[发明专利]涂胶织物及带有零度加强元件的轮胎

说明书

本发明涉及用于具有零度加强元件的轮胎的涂胶织物及加入这种织物的轮胎。

众所周知，轮胎包括至少三种基本部件，胎体，胎面带及位于胎面带与胎体之间的加强皮带。胎体，通常至少一层，绕一对胎缘填充芯从两端部翻出。胎缘填充芯、胎体端部一起，并在胎缘填充芯与胎体端部之间加入任何一种橡胶填料，以配合在轮胎两侧形成胎边。

当使用时，轮胎置于一轮缘上，该轮缘具有两个沿轴向互相移动的座。轮胎两侧的两个胎边放在两个轮缘座上。每个轮缘座终止于一端部凸缘，该凸缘具有一大于轮胎胎边直径的外部直径，防止当轮胎安装在轮缘上后胎边从轮缘滑落。

常规轮胎的皮带一般包括至少三个涂胶织物。前两个织物包括互相交叉并与轮胎赤道面成角度的细绳。第三个织物是由可热皱缩材料的细线制成的外部径向皮带，该可热皱缩材料包括合成橡胶，定向成与轮胎赤道面成0°，通常如尼龙。在一通常的实施例中，第三层包括埋在0.7mm厚的涂胶织物中的直径0.39mm的尼龙绳。

为了在轮胎上形成胎面花纹，将未硫化的或“粗制生胶”的轮胎放置在模中，在该模内表面上设有轮胎胎面花纹。在制造工序的胎面成形步骤中，将模推入轮胎中，把胎面花纹印在轮胎上。同时，轮胎膨胀，使交叉绳的层向模的内表面扩张。这种扩张有助于将胎面带推向模的表面，使其可以从模上接收胎面花纹。当轮胎膨胀扩张时，交叉的绳被向外推，减小了绳相互之间倾斜的角度。带有可热皱缩合成纤维绳的第三皮带层，在其下面向层施加一力，在胎面成形阶段限制它们向外的运动。

第三皮带层不仅在轮胎制造时起作用，而且在将轮胎安装在轮缘上时对于轮胎的操作也很重要。第三皮带层有助于抵消下层向外的扩张，该扩张是由高速作用在皮带上的大的离心力产生的。

但是，合成纤维绳至少有一个缺点。它们会在轮胎中暂时变形，该现象称为“接地点扁平化”。当车辆停止时，车的全部重量落在各轮胎上的一个点上。这使各轮胎在轮胎触地的轨迹或标记区压扁。由于合成纤维在应力下易于蠕动，它们在标记区变形。即使在车辆移动、轮胎旋转后，压扁的区域还在标记区保留很长一段时间。这种现象在所有合成材料中是很典型的。该现象依有问题的特殊合成纤维的粘弹性特性而在材料与材料之间有所变化。因此，至少在轮胎接地点扁平化并旋转后的一定的时间段内，合成绳的暂时变形将产生噪音效果及不舒服的表现。

为了避免这种现象，已经知道将零度金属绳(定向为与轮胎赤道面成零度角)而不是合成材料绳加入到第三皮带中。金属绳有足够的强度在车辆停止时抵抗变形。根据这种教导制造的轮胎不会发生“接地点扁平化”的现象，因为它们加入了金属绳而不是由粘弹性材料制成的绳。

当第三皮带层由金属绳制成时，已知使用由一些拧在一起的股绳制成的所谓的“顺捻型”绳，在绳到达破坏点之前提供高的延伸率，且因此，这种绳在现有技术中称为“HE”(高延伸率)绳。在这种实施例中，金属绳类似于一个弹簧线，这可以从通过研究这些材料的典型应力-变形图而明白。

金属绳的应力-变形图的第一段由一相对于横轴线的小的或缓的坡度表示。应力-变形图的该第一段很有用，因为它可以用来预测在胎面带成形阶段金属的状态特性，在胎面带成形阶段材料在低载荷下呈现高延伸率。接下来，应力变形图的坡度陡的段对在轮胎操作过程中确定金属的状态特性很有用，在轮胎操作过程中，材料在高载荷下仅呈现轻微的延伸率。

适于这种用途的金属绳的全部直径在制造大轮胎时使用的零度织物中可以是0.7mm。但是，这种绳尺寸对于汽车轮胎中皮带纤维所需的尺寸来说太大而不适合。

由形状记忆材料制造的金属绳的皮带结构在本领域也是公知的，例如，美国专利5,242,002和日本专利申请JP4362401。在美国专利5,242,002中，描述了一种轮胎，其皮带具有相对于轮胎赤道面对称倾斜的绳。绳是通过将几股线螺旋缠绕在一起而形成的。绳的至少一股线是由形状记忆材料制成的。形状记忆线在与其它线绞在一起之前，在预定的温度下当它具有特殊的构造(如波浪形)时进行热处理，随后在热处理温度下变形成直线构造；而后，当高于热处理温度时恢复成波浪形构造。

当每次胎面带温度高速上升时，皮带的温度超过形状记忆线的热处理温度，线倾向于呈现波浪形状。但由于形状记忆线与其它线绞在一起，形状记忆线不能变形，而是受到张力。由此，在形状记忆线中建立了一个应力，其作用是增加皮带的刚度，从而避免由于离心力造成的轮胎直径的增加。