專利名稱：側(cè)壁剪切去耦層的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及輪胎側(cè)壁的結(jié)構(gòu)，并且更具體地，本發(fā)明涉及一種在側(cè)壁內(nèi)用于使輪胎在擠壓沖擊下?lián)p壞最小化的剪切去耦層(Shear decoupling layer)。
背景技術(shù)：
如本文使用的，擠壓沖擊描述了當(dāng)輪胎的胎面部分受到?jīng)_擊使得輪胎的肩部部分接觸或幾乎接觸輪胎的胎圈部分時所產(chǎn)生的輪胎狀態(tài)。在這樣的狀態(tài)下，由于肩部部分與胎圈部分接觸或幾乎接觸，因此輪胎的側(cè)壁自身變彎曲或折疊。在這樣的擠壓期間，輪胎復(fù)合結(jié)構(gòu)的橡膠混合物和胎體層被壓在輪輞和輪胎的行駛路徑上的障礙物或其它特征之間。 由于用在輪胎中的橡膠基材料實際上是不能壓縮的，所以橡膠沿很大程度上垂直于產(chǎn)生擠壓的力的方向膨脹。這樣的膨脹被稱為泊松效應(yīng)。橡膠膨脹轉(zhuǎn)換成胎體層簾線的移位，并且在諸如劇烈沖擊的某些情況下，胎體層簾線會遭受超出它們的斷裂強度的變形，從而導(dǎo)致簾線被切斷。已觀察到由于擠壓沖擊造成的這種損壞常常導(dǎo)致胎體層簾線在兩個不同的地方被切斷——或者在輪胎的肩部部分內(nèi)、在輪胎的胎圈部分內(nèi)或者在這兩個地方內(nèi)均被切斷。簾線的這樣的切斷是不期望的，因為簾線對輪胎的結(jié)構(gòu)完整性做出了貢獻。根據(jù)斷裂的簾線的數(shù)量，輪胎會顯示出變形或割裂，或者在損壞足夠嚴重的情況下顯示出輪胎放氣。通常，對輪胎的胎面部分造成劇烈沖擊的不好的路況或其它因素可能對擠壓沖擊負有責(zé)任。例如，未鋪砌或鋪砌不好的道路可能具有許多的坑或其它高度上的突然變化，這些能造成擠壓沖擊。類似地，有碎屑或其它障礙物的道路在輪胎遇到道路上的這些障礙物時能造成擠壓沖擊。因此，對于預(yù)期或期望對輪胎造成嚴重擠壓的情形的路面，針對徑向簾布層的斷裂具有更大抵抗能力的輪胎是期望的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的特定實施方式包括對擠壓沖擊的損壞具有增加的抵抗能力的充氣輪胎， 這樣的實施方式在輪胎的肩部部分和胎圈部分具有一個或更多剪切層。特定實施方式包括具有一對肩部部分剪切層的充氣輪胎，該對肩部部分剪切層中的一個分別位于每個側(cè)壁處，并且每個都定位在所述胎體層的至少一個軸向側(cè)上，所述肩部部分剪切層從所述側(cè)壁朝向所述胎冠延伸。這樣的輪胎還可以包括一對胎圈部分剪切層，該對胎圈部分剪切層中的一個分別位于每個側(cè)壁處，并且每個都定位在所述胎體層的至少一個軸向側(cè)上，所述胎圈部分剪切層從所述側(cè)壁朝向所述胎圈芯延伸。特定實施方式包括由具有編織成織物的彈性體纖維的彈性體織物構(gòu)成的剪切層中的至少一個。這樣的纖維可以是斯潘德克斯彈性纖維，并且該織物還可以被描述為另外與尼龍纖維一起編織成經(jīng)編構(gòu)造。特定實施方式包括由具有IMPa至350MPa之間的MAlO的聚氨酯型的彈性體材料構(gòu)成的剪切層中的至少一個。
特定實施方式包括由彈性體組合物構(gòu)成的剪切層中的至少一個，該彈性體組合物在10%測得的拉伸模量(MAlO)不大于選擇為構(gòu)成側(cè)壁組成部分的所有彈性體組合物的最低MAlO的MAlO的110%，側(cè)壁組成部分在胎體層的軸向內(nèi)側(cè)向外定位，并且其中在所述輪胎的擠壓沖擊區(qū)域的所述肩部部分剪切層和所述胎圈部分剪切層橫跨所述輪胎的內(nèi)部而彼此相對。特定實施方式可以包括由具有在10%測得的拉伸模量(MAlO)的彈性體組合物構(gòu)成的胎圈部分剪切層中的至少一個，該拉伸模量(MAlO)不大于選擇作為構(gòu)成在胎體層的軸向向外的側(cè)壁胎圈部分組成部分的所有彈性體組合物的最高MAlO的MAlO的110%。特定實施方式可以包括由具有在25MPa至IOOMPa之間的10%下測得的拉伸模量 (MAlO)的短纖維加強彈性體組合物構(gòu)成的該對肩部部分剪切層和該對胎圈部分剪切層中的至少一個。特定實施方式可以包括從側(cè)壁延伸至所述胎冠帶束層的與所述胎冠帶束層的軸向邊緣相距預(yù)定距離d的徑向向內(nèi)的位置處的肩部部分剪切層和/或從側(cè)壁沿垂直于所述輪胎軸向的方向延伸至位于與所述胎圈芯的中心相距預(yù)定距離h處的位置的胎圈部分剪切層。該距離d可以是例如至少10mm，并且高度h可以是例如不大于15mm。特定實施方式可以包括朝向側(cè)壁延伸至與胎圈芯的中心相距例如至少30mm的點的胎圈部分剪切層和/或包括從胎冠帶束層的軸向邊緣朝向胎圈部分延伸例如至少20mm 的距離的肩部部分剪切層。從以下如附圖中所示的本發(fā)明的具體實施例的更加詳細的說明中，本發(fā)明的前述和其它目的、特征和優(yōu)點將會變得明顯，其中相似的附圖標(biāo)記表示本發(fā)明的相似的部件。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的充氣輪胎的示例性實施方式的局部剖視圖。圖2是圖1所示的輪胎遭受擠壓的局部剖視圖。
