具有改进的动态特性的轮胎
阅读：997发布：2020-06-27
专利汇可以提供具有改进的动态特性的轮胎专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种轮胎，所述轮胎包括胎冠帘布层，所述胎冠帘布层由增强元件的至少两个工作胎冠层形成，所述增强元件从一层至另一层交叉并且与周向方向形成在10°至45°之间的 角 度。 聚合物 共混物的第一层S沿轴向延伸至少直至 胎面 的轴向端部并且与至少一个工作帘布层 接触 并且与 胎体 帘布层接触。第一层S由经填充的弹性体共混物制成，所述弹性体共混物具有大于或等于65的宏观分散系数Z和用tan(δ)max表示的小于0.100的最大tan(δ)值，并且所述第一层S在10％和60℃下在返回循环中测得的复数动态 剪切模量 G*大于1.35MPa。，下面是具有改进的动态特性的轮胎专利的具体信息内容。
1.具有径向胎体增强件的轮胎，所述轮胎包括胎冠增强件，所述胎冠增强件由增强元件的至少两个工作胎冠层形成，所述增强元件从一层至另一层交叉并且与周向方向形成在
10°至45°之间的角度，聚合物配混物的第一层S与至少一个工作胎冠层接触并且与胎体增强件接触，所述聚合物配混物的第一层S沿轴向延伸至少直至胎面的轴向端部，所述胎面沿径向覆盖胎冠增强件并且通过两个胎侧连接至两个胎圈，其特征在于，所述聚合物配混物的第一层S由经填充的弹性体配混物制成，所述弹性体配混物具有大于或等于65的宏观分散系数Z和用tan(δ)max表示的小于0.100的最大tan(δ)值，并且所述聚合物配混物的第一层S在10％伸长变形和60℃下在返回循环中测得的复数动态剪切模量G*大于1.35MPa。
2.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，所述胎冠增强件包括至少一个周向增强元件的层。
3.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于，第一层S在10％伸长变形和60℃下在返回循环中测得的复数剪切模量G*小于2MPa。
4.根据前述权利要求任一项所述的轮胎，其特征在于，第一层S的弹性体配混物包含以
10至50phr之间的含量使用的至少一种炭黑作为增强填料，并且炭黑具有大于90m2/g的BET比表面积。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的轮胎，其特征在于，第一层S的弹性体配混物包含BET比表面积大于90m2/g的炭黑和白填料的共混物，并且增强填料以10至60phr之间的含量使用，并且炭黑与白填料的比例大于2.7。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的轮胎，所述轮胎包括聚合物配混物的第二层G，所述第二层G沿轴向与聚合物配混物的第一层S接触并且沿径向位于胎体增强件与胎冠增强件的增强元件的径向最内层之间，其特征在于，所述聚合物配混物的第二层G由经填充的弹性体配混物制成，所述弹性体配混物具有大于或等于65的宏观分散系数Z和用tan(δ)max表示的小于0.100的最大tan(δ)值，并且所述聚合物配混物的第二层G在10％伸长变形和60℃下在返回循环中测得的复数动态剪切模量G*大于1.35MPa。
7.根据权利要求6所述的轮胎，其特征在于，第二层G在10％伸长变形和60℃下在返回循环中测得的复数剪切模量G*小于2MPa。
8.根据权利要求6所述的轮胎，其特征在于，第二层G的弹性体配混物包含以10至50phr之间的含量使用的至少一种炭黑作为增强填料，并且炭黑具有大于90m2/g的BET比表面积。
9.根据权利要求6所述的轮胎，其特征在于，第二层G的弹性体配混物包含BET比表面积大于90m2/g的炭黑和白填料的共混物，并且增强填料以10至60phr之间的含量使用，并且炭黑与白填料的比例大于2.7。
10.根据权利要求2所述的轮胎，其特征在于，周向增强元件的层在径向上设置在两个工作胎冠层之间。
