侧壁剪切去耦层的制作方法

专利名称：侧壁剪切去耦层的制作方法
技术领域：
本发明总体涉及轮胎侧壁的结构，并且更具体地，本发明涉及一种在侧壁内用于使轮胎在挤压冲击下损坏最小化的剪切去耦层(Shear decoupling layer)。
背景技术：
如本文使用的，挤压冲击描述了当轮胎的胎面部分受到冲击使得轮胎的肩部部分接触或几乎接触轮胎的胎圈部分时所产生的轮胎状态。在这样的状态下，由于肩部部分与胎圈部分接触或几乎接触，因此轮胎的侧壁自身变弯曲或折叠。在这样的挤压期间，轮胎复合结构的橡胶混合物和胎体层被压在轮辋和轮胎的行驶路径上的障碍物或其它特征之间。 由于用在轮胎中的橡胶基材料实际上是不能压缩的，所以橡胶沿很大程度上垂直于产生挤压的力的方向膨胀。这样的膨胀被称为泊松效应。橡胶膨胀转换成胎体层帘线的移位，并且在诸如剧烈冲击的某些情况下，胎体层帘线会遭受超出它们的断裂强度的变形，从而导致帘线被切断。已观察到由于挤压冲击造成的这种损坏常常导致胎体层帘线在两个不同的地方被切断——或者在轮胎的肩部部分内、在轮胎的胎圈部分内或者在这两个地方内均被切断。帘线的这样的切断是不期望的，因为帘线对轮胎的结构完整性做出了贡献。根据断裂的帘线的数量，轮胎会显示出变形或割裂，或者在损坏足够严重的情况下显示出轮胎放气。通常，对轮胎的胎面部分造成剧烈冲击的不好的路况或其它因素可能对挤压冲击负有责任。例如，未铺砌或铺砌不好的道路可能具有许多的坑或其它高度上的突然变化，这些能造成挤压冲击。类似地，有碎屑或其它障碍物的道路在轮胎遇到道路上的这些障碍物时能造成挤压冲击。因此，对于预期或期望对轮胎造成严重挤压的情形的路面，针对径向帘布层的断裂具有更大抵抗能力的轮胎是期望的。

发明内容
本发明的特定实施方式包括对挤压冲击的损坏具有增加的抵抗能力的充气轮胎， 这样的实施方式在轮胎的肩部部分和胎圈部分具有一个或更多剪切层。特定实施方式包括具有一对肩部部分剪切层的充气轮胎，该对肩部部分剪切层中的一个分别位于每个侧壁处，并且每个都定位在所述胎体层的至少一个轴向侧上，所述肩部部分剪切层从所述侧壁朝向所述胎冠延伸。这样的轮胎还可以包括一对胎圈部分剪切层，该对胎圈部分剪切层中的一个分别位于每个侧壁处，并且每个都定位在所述胎体层的至少一个轴向侧上，所述胎圈部分剪切层从所述侧壁朝向所述胎圈芯延伸。特定实施方式包括由具有编织成织物的弹性体纤维的弹性体织物构成的剪切层中的至少一个。这样的纤维可以是斯潘德克斯弹性纤维，并且该织物还可以被描述为另外与尼龙纤维一起编织成经编构造。特定实施方式包括由具有IMPa至350MPa之间的MAlO的聚氨酯型的弹性体材料构成的剪切层中的至少一个。
特定实施方式包括由弹性体组合物构成的剪切层中的至少一个，该弹性体组合物在10%测得的拉伸模量(MAlO)不大于选择为构成侧壁组成部分的所有弹性体组合物的最低MAlO的MAlO的110%，侧壁组成部分在胎体层的轴向内侧向外定位，并且其中在所述轮胎的挤压冲击区域的所述肩部部分剪切层和所述胎圈部分剪切层横跨所述轮胎的内部而彼此相对。特定实施方式可以包括由具有在10%测得的拉伸模量(MAlO)的弹性体组合物构成的胎圈部分剪切层中的至少一个，该拉伸模量(MAlO)不大于选择作为构成在胎体层的轴向向外的侧壁胎圈部分组成部分的所有弹性体组合物的最高MAlO的MAlO的110%。特定实施方式可以包括由具有在25MPa至IOOMPa之间的10%下测得的拉伸模量 (MAlO)的短纤维加强弹性体组合物构成的该对肩部部分剪切层和该对胎圈部分剪切层中的至少一个。特定实施方式可以包括从侧壁延伸至所述胎冠带束层的与所述胎冠带束层的轴向边缘相距预定距离d的径向向内的位置处的肩部部分剪切层和/或从侧壁沿垂直于所述轮胎轴向的方向延伸至位于与所述胎圈芯的中心相距预定距离h处的位置的胎圈部分剪切层。该距离d可以是例如至少10mm，并且高度h可以是例如不大于15mm。特定实施方式可以包括朝向侧壁延伸至与胎圈芯的中心相距例如至少30mm的点的胎圈部分剪切层和/或包括从胎冠带束层的轴向边缘朝向胎圈部分延伸例如至少20mm 的距离的肩部部分剪切层。从以下如附图中所示的本发明的具体实施例的更加详细的说明中，本发明的前述和其它目的、特征和优点将会变得明显，其中相似的附图标记表示本发明的相似的部件。


图1是根据本发明的充气轮胎的示例性实施方式的局部剖视图。图2是图1所示的轮胎遭受挤压的局部剖视图。
