因此小于或等于0.2cm3/min的測(cè)量值都被認(rèn)為是零；它們對(duì)應(yīng)于被描述為沿著其軸線(xiàn)(即在其縱向方向上)氣密(完全氣密)的簾線(xiàn)。
[0048]具有零流量的點(diǎn)的數(shù)量為來(lái)自顯示零流量的10個(gè)測(cè)試試樣的測(cè)量數(shù)。所述點(diǎn)數(shù)在輪胎的前述區(qū)域的每一個(gè)中確定。
[0049]該滲透性測(cè)試構(gòu)成了間接測(cè)量簾線(xiàn)被橡膠組合物滲透的程度的簡(jiǎn)單方法。測(cè)得的流量越低，則簾線(xiàn)被橡膠滲透的程度越高。
[0050]在被稱(chēng)為滲透率測(cè)試測(cè)試中顯示小于20cmVmin的流量的簾線(xiàn)具有高于66%的滲透水平。
[0051]在被稱(chēng)為滲透率測(cè)試的測(cè)試中顯示小于2cm3/min的流量的簾線(xiàn)具有高于90%的滲透水平。
[0052]簾線(xiàn)的滲透程度也可根據(jù)下述方法估計(jì)。在層狀簾線(xiàn)的情況中，所述方法在第一步驟中包括去除長(zhǎng)度為2至4cm之間的樣品上的外層，以用于隨后沿著縱向方向和沿著給定軸線(xiàn)測(cè)量與樣品長(zhǎng)度有關(guān)的橡膠混合物的長(zhǎng)度之和。橡膠混合物的長(zhǎng)度的這些測(cè)量排除了沿著該縱向軸線(xiàn)不滲透的空間。這些測(cè)量沿著在樣品周邊上分布的三個(gè)縱向軸線(xiàn)重復(fù)，并在五個(gè)簾線(xiàn)樣品上重復(fù)。
[0053]當(dāng)簾線(xiàn)包括數(shù)層時(shí)，對(duì)現(xiàn)在為外層的層重復(fù)去除的第一步驟，并重復(fù)沿著縱向軸線(xiàn)的橡膠混合物的長(zhǎng)度的測(cè)量。
[0054]然后計(jì)算由此確定的橡膠混合物的長(zhǎng)度與測(cè)試試樣的長(zhǎng)度的所有比例的任何平均值，以限定簾線(xiàn)的滲透程度。
[0055]本發(fā)明人能夠證明，以此方式根據(jù)本發(fā)明制得的輪胎當(dāng)特別地以并裝設(shè)置安裝時(shí)在充氣不足地使用時(shí)產(chǎn)生其耐久性的改進(jìn)，而不減損其在正常條件下運(yùn)行時(shí)的耐久性質(zhì)，所述輪胎具有由具有不飽和外層的未包封的金屬簾線(xiàn)組成的胎體增強(qiáng)件的至少一層，并在所謂的滲透性測(cè)試中顯示小于4cm3/min的平均流量，并在2cm的長(zhǎng)度上具有至少2個(gè)零流量的點(diǎn)。
[0056]本發(fā)明人將這些結(jié)果解釋為胎體增強(qiáng)件的金屬簾線(xiàn)被橡膠混合物不同尋常的高程度地滲透，因此這使得所述簾線(xiàn)以相對(duì)較小的曲率半徑承受彎曲，而所述簾線(xiàn)或制備所述簾線(xiàn)的絲線(xiàn)不會(huì)被損壞。本發(fā)明人認(rèn)為它們已證明了橡膠混合物的不同尋常的高程度的滲透防止所述簾線(xiàn)崩潰，即當(dāng)簾線(xiàn)以極小的曲率半徑彎曲時(shí)防止制備簾線(xiàn)的絲線(xiàn)分離，并因此防止所述絲線(xiàn)破裂的風(fēng)險(xiǎn)。
[0057]不同于先前提及的涉及在輪胎充氣不足地使用時(shí)限制輪胎的胎體增強(qiáng)件的簾線(xiàn)的曲率的解決方法，盡管簾線(xiàn)發(fā)生由于低充氣壓力而施加的彎曲，本發(fā)明仍然防止了制備簾線(xiàn)的絲線(xiàn)破裂的風(fēng)險(xiǎn)。
