CN104245366B - 轮胎和扩展移动性的车轮-轮胎组件 - Google Patents
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Abstract
一种环状复曲形式的轮胎,所述轮胎在内部沿径向打开并且具有内壁和外壁、胎冠、两个胎侧和两个胎圈、胎冠增强件和胎体增强件(60),所述内壁至少部分地覆盖有气密层(50),所述胎体增强件(60)锚固在两个胎圈中并且至少从所述胎圈延伸直至胎冠,其特征在于,气密橡胶(50)至少部分地覆盖有自密封产品层(55),并且每个胎圈具有环形增强结构(70),所述环形增强结构包括单个金属丝线的多个线圈(72、73),所述线圈(72、73)在多个沿径向重叠的层中沿轴向并排设置从而限定六边形横截面。
Description
技术领域
本发明涉及轮胎,更具体地涉及这样一种轮胎,其适合为装配有轮胎的车辆提供扩展移动性。
背景技术
在轮胎壁被刺孔物体(例如螺钉或钉子)刺孔或“刺穿”的过程中,轮胎的充气空气能够经由刺孔泄露并且所造成的压力损失可能造成轮胎压扁和车辆蹒跚。
为了解决该刺穿问题(所述问题起源于使用具有充气轮胎的车轮的最开始),一般的解决方案是停车和用备用车轮替换车轮。
已经设想了其它解决方案并且这些解决方案在市面上是可得的,从而避免必须使用备用车轮。
文献US 5 916 921提出一种气溶胶容器,所述气溶胶容器包含与各种产品混合的液体胶乳乳液,所述产品包括纤维产品和气体推进剂。在扁平轮胎的情况下,该容器被设计成附接至轮胎气门并且将气体推进剂和密封/修补乳液送入轮胎的内腔。然后轮胎至少部分地进行再充气,乳液塞住刺孔并且有可能首先以低速重新开始行驶从而使乳液在轮胎的整个内表面上彻底地分布,然后正常行驶。
除了备用车轮之外,还存在由一些机动车辆制造商提供的修补工具包。修补工具包的优点在于减少车辆重量,因此减少车辆的燃料消耗,并且解放行李箱地板下方的空间。
用于轮胎的修补工具包和气溶胶罐仅为暂时性修补。可取的是不超过约80km/h的给定速度并且检查或迅速更换其轮胎。
轮胎制造商也已经提出这样的轮胎,所述轮胎在其内壁上或其结构中设置有弹性、粘性或糊状产品(被称为“自密封产品”)的层,所述产品能够密封刺孔。文献WO 2008/080556 A1公开了这种轮胎的一个实例。这些轮胎本身不是防刺穿的,但是刺孔通常被自密封产品封闭或密封。相比于抗刺穿的罐或工具包,这些装配有自密封产品层的轮胎的优点在于不需要停车。另一方面,当刺孔物体尺寸过大或当刺孔位于面向自密封产品层的区域的外部时,这些轮胎不能处理刺孔问题。
轮胎制造商也已经设想在整个组合的轮胎/车轮中引入结构增强元件,所述结构增强元件允许轮胎在与刺孔相关的压力损失的情况下继续行驶。这些增强元件可以如文献WO 2002/030689 A1(参考自支撑轮胎)设置在轮胎的结构中,或者可以如文献EP 0 673324 B1所提出的构成支撑件。自支撑轮胎和支撑件允许装配有所述自支撑轮胎和支撑件的车辆至少在有限的距离上和以降低的速度继续行驶,而无论刺孔的严重性如何。另一方面,这些解决方案昂贵并且在车辆的正常使用过程中造成轮胎某些性能因素(例如舒适度或滚动阻力)的劣化。
发明内容
本发明的主题是一种环状复曲形式的轮胎,所述轮胎在内部沿径向打开并且具有内壁和外壁、胎冠、两个胎侧和两个胎圈、胎冠增强件和胎体增强件,所述内壁至少部分地覆盖有气密层,所述胎体增强件锚固在两个胎圈中并且至少从所述胎圈延伸直至胎冠,其特征在于,所述气密层至少部分地覆盖有自密封产品层,并且每个胎圈包括环形增强结构,所述环形增强结构包括单个金属丝线的多个线圈,所述线圈在多个沿径向重叠的层中沿轴向并排设置从而限定六边形横截面。
选择环形增强结构的优点在于,当胎圈安装在如ETRTO所定义的几何形状H2的轮辋座上并且由轮胎的内壁和轮辋所限定的内腔在大气压力下时,轮胎的胎圈可以容易地适应于承受具有0.5g横向加速度的行驶,而胎圈不会与相应的轮辋座脱离。通过相比于常规结构将环形增强结构的进程缩短数毫米实现该适应性,从而改进胎圈的耐脱离性。本领域技术人员通常进行该适应性。所描述的环形增强结构的优点在于其允许改进该耐脱离性而一方面不会有害于轮胎在其轮辋上的安装或轮胎从其轮辋的拆卸,另一方面不会有害于轮胎的制造。
根据本发明的轮胎因此组合了自密封产品层的存在和胎圈结构,所述胎圈结构被设计成当以零充气压力行驶或在正常使用条件下扁平行驶时限制胎圈脱离的风险。
“正常”使用条件意指非专业驾驶员可及的使用条件。
该轮胎包括自密封产品层,亦即绝大部分的刺孔不会对内部充气压力造成影响,但是在该层不能避免轮胎压力损失的情况下,已经发现该层的存在使得有可能显著增加当扁平行驶时轮胎可行进的距离同时保持驾驶车辆的可能性,因为胎圈在轮辋座上维持原位。这是因为该自密封产品层的存在使得有可能特别通过润滑作用延迟对轮胎胎侧的损坏。该轮胎因此允许车辆继续行驶至少数千米,而无论刺孔或刺穿的严重性如何,这允许车辆离开危险区域。获得该效果而不会造成舒适度、滚动阻力或正常使用行为的性能因素的任何劣化。
以所述方式形成环形增强结构或胎圈线具有的优点在于,提供高的抗扭刚度,这高度有益于改进轮胎胎圈的耐脱落性同时维持使轮胎易于制造的六边形整体形状。通过与编结胎圈线对比,胎圈线的进程可以维持在可接受的值内从而允许将轮胎安装在其轮辋上或者从其轮辋拆卸轮胎的可能性。
优选地,所使用的金属丝线为橡胶化丝线,其横截面选自圆形、正方形、矩形和六边形横截面。
根据一个有利的具体实施方式,沿径向重叠的层以3-4-5-4-3构造设置。
根据另一个具体实施方式,沿径向重叠的层以3-4-3-2构造设置。该实施方式的优点在于基本上具有与之前轮胎相同的效力同时允许重量的节约。
优选地,金属丝线的横截面具有的最大尺寸在1和1.8mm之间。
金属丝线的横截面可以为直径在1和1.6mm之间,优选在1.5和1.6mm之间的圆形。
金属丝线的横截面可以为边长在0.7和0.9mm之间的六边形。丝线的六边形横截面的益处在于,其进一步增强胎圈线的抗扭刚度,这在扁平行驶条件下的胎圈的耐脱落性方面是高度有益的。
根据本发明的一个主题的轮胎的胎侧和胎圈的结构的一个有利的实施方式:
-胎体增强件包括多个胎体增强元件,所述胎体增强元件邻近地设置并且沿周向对齐,通过围绕环形增强结构的卷边锚固在两个胎圈中,从而在每个胎圈中形成向外线股和返回线股,每个返回线股沿径向向外延伸直至位于离胎圈的环形增强结构的径向最内点的径向距离DRR处的端部,径向距离DRR大于或等于轮胎的径向高度H的7%并且小于或等于轮胎的径向高度H的30%;
-每个胎圈包括被称为填充物的橡胶配混物,填充物沿径向位于环形增强结构的外部并且至少部分地位于胎体增强件的向外线股和返回线股之间,填充物在胎圈的环形增强结构的径向最内点的外部沿径向延伸直至离所述点的径向距离DRB处,径向距离DRB在轮胎的径向高度H的20和45%之间;
-每个胎圈进一步包括被称为外带部的橡胶配混物,所述外带部沿轴向位于胎体增强件和填充物的外部,每个外带部在外带部的径向内端部和外带部的径向外端部之间沿径向延伸,外带部的径向内端部位于离胎圈的环形增强结构的径向最内点的距离DRI处,径向距离DRI在轮胎的径向高度H的1和10%之间,外带部的径向外端部位于离胎圈的环形增强结构的径向最内点的距离DRL处,径向距离DRL在轮胎的径向高度H的35和50%之间。
根据一个有利的实施方式,胎圈额外包括被称为保护件的橡胶配混物,所述保护件旨在与轮辋座接触并且相对于所述外带部在外部部分地沿轴向延伸,由填充物、外带部和保护件橡胶配混物形成的组件具有在垂直于具有组件的胎体增强件的外部线股的方向上的任何径向平面上测得的最大厚度E,使得比例E/DRL大于15%,优选大于20%。
在前两个实施方式中描述的胎圈结构因此具有的优点在于非常短粗,这改进了其在横向加速度下耐脱离的能力。
有利地,填充物、外带部和保护件橡胶配混物在10%伸长下的模量在5和15MPa之间。
所述伸长模量意指可以使用相比于通常使用的填充物橡胶配混物具有低滞后性的橡胶配混物,提供了在轮胎滚动阻力方面的优点。
根据一个替代性实施方式,胎体增强件包括多个胎体增强元件,所述胎体增强元件邻近地设置并且在至少两个周向队列中沿周向对齐,一个周向队列的增强元件通过围绕环形增强结构的卷边锚固在两个胎圈中,从而在每个胎圈中形成向外线股和返回线股,每个返回线股沿径向向外延伸直至位于离胎圈的环形增强结构的径向最内点的径向距离DRR处的端部,径向距离DRR大于或等于轮胎的径向高度H的50%。
胎侧和胎圈与两个胎体帘布层的该结构具有的优点在于更能耐受由凹坑造成的冲击。
根据一个有利的实施方式,每个胎圈包括被称为填充物的橡胶配混物和被称为保护件的橡胶配混物,填充物沿径向设置在环形增强结构的外部并且至少部分地设置在胎体增强件的外部线股和返回线股之间,保护件旨在与轮辋座接触,填充物和保护件橡胶配混物在10%伸长下的模量在5和15MPa之间。
