用于摩托車車輪的高性能輪胎的制作方法
【專利摘要】用于摩托車車輪的輪胎(100)，它包括：含至少一層胎體層的胎體結(jié)構(gòu)(2)，在徑向向外的位置上，相對于所述胎體結(jié)構(gòu)采用的帶束層結(jié)構(gòu)(5)，相對于所述帶束層結(jié)構(gòu)，在徑向向外的位置上采用的胎面帶層(6)，和在所述胎體結(jié)構(gòu)(2)和所述帶束層結(jié)構(gòu)(5)之間排列的至少一層彈性體材料層(10)；其中所述至少一層彈性體材料層包括具有納米尺寸的硅酸鋁和/或硅酸鎂的無機(jī)纖維。
【專利說明】用于摩托車車輪的高性能輪胎
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于摩托車(motor)車輪的輪胎，尤其大馬力的兩輪摩托車用高性能輪胎，更特別地，要求高的操作速度和/或極端驅(qū)動條件應(yīng)用的輪胎。
【背景技術(shù)】
[0002]最近觀察到的趨勢是市售路面用途的越來越強(qiáng)力的摩托車。批準(zhǔn)用于道路用途的發(fā)動機(jī)大小為大于或等于600cm3的新的運(yùn)動-式樣的摩托車目前開發(fā)出數(shù)量級為80-90kW或更高的功率。
[0003]在前述車輛中使用的輪胎必須能保證在所有駕駛條件下，和特別是在剎車，當(dāng)進(jìn)入彎道時傾斜和當(dāng)離開所述彎道時加速(從傾斜中整直)的階段中保證最佳的路面抓著力。
[0004]本 申請人:名義的文獻(xiàn)W011/012944公開了用于路面用途的摩托車輪胎。
[0005]本 申請人:名義的文獻(xiàn)EP718122公開了一種摩托車輪胎，它包括置于胎體簾布層和帶束層結(jié)構(gòu)之間的輔助的支持元件，所述元件以含芳族聚酰胺的短纖維的彈性體層形式制造，所述短纖維的目的是增加材料的拉伸特征。在這一文獻(xiàn)中，聲稱為了增加拉伸性特征，基于使用預(yù)交聯(lián)的聚合物或結(jié)晶聚合物或紡織品或無機(jī)纖維，賦予未硫化彈性體材料良好機(jī)械強(qiáng)度性能的已知方法沒有得到滿意的結(jié)果；事實(shí)上，表明它們具有各種缺點(diǎn)，尤其抓著力顯著的下降，且沒有增加，而是常常降低拉伸性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 申請人:觀察到在摩托車輪胎有時經(jīng)歷的極端使用中，兩個輪胎在不同的技術(shù)動作(manoeuvre)下置于周向，橫向應(yīng)力和結(jié)合類型的應(yīng)力下，以及置于顯著大的應(yīng)變下。
[0007]而且， 申請人:注意到，與前胎相比，在各種技術(shù)動作中，后胎與地面交換較高數(shù)量級的應(yīng)力。
[0008] 申請人:觀察到在胎體結(jié)構(gòu)和帶束層結(jié)構(gòu)之間排列的彈性體層或薄片似乎不僅在胎坯的設(shè)計(jì)與建造中具有輔助的支持元件的功能，而且在帶束層結(jié)構(gòu)和胎體結(jié)構(gòu)之間的過渡中具有支持和轉(zhuǎn)移應(yīng)力的結(jié)構(gòu)功能。
[0009]由這些觀察為起始， 申請人:認(rèn)為典型地在結(jié)構(gòu)支持功能中使用的這一元件也可在高速下和/或在高性能摩托車輪胎的極端驅(qū)動條件下，改進(jìn)結(jié)構(gòu)特征和功能。
[0010] 申請人:已發(fā)現(xiàn)，通過在胎體結(jié)構(gòu)和帶束層結(jié)構(gòu)之間施加至少一層含納米尺寸的無機(jī)纖維，優(yōu)選由硅酸鎂和/或硅酸鋁組成的無機(jī)纖維的彈性體材料，可獲得在極端條件下的使用過程中具有改進(jìn)的性能的輪胎。
[0011] 申請人:已令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，在胎體結(jié)構(gòu)和帶束層結(jié)構(gòu)之間排列的彈性體材料層或薄片內(nèi)添加納米尺寸的無機(jī)纖維導(dǎo)致在極端使用條件下，尤其針對驅(qū)動穩(wěn)定性，和更尤其摩托車后部穩(wěn)定性來說，輪胎性能增加。