具體實施例方式本發(fā)明的特定實施方式包括針對擠壓沖擊的損壞具有增加的抵抗能力的充氣輪胎。各種實施方式包括設(shè)置在輪胎的側(cè)壁的各個位置處的剪切層，以提供對擠壓沖擊損壞的抵抗能力。這樣的擠壓沖擊損壞可以包括例如胎體層中一個或更多個簾線的斷裂。更具體地，對于這樣的實施方式，剪切層設(shè)置在輪胎的肩部部分和胎圈部分中，設(shè)置的位置使得當(dāng)輪胎處于擠壓沖擊情況時，輪胎的在擠壓沖擊區(qū)域中的肩部部分剪切層和胎圈部分剪切層橫跨輪胎內(nèi)部而彼此相對。如本文使用的，擠壓沖擊描述了當(dāng)輪胎的胎面部分受到?jīng)_擊使得輪胎的肩部部分接觸或幾乎接觸輪胎的胎圈部分時所產(chǎn)生的輪胎狀態(tài)。因此輪胎的遭受擠壓沖擊的擠壓沖擊區(qū)域是輪胎肩部部分接觸或幾乎接觸輪胎胎圈部分的那部分的輪胎。可以認為的是，剪切層用作剪切去耦層以使輪胎在擠壓沖擊的情況下出現(xiàn)的損壞降至最低。由于胎體層的簾線和包圍簾線的橡膠(彈性體基質(zhì))具有不同的拉伸模量，因此當(dāng)輪胎在擠壓沖擊下遭受極端變形時，在簾線和靠近簾線的橡膠即在胎體層中包圍簾線的橡膠之間的界面處出現(xiàn)剪切?？梢哉J為是，將剪切層設(shè)置在胎體層的至少一側(cè)上通過使其去耦而限制了在界面處的剪切。隨著剪切去耦，使擠壓沖擊對簾線造成的損壞降至最低。對擠壓沖擊輪胎損壞提供增加的抵抗能力的剪切層1)在輪胎的每一側(cè)的肩部區(qū)域中和幻在輪胎的每一側(cè)的胎圈區(qū)域中定位在胎體層的至少一個軸向側(cè)上。更具體地，特定實施方式可以包括位于胎體層的軸向內(nèi)側(cè)上、胎體層的軸向外側(cè)上或胎體層的兩側(cè)上的剪切層。對于包括在胎體層的僅一側(cè)上設(shè)置剪切層的那些實施方式，肩部部分剪切層和胎圈部分剪切層可以設(shè)置在胎體層的相同側(cè)上，例如肩部部分剪切層和胎圈部分剪切層均位于胎體層的軸向內(nèi)側(cè)上，或者可以設(shè)置在胎體層的相對側(cè)上。在特定實施方式中，剪切層中的一個或更多個與胎體層的表面可以間隔不超過5mm或者不超過3mm或者不超過1mm。更具體地，在這些實施方式中，可以在胎體層的一側(cè)與定位成靠近但不在胎體層的該側(cè)上的剪切層之間包括介入材料層。還應(yīng)注意的是，在特定實施方式中，剪切層中的一部分可以具有在胎體層兩側(cè)上的剪切層，而剪切層的另一部分可以具有在胎體層的僅一側(cè)上的剪切層。例如，胎圈部分剪切層可以包括在胎體層兩側(cè)上的胎圈剪切層，而肩部部分剪切層可以包括在胎體層的僅一側(cè)上的一個肩部剪切層。剪切層能夠非常薄，例如，一些實施方式具有厚度例如在0. 2mm至2mm之間的剪切層，而其它實施方式可以具有厚度在0. 3mm至1. 5mm之間、在0. 3mm至Imm之間、在0. 3mm至 0. 7mm之間或在0. 4mm至0. 7mm之間的剪切層。剪切層可以定位成靠著胎體層，例如，通過在輪胎構(gòu)建過程中將剪切層鋪設(shè)成片狀或通過在輪胎構(gòu)建過程中擠壓成型或通過與胎體層共擠壓成型，所有方法已被本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所熟知。在具有由彈性體織物或聚氨酯基材料構(gòu)成的剪切層的特定實施方式中，剪切層的厚度的范圍可以在0. 05mm至3mm之間， 或者上述列出的任何厚度，或者在0. Imm至3mm之間、在0. 5至3mm之間、在0. 5至2mm之間或者在0. 5mm至Imm之間。在具有由聚氨酯類的彈性材料構(gòu)成的剪切層的特定實施方式中，當(dāng)噴射或用刷子涂覆該材料時，厚度可以非常薄——甚至小于50微米?？梢宰⒁獾降氖牵m然在一些實施方式中剪切層可以全部具有相同的厚度，然而沒有必要為這種情況。剪切層中的一個或更多個可以具有與其它剪切層不同的厚度。此外， 剪切層中的一個或更多個在該剪切層的長度上可以具有不同厚度。應(yīng)注意的是，雖然本發(fā)明描述了作為肩部部分剪切層和胎圈部分剪切層的剪切層，然而這樣的描述僅給出了這樣的教導(dǎo)，即剪切層至少在輪胎的肩部區(qū)域和胎圈區(qū)域中設(shè)置在胎體層上和/或靠近胎體層。特定實施方式可以包括例如在胎體層的一個或更多側(cè)上設(shè)置從一個胎圈區(qū)域、經(jīng)過胎冠區(qū)域且一直到另一個胎圈區(qū)域的連續(xù)的剪切層。其它實施方式可以包括例如使胎圈剪切層從胎圈部分延伸至肩部剪切層，由此設(shè)置從胎圈剪切層開始、經(jīng)過肩部剪切層的在胎冠內(nèi)或靠近胎冠的端部的連續(xù)的剪切層。如上所述，本發(fā)明的特定實施方式將肩部部分剪切層和胎圈部分剪切層定位在預(yù)定位置并具有預(yù)定長度，以確保在輪胎的擠壓沖擊區(qū)域內(nèi)的肩部部分剪切層和胎圈部分剪切層橫跨輪胎內(nèi)部而彼此相對。在特定實施方式中，肩部部分剪切層可以全部具有相同的長度，并且胎圈部分剪切層可以全部具有相同的長度。然而，在其它實施方式中，肩部部分剪切層的長度可以因沿著胎體層的長度起始于不同位置和/或終止于不同位置而不同，同樣地，胎圈部分剪切層的長度可以因沿著胎體層的長度起始于不同位置和/或終止于不同位置而不同。