正如前述实施方式,所述伸长模量意指可以使用相比于通常使用的填充物橡胶配混物具有低滞后性的橡胶配混物,这提供了在轮胎滚动阻力方面的优点。
根据一个具体实施方式,额外的增强扁豆状物设置在胎侧的在气密层和胎体增强件之间的区域中,并且该额外的增强扁豆状物为最大厚度在0.5和10mm之间,优选在0.5和4mm之间的橡胶配混物。
所述额外的扁豆状物增强了轮胎的结构支撑并且增加了轮胎在扁平行驶条件下的寿命,但是也增加了胎圈的耐脱落性。
优选地,额外的扁豆状物的最大厚度在0.5和2.5mm之间,从而不会有害于轮胎的滚动阻力。在扁平行驶条件下,所述额外的扁豆状物的厚度不能避免轮胎的胎圈和胎侧之间的任何接触,但是其显著增加了该轮胎在例如以约0.1bar的剩余充气压力行驶时的寿命,并且也明显改进了胎圈在扁平行驶条件下的耐脱落性。
根据一个具体实施方式,自密封产品层面向胎冠设置在气密层上。
有利地,自密封产品层在气密层上面向胎侧的至少一部分延伸。
自密封层可以包含至少(phr表示重量份/百份固体弹性体)一种热塑性苯乙烯(“TPS”)弹性体和大于200phr的用于所述弹性体的增量油。
TPS可以是自密封层的主要弹性体。
TPS弹性体可以选自苯乙烯/丁二烯/苯乙烯(SBS)、苯乙烯/异戊二烯/苯乙烯(SIS)、苯乙烯/异戊二烯/丁二烯/苯乙烯(SIBS)、苯乙烯/乙烯/丁烯/苯乙烯(SEBS)、苯乙烯/乙烯/丙烯/苯乙烯(SEPS)和苯乙烯/乙烯/乙烯/丙烯/苯乙烯(SEEPS)嵌段共聚物和这些共聚物的混合物。
有利地,TPS弹性体选自SEBS共聚物、SEPS共聚物和这些共聚物的混合物。
根据另一个实施方式,自密封层可以包含至少(phr表示重量份/百份固体弹性体):
(a)作为主要弹性体的不饱和二烯弹性体;
(b)在30和90phr之间的烃类树脂;
(c)重量含量在0和60phr之间且Tg(玻璃化转变温度)小于-20℃的液体增塑剂;和
(d)0至小于120phr的填料。
不饱和二烯弹性体有利地选自聚丁二烯、天然橡胶、合成聚异戊二烯、丁二烯共聚物、异戊二烯共聚物和这些弹性体的混合物。
不饱和二烯弹性体可以有利地为异戊二烯弹性体,优选选自天然橡胶、合成聚异戊二烯和这些弹性体的混合物。
有利地,不饱和二烯弹性体的含量大于50phr,优选大于70phr。
本发明的主题还是包括车轮和如上所述的轮胎的组件,所述组件额外包括用于测量车轮和轮胎组件的内腔的充气压力的设备。
使用所述组件,充气压力损失的情况变得非常稀少,另外在该情况下,压力损失通常极低。用于测量充气压力的设备使得有可能足够迅速地警告从而在充气压力变得过低之前并且因此在轮胎结构受到任何损坏之前修补轮胎或更换轮胎。
所述设备可以为附接至车轮气门或轮胎内表面或设置在轮胎结构中的压力传感器。
本发明特别涉及旨在装配至客运车辆类型的机动车和SUV(运动型多用途车辆)和厢式货车的轮胎。
附图说明
根据如下说明和实施方式并且通过附图可以容易地理解本发明及其优点,所述不以特定比例绘制的附图以简单的方式显示了:
图1在径向横截面中显示了根据现有技术的轮胎的四分之一;
图2显示了如何确定轮胎的高度H;
图3在径向横截面中显示了根据现有技术的另一种轮胎的一部分;
图4显示了根据本发明的一个主题的轮胎的第一个实施方式的径向横截面;
图5显示了胎圈线的第一个实施方式的横截面;
图6显示了胎圈线的第二个实施方式的横截面;
图7显示了胎圈线的第三个实施方式的横截面;
图8显示了根据本发明的一个主题的轮胎的第二个实施方式的径向横截面;和
图9显示了可以用于制造自密封产品组合物的挤出/配混设备的实例。
具体实施方式
当使用术语“径向”时,可取的是本领域技术人员将该词语的数个不同使用进行区分。首先,该表述涉及轮胎的半径。在该意义上,如果点P1比点P2更接近轮胎的旋转轴线,则称点P1位于点P2的“径向内部”(或“沿径向位于点P2的内部”)。相反,如果点P3比点P4更远离轮胎的旋转轴线,则称点P3位于点P4的“径向外部”(或“沿径向位于点P4的外部”)。当在最短(或最长)半径的方向上移动时,将称移动是“径向向内(或向外)”。当涉及径向距离时,术语的该含义同样适用。
另一方面,当丝线或增强件的增强元件与周向方向形成大于或等于80°且小于或等于90°的角度时,则称该丝线或增强件是“径向的”。应当指明的是,在本文献中,术语“丝线”应在一般含义内进行理解并且包括以单丝、多丝、帘线、合股纱线或等效集合体的形式提供的丝线,而无论形成丝线的材料如何或者是否使用橡胶共混物进行表面处理用于促进其粘合。
最后,术语“径向横截面”在此应理解为意指沿着包括轮胎旋转轴线的平面的横截面。
“轴向”方向是平行于轮胎的旋转轴线的方向。如果点P5比点P6更接近轮胎的中平面,则称点P5位于点P6的“轴向内部”(或“沿轴向位于点P6的内部”)。相反,如果点P7比点P8更远离轮胎的中平面,则称点P7位于点P8的“轴向外部”(或“沿轴向位于点P8的外部”)。轮胎的“中平面”是垂直于轮胎的旋转轴线并且与每个胎圈的环形增强结构等距设置的平面。
“周向方向”是垂直于轮胎的半径和轴向方向两者的方向。
在本文献中,当两个元件之间形成的角度小于或等于20°时,则称这两个增强元件是“平行的”。
在本文献的上下文中,表述“橡胶共混物”表示由包含至少一种弹性体和一种填料的橡胶形成的组合物。
I.轮胎的构造
图1在径向横截面中示意性地显示了根据现有技术的轮胎10的四分之一。轮胎10包括两个胎圈20,所述胎圈20旨在与安装轮辋(未示出)接触,每个胎圈20包括环形增强结构,在该情况下为胎圈线70。两个胎侧30沿径向向外延伸胎圈20并且在胎冠25中会合,所述胎冠25包括胎冠增强件,所述胎冠增强件由第一增强件层80和第二增强件层90形成并且沿径向被胎面40覆盖。每个增强件层包括覆盖在由橡胶共混物形成的基质中的丝状增强件。每个增强件层中的增强件基本上彼此平行,两个层的增强件以约20°的角度从一层到另一层交叉,正如被称为子午线轮胎的轮胎情况中的本领域技术人员所公知。
轮胎10进一步包括胎体增强件60,所述胎体增强件60从胎圈20延伸通过胎侧30直至胎冠25。该胎体增强件60在该情况下包括基本上沿径向取向(亦即与周向方向形成大于或等于65°且小于或等于90°的角度)的丝状增强件。
胎体增强件60包括多个胎体增强元件并且通过环绕胎圈线70的卷边而锚固在两个胎圈20中,从而在每个胎圈中形成向外线股61和返回线股62。返回线股沿径向向外延伸至端部63,所述端部63位于离胎圈的环形增强结构的径向最内点71的径向距离DRR处,径向距离DRR通常大于或等于轮胎的径向高度H的15%。
轮胎的“径向高度”H限定为当轮胎10安装在安装轮辋5上(如图2所示)并充气至其工作压力时在胎圈20的环形增强结构70的径向最内点71和胎面40的径向最外点41(图2)之间的径向距离。
每个胎圈包括填充物110,填充物沿径向位于胎圈线70的外部,并且以良好的比例位于胎体增强件60的向外线股61和返回线股62之间。
填充物110在胎圈的环形增强结构的径向最内点71的外部沿径向延伸直至点111,所述点111位于离点71的径向距离DRB处,径向距离DRB通常大于或等于轮胎的径向高度H的20%。在该具体情况下,填充物110延伸直至轮胎的赤道。在本文献的上下文中,轮胎的“赤道”意指胎体增强件的最大轴向延伸的点的径向高度。在轮胎的径向横截面中,赤道呈现为当轮胎安装在轮辋上并且充气时穿过胎体增强件具有最大轴向宽度的点的轴向直线。当胎体增强件在数个点处达到该最大轴向宽度时,最接近轮胎的中高度H/2的点的径向高度被认为是轮胎的赤道。因此定义的赤道不必与轮胎的中平面130一致,在现有技术的文献中轮胎的中平面有时也被称为“赤道”。优选地,这样选择DRB使得填充物并不在轮胎的赤道的外部沿径向延伸。
胎圈20还包括被称为“保护件”的橡胶共混物25,所述“保护件”旨在与轮辋座接触。保护件25相对于环形增强结构70和胎体增强件的卷边沿径向设置在内部并且在胎体增强件60的向外线股61和返回线股62的每一侧的外部沿轴向延伸。
在该情况下,环形增强结构或胎圈线为被称为编结的胎圈线,这意指其包括软钢芯部,一根或多根丝线或帘线围绕所述软钢芯部在一个或多个层中缠绕。
轮胎10的内表面由气密层或内衬50覆盖。
还已知的实践是提供外带部120,所述外带部120沿轴向设置在胎体增强件和填充物的外部,如参见文献WO 2010/072736 A1的图3中所示的轮胎。每个外带部在位于离胎圈的环形增强结构70的径向最内点71的径向距离DRI处的径向内端部121的外部沿径向延伸直至径向外端部122,DRI通常小于或等于轮胎的径向高度H的20%,在外带部的径向外端部122和外带部的径向内端部121之间的径向距离DRL大于或等于轮胎的径向高度H的30%。
图4显示了根据本发明的一个主题的轮胎的第一个实施方式。该轮胎包括自密封产品层55,所述自密封产品层55施加至气密层或内衬50的一部分。在该具体情况下,自密封产品层面向轮胎的胎冠25设置并且在胎侧30的大比例上沿轴向延伸。在图4中,仅显示了层55的端部。该自密封产品层55能够通过塞住刺孔处理大多数刺孔。