具体实施例方式本发明的特定实施方式包括针对挤压冲击的损坏具有增加的抵抗能力的充气轮胎。各种实施方式包括设置在轮胎的侧壁的各个位置处的剪切层，以提供对挤压冲击损坏的抵抗能力。这样的挤压冲击损坏可以包括例如胎体层中一个或更多个帘线的断裂。更具体地，对于这样的实施方式，剪切层设置在轮胎的肩部部分和胎圈部分中，设置的位置使得当轮胎处于挤压冲击情况时，轮胎的在挤压冲击区域中的肩部部分剪切层和胎圈部分剪切层横跨轮胎内部而彼此相对。如本文使用的，挤压冲击描述了当轮胎的胎面部分受到冲击使得轮胎的肩部部分接触或几乎接触轮胎的胎圈部分时所产生的轮胎状态。因此轮胎的遭受挤压冲击的挤压冲击区域是轮胎肩部部分接触或几乎接触轮胎胎圈部分的那部分的轮胎。可以认为的是，剪切层用作剪切去耦层以使轮胎在挤压冲击的情况下出现的损坏降至最低。由于胎体层的帘线和包围帘线的橡胶(弹性体基质)具有不同的拉伸模量，因此当轮胎在挤压冲击下遭受极端变形时，在帘线和靠近帘线的橡胶即在胎体层中包围帘线的橡胶之间的界面处出现剪切。可以认为是，将剪切层设置在胎体层的至少一侧上通过使其去耦而限制了在界面处的剪切。随着剪切去耦，使挤压冲击对帘线造成的损坏降至最低。对挤压冲击轮胎损坏提供增加的抵抗能力的剪切层1)在轮胎的每一侧的肩部区域中和幻在轮胎的每一侧的胎圈区域中定位在胎体层的至少一个轴向侧上。更具体地，特定实施方式可以包括位于胎体层的轴向内侧上、胎体层的轴向外侧上或胎体层的两侧上的剪切层。对于包括在胎体层的仅一侧上设置剪切层的那些实施方式，肩部部分剪切层和胎圈部分剪切层可以设置在胎体层的相同侧上，例如肩部部分剪切层和胎圈部分剪切层均位于胎体层的轴向内侧上，或者可以设置在胎体层的相对侧上。在特定实施方式中，剪切层中的一个或更多个与胎体层的表面可以间隔不超过5mm或者不超过3mm或者不超过1mm。更具体地，在这些实施方式中，可以在胎体层的一侧与定位成靠近但不在胎体层的该侧上的剪切层之间包括介入材料层。还应注意的是，在特定实施方式中，剪切层中的一部分可以具有在胎体层两侧上的剪切层，而剪切层的另一部分可以具有在胎体层的仅一侧上的剪切层。例如，胎圈部分剪切层可以包括在胎体层两侧上的胎圈剪切层，而肩部部分剪切层可以包括在胎体层的仅一侧上的一个肩部剪切层。剪切层能够非常薄，例如，一些实施方式具有厚度例如在0. 2mm至2mm之间的剪切层，而其它实施方式可以具有厚度在0. 3mm至1. 5mm之间、在0. 3mm至Imm之间、在0. 3mm至 0. 7mm之间或在0. 4mm至0. 7mm之间的剪切层。剪切层可以定位成靠着胎体层，例如，通过在轮胎构建过程中将剪切层铺设成片状或通过在轮胎构建过程中挤压成型或通过与胎体层共挤压成型，所有方法已被本领域普通技术人员所熟知。在具有由弹性体织物或聚氨酯基材料构成的剪切层的特定实施方式中，剪切层的厚度的范围可以在0. 05mm至3mm之间， 或者上述列出的任何厚度，或者在0. Imm至3mm之间、在0. 5至3mm之间、在0. 5至2mm之间或者在0. 5mm至Imm之间。在具有由聚氨酯类的弹性材料构成的剪切层的特定实施方式中，当喷射或用刷子涂覆该材料时，厚度可以非常薄——甚至小于50微米。可以注意到的是，虽然在一些实施方式中剪切层可以全部具有相同的厚度，然而没有必要为这种情况。剪切层中的一个或更多个可以具有与其它剪切层不同的厚度。此外， 剪切层中的一个或更多个在该剪切层的长度上可以具有不同厚度。应注意的是，虽然本发明描述了作为肩部部分剪切层和胎圈部分剪切层的剪切层，然而这样的描述仅给出了这样的教导，即剪切层至少在轮胎的肩部区域和胎圈区域中设置在胎体层上和/或靠近胎体层。特定实施方式可以包括例如在胎体层的一个或更多侧上设置从一个胎圈区域、经过胎冠区域且一直到另一个胎圈区域的连续的剪切层。其它实施方式可以包括例如使胎圈剪切层从胎圈部分延伸至肩部剪切层，由此设置从胎圈剪切层开始、经过肩部剪切层的在胎冠内或靠近胎冠的端部的连续的剪切层。如上所述，本发明的特定实施方式将肩部部分剪切层和胎圈部分剪切层定位在预定位置并具有预定长度，以确保在轮胎的挤压冲击区域内的肩部部分剪切层和胎圈部分剪切层横跨轮胎内部而彼此相对。在特定实施方式中，肩部部分剪切层可以全部具有相同的长度，并且胎圈部分剪切层可以全部具有相同的长度。然而，在其它实施方式中，肩部部分剪切层的长度可以因沿着胎体层的长度起始于不同位置和/或终止于不同位置而不同，同样地，胎圈部分剪切层的长度可以因沿着胎体层的长度起始于不同位置和/或终止于不同位置而不同。