[0058]換言之，根據(jù)本發(fā)明的輪胎，更具體地，所述輪胎的胎體增強(qiáng)件的增強(qiáng)元件承受由所述輪胎的不合適的充氣而施加的彎曲，所述增強(qiáng)元件的性質(zhì)(即圍繞金屬簾線(xiàn)的至少一層的橡膠外殼的存在)能夠改進(jìn)承受這種彎曲的所述簾線(xiàn)的耐久性，并因此改進(jìn)充氣不足時(shí)的輪胎的耐久性。
[0059]根據(jù)本發(fā)明如上定義的未包封的金屬簾線(xiàn)為通常用于制備胎體增強(qiáng)件的簾線(xiàn)。相比之下，在這些簾線(xiàn)中通常測(cè)得的滲透程度顯著低于根據(jù)本發(fā)明的輪胎的簾線(xiàn)的滲透程度。具體地，在“正常”輪胎使用中，特別是當(dāng)輪胎充氣至標(biāo)稱(chēng)壓力時(shí)，更低的滲透程度就耐久性能而言是令人滿(mǎn)意的且足夠的。
[0060]根據(jù)本發(fā)明的這些簾線(xiàn)的滲透程度可通過(guò)本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何方式實(shí)現(xiàn)。例如，選擇可傾向于更流動(dòng)的且在輪胎固化過(guò)程中更易于滲透簾線(xiàn)的橡膠化合物。例如，甚至有可能在輪胎固化時(shí)增加模具中的壓力。其可甚至例如涉及這些方法的組合。相比之下，發(fā)現(xiàn)簾線(xiàn)滲透程度的增加伴隨著更高的輪胎制造成本，更加昂貴的化合物的選擇和壓力的增加伴隨著更大的能量成本。
[0061]因此，本發(fā)明導(dǎo)致了制造成本與當(dāng)以并裝設(shè)置使用時(shí)在充氣不足的情況下的耐久性性能之間的折中，這與常規(guī)輪胎所達(dá)到的折中(常規(guī)輪胎中選擇的目的更在于成本與在正常使用條件下的輪胎的耐久性之間的折中)不同。后一選擇對(duì)應(yīng)于簾線(xiàn)被橡膠混合物更常規(guī)程度的滲透，所述程度低于根據(jù)本發(fā)明限定的那些滲透程度。
[0062]由于耐久性因此得以改進(jìn)，因此為了增加翻新之前輪胎的壽命，所述輪胎的設(shè)計(jì)者自然尋求改進(jìn)輪胎的磨損性質(zhì)。
[0063]為了增加輪胎的壽命，選擇具有改進(jìn)的耐磨性質(zhì)的制備胎面的聚合物材料是常規(guī)做法。然而，這種材料通常對(duì)輪胎的滯后性質(zhì)具有不利影響，且由于上文所列的原因，就耐久性質(zhì)而言，這種材料的使用不一定為最佳的。
[0064]而且，在已知輪胎的與磨損相關(guān)的壽命取決于制備磨損胎面的聚合物材料的混合物的體積的情況下，本發(fā)明人已經(jīng)尋求增加所述體積。
[0065]首先，本發(fā)明人證明了在徑向方向上增加制備胎面的聚合物材料的混合物的體積導(dǎo)致了輪胎硬度的改變，這顯著抵消了就輪胎胎面磨損速率而言的輪胎性能。
[0066]本發(fā)明人接著能夠證明，在軸向方向上增加制備胎面的聚合物材料的混合物的體積對(duì)輪胎的硬度和輪胎胎面磨損速率具有有利影響。
[0067]因此，在本發(fā)明的一個(gè)有利變體中，本發(fā)明人提出一種輪胎，其中胎面的軸向?qū)挾扰c輪胎的最大軸向?qū)挾鹊谋壤龂?yán)格大于0.85，且其中胎體增強(qiáng)件的至少一層的增強(qiáng)元件為未包封的金屬簾線(xiàn)。
[0068]當(dāng)將輪胎安裝于其工作輪輞上并充氣至其標(biāo)稱(chēng)壓力時(shí)，在兩個(gè)胎肩端部之間測(cè)量胎面的軸向?qū)挾取?br> [0069]在輪胎的胎肩區(qū)域中，胎肩端部由如下限定:在一方面胎面的軸向外端的表面(胎面花紋塊的頂部)的切線(xiàn)與在另一方面胎側(cè)的徑向外端的表面的切線(xiàn)之間的交叉點(diǎn)在輪胎的外表面上的正交投影。