该轮胎还包括胎圈线70,所述胎圈线70由单个金属丝线72的多个线圈形成,所述线圈在多个沿径向重叠的层(C1、C2、C3、C4)中沿轴向并排设置从而限定六边形横截面。图4的胎圈线的组件对应于四层构造,沿径向从内至外为3-4-3-2。与点71相邻的层C1包括3个沿轴向并排设置的线圈,然后相邻层C2为4个线圈,然后C3具有3个线圈并且沿径向朝向外部最远设置的最后一层C4包括两个队列。图6对应于该构造。
金属丝线具有等于1.55mm的直径。该丝线经过橡胶化(未示出)。
图5显示了具有五个层(C1、C2、C3、C4和C5)的3-4-5-4-3构造的优选线圈的另一个实例。该构造包括19个线圈而前一个构造包括12个线圈。
金属丝线72也可以具有1.3mm的直径。在该情况下,取决于胎圈的尺寸和待承受的负载,周向线圈的数目和分布需要调节从而适应。
图7显示了具有与图6相似构造的胎圈线的横截面,所述胎圈线具有四个层(C1、C2、C3和C4)但是由六边形横截面的金属丝线73制成。该丝线的使用改进了胎圈线的抗扭刚度而不增加其质量。
该轮胎(图4)的胎圈的结构与图3相似,具有仅一个胎体帘布层60、胎体帘布层卷边,其的返回线股62沿径向向外延伸直至位于离胎圈线70的径向最内点71径向距离DRR处的端部63。径向距离DRR大于或等于轮胎的径向高度H的7%并且小于或等于轮胎的径向高度H的30%。胎圈还包括填充物110,所述填充物110沿径向向外延伸直至离点71径向距离DRB处。径向距离DRB在轮胎的径向高度H的20和45%之间。胎圈还包括外带部120,所述外带部120的径向内端部121位于离点71的径向距离DRI处,DRI在径向高度H的1和10%之间。径向距离DRL(其为两个端部121和122之间的径向距离)在轮胎的径向高度H的35和50%之间。
胎圈还包括被称为保护件25的橡胶配混物,所述保护件25旨在与轮辋座接触。该保护件相对于外带部120在外部沿轴向部分地延伸。
由填充物、外带部和保护件橡胶配混物形成的组件具有在垂直于胎体增强件的向外线股61的方向150上在任何径向平面中测得的最大厚度E。该最大厚度E使得比例E/DRL大于15%,优选大于20%。在所示情况下,该比例为约28%。
该高形式因素D/DRL显示了胎圈的结构非常短粗并且这与环形增强结构的扭力上非常刚性的性质结合意味着轮胎可以提供这些胎圈在扁平行驶条件下的出色的耐脱落性。
优选地,上述橡胶共混物具有在5和15MPa之间的在10%伸长下的模量。这些相对低的值意味着可以使用具有低滞后性的配混物,提供了在轮胎的滚动阻力方面的优点。
在10%伸长下的模量意指在10%变形和环境温度(23℃)下的伸长割线模量,在直至10%变形的初始适应循环之后进行测量。
图8显示了根据本发明的一个主题的轮胎的替代性实施方式。
自密封产品层55施加至内衬50的一部分。在该具体情况下,自密封产品层面向轮胎的胎冠25设置并且沿轴向延伸直至轮胎的胎侧30。
胎体增强件包括第一周向增强体队列60或第一胎体帘布层和第二周向增强体队列或第二胎体帘布层65,所述第一周向增强体队列60或第一胎体帘布层通过围绕胎圈线70卷起锚固在胎圈20中。该第二胎体帘布层65基本上在环形增强结构70和胎冠之间延伸。存在两个半部胎体。其益处在于其增加了轮胎对由凹坑或挤压造成的冲击的抵抗力。
前述胎圈20的结构包括胎圈线70,所述胎圈线70由单个金属丝线72的多个线圈形成,所述线圈在多个沿径向重叠的层中沿轴向并排设置从而限定六边形横截面。图5显示了该实施方式的优选的线圈结构。
返回线股62在径向上向外延伸直至离胎圈的环形增强结构的径向最内点71径向距离DRR处的端部63,径向距离DRR大于或等于轮胎的径向高度H的50%。该极高的径向距离DRR的值与胎圈线70的高抗扭刚度组合,使得有可能获得该轮胎在扁平行驶条件下的出色的耐脱落性。
胎圈20还包括被称为保护件25的橡胶配混物,并且如前所述,填充物和保护件在10%伸长下的模量在5和15MPa之间。
这提供了在轮胎的滚动阻力方面的优点。
II.自密封产品层
在下文中,除非另外明确指出,所有百分比(%)均为重量%。
此外,由表述“在a和b之间”表示的任何数值区间代表大于“a”且小于“b”的数值范围(亦即不包括极限a和b),而由表述“a至b”表示的任何数值区间意指从“a”延伸直至“b”的数值范围(亦即包括严格极限a和b)。
缩写“phr”意指重量份/百份固体状态的弹性体(如果存在数种固体弹性体,则为固体弹性体的总和)。
表述组合物“基于”应理解为通常意指组合物包含其各种组分的混合物和/或反应产物,这些组分中的一些有可能能够(甚至旨在)在制造组合物的各个阶段过程中,例如在其任选的最终交联或硫化(固化)过程中至少部分地彼此进行反应。
II-1.基于热塑性苯乙烯弹性体的自密封产品层
根据一个实施方式,自密封层55包含热塑性苯乙烯(“TPS”)弹性体和大于200phr的用于弹性体的增量油。热塑性苯乙烯弹性体为以苯乙烯基嵌段共聚物形式提供的热塑性弹性体。
在结构上介于热塑性聚合物和弹性体之间,它们以已知的方式由通过柔性弹性体序列连接的刚性聚苯乙烯序列组成,所述柔性弹性体序列例如聚丁二烯、聚异戊二烯或聚(乙烯/丁烯)。它们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。刚性和柔性链段可以线性地、以星形支化方式或以支化方式设置。
TPS弹性体选自苯乙烯/丁二烯/苯乙烯(SBS)、苯乙烯/异戊二烯/苯乙烯(SIS)、苯乙烯/异戊二烯/丁二烯/苯乙烯(SIBS)、苯乙烯/乙烯/丁烯/苯乙烯(SEBS)、苯乙烯/乙烯/丙烯/苯乙烯(SEPS)和苯乙烯/乙烯/乙烯/丙烯/苯乙烯(SEEPS)嵌段共聚物和这些共聚物的混合物。
更优选地,弹性体选自SEBS共聚物、SEPS共聚物和这些共聚物的共混物。
当TPS弹性体包含一种或多种其它热塑性或非热塑性弹性体(例如二烯类型的热塑性或非热塑性弹性体)时,TPS弹性体可以构成弹性体基质的全部或者弹性体基质的主要重量部分(优选大于50%,更优选大于70%)。
所述自密封层的实例及其性质公开在文献FR 2 910 382、FR 2 910 478和FR 2925 388中。
所述自密封层可以通过以合适的尺寸挤出扁平轮廓元件而预先形成从而将其应用在制造鼓上。一个实施例描述于文献FR 2 925 388中。
II-2.基于二烯弹性体的自密封产品层
根据另一个实施例,自密封层55产品由弹性体组合物组成,所述弹性体组合物至少包含作为主要弹性体(优选大于50phr)的不饱和二烯弹性体,在30和90phr之间的烃类树脂和含量在0和60phr之间且玻璃化转变温度或Tg小于-20℃的液体增塑剂(phr表示重量份/百份固体弹性体)。其具有的另一个基本特征在于不含填料或包含小于120phr的填料。
·二烯弹性体
为了提醒读者,“二烯”弹性体或橡胶应当以公知的方式理解为至少部分(即均聚物或共聚物)得自二烯单体(带有两个共轭或非共轭碳-碳双键的单体)的弹性体。
这些二烯弹性体可分为两类,饱和的或不饱和的。在本专利申请中,“不饱和的”(或“基本上不饱和的”)二烯弹性体被理解为意指至少部分得自共轭二烯单体的二烯弹性体并具有大于30%(摩尔%)的得自共轭二烯的单元含量;因此例如丁基橡胶或二烯与EPDM型α-烯烃的共聚物的二烯弹性体不包括在该定义中,由于其降低的二烯源单元含量(通常小于15摩尔%),例如丁基橡胶或二烯与EPDM型α-烯烃的共聚物的二烯弹性体可以被称为“饱和的”或“基本上饱和的”二烯弹性体。
优选使用二烯源(共轭二烯)单元含量(摩尔%)大于50%的不饱和二烯弹性体,这种二烯弹性体更优选地选自聚丁二烯(BR)、天然橡胶(NR)、合成聚异戊二烯(IR)、丁二烯共聚物(例如丁二烯/苯乙烯共聚物或SBR)、异戊二烯共聚物(当然,不同于丁基橡胶)和这些弹性体的混合物。
不同于液体类型的二烯弹性体,组合物的不饱和二烯弹性体根据定义为固体。优选地,其数均分子量(Mn)在100 000和5 000 000g/mol之间,更优选在200 000和4 000000g/mol之间。以已知的方式,例如通过SEC确定Mn值:溶剂四氢呋喃;温度35℃;浓度1g/l;流速1ml/min;在注入之前溶液过滤通过具有0.45μm的孔隙率的过滤器;用标样(聚异戊二烯)进行Moore校准;一组串联的4根“Waters”柱(“Styragel”HMW7、HMW6E和2HT6E);通过差示折光计(“Waters2410”)及其相关的操作软件(“Waters Empower”)检测。
更优选地,自密封层的组合物的不饱和二烯弹性体为异戊二烯弹性体。术语“异戊二烯弹性体”应理解为以已知的方式意指异戊二烯均聚物或共聚物,换言之,选自如下的二烯弹性体:天然橡胶(NR)、合成聚异戊二烯(IR)、丁二烯/异戊二烯共聚物(BIR)、苯乙烯/异戊二烯共聚物(SIR)、苯乙烯/丁二烯/异戊二烯共聚物(SBIR)和这些弹性体的混合物。