剪切層可以由彈性體組合物構(gòu)成，例如通常用于輪胎構(gòu)造中的橡膠組合物。彈性體已知為在拉伸之后基本恢復(fù)其初始形狀的那些材料?；蛘撸羟袑涌梢杂删郯滨ヮ惖膹椥泽w材料構(gòu)成和/或由包括彈性體纖維的織物構(gòu)成。本文使用的聚氨酯類的彈性體材料是聚氨酯、聚脲和聚氨酯脲?？梢源_定的是，如下所述，剪切層可以由基于它們在10%延伸率下的拉伸模量(MAlO)并與構(gòu)成輪胎的其它側(cè)壁組成部分的其它彈性體組合物的MAlO比較而選擇的彈性體組合物構(gòu)成。如本文在說明書和權(quán)利要求中使用的，這樣的拉伸模量以單位MI^a表示，并在 鈴狀試驗件上根據(jù)ASTM標(biāo)準(zhǔn)D412在23°C的溫度下測得。這些測量結(jié)果是基于試驗件的初始橫截面的以MI^表示的正割模量。通常具有較高MAlO的材料是較硬的材料，具有較低 MAlO的材料是較軟的材料。啞鈴試驗件可以由通常用于輪胎構(gòu)造的橡膠組合物制成或者由適于剪切層構(gòu)造的諸如彈性體纖維織物和聚氨酯類的彈性體材料的其它材料制成。因此，比第二材料軟的材料是具有比第二材料的MAlO小的MAlO的材料。比第二材料“差不多較軟”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，在特定實施方式中，剪切層可以由基于它們的MAlO并與構(gòu)成輪胎的定位在胎體層的軸向內(nèi)側(cè)的外部的其它側(cè)壁組成部分的其它彈性體組合物的MAlO比較而選擇的橡膠組合物構(gòu)成。更具體地，對于特定實施方式可以構(gòu)成剪切層的合適的橡膠組合物是具有下列特征的那些材料，a)與構(gòu)成從胎體層的軸向內(nèi)側(cè)沿軸向向外的側(cè)壁組成部分的最軟材料相比，較軟或差不多較軟，或者b)與構(gòu)成剪切層所在的且從胎體層的軸向內(nèi)側(cè)沿軸向向外的輪胎部分中的側(cè)壁組成部分的最軟材料相比，較軟或差不多較軟。請注意，為了選擇剪切層材料，內(nèi)襯層因此被排除認為是側(cè)壁組成部分。例如，胎圈部分剪切層可以由與構(gòu)成任何側(cè)壁組成部分(不算內(nèi)襯層)的最軟材料相比較軟的橡膠組合物構(gòu)成，或者由與構(gòu)成胎圈部分組成部分(不算內(nèi)襯層)的最軟材料相比較軟的橡膠組合物構(gòu)成。另外，肩部部分剪切層可以由與構(gòu)成任何側(cè)壁組成部分的最軟材料相比較軟的橡膠組合物構(gòu)成，或者由與構(gòu)成肩部部分組成部分的最軟材料相比較軟的橡膠組合物構(gòu)成(對于這兩種情況，也不算內(nèi)襯層)。可以選擇合適的彈性體組合物的另一個基本原則應(yīng)用于胎圈部分剪切帶的選擇。 對于胎圈部分剪切帶，組合物可以選擇為c)與胎圈部分中的最硬彈性體組合物相比較軟或差不多較軟的。在大部分輪胎中，最硬彈性體組合物可以是構(gòu)成輪胎的胎圈填料的那些彈性體組合物?？梢赃x擇用于構(gòu)成特定實施方式的剪切帶的合適的彈性體組合物的另一個基本原則是選擇具有下列特征的材料d)具有在25MPa至IOOMPa之間或者在40MPa至80MPa之間、在45MPa至75MPa之間或在50MPa至70MPa之間的MAlO的短纖維加強彈性體組合物。短纖維加強彈性體組合物是每一百重量份數(shù)的彈性體中有1至20之間的重量份數(shù)(Phr)的那些組合物，或者在2phr至15phr之間、在3phr至13phr之間或在5phr至 IOphr之間。短纖維可以由這樣的材料例如芳族聚酰胺、玻璃、滌綸、聚對苯二甲酸乙二醇酯 (PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)或尼龍構(gòu)成。一個或更多不同類型和/或不同長度的短纖維的混合物可以添加至剪切層的特定實施方式中。短纖維可以具有的長度，例如，在0.01 至5mm之間，或者在0. 1至5mm之間、在0. 5mm至5mm之間或在1至4mm之間。在特定實施方式中，能夠并入橡膠組合物中的任何長度的短纖維將是合適的。能夠用于選擇作為根據(jù)本發(fā)明的剪切層的合適的材料的步驟的示例將包括獲得構(gòu)成側(cè)壁、胎圈部分和肩部部分(不包括內(nèi)襯層)的組成部分的每個彈性體材料的MA10。這樣的組成部分可以包括例如側(cè)壁外覆層、胎圈填料、胎面和胎體層的彈性體基質(zhì)。那么，由于胎體層的彈性體基質(zhì)通常是側(cè)壁中最軟的材料，因此肩部部分剪切層和/或胎圈部分剪切層可以由比胎體層的彈性體基質(zhì)軟的橡膠組合物構(gòu)成。同樣地，肩部部分剪切層和/或胎圈部分剪切層可以由具有50ΜΙ^的MAlO的短纖維加強彈性體材料構(gòu)成?；蛘撸绻?如通常情況)胎圈填料是輪胎的胎圈部分中最硬的材料，那么胎圈部分剪切層可以由比胎圈填料軟的橡膠組合物構(gòu)成。對于本發(fā)明的特定實施方式，剪切層可以全部由相同材料構(gòu)成，只要滿足上述提供的任何橡膠組合物材料的選擇的約束條件a-d?；蛘?，剪切層中的一個或更多個可以由與其它的材料不同的材料構(gòu)成，只要對任何橡膠組合物材料而言滿足上述提供的約束條件 a-d。一個或更多個剪切層中的每一個還可以沿著剪切層的長度由不同的材料構(gòu)成和/或沿著剪切層的長度由相同的材料構(gòu)成，只要對任何橡膠組合物材料而言滿足上述提供的約束條件a-d。