[发明专利]车轮用轮胎

说明书

技术领域

本发明涉及车轮用轮胎。

特别地，本发明涉及要求高的行驶速度和/或极端驾驶条件的应用用两轮或四轮车辆的车轮用高性能轮胎，和典型地，但不专有地，能耐受至少约210km/h的最大速度或者支持至少约210kg的最大负载或这二者的组合的轮胎。本发明还涉及重型运输车辆的车轮用轮胎。本发明还涉及改进车轮用轮胎性能的方法。

背景技术

以本申请的申请人名义，在专利申请EP1193085A2，EP1310385，EP1535762，FR2670160A1和JP59126442A中，以及在WO2006010479A1专利申请中描述了车轮用轮胎。

发明内容

车轮用高性能轮胎或重型运输车轮用轮胎在各种技术动作(manoeuvre)下可遭受显著的周向，横向应力和结合的应力。

这些应力从轮缘经轮胎的胎圈(bead)结构传递到轮胎上，和反之亦然，从而引起变形，变形可导致在胎圈结构本身中的胎边芯内裂纹和断裂的引发与扩展。

用于汽车和用于摩托车的高性能(HP)和超高性能(UHP)轮胎，以及用于重型运输车辆的轮胎，典型地提供有刚性的胎圈结构，以便抵消例如在高速下或者在极端驾驶条件下，例如分别当在抓牢(adhesion)极限下行进时或者在携带重负载的同时执行的技术动作情况下进行转向的过程中发生的显著的侧向推力。

申请人考虑到胎边芯在环形锚定构件和轮胎胎侧之间形成胎圈结构的过渡构件，所述环形锚定构件具有金属材料(例如钢)典型的高刚度，所述轮胎胎侧具有低得多的刚度。

胎边芯由于其位置及其功能导致典型地包括具有刚度值的混合物，使得它以有效的方式可提供前述过渡功能。

基于这些观察结果，申请人假设可通过进一步增加胎边芯的刚度，来实现在高速下和/或在极端驾驶条件下和/或在重负载下轮胎的结构和功能特性方面的进一步改进，以满足市场日益增加的苛刻要求。

申请人观察到通过增加加入到该混合物中的热固性树脂量来产生刚度不可能提供该问题的解决方案，这是因为在混合物的制备期间以及在轮胎的建造期间均难以加工胎边芯。申请人还假设过量存在树脂可导致轮胎组件过大的热塑性，后者表明随着温度变化，弹性动态模量显著变化。

因此申请人最初测试了在胎边芯的弹性体材料内增加硫或炭黑百分比的可能性。尽管这些解决方案确实导致较大的刚度，但它们对所得弹性体材料增加的脆度形式具有负面的副作用，和在炭黑用量增加的情况下，还导致粘度显著增加，从而使得该混合物的可操作性更低。

申请人因此集中其注意力在这些结果上，并尝试在没有对结构的其他特性和/或可操作性产生任何负面影响的情况下，在胎边芯的弹性体材料内实现较大的刚度。

申请人发现，通过由含纳米尺寸的无机纤维，优选由硅酸镁和/或硅酸铝组成的无机纤维的弹性体材料制造胎边芯，可获得在极端使用条件下，尤其针对稳定性和可控性，具有改进的性能的轮胎。

申请人发现，添加纳米尺寸的无机纤维到胎边芯由其制造的弹性体材料内，导致胎边芯增加的刚度，且没有出现较大的脆度和较低的可加工性问题。

这是令人惊奇的，因为申请人注意到用前述纳米尺寸的硅酸镁和/或硅酸铝的无机纤维增强的弹性体材料显示出动态剪切模量的显著下降，当动态变形增加时，换句话说，大的Payne效应，使得该材料可能被视为不适合于在高性能轮胎中使用。

由于大的Payne效应典型地导致增强性能损失和增加的变形，因此，将预期到轮胎性能的下降。

尽管如此，但申请人在轮胎上进行了试验，所述轮胎具有由用前述纤维增强的弹性体材料制造的胎边芯，且令人惊奇地发现，就稳定性和可控性来说，能发现优良的性能，和另外在胎圈区域内没有发生轮胎变脆。

因此，根据第一方面，本发明涉及在高速下和/或在重负载下执行的技术动作期间，增加车轮用轮胎性能的方法，所述方法包括：

实现配有一对胎圈结构的轮胎，其中每一胎圈包括具有预定刚度的至少一个胎边芯且包括通过交联可交联的弹性体组合物获得的已交联弹性体材料；

其中通过在所述可交联的弹性体组合物内调节选自弹性体聚合物，硫化剂，促进剂，热固性树脂，炭黑和具有纳米尺寸的硅酸镁和/或硅酸铝无机纤维中的一种或多种成分的存在和用量，从而确定在成品轮胎内胎边芯的刚度。

在第二方面中，本发明涉及车轮用轮胎，它包括：

-含至少一层胎体层的胎体结构，所述胎体层具有与相对环形的增强结构相连的对边边缘；