该异戊二烯弹性体优选为天然橡胶或合成顺式-1,4-聚异戊二烯;在这些合成聚异戊二烯中优选使用顺式-1,4-键的含量(摩尔%)大于90%,还更优选大于95%,特别是大于98%的聚异戊二烯。
当不饱和二烯弹性体包含一种或多种其它二烯或非二烯弹性体(例如热塑性类型的二烯或非二烯弹性体)时,上述不饱和二烯弹性体(特别是异戊二烯弹性体,例如天然橡胶)可以构成弹性体基质的全部或者弹性体基质的主要重量部分(优选大于50%,更优选大于70%)。换言之并优选地,在组合物中,(固体)不饱和二烯弹性体,特别是异戊二烯弹性体例如天然橡胶的含量大于50phr,更优选大于70phr。还更优选地,不饱和二烯弹性体,特别是异戊二烯弹性体例如天然橡胶的该含量大于80phr。
根据一个具体实施方式,自密封产品层包含优选作为主要弹性体的至少两种固体弹性体的共混物(或“混合物”):
·至少一种(即一种或多种)聚丁二烯或丁二烯共聚物,称为“弹性体A”,和
·至少一种(即一种或多种)天然橡胶或合成聚异戊二烯,称为“弹性体B”。
作为聚丁二烯,可特别地提及1,2-单元含量在4%和80%之间的那些聚丁二烯或顺式-1,4-单元含量大于80%的那些聚丁二烯。作为丁二烯共聚物,可特别地提及丁二烯/苯乙烯共聚物(SBR)、丁二烯/异戊二烯共聚物(BIR)或苯乙烯/丁二烯/异戊二烯共聚物(SBIR)。如下是特别合适的:苯乙烯含量在5重量%和50重量%之间,更特别地在20重量%和40重量%之间,丁二烯部分的1,2-键含量在4%和65%之间,且反式-1,4-键含量在20%和80%之间的SBR共聚物,异戊二烯含量在5重量%和90重量%之间且Tg为-40℃至-80℃的BIR共聚物,苯乙烯含量在5重量%和50重量%之间,更特别地在10重量%和40重量%之间,异戊二烯含量在15重量%和60重量%之间,更特别地在20重量%和50重量%之间,丁二烯含量在5重量%和50重量%之间,更特别地在20重量%和40重量%之间,丁二烯部分的1,2-单元含量在4%和85%之间,丁二烯部分的反式-1,4-单元含量在6%和80%之间,异戊二烯部分的1,2-加上3,4-单元含量在5%和70%之间且异戊二烯部分的反式-1,4-单元含量在10%和50%之间的SBIR共聚物,和更通常地Tg在-20℃和-70℃之间的任何SBIR共聚物。
还更优选地,弹性体A为丁二烯均聚物,换言之为聚丁二烯(BR),该聚丁二烯优选具有大于90%,更优选大于95%的顺式-1,4-键含量(摩尔%)。
弹性体B为天然橡胶或合成聚异戊二烯;在这些合成聚异戊二烯中优选使用顺式-1,4-聚异戊二烯,优选顺式-1,4-键含量(摩尔%)大于90%,还更优选大于95%,特别是大于98%的那些顺式-1,4-聚异戊二烯。
如上弹性体A和B可以为,例如嵌段、无规、序列或微序列弹性体,并可以在分散体中或在溶液中制得;它们可以为偶联的和/或星形支化的和/或例如用偶联剂和/或星形支化试剂或官能化试剂支化或官能化的。为了用炭黑进行偶联,可以提及例如包含C-Sn键的官能团或者胺化官能团,例如二苯甲酮;为了用增强无机填料(如二氧化硅)进行偶联,可以提及例如硅烷醇官能团或具有硅烷醇端部的聚硅氧烷官能团(例如在US 6 013 718中所述)、烷氧基硅烷基团(例如在US 5 977 238中所述)、羧基基团(例如在US 6 815 473或US2006/0089445中所述)或聚醚基团(例如在US 6 503 973中所述)。也可提及环氧化型的弹性体(如SBR、BR、NR或IR)作为这种官能化弹性体的其它实例。
根据一个优选的实施方式,弹性体A:弹性体B的重量比优选在20:80至80:20的范围内,还更优选在30:70至70:30,特别是40:60至60:40的范围内。
与单独使用天然橡胶或单独使用聚丁二烯相比,根据不同的特定目标应用,特别是在低温下(特别是在小于0℃的温度下)的使用过程中,在两个弹性体A和B的所述各个浓度范围内观察到在自密封性质和操作温度方面的最好折中。
根据定义,弹性体A和B为固体。与液体相反,术语“固体”应理解为意指仅在重力作用下和环境温度(23℃)下,最迟在24小时之后不能最终呈现其存在的容器的形状的任何物质。
与可任选地用作本发明的组合物中的液体增塑剂的液体类型的弹性体相反,弹性体A和B及其共混物的特征在于极高的粘度:其在100℃下测得的在未加工态(即非交联态)下的门尼粘度ML(1+4)优选大于20,更优选大于30,特别是在30和130之间。
作为提醒,门尼粘度或塑性以已知的方式表征固体物质。使用如标准ASTM D1646(1999)中描述的振荡稠度计。根据如下原理进行门尼塑性测量:以未加工态(即固化之前)进行分析的样品在加热至给定温度(例如35℃或100℃)的圆柱形室中进行模制(成型)。在预热1分钟之后,转子以2转/分钟在测试试样内旋转,在旋转4分钟之后测量用于维持该运动的工作扭矩。门尼粘度(ML 1+4)以“门尼单位”(MU,1MU=0.83牛顿.米)表示。
根据另一可能的定义,固体弹性体也理解为意指具有高分子量的弹性体,即通常显示大于100 000g/mol的数均分子量(Mn)的弹性体;优选地,在这种固体弹性体中,分子量分布区域(通过SEC测得)的至少80%,更优选至少90%位于100 000g/mol以上。
优选地,弹性体A和B中的每一个的数均分子量(Mn)在100 000和5 000 000g/mol之间,更优选在150 000和4 000 000g/mol之间;特别地,在200 000和3 000 000g/mol之间,更特别地在200 000至1 500 000g/mol之间。优选地,对于弹性体A,其多分散指数PI(Mw/Mn)在1.0和10.0之间,特别是在1.0和3.0之间,对于弹性体B,其多分散指数PI(Mw/Mn)在3.0和8.0之间。
根据本说明书以及取决于本发明的组合物的特定目标应用,本领域技术人员公知如何调节弹性体A和B的平均分子量和/或分子量分布。根据本发明的一个具体的实施方式,本领域技术人员可例如选择宽的分子量分布。如果希望偏向自密封组合物的流动性,本领域技术人员可偏向低分子量的比例。根据另一个具体的实施方式(其可与前述实施方式结合或不结合),为了优化组合物的自密封(填充)作用的目的,本领域技术人员也可偏向中间分子量的比例。根据另一个具体的实施方式,为了增加自密封组合物的机械强度的目的,本领域技术人员可偏向高分子量的比例。
可以例如通过配混不同的起始二烯弹性体(弹性体A和/或弹性体B)得到这些不同的分子量分布。
根据自密封层的一个优选的实施方式,固体弹性体A和B的如上共混物构成存在于本发明的自密封组合物中的唯一的固体弹性体,即两种弹性体A和B的总含量则为100phr;换言之,弹性体A和弹性体B的含量因此各自在10至90phr,优选20至80phr,更优选30至70phr,特别是40至60phr的范围内。
根据自密封产品层的另一个具体的实施方式,当弹性体A和B的共混物不构成本发明的组合物的唯一的固体弹性体时,所述共混物优选构成本发明的组合物中以重量计的主要固体弹性体;更优选地,两种弹性体A和B的总含量则大于50phr,更优选大于70phr,特别是大于80phr。
因此,根据本发明的具体的实施方式,弹性体A和B的共混物可与作为较少(以重量计)组分的其它(固体)弹性体组合,无论这些弹性体为不饱和二烯弹性体还是饱和二烯弹性体(例如丁基弹性体),或者不同于二烯弹性体的弹性体,例如热塑性苯乙烯(“TPS”)弹性体,所述热塑性苯乙烯(“TPS”)弹性体例如选自苯乙烯/丁二烯/苯乙烯(SBS)、苯乙烯/异戊二烯/苯乙烯(SIS)、苯乙烯/丁二烯/异戊二烯/苯乙烯(SBIS)、苯乙烯/异戊二烯/苯乙烯(SIBS)、苯乙烯/乙烯/丁烯/苯乙烯(SEBS)、苯乙烯/乙烯/丙烯/苯乙烯(SEPS)和苯乙烯/乙烯/乙烯/丙烯/苯乙烯(SEEPS)嵌段共聚物和这些共聚物的混合物。
出人意料地,不含填料(或具有极低含量的填料)的弹性体A和B的上述共混物已经证实在以建议的窄范围添加热塑性烃类树脂之后,能够满足有效的自密封组合物的功能。
·烃类树脂
根据该第二个实施方式的自密封组合物的第二基本组分为烃类树脂。
根据本领域技术人员已知的定义,表述“树脂”在本专利申请中被保留含义为在环境温度(23℃)下为固体的化合物,这与液体增塑化合物(如油)不同。
烃类树脂是本领域技术人员公知的基本上基于碳和氢的聚合物,其可特别地在聚合物基质中用作增塑剂或增粘剂。它们在所用的含量下本质上与它们所意图的聚合物组合物可混溶(即可相容),从而充当真正的稀释剂。它们已在例如R.Mildenberg、M.Zander和G.Collin的题为“Hydrocarbon Resins”的作品(New York,VCH,1997,ISBN 3-527-28617-9)中描述,该作品的第5章涉及它们的应用,特别是在轮胎橡胶领域中的应用(5.5.“RubberTires and Mechanical Goods”)。它们可为脂族、脂环族、芳族、氢化芳族,脂族/芳族类型,亦即基于脂族和/或芳族单体。它们可为天然的或合成的,并可为或可不为油基的(如果为油基的情况,则它们也称为石油树脂)。它们的玻璃化转变温度(Tg)优选大于0℃,特别是大于20℃(通常在30℃和95℃)之间。