用于構(gòu)成剪切層的合適的橡膠組合物包括如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的適用于構(gòu)成輪胎的那些橡膠組合物。通常這樣的橡膠組合物基于諸如天然橡膠、合成二烯橡膠或其組合的二烯橡膠。二烯彈性體或橡膠理解為是指至少部分(即，均聚物或共聚物)由二烯單體(具有兩個碳-碳雙鍵的單體，無論是否共軛)得到的那些彈性體。基本上不飽和的二烯彈性體理解為是指至少部分由共軛二烯單體得到，并具有大于15mol. %的二烯源(共軛二烯) 成員或單元含量的那些二烯彈性體?；旧喜伙柡偷南鹉z彈性體因此，例如，諸如丁基橡膠、丁腈橡膠或者乙烯-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與α -烯烴的共聚物不落入前述定義，并可被特別地描述為“基本上飽和的”二烯彈性體(低或非常低的二烯源單元含量，即小于15mol. % )。本發(fā)明的特定實施方式可以不包括基本上飽和的二烯彈性體。在基本上不飽和的二烯彈性體的類別中，高度不飽和的二烯彈性體理解為特別是指具有大于50mol. %的二烯源(共軛二烯)單元含量的二烯彈性體。本發(fā)明的特定實施方式提供了僅基于高度不飽和的二烯彈性體的剪切層。適用于本發(fā)明的特定實施方式的橡膠彈性體包括高度不飽和的二烯彈性體，例如，聚丁二烯(BR)、聚異戊二烯(IR)、天然橡膠(NR)、丁二烯共聚物、異戊二烯共聚物以及這些彈性體的混合物。還適于用在本發(fā)明的特定實施方式中的是這樣的橡膠彈性體，該橡膠彈性體為共聚物并包括例如丁二烯-苯乙烯共聚物(SBR)、丁二烯-異戊二烯共聚物(BIR)，異戊二烯-苯乙烯共聚物(SIR)和異戊二烯-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飽和的和/或高度不飽和的橡膠彈性體。還適于用在本發(fā)明的特定實施方式中的是包括例如天然橡膠、合成順式_1，4聚異戊二烯及其混合物和/或具有其它基本上不飽和的和/或高度不飽和的橡膠彈性體的橡膠彈性體。這些合成的順式_1，4聚異戊二烯的特征可在于具有大于90mol. %或者大于98mol. %的順式-1，4鍵。除了二烯彈性體，適于構(gòu)成剪切層的彈性體組合物可以包括本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的其它組分。這樣的其它組分可以包括例如增強填料、偶聯(lián)劑、增塑劑、各種加工助劑、 石油軟化劑、抗降解劑或其組合。合適的填料包括炭黑以及諸如二氧化硅、氧化鋁、氫氧化鋁、粘土和/或碳酸鈣的無機填料(“白色填料”)。彈性體組合物可以進一步包括固化體系例如但不限于硫固化體系，硫固化體系包括例如硫、促進劑、氧化鋅和硬脂酸。如上所述，剪切層除了由橡膠組合物構(gòu)成外，剪切層或者可以由聚氨酯型彈性體材料和/或包括彈性體纖維的織物構(gòu)成。包括彈性體纖維的織物是用彈性體纖維和用天然纖維和/或人造纖維織成的織物。這種織物的示例是用斯潘德克斯彈性纖維制成的織物，在歐洲和世界的其它部分斯潘德克斯彈性纖維通常被稱為彈性纖維。斯潘德克斯彈性纖維已被人們所熟知并且通常定義為具有到達斷裂點(高達約500%至600%)的很高彈性且對于拉伸具有高恢復(fù)性的合成彈性纖維。盡管化學(xué)非常復(fù)雜，但是斯潘德克斯彈性纖維基本上是包括硬鏈段和軟鏈段以及在它們之間的交聯(lián)的一系列彈性體產(chǎn)品。生產(chǎn)的纖維通常比橡膠更強且更輕。斯潘德克斯彈性纖維的特性包括高彈性、低復(fù)位性(在重復(fù)拉伸之后返彈至其初始形狀的能力)，高耐用性、一致性和通用性。具有斯潘德克斯彈性纖維的織物通常用諸如棉、毛、絲、麻、尼龍、人造絲等其它附加人造或天然纖維制成。游泳衣是用彈性體纖維制成的熟知產(chǎn)品的示例，其常常用尼龍和斯潘德克斯彈性纖維制成。尼龍/斯潘德克斯彈性纖維的組合常常織成經(jīng)編構(gòu)造且通常包括80%的尼龍和20%的斯潘德克斯彈性纖維，如LYCRA (DuPont Corporation的注冊商標(biāo))。該織物通常因其四向拉伸性即沿織物的長度和寬度方向拉伸的能力而被使用。另一種熟知的織物編織是拉歇爾經(jīng)編型構(gòu)造，其常常具有較高的尼龍含量(約85%尼龍和約15% 斯潘德克斯彈性纖維)。具有拉歇爾經(jīng)編型構(gòu)造的織物在一個方向上的拉伸通常顯著大于在另一方向上的拉伸。在不限制本發(fā)明的情況下，本發(fā)明的特定實施方式包括由包括編織成經(jīng)編構(gòu)造的尼龍/斯潘德克斯彈性纖維組合的織物構(gòu)成的一個或更多個的剪切層。其它實施方式可以包括編織成拉歇爾經(jīng)編型構(gòu)造的組合件。兩種構(gòu)造在紡織業(yè)眾所周知。聚氨酯型的彈性體材料還適用于本發(fā)明的特定實施方式的剪切層中的一個或更多個。合適的聚氨酯型的彈性體材料包括具有在IMPa至350MPa之間或者在510^至觀010^ 之間、在30MPa至250MPa之間，在40MPa至230MPa之間或在50MPa至190MPa之間的MAlO 的聚氨酯、聚脲和聚氨酯脲。在使用液體聚氨酯型的彈性體材料的特定實施方式中，在輪胎形成過程中，可以粉刷、噴射或擠壓出剪切層。現(xiàn)在將詳細參考本發(fā)明的實施例，附圖中示出了本發(fā)明的一個或多個示例。每個示例都以對本發(fā)明進行解釋的方式提供，并且并不意味著對本發(fā)明的限制。