11.根据权利要求10所述的轮胎，其特征在于，在径向上邻近周向增强元件的层的工作胎冠层的轴向宽度大于所述周向增强元件的层的轴向宽度。
12.根据权利要求11所述的轮胎，其特征在于，在赤道平面的每一侧并且在周向增强元件的层的直接轴向延伸部分中，邻近周向增强元件的层的工作胎冠层沿轴向宽度联接，之后通过由橡胶配混物制成的成形元件至少在所述两个工作胎冠层共同的剩余宽度上脱离联接。
13.根据权利要求2所述的轮胎，其特征在于，至少一个周向增强元件的层的增强元件为金属增强元件，所述金属增强元件在0.7％伸长下具有在10至120GPa之间的割线模量和小于150GPa的最大切线模量。
14.根据权利要求1-3中任一项所述的轮胎，其特征在于，工作胎冠层的增强元件不可伸展。
15.根据权利要求1-3中任一项所述的轮胎，其特征在于，胎冠增强件通过被称为弹性元件的增强元件的被称为保护帘布层的至少一个额外的帘布层而在径向上在外部得到补充，所述增强元件以相对于周向方向在10°至45°之间的角度定向，且方向与通过与其径向邻近的工作胎冠层的不可伸展的元件形成的角度相同。
16.根据权利要求1-3中任一项所述的轮胎，其特征在于，胎冠增强件进一步包括由金属增强元件形成的三角层，所述金属增强元件与周向方向形成大于60°的角度。
具有改进的动态特性的轮胎
技术领域
背景技术
[0002] 在重型负载类型的轮胎中，胎体增强件通常锚固在胎圈区域中的任一侧，并且在径向上被由至少两个层构成的胎冠增强件覆盖，所述至少两个层重叠并且由丝线或帘线形成，所述丝线或帘线在每个层中平行并且从一个层至下一个层形成交叉，形成与周向方向在10°至45°之间的角度。形成工作增强件的所述工作帘布层可以进一步由至少一个被称为保护层的层覆盖，所述层由增强元件形成，所述增强元件有利地为金属并可伸展，且被称为弹性增强元件。所述轮胎还可以包括具有低伸展性的金属丝线或帘线的层，所述金属丝线或帘线与周向方向形成在45°至90°之间的角度，被称为三角帘布层的该帘布层在径向上位于胎体增强件与第一胎冠帘布层之间，所述第一胎冠帘布层被称为工作帘布层并且由平行的丝线或帘线形成，所述丝线或帘线以绝对值不超过45°的角度铺设。三角帘布层至少与所述工作帘布层形成三角增强件，该增强件在其所经受的各种应力下具有较低的变形，三角帘布层基本上用于吸收施加在轮胎胎冠区域中的所有增强元件上的横向压缩力。
[0003] 当帘线在等于断裂力的10％的拉伸力下显示出至多等于0.2％的相对伸长时，所述帘线被称为是不可伸展的。
[0004] 当帘线在等于断裂负载的拉伸力的作用下显示出至少等于3％的相对伸长和小于150GPa的最大切线模量时，所述帘线被称为是弹性的。
[0005] 周向增强元件是与周向方向形成在+2.5°至-2.5°(相对于0°)范围内的角度的增强元件。
[0006] 轮胎的周向方向或纵向方向是对应于轮胎的外周并由轮胎行驶方向限定的方向。
[0007] 轮胎的横向方向或轴向方向平行于轮胎的旋转轴线。
[0008] 径向方向是与轮胎的旋转轴线相交并与其垂直的方向。
[0009] 轮胎的旋转轴线是轮胎在正常使用时绕其旋转的轴线。
[0010] 径向平面或子午平面是包含轮胎的旋转轴线的平面。
[0011] 周向正中平面或赤道平面是垂直于轮胎的旋转轴线并且将轮胎分为两半的平面。
[0013] 至于橡胶组合物，模量的测量根据1988年9月的标准AFNOR-NFT-46002在张力下进行：在第二次伸长中(即在一个适应循环之后)测量(根据1979年12月的标准AFNOR-NFT-40101的正常温度和相对湿度条件)在10％伸长下的公称割线模量(或表观应力，以MPa表示)。
[0014] 由于全世界公路网络的改善和高速公路网络的增长，被称为公路轮胎的某些现有轮胎旨在以高速行驶在越来越长的旅途中。这种轮胎行驶的组合条件毫无疑问地使得行驶的距离增加，轮胎上的磨损减少；但另一方面，轮胎和特别是胎冠增强件的耐久性受到不利影响。