以已知的方式,就烃类树脂常常在加热时软化并可因此被模制而言,这些烃类树脂也可描述为热塑性树脂。它们也可通过软化点或软化温度定义,在软化点或软化温度下,例如粉末形式的产品粘附在一起;通常对于树脂,该数据往往代替极差定义的熔点。烃类树脂的软化温度通常比其Tg值大大约50至60℃。
在自密封层的组合物中,树脂的软化温度优选大于40℃(特别是在40℃和140℃之间),更优选大于50℃(特别是在50℃和135℃之间)。
所述树脂以在30和90phr之间的重量含量使用。在30phr以下,由于组合物过高的硬度,防刺穿性能经证实为不足的,而在90phr以上,除了在高温(通常大于60℃)下性能被损害的风险之外,还受到材料不足的机械强度的存在。由于这些原因,树脂含量优选在40和80phr之间,还更优选至少等于45phr,特别是在45至75phr的范围内。
根据自密封层的优选的实施方式,烃类树脂具有如下特征中的至少(任何)一个特征,更优选所有特征:
-大于25℃的Tg;
-大于50℃(特别是在50℃和135℃之间)的软化点;
-在400和2000g/mol之间的数均分子量(Mn);
-小于3的多分散指数(PI)(提示:PI=Mw/Mn,Mw为重均分子量)。
更优选地,该烃类树脂显示出如下特征中的至少(任何)一个特征,更优选所有特征:
-在25℃和100℃之间(特别是在30℃和90℃之间)的Tg;
-大于60℃,特别是在60℃和135℃之间的软化点;
-在500和1500g/mol之间的数均分子量Mn;
-小于2的多分散性指数PI。
根据标准ASTM D3418(1999)测量Tg。根据标准ISO 4625(环和球法)测量软化点。宏观结构(Mw、Mn和PI)通过尺寸排阻色谱法(SEC)确定:溶剂四氢呋喃;温度35℃;浓度1g/l;流速1ml/min;在注入之前溶液过滤通过具有0.45μm的孔隙率的过滤器;采用聚苯乙烯标样进行Moore校准;一组三根串联的“Waters”柱(“Styragel”HR4E、HR1和HR0.5);通过差示折光计(“Waters”2410)及其相关的操作软件(“Waters Empower”)检测。
作为所述烃类树脂的实例,可提及选自环戊二烯(缩写为CPD)或双环戊二烯(缩写为DCPD)均聚物或共聚物树脂、萜烯均聚物或共聚物树脂、C5馏分均聚物或共聚物树脂和这些树脂的混合物的那些。在上述共聚物树脂中,可以更特别地提及选自(D)CPD/乙烯基芳族共聚物树脂、(D)CPD/萜烯共聚物树脂、(D)CPD/C5馏分共聚物树脂、萜烯/乙烯基芳族共聚物树脂、C5馏分/乙烯基芳族共聚物树脂和这些树脂的混合物的那些。
术语“萜烯”在本文以已知的方式结合了α-蒎烯、β-蒎烯和苧烯单体;优选使用苧烯单体,该化合物以已知的方式以三种可能的异构体形式存在:L-苧烯(左旋对映体)、D-苧烯(右旋对映体)或其他二戊烯(右旋和左旋对映体的外消旋物)。例如,苯乙烯、α-甲基苯乙烯、邻-甲基苯乙烯、间-甲基苯乙烯、对-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、对-(叔丁基)苯乙烯、甲氧基苯乙烯、氯苯乙烯、羟基苯乙烯、乙烯基均三甲基苯、二乙烯基苯、乙烯基萘,或得自C9馏分(或者更通常地得自C8至C10馏分)的任何乙烯基芳族单体适合作为乙烯基芳族单体。
更特别地,可提及的树脂选自如下的树脂:(D)CPD均聚物树脂、(D)CPD/苯乙烯共聚物树脂、聚苧烯树脂、苧烯/苯乙烯共聚物树脂、苧烯/D(CPD)共聚物树脂、C5馏分/苯乙烯共聚物树脂、C5馏分/C9馏分共聚物树脂,和这些树脂的混合物。
所有上述树脂对于本领域技术人员而言是公知的,且可市购得到,例如对于聚苧烯树脂而言由DRT以名称“Dercolyte”出售、对于C5馏分/苯乙烯树脂或C5馏分/C9馏分树脂由Neville Chemical Company以名称“Super Nevtac”出售或由Kolon以名称“Hikorez”出售,或者由Struktol以名称“40MS”或“40NS”出售或由Exxon Mobil以名称“Escorez”出售(芳族和/或脂族树脂的混合物)。
·填料
根据该第二个实施方式的自密封层的组合物具有的另一个基本特征在于包含0至小于120phr的至少一种(亦即一种或多种)填料,包括0至小于30phr的至少一种(亦即一种或多种)增强填料。
在本文中填料应理解为意指任何类型的填料,无论其为增强的(通常具有重均尺寸优选小于500nm,特别是在20和200nm之间的纳米粒子)或者为非增强的或为惰性的(通常具有重均尺寸优选大于1μm,例如在2和200μm之间的微米粒子),重均尺寸以本领域技术人员公知的方式测得(例如根据申请WO2009/083160的部分I.1)。
作为本领域技术人员称为增强的填料的例子,特别地提及炭黑或增强无机填料(例如在偶联剂的存在下的二氧化硅),或这两类填料的共混物。这是因为以已知的方式,二氧化硅在偶联剂的存在下为增强填料,偶联剂允许二氧化硅结合至弹性体。
所有炭黑适合作为炭黑,例如特别是常规用于轮胎中的炭黑。在常规用于轮胎中的炭黑中,可例如提及300、600、700或900级(ASTM)的炭黑(例如N326、N330、N347、N375、N683、N772或N990)。二氧化硅(SiO2)型高分散性矿物填料,特别是BET比表面积小于450m2/g,优选为30至400m2/g的沉淀二氧化硅或热解二氧化硅特别适合作为增强无机填料。
作为本领域技术人员已知除了增强填料或惰性填料之外的填料的实例,可特别地提及选自如下的那些:灰分(即燃烧残余物)、天然碳酸钙(白垩)或合成碳酸钙的微粒、合成硅酸盐或天然硅酸盐(如高岭土、滑石、云母、蒙脱土)、二氧化硅(不存在偶联剂)、氧化钛、氧化铝、铝硅酸盐(粘土、斑脱土)及其混合物。根据所需的颜色,可有利地使用例如着色填料或由颜料着色的填料从而使组合物着色。优选地,本发明的组合物包含除了增强填料之外的填料,所述填料选自白垩、滑石、高岭土及其混合物。
填料所提供的物理状态并不重要,无论其为粉末、微球、颗粒、珠粒的形式还是任何其它适当的致密化形式。当然,填料也被理解为意指不同的增强和/或非增强填料的混合物。
通常存在这些增强填料或其它填料从而为最终组合物提供尺寸稳定性,即最小机械强度。优选将更少的填料成比例地置于组合物中,因为已知填料对于弹性体(特别是二烯弹性体,如天然橡胶或聚丁二烯)而言为增强的。
根据本说明书,本领域技术人员将能够调节本发明的组合物的填料含量以获得所需的性质水平,并能够调节配方以适合设想的特定应用。优选地,本发明的组合物包含0至小于100phr的填料,优选0至小于70phr的填料,包括0至小于15phr的增强填料,优选0至小于10phr的增强填料。
还更优选地,本发明的组合物包含0至70phr的填料,包括0至小于5phr的增强填料。非常优选地,本发明的组合物能以5至70phr,优选10至30phr的范围的含量包含除了增强填料之外的填料。
根据所设想的应用,根据填料的含量,本发明可以特别实现两个实施方式。这是因为过高的填料量损坏柔性、可变形性和蠕变能力的所需性质,而一定量的填料(例如30至小于120phr)的存在有可能改进可加工性和降低成本。
因此,根据第一个具体的实施方式,组合物具有极低的填料含量,亦即组合物总共包含0至小于30phr的填料(包括0至小于30phr的增强填料),优选0至小于30phr的填料,包括0至小于15phr的增强填料(更优选0至小于10phr的增强填料)。根据该第一个实施方式,该组合物的优点在于有可能获得在冷条件和热条件下具有良好的抗刺穿性质的自密封组合物。
更优选地,根据该第一个具体的实施方式,如果增强填料存在于本发明的组合物中,则其含量优选小于5phr(即在0和5phr之间),特别是小于2phr(即在0和2phr之间)。该含量已证实特别有利于本发明组合物的制备方法,并向本发明的组合物提供极好的自密封性能。特别地当涉及炭黑时,更优选地使用在0.5和2phr之间的含量。
再次优选地,根据该第一个具体的实施方式,如果使用除了增强填料之外的填料,其含量优选为5至小于30phr,特别是10至小于30phr。
此外,根据第二个具体的实施方式(所述实施方式为优选的),组合物包含30至小于120phr的填料,优选大于30至小于100phr和更优选35至80phr,包括(根据该第二个实施方式)0至小于30phr的增强填料(更优选0至小于15phr)。根据该第二个具体的实施方式,该组合物具有的优点在于改进可加工性和降低成本的同时不会过度损坏关于柔性、可变形性和蠕变能力的性质。此外,该第二个实施方式赋予组合物显著改进的抗刺穿性能。
