用于車輪的高性能輪胎的制作方法
【專利摘要】用于車輪的輪胎(100)，它包括含至少一層胎體層(101)的胎體結(jié)構(gòu)，在徑向外部的位置上，相對于胎體結(jié)構(gòu)采用的帶束層結(jié)構(gòu)，相對于所述帶束層結(jié)構(gòu)，在徑向外部的位置上采用的胎面帶層(109)，和相對于所述胎面帶層，在徑向內(nèi)部的位置上采用的至少一層彈性體材料層(111)，其中所述至少一層彈性體材料層包括納米尺寸的硅酸鎂和/或硅酸鋁的無機(jī)纖維。
【專利說明】用于車輪的高性能輪胎
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及車輪用輪胎，尤其高動力的四輪汽車用高性能輪胎，更特別地，要求高的操作速度和/或極端驅(qū)動條件的應(yīng)用的輪胎。
[0002]高性能輪胎常常稱為"HP"或"UHP"("高性能〃或〃超高性能")輪胎，它們尤其是可達(dá)到超過200km/h和最多大于300km/h的速度的那些輪胎。這些輪胎的實例是屬于"T"，"U"，"H"，"V"，〃Z〃，"W"，〃Y〃 組的那些。
【背景技術(shù)】
[0003]專利申請W000/24596, ΕΡ0691218 和 W001/03954 公開了高性能輪胎。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 申請人:觀察到在HP和UHP輪胎有時遭受的極端用途中，與前胎相比，后胎置于圓周類型的應(yīng)力下，因為在加速過程中，它們必須傳遞大的縱向力(當(dāng)加速時和當(dāng)減速時這兩種情況下)，所述前胎置于圓周方向和相對于它的橫向這兩個方向上的力。
[0005]基于這一觀察結(jié)果， 申請人:在高性能輪胎的高速和/或在極端驅(qū)動條件下，檢查了改進(jìn)結(jié)構(gòu)和操作特征的問題。
[0006] 申請人:因此首先將注意力集中在后胎上，并發(fā)現(xiàn)通過相對于胎面帶層(treadband)，在徑向向內(nèi)的位置上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。
[0007]令人驚奇地， 申請人:已發(fā)現(xiàn)，相對于胎面帶層，在徑向向內(nèi)的位置上排列的彈性體材料層或底層內(nèi)添加納米尺寸的無機(jī)纖維導(dǎo)致在極端使用條件下輪胎性能，尤其相對于驅(qū)動穩(wěn)定性，和更特別地車輛后部的穩(wěn)定性的增加。
[0008]在前胎上進(jìn)行的試驗中， 申請人:已發(fā)現(xiàn)，在極端條件下輪胎性能的改進(jìn)，但與針對后胎發(fā)現(xiàn)的那些相比，不那么突出。
[0009]而且，有利地， 申請人:已發(fā)現(xiàn)，使用納米尺寸的硅酸鎂和/或硅酸鋁的無機(jī)纖維替代有機(jī)纖維，例如芳族聚酰胺纖維，在彈性體材料中分散纖維的步驟中，以及在擠出或壓延含前述彈性體材料的半成品的步驟中，均得到彈性體材料較好的加工性。
[0010]事實上， 申請人:已發(fā)現(xiàn)，在彈性體材料中添加納米尺寸的硅酸鎂和/或硅酸鋁的無機(jī)纖維替代有機(jī)纖維，例如前述芳族聚酰胺纖維或替代一定比例的炭黑增強(qiáng)纖維產(chǎn)生彈性體材料機(jī)械性能的改進(jìn)和材料加工性的改進(jìn)，這是因為其流變學(xué)特征得到改進(jìn)所致。然而， 申請人:注意到，用前述納米尺寸的硅酸鎂和/或硅酸鋁的無機(jī)纖維增強(qiáng)的彈性體材料在增加動態(tài)應(yīng)變和增加的滯后性時，顯示出動態(tài)剪切模量的顯著下降，從而使得該材料不適合于在HP或UHP輪胎中使用。
[0011] 申請人:在提供有用前述纖維增強(qiáng)的底層的輪胎上進(jìn)行了試驗，且令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，就穩(wěn)定性和可控性，特別是后胎的穩(wěn)定性和可控性而言的改進(jìn)性能。[0012]因此，根據(jù)第一方面，本發(fā)明涉及車輪用輪胎，它包括:
[0013]-含至少一層胎體層的胎體結(jié)構(gòu)；
[0014]-在徑向向外的位置上，相對于胎體結(jié)構(gòu)采用的帶束層(belt)結(jié)構(gòu)；
[0015]-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；和
[0016]-相對于所述胎面帶層，在徑向向內(nèi)的位置上采用的至少一層彈性體材料層；
[0017]其中所述至少一層彈性體材料層包括納米尺寸的硅酸鎂和/或硅酸鋁的無機(jī)纖維。
[0018]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。