剪切层可以由弹性体组合物构成，例如通常用于轮胎构造中的橡胶组合物。弹性体已知为在拉伸之后基本恢复其初始形状的那些材料。或者，剪切层可以由聚氨酯类的弹性体材料构成和/或由包括弹性体纤维的织物构成。本文使用的聚氨酯类的弹性体材料是聚氨酯、聚脲和聚氨酯脲。可以确定的是，如下所述，剪切层可以由基于它们在10%延伸率下的拉伸模量(MAlO)并与构成轮胎的其它侧壁组成部分的其它弹性体组合物的MAlO比较而选择的弹性体组合物构成。如本文在说明书和权利要求中使用的，这样的拉伸模量以单位MI^a表示，并在 铃状试验件上根据ASTM标准D412在23°C的温度下测得。这些测量结果是基于试验件的初始横截面的以MI^表示的正割模量。通常具有较高MAlO的材料是较硬的材料，具有较低 MAlO的材料是较软的材料。哑铃试验件可以由通常用于轮胎构造的橡胶组合物制成或者由适于剪切层构造的诸如弹性体纤维织物和聚氨酯类的弹性体材料的其它材料制成。因此，比第二材料软的材料是具有比第二材料的MAlO小的MAlO的材料。比第二材料“差不多较软”的材料是具有不大于第二材料的MAlO的110%或者不大于107%、不大于105%、不大于103%或者等于第二材料的MAlO的MAlO的材料。此外，在特定实施方式中，剪切层可以由基于它们的MAlO并与构成轮胎的定位在胎体层的轴向内侧的外部的其它侧壁组成部分的其它弹性体组合物的MAlO比较而选择的橡胶组合物构成。更具体地，对于特定实施方式可以构成剪切层的合适的橡胶组合物是具有下列特征的那些材料，a)与构成从胎体层的轴向内侧沿轴向向外的侧壁组成部分的最软材料相比，较软或差不多较软，或者b)与构成剪切层所在的且从胎体层的轴向内侧沿轴向向外的轮胎部分中的侧壁组成部分的最软材料相比，较软或差不多较软。请注意，为了选择剪切层材料，内衬层因此被排除认为是侧壁组成部分。例如，胎圈部分剪切层可以由与构成任何侧壁组成部分(不算内衬层)的最软材料相比较软的橡胶组合物构成，或者由与构成胎圈部分组成部分(不算内衬层)的最软材料相比较软的橡胶组合物构成。另外，肩部部分剪切层可以由与构成任何侧壁组成部分的最软材料相比较软的橡胶组合物构成，或者由与构成肩部部分组成部分的最软材料相比较软的橡胶组合物构成(对于这两种情况，也不算内衬层)。可以选择合适的弹性体组合物的另一个基本原则应用于胎圈部分剪切带的选择。 对于胎圈部分剪切带，组合物可以选择为c)与胎圈部分中的最硬弹性体组合物相比较软或差不多较软的。在大部分轮胎中，最硬弹性体组合物可以是构成轮胎的胎圈填料的那些弹性体组合物。可以选择用于构成特定实施方式的剪切带的合适的弹性体组合物的另一个基本原则是选择具有下列特征的材料d)具有在25MPa至IOOMPa之间或者在40MPa至80MPa之间、在45MPa至75MPa之间或在50MPa至70MPa之间的MAlO的短纤维加强弹性体组合物。短纤维加强弹性体组合物是每一百重量份数的弹性体中有1至20之间的重量份数(Phr)的那些组合物，或者在2phr至15phr之间、在3phr至13phr之间或在5phr至 IOphr之间。短纤维可以由这样的材料例如芳族聚酰胺、玻璃、涤纶、聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)或尼龙构成。一个或更多不同类型和/或不同长度的短纤维的混合物可以添加至剪切层的特定实施方式中。短纤维可以具有的长度，例如，在0.01 至5mm之间，或者在0. 1至5mm之间、在0. 5mm至5mm之间或在1至4mm之间。在特定实施方式中，能够并入橡胶组合物中的任何长度的短纤维将是合适的。能够用于选择作为根据本发明的剪切层的合适的材料的步骤的示例将包括获得构成侧壁、胎圈部分和肩部部分(不包括内衬层)的组成部分的每个弹性体材料的MA10。这样的组成部分可以包括例如侧壁外覆层、胎圈填料、胎面和胎体层的弹性体基质。那么，由于胎体层的弹性体基质通常是侧壁中最软的材料，因此肩部部分剪切层和/或胎圈部分剪切层可以由比胎体层的弹性体基质软的橡胶组合物构成。同样地，肩部部分剪切层和/或胎圈部分剪切层可以由具有50ΜΙ^的MAlO的短纤维加强弹性体材料构成。或者，如果(如通常情况)胎圈填料是轮胎的胎圈部分中最硬的材料，那么胎圈部分剪切层可以由比胎圈填料软的橡胶组合物构成。对于本发明的特定实施方式，剪切层可以全部由相同材料构成，只要满足上述提供的任何橡胶组合物材料的选择的约束条件a-d。