[0070]根據(jù)本發(fā)明的該有利實(shí)施方案制得的這種輪胎即使在充氣不足時(shí)在運(yùn)行條件下也提供了耐久性能與改進(jìn)的磨損之間的折中。
[0071]根據(jù)本發(fā)明由此制得的輪胎相比于相同尺寸的常規(guī)輪胎結(jié)合了更大的軸向胎面寬度以及由具有不飽和外層的未包封的金屬簾線(xiàn)組成的胎體增強(qiáng)件的至少一層，在所謂的滲透性測(cè)試中，所述金屬簾線(xiàn)顯示小于4cm3/min的平均流量，并在2cm的長(zhǎng)度上顯示至少2個(gè)零流量的點(diǎn)。當(dāng)輪胎在充氣不足下使用時(shí)，特別是當(dāng)輪胎以并裝設(shè)置安裝時(shí)，其允許改進(jìn)輪胎耐久性，而不減損輪胎在正常條件下運(yùn)行時(shí)的耐久性質(zhì)，從而還改進(jìn)了輪胎與磨損相關(guān)的性質(zhì)。
[0072]如前所述，在軸向方向上胎面的增寬允許改進(jìn)輪胎的磨損性質(zhì)。
[0073]此外，即使輪胎的胎面如上所述增寬，具有不飽和外層的未包封的金屬簾線(xiàn)也允許在輪胎在低充氣條件下使用時(shí)顯著改進(jìn)胎體增強(qiáng)件的耐久性質(zhì)，而不減損輪胎在正常條件下運(yùn)行時(shí)的耐久性質(zhì)，其中所述金屬簾線(xiàn)在所謂的滲透性測(cè)試中顯示小于4cm3/min的平均流量，并在胎體增強(qiáng)件中在2cm的長(zhǎng)度上顯示至少2個(gè)零流量的點(diǎn)。
[0074]本發(fā)明人實(shí)際上也能夠證明，如果輪胎胎面在軸向方向上增寬，則在輪胎充氣不足的情況下的前述屈曲現(xiàn)象加重。然而，相比于常規(guī)輪胎，具有不飽和外層的未包封的金屬簾線(xiàn)的選擇使得能夠保持完全令人滿(mǎn)意的在充氣不足時(shí)的耐久性能，其中所述未包封的金屬簾線(xiàn)在所謂的滲透性測(cè)試中顯示小于4cm3/min的平均流量，并在胎體增強(qiáng)件中在2cm的長(zhǎng)度上顯示至少2個(gè)零流量的點(diǎn)。
[0075]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，縱橫比Η/S嚴(yán)格大于0.55,優(yōu)選大于0.60。
[0076]縱橫比Η/S為當(dāng)輪胎安裝于其工作輪輞上并充氣至其標(biāo)稱(chēng)壓力時(shí)，輪輞上的輪胎的高度H與輪胎的最大軸向?qū)挾萐的比例。高度H定義為胎面的最大半徑與胎圈的最小半徑之間的差異。
[0077]通常，可實(shí)施本發(fā)明以形成具有任意類(lèi)型的金屬絲線(xiàn)的上述胎體增強(qiáng)件的簾線(xiàn)，所述金屬絲線(xiàn)特別是由鋼制得，例如由碳鋼制得的絲線(xiàn)和/或由不銹鋼制得的絲線(xiàn)。優(yōu)選使用碳鋼，但顯然有可能使用其他鋼或其他合金。
[0078]當(dāng)使用碳鋼時(shí)，其碳含量(鋼的重量％ )優(yōu)選為0.1 %至1.2%之間，更優(yōu)選為
0.4%至1.0%之間；這些含量表示輪胎所需的機(jī)械性質(zhì)與絲線(xiàn)的可行性之間的良好折中。應(yīng)注意，0.5%至0.6%之間的碳含量最終使得這種鋼更便宜，因?yàn)槠涓子诶臁１景l(fā)明的另一有利實(shí)施方案也可包括取決于目標(biāo)應(yīng)用，使用具有低碳含量的鋼，例如0.2%至0.5%之間，這特別是因?yàn)槠渚哂懈偷某杀厩腋子诶臁?br> [0079]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，胎冠增強(qiáng)件由不可延展的增強(qiáng)元件的至少兩個(gè)工作胎冠層形成，所述不可延展的增強(qiáng)元件從一層交叉至另一層，從而與圓周方向形成10°至45°之間的角度。