[0019]根據(jù)一個優(yōu)選的實施方案，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。
[0020]有利地，所述無機(jī)纖維的直徑為1-1OOnm,更優(yōu)選5_50nm。
[0021]優(yōu)選地，所述無機(jī)纖維的長度低于IO μ m，更優(yōu)選為0.2-10 μ m，甚至更優(yōu)選0.2-5 μ mD
[0022]有利地，在本發(fā)明中所使用的無機(jī)纖維選自硅酸鎂和/或硅酸鋁的纖維，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。
[0023]根據(jù)一個優(yōu)選的實施方案,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)。
[0024]根據(jù)一個優(yōu)選的實施方案，所述至少一層彈性體材料層的厚度低于2mm，優(yōu)選
0.2mm-1.5mm。
[0025]根據(jù)一個優(yōu)選的實施方案，所述至少一層彈性體材料層置于所述胎面帶層和所述帶束層結(jié)構(gòu)之間。
[0026]根據(jù)一個優(yōu)選的實施方案，所述彈性體材料進(jìn)一步包括(C)炭黑增強(qiáng)的填料。
[0027]根據(jù)一個優(yōu)選的實施方案，所述彈性體材料進(jìn)一步包括(d)硅烷偶聯(lián)劑。
[0028]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。
[0029]有利地，用增容劑處理無機(jī)纖維。
[0030]根據(jù)一個優(yōu)選的實施方案，所述增容劑可選自例如具有通式⑴的季銨或鱗鹽:
[0031]
【權(quán)利要求】
1.用于車輪的輪胎(100)，它包括: -含至少一層胎體層(101)的胎體結(jié)構(gòu)； -在相對于所述胎體結(jié)構(gòu)的徑向外部的位置上采用的帶束層結(jié)構(gòu)(106)； -相對于所述帶束層結(jié)構(gòu)，在徑向外部的位置上采用的胎面帶層(tread band) (109)； -相對于所述胎面帶層，在徑向內(nèi)部的位置上采用的至少一層彈性體材料層(111); 其中所述彈性體材料包括硅酸鎂和/或硅酸鋁的無機(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的用于車輪的輪胎，其中所述彈性體材料包括(b)直徑小于500nm的硅酸鎂和/或硅酸鋁的無機(jī)纖維。
4.權(quán)利要求1的用于車輪的輪胎，其中所述彈性體材料包括(b)直徑小于IOOnm的硅酸鎂和/或硅酸鋁的無機(jī)纖維。
5.權(quán)利要求4的用于車輪的輪胎，其中所述彈性體材料包括(b)直徑為5-50nm的硅酸鎂和/或硅酸鋁的無機(jī)纖維。
6.權(quán)利要求1的用于車輪的輪胎，其中所述彈性體材料包括(b)長度小于或等于10 μ m的硅酸鎂和/或硅酸鋁的無機(jī)纖維。
7.權(quán)利要求6的用于車輪的輪胎，其中所述彈性體材料包括(b)長度為0.2-5 μ m的硅酸鎂和/或硅酸鋁的無機(jī)纖維。
8.前述任何一項權(quán)利要求的用于車輪的輪胎，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.前述任何一項權(quán)利要求的用于車輪的輪胎，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.前述任何一項權(quán)利要求的用于車輪的輪胎，其中所述至少一層彈性體材料層(111)的厚度小于2mm。
13.權(quán)利要求12的用于車輪的輪胎，其中所述至少一層彈性體材料層(111)的厚度為0.5mm-1.5mm。
14.權(quán)利要求12的用于車輪的輪胎，其中所述至少一層彈性體材料層(111)具有均勻的厚度。
15.權(quán)利要求12的用于車輪的輪胎，其中所述至少一層彈性體材料層(111)在軸向上具有可變的厚度。
16.前述任何一項權(quán)利要求的用于車輪的輪胎，其中所述至少一層彈性體材料層(111)置于所述胎面帶層和所述帶束層結(jié)構(gòu)之間。
17.前述任何一項權(quán)利要求的用于車輪的輪胎，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)。
18.權(quán)利要求17的用于車輪的輪胎，其中額外的增強(qiáng)填料是氧化硅。
【文檔編號】B60C1/00GK103596773SQ201280024428
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2012年5月21日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月30日
【發(fā)明者】M·納米阿斯楠尼, L·吉安尼尼, A·洛斯特里托 申請人:倍耐力輪胎股份公司