或者，剪切层中的一个或更多个可以由与其它的材料不同的材料构成，只要对任何橡胶组合物材料而言满足上述提供的约束条件 a-d。一个或更多个剪切层中的每一个还可以沿着剪切层的长度由不同的材料构成和/或沿着剪切层的长度由相同的材料构成，只要对任何橡胶组合物材料而言满足上述提供的约束条件a-d。用于构成剪切层的合适的橡胶组合物包括如本领域普通技术人员已知的适用于构成轮胎的那些橡胶组合物。通常这样的橡胶组合物基于诸如天然橡胶、合成二烯橡胶或其组合的二烯橡胶。二烯弹性体或橡胶理解为是指至少部分(即，均聚物或共聚物)由二烯单体(具有两个碳-碳双键的单体，无论是否共轭)得到的那些弹性体。基本上不饱和的二烯弹性体理解为是指至少部分由共轭二烯单体得到，并具有大于15mol. %的二烯源(共轭二烯) 成员或单元含量的那些二烯弹性体。基本上不饱和的橡胶弹性体因此，例如，诸如丁基橡胶、丁腈橡胶或者乙烯-丙烯二烯三元共聚物(EPDM)型或乙烯-醋酸乙烯共聚物型的二烯与α -烯烃的共聚物不落入前述定义，并可被特别地描述为“基本上饱和的”二烯弹性体(低或非常低的二烯源单元含量，即小于15mol. % )。本发明的特定实施方式可以不包括基本上饱和的二烯弹性体。在基本上不饱和的二烯弹性体的类别中，高度不饱和的二烯弹性体理解为特别是指具有大于50mol. %的二烯源(共轭二烯)单元含量的二烯弹性体。本发明的特定实施方式提供了仅基于高度不饱和的二烯弹性体的剪切层。适用于本发明的特定实施方式的橡胶弹性体包括高度不饱和的二烯弹性体，例如，聚丁二烯(BR)、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。还适于用在本发明的特定实施方式中的是这样的橡胶弹性体，该橡胶弹性体为共聚物并包括例如丁二烯-苯乙烯共聚物(SBR)、丁二烯-异戊二烯共聚物(BIR)，异戊二烯-苯乙烯共聚物(SIR)和异戊二烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBIR)、其混合物和/或具有其它的基本上不饱和的和/或高度不饱和的橡胶弹性体。还适于用在本发明的特定实施方式中的是包括例如天然橡胶、合成顺式_1，4聚异戊二烯及其混合物和/或具有其它基本上不饱和的和/或高度不饱和的橡胶弹性体的橡胶弹性体。这些合成的顺式_1，4聚异戊二烯的特征可在于具有大于90mol. %或者大于98mol. %的顺式-1，4键。除了二烯弹性体，适于构成剪切层的弹性体组合物可以包括本领域普通技术人员已知的其它组分。这样的其它组分可以包括例如增强填料、偶联剂、增塑剂、各种加工助剂、 石油软化剂、抗降解剂或其组合。合适的填料包括炭黑以及诸如二氧化硅、氧化铝、氢氧化铝、粘土和/或碳酸钙的无机填料(“白色填料”)。弹性体组合物可以进一步包括固化体系例如但不限于硫固化体系，硫固化体系包括例如硫、促进剂、氧化锌和硬脂酸。如上所述，剪切层除了由橡胶组合物构成外，剪切层或者可以由聚氨酯型弹性体材料和/或包括弹性体纤维的织物构成。包括弹性体纤维的织物是用弹性体纤维和用天然纤维和/或人造纤维织成的织物。这种织物的示例是用斯潘德克斯弹性纤维制成的织物，在欧洲和世界的其它部分斯潘德克斯弹性纤维通常被称为弹性纤维。斯潘德克斯弹性纤维已被人们所熟知并且通常定义为具有到达断裂点(高达约500%至600%)的很高弹性且对于拉伸具有高恢复性的合成弹性纤维。尽管化学非常复杂，但是斯潘德克斯弹性纤维基本上是包括硬链段和软链段以及在它们之间的交联的一系列弹性体产品。生产的纤维通常比橡胶更强且更轻。斯潘德克斯弹性纤维的特性包括高弹性、低复位性(在重复拉伸之后返弹至其初始形状的能力)，高耐用性、一致性和通用性。具有斯潘德克斯弹性纤维的织物通常用诸如棉、毛、丝、麻、尼龙、人造丝等其它附加人造或天然纤维制成。游泳衣是用弹性体纤维制成的熟知产品的示例，其常常用尼龙和斯潘德克斯弹性纤维制成。尼龙/斯潘德克斯弹性纤维的组合常常织成经编构造且通常包括80%的尼龙和20%的斯潘德克斯弹性纤维，如LYCRA (DuPont Corporation的注册商标)。该织物通常因其四向拉伸性即沿织物的长度和宽度方向拉伸的能力而被使用。另一种熟知的织物编织是拉歇尔经编型构造，其常常具有较高的尼龙含量(约85%尼龙和约15% 斯潘德克斯弹性纤维)。具有拉歇尔经编型构造的织物在一个方向上的拉伸通常显著大于在另一方向上的拉伸。