[0080]根據(jù)本發(fā)明的其他實(shí)施方案，所述胎冠增強(qiáng)件還包括圓周增強(qiáng)元件的至少一個(gè)層。
[0081]本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案也提供了胎冠增強(qiáng)件，所述胎冠增強(qiáng)件由稱(chēng)為彈性的增強(qiáng)元件的至少一個(gè)附加簾布層(其稱(chēng)為保護(hù)層)在外部徑向補(bǔ)充，所述增強(qiáng)元件相對(duì)于圓周方向以10°至45°之間的角度，并且在與徑向相鄰的工作簾布層的不可延展的元件所形成的角度相同的方向上取向。
[0082]根據(jù)上述本發(fā)明的實(shí)施方案中的任一者，胎冠增強(qiáng)件還可由不可延展的金屬增強(qiáng)元件的三角層，徑向上在胎體增強(qiáng)件與最靠近所述胎體增強(qiáng)件的徑向內(nèi)部工作層之間的內(nèi)部補(bǔ)充，所述不可延展的金屬增強(qiáng)元件由鋼制成，并且以與圓周方向形成大于60°的角度，且在與由胎體增強(qiáng)件的徑向最靠近的層的增強(qiáng)元件所形成的角度的方向相同的方向上形成。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0083]根據(jù)下文參照?qǐng)D1至圖3給出的本發(fā)明的一些示例性實(shí)施方案的描述，本發(fā)明的其他細(xì)節(jié)和有利特征將會(huì)變得顯而易見(jiàn)，所述圖1至圖3表示:
[0084]-圖1:根據(jù)本發(fā)明的輪胎的子午線(xiàn)示意圖，
[0085]-圖2:圖1的輪胎的部分的子午線(xiàn)示意圖，以顯示如何確定胎肩端部，
[0086]-圖3:圖1的輪胎的胎體增強(qiáng)件簾線(xiàn)的第一的橫截面視圖的示意性表示。
[0087]為了使附圖更易于理解，附圖未按比例繪制。

【具體實(shí)施方式】
[0088]在圖1中，尺寸為315/70 R 22.5的輪胎I具有等于0.70的縱橫比H/S，H為在其安裝輪輞上的輪胎I的高度，S為輪胎I的最大軸向?qū)挾取Ｋ鲚喬グㄥ^固于圍繞胎圈線(xiàn)4的兩個(gè)胎圈3中的徑向胎體增強(qiáng)件2。胎體增強(qiáng)件2由金屬簾線(xiàn)的單個(gè)層形成。胎體增強(qiáng)件2被胎冠增強(qiáng)件5環(huán)箍，胎冠增強(qiáng)件5本身被胎面6覆蓋。
[0089]胎冠增強(qiáng)件5在徑向上從內(nèi)到外構(gòu)成如下:
[0090]-由未包封的不可延展的9.35金屬簾線(xiàn)形成的三角層，所述未包封的不可延展的
9.35金屬簾線(xiàn)在簾布層的整個(gè)寬度上為連續(xù)的，并以65°的角度取向，
[0091]-由未包封的不可延展的11.35金屬簾線(xiàn)形成的第一工作層，所述未包封的不可延展的11.35金屬簾線(xiàn)在簾布層的整個(gè)寬度上為連續(xù)的，并以18°的角度取向，
[0092]-由未包封的不可延展的11.35金屬簾線(xiàn)形成的第二工作層，所述未包封的不可延展的11.35金屬簾線(xiàn)在簾布層的整個(gè)寬度上為連續(xù)的，以18°的角度取向，并與所述第一工作層的金屬簾線(xiàn)交叉，
[0093]-由未包封的彈性6.35金屬簾線(xiàn)形成的保護(hù)層，所述未包封的彈性6.35金屬簾線(xiàn)在簾布層的整個(gè)寬度上為連續(xù)的，并在與所述第二工作層的金屬簾線(xiàn)相同的方向上以18°的角度取向。
[0094]并非所有的層在圖中詳細(xì)表示。
[0095]輪胎的胎面的軸向?qū)挾萀在兩個(gè)胎肩端部7之間測(cè)得。寬度L等于290mm。