應(yīng)當(dāng)注意到，為了討論的目的，在附圖中可能僅僅示出示例性輪胎實施例的一半。本領(lǐng)域技術(shù)人員利用本文公開的教導(dǎo)將會理解，相同或基本上相似的特征在輪胎的兩側(cè)上重復(fù)。下面參照圖1，提供了一種充氣子午線輪胎10，其具有下面將要進一步描述的特征并且用于針對上述不利的行駛條件下的擠壓沖擊提供了增加的抵抗能力。輪胎10具有與路面接觸的胎面11。胎面11由定位在胎面11的徑向內(nèi)部的胎冠12支撐，胎冠12具有帶束層組件或胎冠帶束層13，以加強外胎并提供改善的耐磨性和操作響應(yīng)。側(cè)壁14沿從胎冠12的軸向邊緣15徑向向內(nèi)的方向延伸。輪胎10的肩部部分18形成在側(cè)壁14的上部。輪胎胎圈16位于側(cè)壁14的徑向內(nèi)部并包括沿圓周方向不能延伸的胎圈芯17。輪胎的胎圈部分19形成在側(cè)壁14的下部。盡管描述為單個構(gòu)件，然而胎圈芯17通?？梢园ㄘ灤┨ト?6沿圓周定向的一束金屬股線。輪胎10還可以包括內(nèi)襯層26，內(nèi)襯層沈形成輪胎的內(nèi)表面并阻止充氣氣體穿過輪胎10。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員利用在本文公開的教導(dǎo)將理解的是，本發(fā)明不局限于如所附附圖1和2所示的胎圈16、胎面11、側(cè)壁14或輪胎10的精確的形狀。用于將輪胎安裝在各種不同尺寸和形狀的輪輞上的其它實施方式落入本發(fā)明的范圍。充氣輪胎10還包括胎體層21。胎體層21在輪胎10的胎圈16之間延伸并且終止于一對胎體層端部22。通過圍繞胎圈芯17中的一個纏繞胎體層21、然后順著側(cè)壁14沿徑向向外方向延伸預(yù)定距離之后使胎體層21終止而形成了每個胎體層端部22。胎體層21 在帶束層組件13的徑向向內(nèi)的位置處延伸穿過胎冠12。由較硬的橡膠組合物制成的胎圈填料23定位在每個胎圈16的徑向外部并且將胎體層21與胎體層端部22分隔開。正如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所已知的，胎圈填料23和胎體層端部22的布置和尺寸根據(jù)輪胎的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)被預(yù)先確定，并且這些部件的任何合適的幾何結(jié)構(gòu)落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。通常，胎體層21由嵌入彈性體基質(zhì)(如橡膠組合物的薄層)內(nèi)的多個相互平行的織物簾線構(gòu)成。正如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所已知的，通常使用壓延工藝形成胎體層21，其中，簾線被彼此平行地放置并容納在彈性體基質(zhì)內(nèi)。簾線可以由例如滌綸、尼龍、芳族聚酰胺、人造絲或這些織物材料的組合制成。然后，以通常順著輪胎10的側(cè)壁14沿徑向方向定向簾線的方式布置胎體層21。更具體地，順著輪胎10的側(cè)壁14，胎體層22的簾線基本與輪胎10的轉(zhuǎn)動軸線垂直。另外，輪胎10設(shè)有肩部部分18的剪切層33、34和胎圈部分19的剪切層31、32。 該示例性實施方式的肩部部分剪切層包括定位在胎體層21的軸向外側(cè)的一個肩部剪切層 34和定位在胎體層21的軸向內(nèi)側(cè)的一個肩部剪切層33。同樣地，胎圈部分剪切層包括定位在胎體層21的軸向外側(cè)的一個胎圈剪切層31和定位在胎體層21的軸向內(nèi)側(cè)的一個胎圈剪切層32。肩部部分剪切層33、34從側(cè)壁14延伸至帶束層組件13的徑向向內(nèi)的位置。在特定實施方式中，肩部部分剪切層朝向胎冠12延伸預(yù)定距離d并越過徑向向內(nèi)的帶束層13 的軸向邊緣27。在特定實施方式中，預(yù)定距離d為至少10mm，但可以更長或更短，這取決于其它考慮，例如，制造工藝或除了擠壓沖擊之外的輪胎性能的考慮。在特定實施方式中，肩部剪切層從帶束層13的軸向邊緣27向胎圈部分19延伸至少20mm的預(yù)定距離。然而，提供這樣的距離不是用于限制本發(fā)明。胎圈部分剪切層31、32從側(cè)壁14延伸至胎圈部分19內(nèi)的位置。在特定實施方式中，胎圈部分剪切層31、32沿與輪胎10的軸向垂直的方向從側(cè)壁延伸至相距胎圈芯17的中心預(yù)定距離h的位置。在特定實施方式中，預(yù)定距離h為15mm或更少，但可以更長或更短，這取決于其它考慮，例如，制造工藝或除了擠壓沖擊之外的輪胎性能的考慮。在特定實施方式中，胎圈剪切層31、32朝向側(cè)壁延伸至相距胎圈芯17的中心至少30mm或更多的點處。然而，提供這樣的距離不是用于限制本發(fā)明。