在不限制本发明的情况下，本发明的特定实施方式包括由包括编织成经编构造的尼龙/斯潘德克斯弹性纤维组合的织物构成的一个或更多个的剪切层。其它实施方式可以包括编织成拉歇尔经编型构造的组合件。两种构造在纺织业众所周知。聚氨酯型的弹性体材料还适用于本发明的特定实施方式的剪切层中的一个或更多个。合适的聚氨酯型的弹性体材料包括具有在IMPa至350MPa之间或者在510^至观010^ 之间、在30MPa至250MPa之间，在40MPa至230MPa之间或在50MPa至190MPa之间的MAlO 的聚氨酯、聚脲和聚氨酯脲。在使用液体聚氨酯型的弹性体材料的特定实施方式中，在轮胎形成过程中，可以粉刷、喷射或挤压出剪切层。现在将详细参考本发明的实施例，附图中示出了本发明的一个或多个示例。每个示例都以对本发明进行解释的方式提供，并且并不意味着对本发明的限制。应当注意到，为了讨论的目的，在附图中可能仅仅示出示例性轮胎实施例的一半。本领域技术人员利用本文公开的教导将会理解，相同或基本上相似的特征在轮胎的两侧上重复。下面参照图1，提供了一种充气子午线轮胎10，其具有下面将要进一步描述的特征并且用于针对上述不利的行驶条件下的挤压冲击提供了增加的抵抗能力。轮胎10具有与路面接触的胎面11。胎面11由定位在胎面11的径向内部的胎冠12支撑，胎冠12具有带束层组件或胎冠带束层13，以加强外胎并提供改善的耐磨性和操作响应。侧壁14沿从胎冠12的轴向边缘15径向向内的方向延伸。轮胎10的肩部部分18形成在侧壁14的上部。轮胎胎圈16位于侧壁14的径向内部并包括沿圆周方向不能延伸的胎圈芯17。轮胎的胎圈部分19形成在侧壁14的下部。尽管描述为单个构件，然而胎圈芯17通常可以包括贯穿胎圈16沿圆周定向的一束金属股线。轮胎10还可以包括内衬层26，内衬层沈形成轮胎的内表面并阻止充气气体穿过轮胎10。本领域普通技术人员利用在本文公开的教导将理解的是，本发明不局限于如所附附图1和2所示的胎圈16、胎面11、侧壁14或轮胎10的精确的形状。用于将轮胎安装在各种不同尺寸和形状的轮辋上的其它实施方式落入本发明的范围。充气轮胎10还包括胎体层21。胎体层21在轮胎10的胎圈16之间延伸并且终止于一对胎体层端部22。通过围绕胎圈芯17中的一个缠绕胎体层21、然后顺着侧壁14沿径向向外方向延伸预定距离之后使胎体层21终止而形成了每个胎体层端部22。胎体层21 在带束层组件13的径向向内的位置处延伸穿过胎冠12。由较硬的橡胶组合物制成的胎圈填料23定位在每个胎圈16的径向外部并且将胎体层21与胎体层端部22分隔开。正如本领域普通技术人员所已知的，胎圈填料23和胎体层端部22的布置和尺寸根据轮胎的设计标准被预先确定，并且这些部件的任何合适的几何结构落入本发明的范围内。通常，胎体层21由嵌入弹性体基质(如橡胶组合物的薄层)内的多个相互平行的织物帘线构成。正如本领域普通技术人员所已知的，通常使用压延工艺形成胎体层21，其中，帘线被彼此平行地放置并容纳在弹性体基质内。帘线可以由例如涤纶、尼龙、芳族聚酰胺、人造丝或这些织物材料的组合制成。然后，以通常顺着轮胎10的侧壁14沿径向方向定向帘线的方式布置胎体层21。更具体地，顺着轮胎10的侧壁14，胎体层22的帘线基本与轮胎10的转动轴线垂直。另外，轮胎10设有肩部部分18的剪切层33、34和胎圈部分19的剪切层31、32。 该示例性实施方式的肩部部分剪切层包括定位在胎体层21的轴向外侧的一个肩部剪切层 34和定位在胎体层21的轴向内侧的一个肩部剪切层33。同样地，胎圈部分剪切层包括定位在胎体层21的轴向外侧的一个胎圈剪切层31和定位在胎体层21的轴向内侧的一个胎圈剪切层32。肩部部分剪切层33、34从侧壁14延伸至带束层组件13的径向向内的位置。在特定实施方式中，肩部部分剪切层朝向胎冠12延伸预定距离d并越过径向向内的带束层13 的轴向边缘27。在特定实施方式中，预定距离d为至少10mm，但可以更长或更短，这取决于其它考虑，例如，制造工艺或除了挤压冲击之外的轮胎性能的考虑。在特定实施方式中，肩部剪切层从带束层13的轴向边缘27向胎圈部分19延伸至少20mm的预定距离。然而，提供这样的距离不是用于限制本发明。胎圈部分剪切层31、32从侧壁14延伸至胎圈部分19内的位置。在特定实施方式中，胎圈部分剪切层31、32沿与轮胎10的轴向垂直的方向从侧壁延伸至相距胎圈芯17的中心预定距离h的位置。在特定实施方式中，预定距离h为15mm或更少，但可以更长或更短，这取决于其它考虑，例如，制造工艺或除了挤压冲击之外的轮胎性能的考虑。在特定实施方式中，胎圈剪切层31、32朝向侧壁延伸至相距胎圈芯17的中心至少30mm或更多的点处。然而，提供这样的距离不是用于限制本发明。