优选地,根据该第二个具体的实施方式,如果增强填料存在于本发明的组合物中,则其含量优选小于5phr(即在0和5phr之间),特别是小于2phr(即在0和2phr之间)。该含量已证实特别有利于本发明组合物的制备方法,并向本发明的组合物提供极好的自密封性能。特别地当涉及炭黑时,更优选地使用在0.5和2phr之间的含量。
优选地,根据该第二个具体的实施方式,除了增强填料之外的填料的含量为5至小于120phr,特别是10至小于100phr和更优选15至80phr。非常优选地,除了增强填料之外的填料的含量在25至50phr,还更优选30至50phr的范围内。
·液体增塑剂
根据第二个实施方式的自密封产品层的组合物可以以小于60phr(换言之,在0和60phr之间)的含量额外包含被称为“低Tg”增塑剂的液体增塑剂(在23℃下为液体),所述液体增塑剂的作用特别是通过稀释二烯弹性体和烃类树脂从而软化基质,特别改进“冷”的自密封性能(亦即,通常小于0℃的温度);其Tg根据定义小于-20℃和优选小于-40℃。
无论是芳族性质还是非芳族性质的任何液体弹性体或任何增量油,更通常地已知其对弹性体(特别是二烯弹性体)的增塑性质的任何液体增塑剂均可使用。在环境温度下(23℃),这些增塑剂或这些油(或多或少地为粘性的)为液体(亦即,作为提醒,具有最终采取它们的容器的形状的能力的物质),这特别地与在环境温度下天生为固体的烃类树脂相反。
特别合适的是具有通常在300和90 000之间,更通常在400和50 000之间的低数均分子量(Mn)的液体弹性体(例如以液体BR、液体SBR、液体IR或液体解聚天然橡胶的形式),例如在上述专利文献US 4 913 209、US 5 085 942和US 5 295 525中所述。也可使用这些液体弹性体与油的混合物,如下所述。
增量油,特别是选自如下的那些增量油也是合适的:聚烯烃油(即得自烯烃、单烯烃或二烯烃的聚合)、石蜡油、环烷油(具有低粘度或高粘度,氢化的或非氢化的)、芳族或DAE(蒸馏芳族提取物)油、MES(中度提取溶剂化物)油、TDAE(经处理的蒸馏芳族提取物)油、矿物油、植物油(和它们的低聚物,例如菜籽油、豆油或葵花油)和这些油的混合物。
根据一个具体的实施方式,例如使用聚丁烯类型的油,特别是聚异丁烯(缩写为“PIB”)油,相比于测试的其它油,特别是相比于石蜡类型的常规油,其被证明具有出色的性质折中。举例而言,PIB油特别地由Univar以名称“Dynapak Poly”(例如“Dynapak Poly190”)出售和由BASF以名称“Glissopal”(例如“Glissopal 1000”)或“Oppanol”(例如“Oppanol B12”)出售;石蜡油例如由Exxon以名称“Telura 618”出售或由Repsol以名称“Extensol 51”出售。
醚、酯、磷酸酯或磺酸酯增塑剂,更特别地选自酯和磷酸酯的那些增塑剂也适合作为液体增塑剂。作为优选的磷酸酯增塑剂,可提及包含在12和30个之间的碳原子的那些,例如磷酸三辛酯。作为优选的酯增塑剂,可以特别地提及选自如下的化合物:偏苯三酸酯、均苯四甲酸酯、邻苯二甲酸酯、1,2-环己烷二羧酸酯、己二酸酯、壬二酸酯、癸二酸酯、甘油三酯和这些化合物的混合物。在如上三酯中,作为优选的甘油三酯,可提及主要(大于50重量%,更优选大于80重量%)由不饱和C18脂肪酸(即选自油酸、亚油酸、亚麻酸和这些酸的混合物的脂肪酸)组成的那些。更优选地,无论是合成源或天然源(例如向日葵植物油或油菜籽植物油的情况),所用的脂肪酸大于50重量%,还更优选大于80重量%由油酸组成。具有高油酸含量的这种三酯(三油酸酯)在轮胎胎面中作为增塑剂是公知的,它们已经描述于例如申请WO 02/088238(或US 2004/0127617)中。
液体增塑剂的数均分子量(Mn)优选在400和25 000g/mol之间,还更优选在800和10 000g/mol之间。对于过低的Mn重量,存在增塑剂移出组合物外的风险,而过高的重量可能导致该组合物过硬。已证实在1 000和4 000g/mol之间的Mn重量对于目标应用,特别是对于在轮胎中的应用构成出色的折中。
增塑剂的数均分子量(Mn)可以以已知的方式特别通过SEC确定,预先将样品以大约1g/l的浓度溶解于四氢呋喃中;然后在注入之前将溶液过滤通过孔隙率为0.45μm的过滤器。设备为“Waters Alliance”色谱线。洗脱溶剂为四氢呋喃,流速为1ml/min,***温度为35℃且分析时间为30分钟。使用名称为“STYRAGEL HT6E”的一组两根“Waters”柱。聚合物样品的溶液的注入体积为100μl。检测器为“Waters 2410”差示折光器,其附带的使用色谱数据的软件为“Waters Millenium”***。计算的平均分子量是相对于利用聚苯乙烯标样获得的校准曲线而言。
总之,液体增塑剂优选选自液体弹性体、聚烯烃油、环烷油、石蜡油、DAE油、MES油、TDAE油、矿物油、植物油、醚增塑剂、酯增塑剂、磷酸酯增塑剂、磺酸酯增塑剂以及这些化合物的混合物。更优选地,该液体增塑剂选自液体弹性体、聚烯烃油、植物油和这些化合物的混合物。
根据如下描述和实施例,本领域技术人员将能够根据自密封组合物(特别是旨在使用自密封组合物的轮胎)的特定使用条件而调节液体增塑剂的量。
优选地,液体增塑剂的含量在5至40phr范围内,更优选在10至30phr范围内。低于所述最低值,存在弹性体组合物对于某些应用呈现过高硬度的风险,而高于所述最高值,产生组合物不充分的内聚力和自密封性质降低的风险。
·各种添加剂
如上所述的自密封层的基本组分,即不饱和二烯弹性体、增塑烃类树脂、任选的液体增塑剂和任选的填料本身足以用于自密封组合物从而完全进行使用自密封组合物的关于轮胎的防刺穿作用。
然而,通常可以少量(优选以小于20phr,更优选小于15phr的含量)加入各种其它添加剂,例如保护剂,如UV稳定剂,抗氧化剂或抗臭氧剂,各种其它稳定剂或可有利地用于给自密封组合物着色的着色剂。根据目标应用,可任选地加入以短纤维或浆料形式的纤维以赋予自密封组合物更大的内聚力。
根据自密封产品层的组合物的第二个实施方式的优选的实施方式,自密封组合物额外包含用于使不饱和二烯弹性体交联的体系,所述体系可以由仅一种或多种化合物组成。该交联剂优选为基于硫和/或硫给体的交联剂。换言之,该交联剂为“硫化”试剂。
根据一个优选的实施方式,硫化试剂包括硫和作为硫化活化剂的胍衍生物(即取代的胍)。取代的胍是本领域技术人员公知的(参见例如WO 00/05300):作为非限制性的例子,可提及N,N’-二苯胍(缩写为“DPG”)、三苯胍或二(邻甲苯基)胍。优选使用DPG。硫含量为例如在0.1和1.5phr之间,特别是在0.2和1.2phr之间(特别是在0.2和1.0phr之间),且胍衍生物本身的含量在0和1.5phr之间,特别是在0和1.0phr之间(特别是在0.2至0.5phr的范围内)。
所述交联剂或硫化试剂无需硫化促进剂的存在。根据一个优选的实施方式,组合物因此可不含这种促进剂,或者可至多包含小于1phr,更优选小于0.5phr的这种促进剂。
然而,通常,如果使用这种促进剂,作为例子可提及能够在硫的存在下用作二烯弹性体的硫化促进剂的任何化合物(“主”促进剂或“次”促进剂),特别是噻唑型促进剂和它们的衍生物、次磺酰胺、秋兰姆、二硫代氨基甲酸酯、二硫代磷酸酯、硫脲和黄原酸酯型的促进剂。作为这种促进剂的例子,可特别提及如下化合物:2-巯基苯并噻唑二硫化物(缩写为“MBTS”)、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺(“CBS”)、N,N-二环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺(“DCBS”)、N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺(“TBBS”)、N-(叔丁基)-2-苯并噻唑磺酰亚胺(“TBSI”)、二苄基二硫代氨基甲酸锌(“ZBEC”)、1-苯基-2,4-二硫代缩二脲(“DTB”)、二丁基二硫代磷酸锌(“ZBPD”)、2-乙基己基二硫代磷酸锌(“ZDT/S”)、双[O,O-二(2-乙基己基)硫代磷酰基]二硫化物(“DAPD”)、二丁基硫脲(“DBTU”)、异丙基黄原酸锌(“ZIX”)和这些化合物的混合物。根据另一个有利的实施方式,如上硫化体系可不含锌或氧化锌(已知为硫化活化剂),或至多可包含小于1phr,更优选小于0.5phr的锌或氧化锌。
根据本发明的另一个优选的具体实施方式,硫化试剂包括硫给体。这种硫给体的量将优选地调节为在0.5和15phr之间,更优选在0.5和10phr之间(特别是在1和5phr之间),特别是从而获得如上所述的优选的等价硫含量。
硫给体是本领域技术人员公知的;可特别地提及秋兰姆多硫化物,其为已知的硫化促进剂,并具有式(I):
其中:
-x为等于或大于2,优选在2至8范围内的数字(整数,或在多硫化物混合物的情况中为小数);
-R1和R2相同或不同,并表示烃基,所述烃基优选选自具有1至6个碳原子的烷基、具有5至7个碳原子的环烷基,或具有6至10个碳原子的芳基、芳烷基或烷芳基。