圖2是圖1所示的輪胎在擠壓沖擊下的局部剖視圖。輪胎10的擠壓沖擊區(qū)域是輪胎的肩部部分18接觸或幾乎接觸輪胎10的胎圈部分19的那部分的輪胎。根據(jù)本發(fā)明的特定實施方式，肩部部分剪切帶33、34和胎圈部分剪切帶31、32橫跨輪胎內(nèi)部彼此相對。 因此，當(dāng)剪切帶橫跨輪胎內(nèi)部彼此相對時，沿穿過擠壓沖擊區(qū)域的軸向垂直于穿過胎圈芯 17中心的線畫出的線41將穿過胎圈部分剪切帶中的至少一個和肩部部分剪切帶中的至少一個。通過下面的示例進一步闡述了本發(fā)明，這些示例僅視為說明性的，并不以任何方式限制本發(fā)明。在示例中公開的組合物的特性評價如下。在啞鈴狀試驗件上基于ASTM標(biāo)準(zhǔn)D412測量在23°C的溫度時在10% (MAlO)和 100% (MA 100)下的拉伸模量(MPa)。該測量在第二延伸率下進行，即，在適應(yīng)周期之后。 這些測量是基于該試驗件的初始橫截面的以MPa表示的正割模量。示例 1該示例表明根據(jù)本發(fā)明在胎體層和包圍胎體層的材料之間設(shè)置剪切層提高了對擠壓沖擊造成輪胎損壞的抵抗能力。準(zhǔn)備試樣，并通過性質(zhì)上為準(zhǔn)靜態(tài)且準(zhǔn)確地預(yù)測擠壓沖擊對輪胎造成損壞的可能性的試驗方法來測試試樣。該試驗方法包括在一個相對于另一個以一定角度放置的兩個條形件之間擠壓復(fù)合試樣。該復(fù)合試樣厚10mm，具有置于周圍混合物的中間的胎體層。測量在兩個條形件之間擠壓復(fù)合試樣直至第一胎體層簾線斷裂所需的力。斷裂第一胎體層簾線所需的力越大， 復(fù)合試樣抵抗擠壓沖擊損壞的等級越好。進行了兩組試驗。第一組是在具有30MPa的MAlO的周圍混合物的復(fù)合試樣上進行的，其結(jié)果顯示在表1中。第二組是在具有3. 5MPa的MAlO的周圍混合物的復(fù)合試樣上進行的，其結(jié)果顯示在表2中。這些橡膠組合物是用在輪胎中的典型的橡膠組合物。更具體地，所使用的具有較高MAlO的組合物是用作輪胎中胎圈填料的典型的橡膠組合物。所使用的具有較低MAlO的組合物是用作胎體層的彈性體基質(zhì)的典型的組合物。這樣的組合物及其制造和硫化的方法已被本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所熟知。利用僅具有被包圍在周圍混合物的中間的胎體層的證據(jù)(Wl和擬)復(fù)合試樣來進行每組試驗。胎體層包括被封閉在具有3. 的MAlO的彈性體基質(zhì)內(nèi)的PET簾線。PET為在370tpm下的PET1670/2。使PET簾線斷裂的力接近20daN并且斷裂時伸長率接近15%。 使用的簾線密度為119f/dm并且收縮率為接近0.9%。另外的復(fù)合試樣(Sl-SlO)是用如表1和表2中所示的具有MAlO測量結(jié)果的橡膠組合物制成的剪切層制備的。這些橡膠組合物是用在輪胎中的典型的橡膠組合物。更具體地，用于Sl和S2中的剪切層的組合物是通常用作胎體層中的彈性體基質(zhì)的組合物。用于 S3中的剪切層的組合物是通常用于分隔輪胎胎冠的帶束層的組合物。用于S4和S5中的剪切層的組合物是通常用作輪胎中的胎圈填料的組合物。這樣的組合物及其制造和硫化的方法已被本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所熟知。每個剪切層的厚度為0. 6mm,并且添加在胎體層的任一側(cè)或者兩側(cè)。復(fù)合試樣的包括剪切層的增加厚度的厚度被維持在10mm。然后測量每個復(fù)合試樣的斷裂第一胎體層簾線所需的力，并與證據(jù)復(fù)合試樣中斷裂第一簾線所需的力進行比較。結(jié)果經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化并報告在表1和表2中。
表1-具有30MPa的MAlO的周圍混合物的擠壓沖擊試驗結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種充氣輪胎，其包括由胎冠支撐的胎面，所述胎冠定位在所述胎面的徑向內(nèi)部；一對側(cè)壁，每個側(cè)壁從所述胎冠的軸向邊緣沿徑向向內(nèi)延伸，每個側(cè)壁限定了所述輪胎的側(cè)面；一對胎圈，每個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，每個胎圈分別定位在每個側(cè)壁的徑向內(nèi)部；由多個沿徑向定向的胎體層簾線構(gòu)成的胎體層，所述胎體層簾線置入彈性體基質(zhì)內(nèi)并且延伸穿過所述胎冠且在所述胎圈之間延伸，所述胎體層具有一對胎體層端部，每個端部分別錨定在每個胎圈中；一個或更多個胎冠帶束層，所述胎冠帶束層設(shè)置在所述胎面的徑向內(nèi)部和所述胎體層的徑向外部，并在所述輪胎的所述側(cè)壁之間延伸；一對肩部部分剪切層，所述一對肩部部分剪切層中的一個分別位于每個側(cè)壁處，并且每個肩部部分剪切層定位在所述胎體層的至少一個軸向側(cè)上，所述肩部部分剪切層從所述側(cè)壁朝向所述胎冠延伸；一對胎圈部分剪切層，所述一對胎圈部分剪切層中的一個分別位于每個側(cè)壁處，并且每個胎圈部分剪切層定位在所述胎體層的至少一個軸向側(cè)上，所述胎圈部分剪切層從所述側(cè)壁朝向所述胎圈芯延伸；其中所述一對肩部部分剪切層和所述一對胎圈部分剪切層中的一個或更多個由具有編織成織物的彈性體纖維的彈性體織物構(gòu)成，以及其中在所述輪胎的擠壓沖擊區(qū)域中的所述肩部部分剪切層和所述胎圈部分剪切層橫跨所述輪胎的內(nèi)部彼此相對。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，其中所述彈性體纖維是斯潘德克斯彈性纖維。