图2是图1所示的轮胎在挤压冲击下的局部剖视图。轮胎10的挤压冲击区域是轮胎的肩部部分18接触或几乎接触轮胎10的胎圈部分19的那部分的轮胎。根据本发明的特定实施方式，肩部部分剪切带33、34和胎圈部分剪切带31、32横跨轮胎内部彼此相对。 因此，当剪切带横跨轮胎内部彼此相对时，沿穿过挤压冲击区域的轴向垂直于穿过胎圈芯 17中心的线画出的线41将穿过胎圈部分剪切带中的至少一个和肩部部分剪切带中的至少一个。通过下面的示例进一步阐述了本发明，这些示例仅视为说明性的，并不以任何方式限制本发明。在示例中公开的组合物的特性评价如下。在哑铃状试验件上基于ASTM标准D412测量在23°C的温度时在10% (MAlO)和 100% (MA 100)下的拉伸模量(MPa)。该测量在第二延伸率下进行，即，在适应周期之后。 这些测量是基于该试验件的初始横截面的以MPa表示的正割模量。示例 1该示例表明根据本发明在胎体层和包围胎体层的材料之间设置剪切层提高了对挤压冲击造成轮胎损坏的抵抗能力。准备试样，并通过性质上为准静态且准确地预测挤压冲击对轮胎造成损坏的可能性的试验方法来测试试样。该试验方法包括在一个相对于另一个以一定角度放置的两个条形件之间挤压复合试样。该复合试样厚10mm，具有置于周围混合物的中间的胎体层。测量在两个条形件之间挤压复合试样直至第一胎体层帘线断裂所需的力。断裂第一胎体层帘线所需的力越大， 复合试样抵抗挤压冲击损坏的等级越好。进行了两组试验。第一组是在具有30MPa的MAlO的周围混合物的复合试样上进行的，其结果显示在表1中。第二组是在具有3. 5MPa的MAlO的周围混合物的复合试样上进行的，其结果显示在表2中。这些橡胶组合物是用在轮胎中的典型的橡胶组合物。更具体地，所使用的具有较高MAlO的组合物是用作轮胎中胎圈填料的典型的橡胶组合物。所使用的具有较低MAlO的组合物是用作胎体层的弹性体基质的典型的组合物。这样的组合物及其制造和硫化的方法已被本领域普通技术人员所熟知。利用仅具有被包围在周围混合物的中间的胎体层的证据(Wl和拟)复合试样来进行每组试验。胎体层包括被封闭在具有3. 的MAlO的弹性体基质内的PET帘线。PET为在370tpm下的PET1670/2。使PET帘线断裂的力接近20daN并且断裂时伸长率接近15%。 使用的帘线密度为119f/dm并且收缩率为接近0.9%。另外的复合试样(Sl-SlO)是用如表1和表2中所示的具有MAlO测量结果的橡胶组合物制成的剪切层制备的。这些橡胶组合物是用在轮胎中的典型的橡胶组合物。更具体地，用于Sl和S2中的剪切层的组合物是通常用作胎体层中的弹性体基质的组合物。用于 S3中的剪切层的组合物是通常用于分隔轮胎胎冠的带束层的组合物。用于S4和S5中的剪切层的组合物是通常用作轮胎中的胎圈填料的组合物。这样的组合物及其制造和硫化的方法已被本领域普通技术人员所熟知。每个剪切层的厚度为0. 6mm,并且添加在胎体层的任一侧或者两侧。复合试样的包括剪切层的增加厚度的厚度被维持在10mm。然后测量每个复合试样的断裂第一胎体层帘线所需的力，并与证据复合试样中断裂第一帘线所需的力进行比较。结果经标准化并报告在表1和表2中。
表1-具有30MPa的MAlO的周围混合物的挤压冲击试验结果
权利要求
1.一种充气轮胎，其包括由胎冠支撑的胎面，所述胎冠定位在所述胎面的径向内部；一对侧壁，每个侧壁从所述胎冠的轴向边缘沿径向向内延伸，每个侧壁限定了所述轮胎的侧面；一对胎圈，每个胎圈具有沿周向不能延伸的胎圈芯，所述胎圈芯限定了胎圈芯中心，每个胎圈分别定位在每个侧壁的径向内部；由多个沿径向定向的胎体层帘线构成的胎体层，所述胎体层帘线置入弹性体基质内并且延伸穿过所述胎冠且在所述胎圈之间延伸，所述胎体层具有一对胎体层端部，每个端部分别锚定在每个胎圈中；一个或更多个胎冠带束层，所述胎冠带束层设置在所述胎面的径向内部和所述胎体层的径向外部，并在所述轮胎的所述侧壁之间延伸；一对肩部部分剪切层，所述一对肩部部分剪切层中的一个分别位于每个侧壁处，并且每个肩部部分剪切层定位在所述胎体层的至少一个轴向侧上，所述肩部部分剪切层从所述侧壁朝向所述胎冠延伸；一对胎圈部分剪切层，所述一对胎圈部分剪切层中的一个分别位于每个侧壁处，并且每个胎圈部分剪切层定位在所述胎体层的至少一个轴向侧上，所述胎圈部分剪切层从所述侧壁朝向所述胎圈芯延伸；其中所述一对肩部部分剪切层和所述一对胎圈部分剪切层中的一个或更多个由具有编织成织物的弹性体纤维的弹性体织物构成，以及其中在所述轮胎的挤压冲击区域中的所述肩部部分剪切层和所述胎圈部分剪切层横跨所述轮胎的内部彼此相对。