[0096]根據(jù)本發(fā)明，輪胎I的胎面的軸向?qū)挾萀與輪胎I的最大軸向?qū)挾萐的比例等于
0.92，因此遠(yuǎn)高于0.85。
[0097]圖2顯示了輪胎I的部分子午線(xiàn)示意圖，輪胎I的胎肩端部7在此處不像它們?cè)趫D1的圖中那樣清楚明顯。圖2特別地僅顯示了輪胎的半視圖，所述輪胎圍繞軸線(xiàn)XX’對(duì)稱(chēng)延伸，所述軸線(xiàn)XX’表示輪胎的圓周子午平面或赤道平面。
[0098]圖2示出了如何確定胎肩端部7。因此，圖2顯示了胎面6的軸向外端的表面的第一切線(xiàn)8，胎面的表面由胎面花紋塊的徑向外表面或頂部限定。胎側(cè)10的徑向外端的表面的第二切線(xiàn)9在點(diǎn)11處與第一切線(xiàn)8相交。所述點(diǎn)11在輪胎的外表面上的正交投影限定胎肩端部7。
[0099]根據(jù)本發(fā)明，使用具有不飽和外層的未包封的多層金屬簾線(xiàn)31制備胎體增強(qiáng)件2，其結(jié)構(gòu)式為1+6+11且不包封，所述未包封的多層金屬簾線(xiàn)31由芯CO和中間層Cl和外層C2組成，所述芯CO由一根絲線(xiàn)32形成，所述中間層Cl由六根絲線(xiàn)33形成，所述外層C2由i 根絲線(xiàn)34形成。
[0100]圖3示出了圖1的輪胎I的胎體增強(qiáng)簾線(xiàn)31的橫截面的示意性表示。
[0101]該簾線(xiàn)31具有如下特性(d和P以mm計(jì)):
[0102]-1+6+11 結(jié)構(gòu)；
[0103]-d0 = 0.20 (mm)；
[0104]-(I1 = 0.18 (mm)；
[0105]-P1 = 7 (mm);
[0106]-d2 = 0.18 (mm)；
[0107]-p2 = 10(mm)；
[0108]-(Cl0Al1)=Lll;
[0109]其中d2和p2分別為中間層的直徑和螺旋節(jié)距，且d3和p3分別為外層的絲線(xiàn)的直徑和螺旋節(jié)距。
[0110]所述圖1示意性地顯示了垂直于芯和絲線(xiàn)32的軸線(xiàn)(稱(chēng)為O)的橫截面，簾線(xiàn)31被假設(shè)為直線(xiàn)靜止的?？梢钥闯觯綜O由單根絲線(xiàn)32(直徑Cl1)形成；其由包括6根直徑為Cl1的以節(jié)距P1螺旋纏繞在一起的絲線(xiàn)33的中間層Cl圍繞，并與所述中間層Cl接觸；厚度基本上等于Cl1的所述層Cl本身由11根直徑為d2的以節(jié)距P2螺旋纏繞在一起的絲線(xiàn)34的厚度基本上等于d2的外層C2圍繞，并與所述外層C2接觸。絲線(xiàn)圍繞芯纏繞，因此以?xún)蓚€(gè)相鄰的同心管狀層(厚度基本上等于Cl1的第一層Cl，之后是厚度基本上等于d2的外層C2)設(shè)置?？梢钥闯觯瑢覥l的絲線(xiàn)33使它們的軸線(xiàn)(表示為O1)實(shí)際上在以虛線(xiàn)表示的第一圓C1上設(shè)置，而外層的絲線(xiàn)34使它們的軸線(xiàn)(表示為O2)實(shí)際上在同樣以虛線(xiàn)表示的第二圓C3上設(shè)置。
[0111]測(cè)試在根據(jù)圖1和圖3的示意性表示的本發(fā)明制得的輪胎上進(jìn)行，其他測(cè)試使用所謂的參比輪胎進(jìn)行。
[0112]尺寸正如根據(jù)本發(fā)明的輪胎為315/70的參比輪胎Rl與本發(fā)明的輪胎的區(qū)別在于它們?cè)诟叩膲毫ο鹿袒?。在這些參比輪胎的固化過(guò)程中的壓力為大約16巴，而根據(jù)本發(fā)明的輪胎固化的壓力為大約24巴。