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，其中所述彈性體織物包括與尼龍纖維一起編織成經(jīng)編構(gòu)造的斯潘德克斯彈性纖維。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的充氣輪胎，其中織物包括在18%至25%之間的斯潘德克斯彈性纖維，剩下的是尼龍纖維。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，其中所述肩部部分剪切層從所述側(cè)壁延伸至所述胎冠帶束層的相距所述胎冠帶束層的軸向邊緣預(yù)定距離d的徑向向內(nèi)的位置處。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的充氣輪胎，其中所述距離d為至少5mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，其中所述胎圈部分剪切層沿與所述輪胎的軸向方向垂直的方向延伸至位于相距所述胎圈芯的中心預(yù)定距離h處的位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的充氣輪胎，其中所述高度h不超過10mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，其中所述一對肩部部分剪切層中的每一個具有定位在所述胎體層的軸向內(nèi)側(cè)上的一個肩部剪切層。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，其中所述一對肩部部分剪切層中的每一個具有兩個肩部剪切層，一個肩部剪切層定位在所述胎體層的軸向內(nèi)側(cè)上，另一個肩部剪切層定位在所述胎體層的軸向外側(cè)上。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，其中所述一對胎圈部分剪切層中的每一個具有定位在所述胎體層的軸向內(nèi)側(cè)上的一個胎圈剪切層。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，其中所述一對胎圈部分剪切層中的每一個具有兩個胎圈剪切層，一個胎圈剪切層定位成鄰近所述胎體層的軸向內(nèi)側(cè)，另一個胎圈剪切層定位成鄰近所述胎體層的軸向外側(cè)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，其中鄰近所述胎體層的側(cè)面的每個剪切層的厚度在0. Imm至3mm之間。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的充氣輪胎，其中所述厚度在0.3mm至Imm之間。
15.一種充氣輪胎，其包括由胎冠支撐的胎面，所述胎冠定位在所述胎面的徑向內(nèi)部；一對側(cè)壁，每個側(cè)壁從所述胎冠的軸向邊緣沿徑向向內(nèi)延伸，每個側(cè)壁限定了所述輪胎的側(cè)面；一對胎圈，每個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，每個胎圈分別定位在每個側(cè)壁的徑向內(nèi)部；由多個沿徑向定向的胎體層簾線構(gòu)成的胎體層，所述胎體層簾線置入彈性體基質(zhì)內(nèi)并且延伸穿過所述胎冠且在所述胎圈之間延伸，所述胎體層具有一對胎體層端部，每個端部分別錨定在每個胎圈中；一個或更多個胎冠帶束層，所述胎冠帶束層設(shè)置在所述胎面的徑向內(nèi)部和所述胎體層的徑向外部，并在所述輪胎的所述側(cè)壁之間延伸；一對肩部部分剪切層，所述一對肩部部分剪切層中的一個分別位于每個側(cè)壁處，并且每個肩部部分剪切層定位在所述胎體層的至少一個軸向側(cè)上，所述肩部部分剪切層從所述側(cè)壁延伸至所述胎冠帶束層的相距所述胎冠帶束層的軸向邊緣預(yù)定距離d的沿徑向向內(nèi)的位置；一對胎圈部分剪切層，所述一對胎圈部分剪切層中的一個分別位于每個側(cè)壁處，并且每個胎圈部分剪切層定位在所述胎體層的至少一個軸向側(cè)上，所述胎圈部分剪切層從所述側(cè)壁沿與所述輪胎軸向方向垂直的方向延伸至位于相距所述胎圈芯的中心預(yù)定距離h處的位置，其中所述一對肩部部分剪切層和所述一對胎圈部分剪切層中的一個或更多個由具有編織成織物的斯潘德克斯彈性纖維的彈性體織物構(gòu)成。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的充氣輪胎，其中所述距離d為至少10mm。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的充氣輪胎，其中所述肩部部分剪切層從所述胎冠帶束層的軸向邊緣向所述胎圈部分延伸為至少20mm的距離。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的充氣輪胎，其中所述高度h不超過15mm。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的充氣輪胎，其中所述胎圈部分剪切層朝向所述側(cè)壁延伸至相距所述胎圈芯的中心至少30mm的點。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的充氣輪胎，其中所述彈性體織物包括與尼龍纖維一起編織成經(jīng)編構(gòu)造的斯潘德克斯彈性纖維。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的充氣輪胎，其中織物包括在18%至25%之間的斯潘德克斯彈性纖維，剩下的是尼龍纖維。