在上式(I)中,R1和R2可形成包含4至7个碳原子的二价烃基。
这些秋兰姆多硫化物更优选选自四苄基秋兰姆二硫化物(“TBzTD”)、四甲基秋兰姆二硫化物(“TMTD”)、双五亚甲基秋兰姆四硫化物(“DPTT”),和这些化合物的混合物。更优选使用TBzTD,特别是以如上所述的对于硫给体的优选含量(即在0.1和15phr之间,更优选在0.5和10phr之间,特别是在1和5phr之间)使用TBzTD。
除了上述固体弹性体和其它添加剂之外,本发明的组合物还可包含相对于固体弹性体A和B的共混物优选为较少重量份数的除了弹性体之外的固体聚合物,例如热塑性聚合物。
除了上述弹性体之外,自密封组合物还可包含与不饱和二烯弹性体相比仍为较少重量份数的除了弹性体之外的聚合物,例如与不饱和二烯弹性体相容的热塑性聚合物。
·自密封产品层的制造
根据上述第二个实施方式的自密封层的组合物可通过任何合适的方式制得,例如通过在叶片式混合器或开炼机中进行配混和/或捏合直至获得各种组分的密切均匀的混合物。
然而,可能存在如下制造问题:在不存在填料,或至少不存在显著量的填料时,组合物显示出弱的内聚力。此外由于相对较高含量的烃类树脂的存在,该内聚力的缺乏可使得组合物的粘性无法得以补偿并占优势;这随后导致对配混设备的不合意的粘性结合,这在工业加工条件下是不可接受的。
为了克服如上问题,当本发明的组合物包含硫化体系时,其可根据包括如下阶段的方法制得:
a)在第一步骤中,在称为“热配混温度”(或“第一温度”)的温度下或至多在称为“热配混温度”(或“第一温度”)的温度下,通过在混合器中混合各个组分而制造至少包含不饱和二烯弹性体或(视情况而定)固体弹性体A和B的共混物和在30和90phr之间的烃类树脂的母料,所述“热配混温度”(或“第一温度”)大于烃类树脂的软化点;
b)然后向所述母料中引入至少一种交联体系,在相同的混合器或不同的混合器中在称为“第二温度”的温度下或至多在称为“第二温度”的温度下混合所有组分从而获得所述自密封组合物,所述称为“第二温度”的温度保持在100℃以下。
上述第一和第二温度当然分别为母料和自密封组合物的温度,所述温度可原位测得而非混合器本身的设定温度。
术语“母料”应被理解为根据定义意指至少二烯弹性体和烃类树脂的混合物,其为最终备用的自密封组合物的前体混合物。
可在任何时候,特别是在母料本身的制造过程中(在该情况下,在向二烯弹性体中引入烃类树脂之前、之中或之后),“在热条件下”(即,在大于树脂的软化点的温度下)和在低温下或例如在母料的制造之后(在该情况下,在加入交联体系之前、之中或之后)完全或部分地引入液体增塑剂。
任选地,可向该母料中引入各种添加剂,无论这些添加剂旨在用于母料本身(例如稳定剂、着色剂、UV稳定剂、抗氧化剂等)还是用于母料意图的最终自密封组合物。
已证实这种方法特别适合在就工业角度而言可接受的加工条件下快速制造有效的自密封组合物,该组合物有可能包含较高含量的烃类树脂而无需特别地以特别高的含量使用液体增塑剂。
在热配混阶段a)的过程中使二烯弹性体与烃类树脂发生接触从而制造母料。在初始状态下,即在与弹性体接触之前,树脂可以以固态或液态提供。优选地,为了更好地配混,使固体二烯弹性体与液态的烃类树脂发生接触。对此来说,将树脂加热至大于其软化点的温度是足够的。根据使用的烃类树脂的类型,热配混温度通常大于70℃,通常大于90℃,例如在100℃和150℃之间。
优选在制造母料本身的阶段a)的过程中,或优选在该情况下与烃类树脂同时或在引入烃类树脂之后,至少部分地引入液体增塑剂。根据一个特别有利的实施方式,可在将烃类树脂和液体增塑剂的混合物引入二烯弹性体之前制得烃类树脂和液体增塑剂的混合物。
优选在小于80℃,进一步优选小于树脂的软化点的温度下,进行引入交联体系的阶段b)。因此,根据所用的烃类树脂的类型,阶段b)的配混温度优选小于50℃,更优选在20℃和40℃之间。
如果必要,在上述阶段a)和b)之间能够***冷却母料的中间阶段从而使母料的温度达到小于100℃,优选小于80℃,特别是低于树脂的软化点的值,这可在向预先制得的母料中引入交联体系(阶段b))之前进行。
当使用填料如炭黑时,可在阶段a)的过程中,即与不饱和二烯弹性体和烃类树脂同时引入填料,或者在阶段b)的过程中,即与交联体系同时引入填料。已发现,优选在0.5和2phr之间的极低比例的炭黑进一步改进了组合物的配混和制造,及其最终的可挤出性。
制造母料的阶段a)优选在例如以简单的方式图示于图9中的配混螺杆挤出机中进行。
该图9显示了配混螺杆挤出机200,所述配混螺杆挤出机200基本上包括挤出螺杆(例如单螺杆)210、用于二烯弹性体(固体)的第一计量泵220和用于树脂(固体或液体)和液体增塑剂的至少一个第二计量泵230。烃类树脂和液体增塑剂可以例如通过单个计量泵引入(如果它们已经预先混合),或者它们可分别独立地通过第二泵和第三泵引入(为简化起见,第三泵未在图9中示出)。计量泵220、230使得有可能增加压力同时保持控制材料的计量和起始特征,分离计量(弹性体、树脂和液体增塑剂)和配混功能另外对过程提供更好的控制。
由挤出螺杆推出的产物在由螺杆的旋转提供的极强剪切下紧密混合,因此前进通过混合器,例如直至“切碎机-均化器”部件240,在该区域的出口处在箭头F的方向上前进的由此获得的最终母料250最终通过模头260挤出,所述模头有可能以所需尺寸挤出产物。
然后例如在双辊开炼机型的外部混合器中传送和冷却由此挤出的母料(待用),以引入交联体系和任选的填料,将所述外部混合器中的温度保持为低于100℃,优选低于80℃,更优选低于树脂的软化点。有利地,例如通过水的循环将如上辊冷却至小于40℃,优选小于30℃的温度,以避免组合物与混合器的壁的任何不合意的粘性结合。
有可能在挤出设备200的出口处直接形成母料,从而更易于传输母料和/或将母料置于外部混合器上。也有可能使用双辊开炼机型的外部混合器的连续进料。
由于上述优选的特定设备和优选的方法,有可能在令人满意的工业条件下制得自密封产品层的组合物,而不存在由于组合物与混合器的壁的不合意的粘性结合而引起的污染设备的风险。
III.轮胎的制造
可以如文献WO 2011/032886中所述通过使用制造鼓和轮胎制造中常用的其它技术在未硫化轮胎胎坯中引入自密封产品层从而制造图4和8的轮胎。
更特别地,首先将保护层(例如氯化热塑性膜)施加至制造鼓。该保护层可以全部围绕制造鼓缠绕然后焊接。还有可能安装预焊接的保护套筒。然后依次施加轮胎的所有其它正常组分。
自密封产品层直接设置在保护层上。首先通过任何已知的技术,例如挤出或压延预先形成该层。其厚度优选大于0.3mm,更优选在0.5和10mm之间(特别地,对于客运车辆的轮胎在1和5mm之间)。然后在自密封层上放置气密层,然后放置胎体帘布层。
在两步制造过程中,然后使轮胎胎坯成型从而呈现环状复曲形式。由基于氯化热塑性聚合物膜的组合物构成的保护层具有足够低的刚度和足够的单轴和双轴延伸度,并且由于自密封层的粘性而足以粘合至自密封层的表面从而遵循轮胎胎坯的运动而不会脱离或撕裂。
在成型之后,胎冠帘布层和胎面设置在轮胎的胎坯上。将由此形成的胎坯置于固化模具中并进行硫化。在硫化过程中,保护层保护模具的固化薄膜使其不与自密封层有任何接触。
在离开固化模具时,保护层维持附接至自密封产品层。该保护层不包含任何裂纹或撕裂并且与固化薄膜分离而无任何难度。
图4和8的轮胎还可以使用刚性芯部进行制造,所述刚性芯部赋予轮胎的内腔的形状。在该过程中,首先将保护层施加至芯部的表面,然后施加轮胎的所有其它组件。以最终构造所要求的顺序向芯部进行施加。轮胎的组件直接设置在其最终位置中,而不用在制备的任何点处经受成型。该制备可以特别使用专利EP 0 243 851中描述的用于设置胎体增强件的丝线的设备,EP 0 248 301中描述的用于设置胎冠增强件的设备和EP 0 264 600中描述的用于设置橡胶内衬的设备。轮胎可以如在专利US 4 895 692中所阐述的那样进行模制和硫化。正如固化薄膜的情况下,保护层的存在使得有可能在硫化阶段结束时使轮胎与芯部容易地分离。
还有可能在轮胎的硫化之后通过任何合适的方式,例如通过粘性结合,通过在轮胎的内表面上喷射或通过直接挤出从而安装自密封产品层。
在图4和8中呈现的自密封产品层对应于上述第二个实施方式。这些层由自密封组合物组成,所述自密封组合物包含三种基本组分,即天然橡胶(100phr)、约50phr的烃类树脂(获自Exxon Mobil的“Escorez 2101”,其具有等于约90℃的软化点)和约15phr的液体聚丁二烯(获自Sartomer Cray Valley的“Ricon 154”,其具有等于约5200的Mn);其额外包含极少量(1phr)的炭黑(N772)。