2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中所述弹性体纤维是斯潘德克斯弹性纤维。
3.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中所述弹性体织物包括与尼龙纤维一起编织成经编构造的斯潘德克斯弹性纤维。
4.根据权利要求3所述的充气轮胎，其中织物包括在18%至25%之间的斯潘德克斯弹性纤维，剩下的是尼龙纤维。
5.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中所述肩部部分剪切层从所述侧壁延伸至所述胎冠带束层的相距所述胎冠带束层的轴向边缘预定距离d的径向向内的位置处。
6.根据权利要求5所述的充气轮胎，其中所述距离d为至少5mm。
7.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中所述胎圈部分剪切层沿与所述轮胎的轴向方向垂直的方向延伸至位于相距所述胎圈芯的中心预定距离h处的位置。
8.根据权利要求7所述的充气轮胎，其中所述高度h不超过10mm。
9.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中所述一对肩部部分剪切层中的每一个具有定位在所述胎体层的轴向内侧上的一个肩部剪切层。
10.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中所述一对肩部部分剪切层中的每一个具有两个肩部剪切层，一个肩部剪切层定位在所述胎体层的轴向内侧上，另一个肩部剪切层定位在所述胎体层的轴向外侧上。
11.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中所述一对胎圈部分剪切层中的每一个具有定位在所述胎体层的轴向内侧上的一个胎圈剪切层。
12.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中所述一对胎圈部分剪切层中的每一个具有两个胎圈剪切层，一个胎圈剪切层定位成邻近所述胎体层的轴向内侧，另一个胎圈剪切层定位成邻近所述胎体层的轴向外侧。
13.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中邻近所述胎体层的侧面的每个剪切层的厚度在0. Imm至3mm之间。
14.根据权利要求13所述的充气轮胎，其中所述厚度在0.3mm至Imm之间。
15.一种充气轮胎，其包括由胎冠支撑的胎面，所述胎冠定位在所述胎面的径向内部；一对侧壁，每个侧壁从所述胎冠的轴向边缘沿径向向内延伸，每个侧壁限定了所述轮胎的侧面；一对胎圈，每个胎圈具有沿周向不能延伸的胎圈芯，所述胎圈芯限定了胎圈芯中心，每个胎圈分别定位在每个侧壁的径向内部；由多个沿径向定向的胎体层帘线构成的胎体层，所述胎体层帘线置入弹性体基质内并且延伸穿过所述胎冠且在所述胎圈之间延伸，所述胎体层具有一对胎体层端部，每个端部分别锚定在每个胎圈中；一个或更多个胎冠带束层，所述胎冠带束层设置在所述胎面的径向内部和所述胎体层的径向外部，并在所述轮胎的所述侧壁之间延伸；一对肩部部分剪切层，所述一对肩部部分剪切层中的一个分别位于每个侧壁处，并且每个肩部部分剪切层定位在所述胎体层的至少一个轴向侧上，所述肩部部分剪切层从所述侧壁延伸至所述胎冠带束层的相距所述胎冠带束层的轴向边缘预定距离d的沿径向向内的位置；一对胎圈部分剪切层，所述一对胎圈部分剪切层中的一个分别位于每个侧壁处，并且每个胎圈部分剪切层定位在所述胎体层的至少一个轴向侧上，所述胎圈部分剪切层从所述侧壁沿与所述轮胎轴向方向垂直的方向延伸至位于相距所述胎圈芯的中心预定距离h处的位置，其中所述一对肩部部分剪切层和所述一对胎圈部分剪切层中的一个或更多个由具有编织成织物的斯潘德克斯弹性纤维的弹性体织物构成。
16.根据权利要求15所述的充气轮胎，其中所述距离d为至少10mm。