22.一種充氣輪胎，其包括由胎冠支撐的胎面，所述胎冠定位在所述胎面的徑向內(nèi)部；一對側(cè)壁，每個側(cè)壁從所述胎冠的軸向邊緣沿徑向向內(nèi)延伸，每個側(cè)壁限定了所述輪胎的側(cè)面；一對胎圈，每個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，每個胎圈分別定位在每個側(cè)壁的徑向內(nèi)部；由多個沿徑向定向的胎體層簾線構(gòu)成的胎體層，所述胎體層簾線置入彈性體基質(zhì)內(nèi)并且延伸穿過所述胎冠且在所述胎圈之間延伸，所述胎體層具有一對胎體層端部，每個端部分別錨定在每個胎圈中；一個或更多個胎冠帶束層，其設(shè)置在所述胎面的徑向內(nèi)部和所述胎體層的徑向外部， 并且在所述輪胎的所述側(cè)壁之間延伸；一對肩部部分剪切層，所述一對肩部部分剪切層中的一個分別位于每個側(cè)壁處，并且每個肩部部分剪切層定位在所述胎體層的至少一個軸向側(cè)上，所述肩部部分剪切層從所述側(cè)壁朝向所述胎冠延伸；一對胎圈部分剪切層，所述一對胎圈部分剪切層中的一個分別位于每個側(cè)壁處，并且每個胎圈部分剪切層定位在所述胎體層的至少一個軸向側(cè)上，所述胎圈部分剪切層從所述側(cè)壁朝向所述胎圈芯延伸；其中所述一對肩部部分剪切層和所述一對胎圈部分剪切層中的一個或更多個由具有在IMPa至350MPa之間的MAlO的聚氨酯型的彈性體材料構(gòu)成，以及其中在所述輪胎的擠壓沖擊區(qū)域中的所述肩部部分剪切層和所述胎圈部分剪切層橫跨所述輪胎的內(nèi)部彼此相對。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的充氣輪胎，其中所述MAlO在40MPa至230MPa之間。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的充氣輪胎，其中所述肩部部分剪切層從所述側(cè)壁延伸至所述胎冠帶束層的相距所述胎冠帶束層的軸向邊緣預(yù)定距離d的沿徑向向內(nèi)的位置處。
25.根據(jù)權(quán)利要求M所述的充氣輪胎，其中所述距離d為至少5mm。
26.根據(jù)權(quán)利要求22所述的充氣輪胎，其中所述胎圈部分剪切層沿與所述輪胎軸向方向垂直的方向延伸至位于相距所述胎圈芯的中心預(yù)定距離h處的位置。
27.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的充氣輪胎，其中所述高度h不超過10mm。
28.根據(jù)權(quán)利要求22所述的充氣輪胎，其中所述一對肩部部分剪切層中的每一個具有定位在所述胎體層的軸向內(nèi)側(cè)上的一個肩部剪切層。
29.根據(jù)權(quán)利要求22所述的充氣輪胎，其中所述一對肩部部分剪切層中的每一個具有兩個肩部剪切層，一個肩部剪切層定位在所述胎體層的軸向內(nèi)側(cè)上，另一個肩部剪切層定位在所述胎體層的軸向外側(cè)上。
30.根據(jù)權(quán)利要求22所述的充氣輪胎，其中所述一對胎圈部分剪切層中的每一個具有定位在所述胎體層的軸向內(nèi)側(cè)上的一個胎圈剪切層。
31.根據(jù)權(quán)利要求22所述的充氣輪胎，其中所述一對胎圈部分剪切層中的每一個具有兩個胎圈剪切層，一個胎圈剪切層定位成鄰近所述胎體層的軸向內(nèi)側(cè)，另一個胎圈剪切層定位成鄰近所述胎體層的軸向外側(cè)。
32.根據(jù)權(quán)利要求22所述的充氣輪胎，其中鄰近所述胎體層的側(cè)面的每個剪切層的厚度在0. 05mm至3mm之間。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的充氣輪胎，其中所述厚度在0.Imm至Imm之間。
全文摘要
一種充氣輪胎具有定位在胎體層的至少一個軸向側(cè)上的成對的肩部部分和胎圈部分剪切層。示例包括由具有編織成織物的彈性體纖維的彈性體織物構(gòu)成的剪切層中的一個或更多個。這樣的纖維可以是斯潘德克斯彈性纖維，并且該織物還可以被描述為另外與尼龍纖維一起編織成經(jīng)編構(gòu)造。其它實施方式包括具有1MPa至350MPa之間的MA10的聚氨酯型的彈性體材料構(gòu)成的剪切層中的至少一個。在擠壓沖擊區(qū)域中的示例性的肩部部分和胎圈部分剪切層橫跨所述輪胎的內(nèi)部而相對。
文檔編號B60C15/00GK102256814SQ200980151855
公開日2011年11月23日 申請日期2009年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月22日
發(fā)明者B·I·卡普蘭, F·奧斯代, S·里戈 申請人:米其林技術(shù)公司, 米其林研究和技術(shù)股份有限公司