[0113]下表顯示了在所謂的滲透性測(cè)試中獲得的關(guān)于主流量和在2cm的長(zhǎng)度上零流量的點(diǎn)的數(shù)量的值。如上所述，這些測(cè)量在從輪胎的三個(gè)區(qū)域(胎側(cè)區(qū)域、胎冠區(qū)域和圍繞輪胎胎圈的區(qū)域)中獲取的簾線(xiàn)的測(cè)試試樣上進(jìn)行。平均流量由在每個(gè)區(qū)域中的10個(gè)測(cè)試試樣上進(jìn)行的平均值確定。
[0114]零流量下的點(diǎn)的數(shù)量為10個(gè)測(cè)試試樣中顯示零流量的測(cè)量數(shù)。所述點(diǎn)數(shù)也在輪胎的前述區(qū)域的每一個(gè)中確定。
[0115]
圍繞胎圈的區(qū)滲透性測(cè)試丄^胎側(cè)區(qū)域胎冠區(qū)域域
平均流量
1.262.121.54
,, ,,、 (cm /min)
根據(jù)本發(fā)7-—----
π?￡2 cm±.-^
明的輪胎流量下的點(diǎn)522
的數(shù)量平均流暈

10.415.1214.46

(cm /min)
參比輪胎^~PW----
在2 cm上零
Rl
流量下的點(diǎn)OOO
的數(shù)量
[0116]這些測(cè)量說(shuō)明在參比輪胎中，在簾線(xiàn)中不存在橡膠栓。此外，在根據(jù)本發(fā)明的輪胎的胎體增強(qiáng)件的簾線(xiàn)中，當(dāng)流量為非零時(shí)，相比于參比輪胎Rl的胎體增強(qiáng)件的簾線(xiàn)，流量低得多。
[0117]這些觀察證明了相比于參比輪胎Rl的胎體增強(qiáng)件的簾線(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明的輪胎的胎體增強(qiáng)件的簾線(xiàn)被橡膠更大滲透。
[0118]測(cè)試涉及再現(xiàn)并裝輪胎的運(yùn)行，其中的輪胎之一充氣不足。為此，兩種類(lèi)型的輪胎(根據(jù)本發(fā)明的輪胎和參比輪胎Rl)在并裝設(shè)置下測(cè)試，一個(gè)輪胎充氣至0.4巴因而充氣至低壓，另一輪胎充氣至7巴。兩個(gè)類(lèi)型的輪胎的充氣條件嚴(yán)格相同。
[0119]在再現(xiàn)重型車(chē)輛所進(jìn)行的通常運(yùn)行類(lèi)型的絕對(duì)相同條件下，在車(chē)輛上運(yùn)行輪胎。
[0120]定期中斷運(yùn)行，以將測(cè)試中的輪胎的壓力從0.4巴升高至7巴，然后觀察輪胎。然后在0.4巴下重新開(kāi)始運(yùn)行，直至下一停止之時(shí)。當(dāng)檢測(cè)到胎體增強(qiáng)件的增強(qiáng)元件的不可逆損壞時(shí)，結(jié)束測(cè)試。
[0121]因此，參比輪胎Rl能夠在測(cè)試過(guò)程中施加的條件下覆蓋2200km的平均距離。
[0122]根據(jù)本發(fā)明的輪胎覆蓋4900km的平均距離。
[0123]因此，就充氣不足運(yùn)行而言，根據(jù)本發(fā)明的輪胎允許改進(jìn)耐久性質(zhì)。
[0124]此外，相比于其中胎面沒(méi)有那么寬的輪胎，在根據(jù)本發(fā)明的輪胎中，更寬的胎面的存在使得能夠改進(jìn)就輪胎磨損而言的性能。因此，就充氣不足運(yùn)行而言，保持了耐久性能。
【權(quán)利要求】
1.具有徑向胎體增強(qiáng)件的輪胎，所述輪胎包括胎冠增強(qiáng)件，所述胎冠增強(qiáng)件本身由胎面徑向覆蓋，所述胎面通過(guò)兩個(gè)胎側(cè)連接至兩個(gè)胎圈，所述胎體增強(qiáng)件的至少一層的增強(qiáng)元件為具有不飽和外層的未包封的多層金屬簾線(xiàn)，所述未包封的多層金屬簾線(xiàn)包括直徑為dO的芯(表示為CO)，所述芯由4至7根直徑為dl的以節(jié)距pi螺旋纏繞在一起的絲線(xiàn)(M=4、5、6或7)的中間層(表示為Cl)圍繞，所述層Cl本身由N個(gè)直徑為d2的以節(jié)距p2螺旋纏繞在一起的絲線(xiàn)的外層(表示為C2)圍繞，N比能夠圍繞層Cl以一層纏繞的絲線(xiàn)的最大數(shù)目Nmax小I至3,所述簾線(xiàn)具有如下特性(dO、dl、d2、pl和p2以mm計(jì)):