[0012]更加令人驚奇地記住的是， 申請人:觀察到相對于用Kevlar纖維增強(qiáng)的彈性體材料，盡管添加納米尺寸的無機(jī)纖維賦予彈性體材料較好的加工性并賦予良好的機(jī)械性能，但一經(jīng)增加動態(tài)應(yīng)變，則它會引起動態(tài)剪切模量顯著下降。
[0013]這種下降典型地是非所需的，因?yàn)樗赡芘c涉及摩托車穩(wěn)定性的輪胎性能下降相關(guān)。尤其這樣，這一下降意味著彈性體材料可被視為不適合于在小厚度的元件中使用和因此受到較大的應(yīng)變。
[0014] 申請人:注意到，除了當(dāng)增加動態(tài)應(yīng)變時動態(tài)剪切模量顯著下降以外，用前述納米尺寸的硅酸鋁和/或硅酸鎂的無機(jī)纖維增強(qiáng)的彈性體材料在高溫下顯示出比用Kevlar纖維增強(qiáng)的材料大的滯后，從而使得該材料相當(dāng)不適合于在高性能摩托車輪胎中使用，尤其這樣，是因?yàn)? 申請人:深信無機(jī)纖維，像其他增強(qiáng)一樣，尤其不適合于增加薄片的拉伸性及其粘合性，這些性能在這一彈性體層中被視為所需的特征。
[0015] 申請人:在提供有用前述纖維增強(qiáng)的薄片的輪胎上進(jìn)行了試驗(yàn)，且令人驚奇地發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定性和可控性，特別是后胎的穩(wěn)定性和可控性的性能得到改進(jìn)。
[0016]因此，根據(jù)第一方面，本發(fā)明涉及用于摩托車車輪的輪胎，它包括:
[0017]-含至少一層胎體層的胎體結(jié)構(gòu)，
[0018]-在徑向向外的位置上，相對于胎體結(jié)構(gòu)，采用的帶束層結(jié)構(gòu)，
[0019]-相對于所述帶束層結(jié)構(gòu),在徑向向外的位置上采用的胎面帶層(treadband)；和
[0020]-在所述胎體結(jié)構(gòu)和所述帶束層結(jié)構(gòu)之間排列的至少一層彈性體材料層；
[0021]其中所述至少一層彈性體材料層包括納米尺寸的硅酸鋁和/或硅酸鎂的無機(jī)纖維。
[0022]在本說明書中，“纖維”是指一個尺寸(長度)比截面直徑大得多的伸長的元件，和提到無機(jī)纖維的措辭“納米尺寸”是指無機(jī)纖維的直徑低于500nm。
[0023]根據(jù)一個優(yōu)選的實(shí)施方案，所述彈性體材料包括(a) 二烯烴彈性體聚合物和(b)直徑低于IOOnm的無機(jī)纖維。
[0024]有利地，所述無機(jī)纖維的直徑為1-1OOnm,更優(yōu)選5_50nm。
[0025]優(yōu)選地，所述無機(jī)纖維的長度低于10 μ m,更優(yōu)選為0.2-10 μ m。
[0026]有利地，在本發(fā)明中所使用的無機(jī)纖維選自硅酸鋁和/或硅酸鎂的纖維，例如海泡石纖維，坡縷石(也稱為硅鎂土)的纖維或其混合物。尤其優(yōu)選海泡石的無機(jī)纖維。
[0027]根據(jù)一個優(yōu)選的實(shí)施方案,所述無機(jī)纖維以lphr_20phr,優(yōu)選3phr_15phr的用量存在于彈性體材料內(nèi)。
[0028]根據(jù)一個優(yōu)選的實(shí)施方案，所述至少一層彈性體材料層的厚度低于2mm，優(yōu)選0.lmm-1.5mm,甚至更優(yōu)選 0.1-0.5mm。
[0029]根據(jù)一個優(yōu)選的實(shí)施方案，所述彈性體材料進(jìn)一步包括(C)炭黑增強(qiáng)的填料。
[0030]根據(jù)一個優(yōu)選的實(shí)施方案，所述彈性體材料進(jìn)一步包括(d)硅烷偶聯(lián)劑。
[0031]對于本說明書和下文給出的權(quán)利要求的目的來說，術(shù)語“phr”是指相對于每100重量份二烯烴彈性體聚合物，彈性體材料中規(guī)定組分的重量份。
[0032]有利地，用增容劑處理無機(jī)纖維。
[0033]根據(jù)一個優(yōu)選的實(shí)施方案，所述增容劑可選自例如具有通式⑴的季銨或鱗鹽:
[0034]
【權(quán)利要求】
1.用于摩托車車輪的輪胎(100)，它包括: -含至少一層胎體層(2)的胎體結(jié)構(gòu)； -在相對于所述胎體結(jié)構(gòu)徑向向外的位置上采用的帶束層結(jié)構(gòu)(5)； -在相對于所述帶束層結(jié)構(gòu)徑向向外的位置上采用的胎面帶層(tread band) (6);和 -在所述胎體結(jié)構(gòu)(2)和所述帶束層結(jié)構(gòu)(5)之間排列的至少一層彈性體材料層(10)； 其中所述彈性體材料包括硅酸鋁和/或硅酸鎂的無機(jī)纖維，所述纖維具有納米尺寸。