上述自密封组合物使用如图9中所图示(上文已经评述)的单螺杆挤出机(L/D=40)制备;三种基础组分(NR、树脂和液体增塑剂)在大于树脂的软化点的温度(在100和130℃之间)下混合。使用的挤出机包括两个不同的进料装置(料斗)(一方面NR,另一方面在大约130至140℃的温度下预先混合的树脂和液体增塑剂)和用于树脂/液体增塑剂混合物的加压液体注入泵(在大约100至110℃的温度下注入);当弹性体、树脂和液体增塑剂由此密切混合时,发现极为显著地减少了组合物的不期望的粘性。
使用如上所述包含热塑性苯乙烯TPS弹性体的组合物作为自密封层获得相似的结果。
上述挤出机设置有模具,所述模具有可能以所需尺寸将母料挤出至双辊开炼机类型的外部混合器中从而在保持小于+30℃的值的低温(通过水的循环冷却辊)下最终引入其它组分,即基于硫的硫化体系(例如0.5或1.2phr)和DPG(例如0.3phr)和炭黑(1phr的含量)。
IV.轮胎测试
IV-1.脱落测试
用于表征轮胎在扁平行驶条件下的耐脱落性的测试方法描述于文献EP 1 650543 A2中。
该方法包括,在测试位点将轮胎和车轮组件的充气压力降低至零值,通过突然旋转方向盘以设定为60km/h的输入速度将压力突然施加至泄气一侧。
用于造成该压力的方向盘的旋转速度大于500°/s。
随着所施加的方向盘角度的增加(从90°开始),测试以一系列进程进行或逐渐进行。
驾驶员维持方向盘角度2秒,然后驾驶员注意记录的最大加速度并且以更大的方向盘角度重复操作。为了保持输入速度的控制和记录最大加速度,测试车辆装配有加速度测量传感器。速度要么从测得的加速度推导而来,要么直接测量。
当测试轮胎脱离或方向盘到达方向盘锁时结束测试。
给出记录的最大加速度值和造成脱落的方向盘角度。
在对应于图4(轮胎B)和图8(轮胎T)的尺寸为205/55R16Primacy的安装在轮辋H2和奥迪A4上的轮胎上进行测试。
结果如下:
表1
这些测试表明,当安装在几何形状为H2的轮辋上时,这两种轮胎设计能够承受显著超过0.5g的横向加速度而不脱离。
应注意自密封产品层的存在意味着该测试可以在扁平行驶条件下进行。在没有该层的情况下,轮胎的胎侧可能已经过快地破坏。
IV-2.扁平行驶测试
用于测试一种或多种装配有支撑件的自支撑轮胎的方法是:被测试的轮胎和车轮组件在扁平行驶条件下、在正常负载下、以直线和以80km/h的速度行驶直至驾驶员收到指示轮胎受损的信号(例如振动)。
在对应于图4(轮胎B)和图8(轮胎T)而没有额外的扁豆状物的轮胎的情况下(因此一旦轮胎扁平行驶则出现胎圈/胎侧的接触),不能应用该测试方法,因为从扁平运行的一开始即感觉到例如振动的信号。
对于这些具有和不具有自密封产品层并且安装在与前述测试相似的轮辋和车辆上的轮胎,以低速行驶进行测试。这些测试证明,如前所述的自密封产品层的存在结合耐脱落的胎圈结构,允许轮胎对扁平行驶条件的抵抗力从约3km的距离增加至超过5km的距离,同时维持轮胎的转向能力。
该结果显示了该自密封产品层的存在对于延长轮胎在扁平行驶条件下的寿命如何有益。
当然,设置在胎体帘布层和内衬之间的额外的扁豆状物的存在使得有可能增加轮胎的结构支撑和轮胎在扁平行驶条件下的寿命。
IV-3.抗刺孔测试
测试已经在对应于图4(轮胎B)和图8(轮胎T)的具有和不具有自密封产品层55并且装配至与前述测试相似的轮辋和车辆的轮胎上进行。自密封产品层具有3mm的厚度。
使用穿孔器在装配和充气的轮胎之一上贯穿胎面和胎冠块形成直径为5mm的八个刺孔,所述穿孔器被立即去除。
该轮胎在400kg的标称负载下在150km/h的转鼓上承受运转大于1500km而无压力损失,超过所述距离之后停止运转。
在另一个轮胎上进行相同的程序,此次将刺孔物体留在原位一周。获得相同的出色结果。
不包含自密封组合物,并在上述相同的条件下,如此刺孔的轮胎在小于1分钟内损失其压力,变得完全不适合运转。
在根据本发明的轮胎上进行耐久性试验,与上述轮胎相同但以高达150km/h的速度行驶了750km,此次使穿孔器在其刺孔中留在原位。在取出穿孔器之后(或穿孔器在行驶之后被排出),本发明的这些轮胎在与上述相同的条件(行驶距离:1500km;速度:150km/h;标称负荷:400kg)下在转鼓上承受运转而无压力损失。
本发明并不限于所述和所示实施例,并且可以对其进行各种修改,而不脱离由所附权利要求书所限定的本发明的范围。
Claims (17)
1.一种环状复曲形式的轮胎,所述轮胎在内部沿径向打开并且具有内壁和外壁、胎冠、两个胎侧和两个胎圈、胎冠增强件和胎体增强件,所述内壁至少部分地覆盖有气密层,所述胎体增强件锚固在两个胎圈中并且至少从所述胎圈延伸直至胎冠,
其特征在于,所述气密层至少部分地覆盖有自密封产品层,并且每个胎圈包括环形增强结构,所述环形增强结构包括单个金属丝线的多个线圈,所述线圈在多个沿径向重叠的层中沿轴向并排设置从而限定六边形横截面,并且,
-所述胎体增强件包括多个胎体增强元件,所述胎体增强元件邻近地设置并且沿周向对齐,通过围绕环形增强结构的卷边锚固在两个胎圈中,从而在每个胎圈中形成向外线股(61)和返回线股(62),每个返回线股沿径向向外延伸直至位于离胎圈的环形增强结构的径向最内点(71)的径向距离DRR处的端部(63),径向距离DRR大于或等于轮胎的径向高度H的7%并且小于或等于轮胎的径向高度H的30%;
-每个胎圈包括被称为填充物的橡胶配混物,填充物沿径向位于环形增强结构的外部并且至少部分地位于胎体增强件的向外线股和返回线股之间,填充物在胎圈的环形增强结构的径向最内点的外部沿径向延伸直至离所述点的径向距离DRB处,径向距离DRB在轮胎的径向高度H的20和45%之间,
-每个胎圈进一步包括被称为外带部(120)的橡胶配混物,所述外带部(120)沿轴向位于胎体增强件和填充物的外部,每个外带部在外带部的径向内端部(121)和外带部的径向外端部(122)之间沿径向延伸,外带部的径向内端部(121)位于离胎圈的环形增强结构的径向最内点(71)的距离DRI处,径向距离DRI在轮胎的径向高度H的1和10%之间,外带部的径向外端部(122)位于离胎圈的环形增强结构的径向最内点(71)的距离DRL处,径向距离DRL在轮胎的径向高度H的35和50%之间,
-胎圈额外包括被称为保护件的橡胶配混物,所述保护件旨在与轮辋座接触并且相对于所述外带部在外部部分地沿轴向延伸,由填充物、外带部和保护件橡胶配混物形成的组件具有在垂直于具有所述组件的胎体增强件的外部线股的方向(150)上的任何径向平面上测得的最大厚度E,使得比例E/DRL大于15%。
2.根据权利要求1所述的轮胎,其中金属丝线的横截面选自圆形、正方形、矩形和六边形横截面。
3.根据权利要求1所述的轮胎,其中所述沿径向重叠的层以3-4-5-4-3构造设置。
4.根据权利要求1所述的轮胎,其中所述沿径向重叠的层以3-4-3-2构造设置。
5.根据权利要求1所述的轮胎,其中金属丝线的横截面具有的最大尺寸在1和1.8mm之间。
6.根据权利要求1所述的轮胎,其中填充物、外带部和保护件橡胶配混物在10%伸长下的模量在5和15MPa之间。
7.根据权利要求1所述的轮胎,其中,额外的增强扁豆状物设置在所述气密层和所述胎体增强件之间的所述胎侧的区域中,并且所述额外的增强扁豆状物为最大厚度在0.5和10mm之间的橡胶配混物。
8.根据权利要求7所述的轮胎,其中额外的扁豆状物的最大厚度在0.5和2.5mm之间。
9.根据权利要求1所述的轮胎,其中自密封层包含至少一种热塑性苯乙烯弹性体和大于200phr的用于所述弹性体的增量油,其中phr表示重量份/百份弹性体。
10.根据权利要求9所述的轮胎,其中热塑性苯乙烯为自密封层的主要弹性体。
11.根据权利要求9所述的轮胎,其中热塑性苯乙烯弹性体选自苯乙烯/丁二烯/苯乙烯(SBS)、苯乙烯/异戊二烯/苯乙烯(SIS)、苯乙烯/异戊二烯/丁二烯/苯乙烯(SIBS)、苯乙烯/乙烯/丁烯/苯乙烯(SEBS)、苯乙烯/乙烯/丙烯/苯乙烯(SEPS)和苯乙烯/乙烯/乙烯/丙烯/苯乙烯(SEEPS)嵌段共聚物和这些共聚物的混合物。
12.根据权利要求11所述的轮胎,其中热塑性苯乙烯弹性体选自SEBS共聚物、SEPS共聚物和这些共聚物的混合物。
13.根据权利要求1所述的轮胎,其中自密封层包含至少:
(a)作为主要弹性体的不饱和二烯弹性体;
(b)在30和90phr之间的烃类树脂;
(c)重量含量在0和60phr之间且Tg(玻璃化转变温度)小于-20℃的液体增塑剂;和
(d)0至小于120phr的填料,其中phr表示重量份/百份弹性体。
14.根据权利要求13所述的轮胎,其中不饱和二烯弹性体选自聚丁二烯、天然橡胶、合成聚异戊二烯、丁二烯共聚物、异戊二烯共聚物和这些弹性体的混合物。
15.根据权利要求14所述的轮胎,其中不饱和二烯弹性体为异戊二烯弹性体,选自天然橡胶、合成聚异戊二烯和这些弹性体的混合物。
16.根据权利要求1所述的轮胎,其中所述比例E/DRL大于20%。
17.根据权利要求7所述的轮胎,其中所述额外的增强扁豆状物为最大厚度在0.5和4mm之间的橡胶配混物。
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