17.根据权利要求15所述的充气轮胎，其中所述肩部部分剪切层从所述胎冠带束层的轴向边缘向所述胎圈部分延伸为至少20mm的距离。
18.根据权利要求15所述的充气轮胎，其中所述高度h不超过15mm。
19.根据权利要求15所述的充气轮胎，其中所述胎圈部分剪切层朝向所述侧壁延伸至相距所述胎圈芯的中心至少30mm的点。
20.根据权利要求15所述的充气轮胎，其中所述弹性体织物包括与尼龙纤维一起编织成经编构造的斯潘德克斯弹性纤维。
21.根据权利要求20所述的充气轮胎，其中织物包括在18%至25%之间的斯潘德克斯弹性纤维，剩下的是尼龙纤维。
22.一种充气轮胎，其包括由胎冠支撑的胎面，所述胎冠定位在所述胎面的径向内部；一对侧壁，每个侧壁从所述胎冠的轴向边缘沿径向向内延伸，每个侧壁限定了所述轮胎的侧面；一对胎圈，每个胎圈具有沿周向不能延伸的胎圈芯，所述胎圈芯限定了胎圈芯中心，每个胎圈分别定位在每个侧壁的径向内部；由多个沿径向定向的胎体层帘线构成的胎体层，所述胎体层帘线置入弹性体基质内并且延伸穿过所述胎冠且在所述胎圈之间延伸，所述胎体层具有一对胎体层端部，每个端部分别锚定在每个胎圈中；一个或更多个胎冠带束层，其设置在所述胎面的径向内部和所述胎体层的径向外部， 并且在所述轮胎的所述侧壁之间延伸；一对肩部部分剪切层，所述一对肩部部分剪切层中的一个分别位于每个侧壁处，并且每个肩部部分剪切层定位在所述胎体层的至少一个轴向侧上，所述肩部部分剪切层从所述侧壁朝向所述胎冠延伸；一对胎圈部分剪切层，所述一对胎圈部分剪切层中的一个分别位于每个侧壁处，并且每个胎圈部分剪切层定位在所述胎体层的至少一个轴向侧上，所述胎圈部分剪切层从所述侧壁朝向所述胎圈芯延伸；其中所述一对肩部部分剪切层和所述一对胎圈部分剪切层中的一个或更多个由具有在IMPa至350MPa之间的MAlO的聚氨酯型的弹性体材料构成，以及其中在所述轮胎的挤压冲击区域中的所述肩部部分剪切层和所述胎圈部分剪切层横跨所述轮胎的内部彼此相对。
23.根据权利要求22所述的充气轮胎，其中所述MAlO在40MPa至230MPa之间。
24.根据权利要求22所述的充气轮胎，其中所述肩部部分剪切层从所述侧壁延伸至所述胎冠带束层的相距所述胎冠带束层的轴向边缘预定距离d的沿径向向内的位置处。
25.根据权利要求M所述的充气轮胎，其中所述距离d为至少5mm。
26.根据权利要求22所述的充气轮胎，其中所述胎圈部分剪切层沿与所述轮胎轴向方向垂直的方向延伸至位于相距所述胎圈芯的中心预定距离h处的位置。
27.根据权利要求沈所述的充气轮胎，其中所述高度h不超过10mm。
28.根据权利要求22所述的充气轮胎，其中所述一对肩部部分剪切层中的每一个具有定位在所述胎体层的轴向内侧上的一个肩部剪切层。
29.根据权利要求22所述的充气轮胎，其中所述一对肩部部分剪切层中的每一个具有两个肩部剪切层，一个肩部剪切层定位在所述胎体层的轴向内侧上，另一个肩部剪切层定位在所述胎体层的轴向外侧上。
30.根据权利要求22所述的充气轮胎，其中所述一对胎圈部分剪切层中的每一个具有定位在所述胎体层的轴向内侧上的一个胎圈剪切层。
31.根据权利要求22所述的充气轮胎，其中所述一对胎圈部分剪切层中的每一个具有两个胎圈剪切层，一个胎圈剪切层定位成邻近所述胎体层的轴向内侧，另一个胎圈剪切层定位成邻近所述胎体层的轴向外侧。
32.根据权利要求22所述的充气轮胎，其中邻近所述胎体层的侧面的每个剪切层的厚度在0. 05mm至3mm之间。
33.根据权利要求32所述的充气轮胎，其中所述厚度在0.Imm至Imm之间。
全文摘要
一种充气轮胎具有定位在胎体层的至少一个轴向侧上的成对的肩部部分和胎圈部分剪切层。示例包括由具有编织成织物的弹性体纤维的弹性体织物构成的剪切层中的一个或更多个。这样的纤维可以是斯潘德克斯弹性纤维，并且该织物还可以被描述为另外与尼龙纤维一起编织成经编构造。其它实施方式包括具有1MPa至350MPa之间的MA10的聚氨酯型的弹性体材料构成的剪切层中的至少一个。在挤压冲击区域中的示例性的肩部部分和胎圈部分剪切层横跨所述轮胎的内部而相对。
文档编号B60C15/00GK102256814SQ200980151855
公开日2011年11月23日 申请日期2009年3月6日 优先权日2008年12月22日
发明者B·I·卡普兰, F·奥斯代, S·里戈 申请人:米其林技术公司, 米其林研究和技术股份有限公司