2.權(quán)利要求1的用于摩托車車輪的輪胎，其中所述彈性體材料包括(a)二烯烴彈性體聚合物。
3.權(quán)利要求1的用于摩托車車輪的輪胎，其中所述彈性體材料包括(b)平均直徑小于500nm的硅酸鋁和/或硅酸鎂無機(jī)纖維。
4.權(quán)利要求1的用于摩托車車輪的輪胎，其中所述彈性體材料包括(b)平均直徑小于IOOnm的硅酸鋁和/或硅酸鎂無機(jī)纖維。
5.權(quán)利要求4的用于摩托車車輪的輪胎，其中所述彈性體材料包括(b)平均直徑為5-50nm的硅酸鋁和/或硅酸鎂無機(jī)纖維。
6.權(quán)利要求1的用于摩托車車輪的輪胎，其中所述彈性體材料包括(b)長度小于或等于10 μ m的硅酸鋁和/或硅酸鎂無機(jī)纖維。
7.權(quán)利要求6的用于摩托車車輪的輪胎，其中所述彈性體材料包括(b)長度為0.2-10 μ m的硅酸鋁和/或硅酸鎂無機(jī)纖維。
8.前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的用于摩托車車輪的輪胎，其中所述無機(jī)纖維選自海泡石纖維，坡縷石纖維或其混合物。
9.權(quán)利要求8的用于摩托車車輪的輪胎，其中所述無機(jī)纖維是海泡石纖維。
10.前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的用于摩托車車輪的輪胎，其中所述無機(jī)纖維在彈性體材料內(nèi)以lphr-20phr的用量存在。
11.權(quán)利要求10的用于摩托車車輪的輪胎，其中所述無機(jī)纖維在彈性體材料內(nèi)以3phr-15phr的用量存在。
12.前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的用于摩托車車輪的輪胎，其中所述至少一層彈性體材料層(10)的厚度小于2mm。
13.權(quán)利要求12的用于摩托車車輪的輪胎，其中所述至少一層彈性體材料層(10)的厚度為 0.lmm-0.5mmο
14.權(quán)利要求12的用于摩托車車輪的輪胎，其中所述至少一層彈性體材料層(10)具有均勻的厚度。
15.前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的用于摩托車車輪的輪胎，其中所述輪胎的橫向曲率比(f/C)等于或聞于0.20。
16.權(quán)利要求15的用于摩托車車輪的輪胎，所述輪胎意于用于裝配后輪且具有范圍為0.25-0.35的橫向曲率比(f/C)。
17.權(quán)利要求15的用于摩托車車輪的輪胎，所述輪胎意于用于裝配前輪且具有范圍為0.35-0.70的橫向曲率比(f/C)。
18.前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的用于摩托車車輪的輪胎，其中所述輪胎包括在所述胎面帶層(6)和所述帶束層結(jié)構(gòu)(5)之間排列的所述彈性體材料的至少一層補(bǔ)充層。
19.前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的用于摩托車車輪的輪胎，其中所述帶束層結(jié)構(gòu)包括基本上平行且并排排列的橡膠涂布的簾線，形成基本上根據(jù)輪胎的周向取向的多個線圈。
20.前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的用于摩托車車輪的輪胎，其中至少一種額外的增強(qiáng)填料以0.lphr-120phr的用量存在于彈性體材料內(nèi)。
21.權(quán)利要求20的用于摩托車車`輪的輪胎，其中所述增強(qiáng)填料是氧化硅。
【文檔編號】C08K7/04GK103561968SQ201280024431
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2012年5月22日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月30日
【發(fā)明者】M·納米亞斯南尼, L·詹尼尼, A·洛斯特里托 申請人:倍耐力輪胎股份公司