-(i)0.14〈d0〈0.28 ；
-(ii)0.12<d1<0.25 ；
-(iii)0.12〈d2〈0.25 ；
-(iv)對(duì)于 M = 4:0.40〈 (ClcZd1) <0.80 ；
對(duì)于 M = 5:0.70< (ClcZd1) <1.10 ；
對(duì)于 M = 6:1.10< (Cl0/^) <1.40 ；
對(duì)于 M = 7:1.40< (Cl0/^) <1.70 ；
-(v) 5 (^+(I1) <p1<p2<5 n (Clc^dJd2)； -(vi)層Cl和C2的絲線(xiàn)在相同的扭轉(zhuǎn)方向上纏繞， 其特征在于，在所謂的滲透性測(cè)試中，所述簾線(xiàn)顯示小于4cm3/min的平均流量，并在2cm的長(zhǎng)度上顯示至少2個(gè)零流量的點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪胎，其特征在于，所述胎面的軸向?qū)挾萀與所述輪胎的最大軸向?qū)挾萐的比例嚴(yán)格大于0.85。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的輪胎，其特征在于，本發(fā)明的簾線(xiàn)為具有表示為[1+M+N]的構(gòu)造的層狀簾線(xiàn)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的輪胎，其特征在于，縱橫比Η/S嚴(yán)格大于0.55。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的輪胎，其特征在于，所述胎冠增強(qiáng)件由至少兩個(gè)不可延展的增強(qiáng)元件的工作胎冠層形成，所述不可延展的增強(qiáng)元件從一層交叉至另一層，并與圓周方向形成10°至45°之間的角度。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的輪胎，其特征在于，所述胎冠增強(qiáng)件還包括至少一個(gè)圓周增強(qiáng)元件的層。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的輪胎，其特征在于，所述胎冠增強(qiáng)件由稱(chēng)為彈性的增強(qiáng)元件的至少一個(gè)附加簾布層在外部徑向補(bǔ)充，所述附加簾布層稱(chēng)為保護(hù)簾布層，所述增強(qiáng)元件相對(duì)于圓周方向以10°至45°之間的角度，并且在與徑向相鄰的工作簾布層的不可延展的元件所形成的角度相同的方向上取向。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的輪胎，其特征在于，所述胎冠增強(qiáng)件還包括由金屬增強(qiáng)元件形成的三角層，所述金屬增強(qiáng)元件與圓周方向形成超過(guò)60°的角度。
【文檔編號(hào)】B60C9/00GK104203599SQ201380018328
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2013年4月2日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月6日
【發(fā)明者】P·約翰遜, S·諾埃爾 申請(qǐng)人:米其林集團(tuán)總公司, 米其林研究和技術(shù)股份有限公司