[0015] 这是因为在胎冠增强件中存在应力，特别是胎冠层之间的剪切应力，加上轴向最短胎冠层的端部处的操作温度的不可忽略的升高，其效果是导致裂缝在橡胶中出现并且在所述端部处扩散。
[0016] 为了改进所研究类型的轮胎的胎冠增强件的耐久性，已经提出与设置在帘布层端部(更特别是轴向最短帘布层的端部)之间和/或周围的橡胶配混物的层和/或成形元件的结构和质量相关的解决方案。
[0017] 特别已知的实践是在工作帘布层的端部之间引入橡胶配混物的层从而在所述端部之间产生脱离联接，从而限制剪切应力。然而这种脱离联接的层必须具有极好的内聚力。这种橡胶配混物的层例如描述于专利申请WO 2004/076204。
[0018] 为了改进位于胎冠增强件边缘附近的橡胶配混物的抗劣化能力，专利FR 1 389 428建议与低滞后性胎面结合使用覆盖至少胎冠增强件的侧面和边缘并且由低滞后性橡胶配混物形成的橡胶成形元件。
[0019] 为了避免胎冠增强件帘布层之间的分离，专利FR 2 222 232教导了将增强件的端部包覆在橡胶垫中，所述橡胶垫的肖氏A硬度与包围所述增强件的胎面的肖氏A硬度不同，并且高于位于胎冠增强件与胎体增强件帘布层的边缘之间的橡胶配混物的成形元件的肖氏A硬度。
[0020] 通过这种方式制备的轮胎的确有效地允许特别是耐久性方面的性能的改进。
[0021] 此外，为了制备具有极宽胎面的轮胎或者在具有一定尺寸的轮胎上赋予更大的负载承受能力，已知的实践是引入周向增强元件的层。例如专利申请WO 99/24269描述了存在这种周向增强元件的层。
[0022] 周向增强元件的层通常由至少一根金属帘线形成，所述金属帘线缠绕从而形成相对于周向方向的铺设角度小于2.5°的线圈。
[0023] 在试验过程中，本发明人证实，无论轮胎是否包括周向增强元件的层，当轮胎以例如沿着蜿蜒道路行驶时可能遇到的方式而在侧偏条件下受到严重且频繁的负载时，所述轮胎呈现的侧偏刚度方面的特性可能使得制成设置在工作帘布层之间的胎冠增强件的橡胶配混物中出现开裂。所述开裂当然损害轮胎的耐久特性。当在蜿蜒道路上超载和高速行驶时，所述开裂进一步加重。
发明内容
[0024] 本发明的目的是提供一种轮胎，所述轮胎的动态特性(特别是侧偏刚度)得以改进,并因此特别是在引起严重侧偏应力的行驶条件下,所述轮胎的耐久性特性得以维持而无论磨损程度如何，。
[0025] 根据本发明使用具有径向胎体增强件的轮胎实现该目的，所述轮胎包括胎冠增强件，所述胎冠增强件由增强元件的至少两个工作胎冠层形成，所述增强元件从一层至另一层交叉并且与周向方向形成在10°至45°之间的角度，聚合物配混物的第一层S与至少一个工作胎冠层接触并且与胎体增强件接触，所述聚合物配混物的第一层S沿轴向延伸至少直至胎面的轴向端部，所述胎面沿径向覆盖胎冠增强件并且通过两个胎侧连接至两个胎圈，所述聚合物配混物的第一层S由经填充的弹性体配混物制成，所述弹性体配混物具有大于或等于65的宏观分散系数Z和用tan(δ)max表示的小于0.100的最大tan(δ)值，并且所述聚合物配混物的第一层S在10％和60℃下在返回循环中测得的复数动态剪切模量G*大于1.35MPa。
[0026] 经填充的弹性体配混物的大于或等于65的宏观分散系数Z表示填料以大于或等于65的分散系数Z分散在组合物的弹性体基质中。
[0027] 在本说明书中，填料在弹性体基质中的分散通过在交联之后根据S.Otto等人在Kautschuk Gummi Kunststoffe，58Jahrgang，NR 7-8/2005中描述的方法根据标准ISO 11345测得的系数Z进行表征。
[0028] 系数Z基于未分散填料的表面积的百分比(“未分散表面积％”)使用下式进行计算，所述百分比通过具有Dynisco公司的操作程序和“disperDATA”操作软件的“disperGRADER+”设备测得：
[0029] Z＝100-(未分散表面积％)/0.35
[0030] 未分散表面积的百分比本身使用在30°入射光线下观察样品表面的摄影机测得。浅色点与填料和附聚物相关，而深色点与橡胶基质相关；数字处理将图像转化成黑白图像并且允许以S.Otto在上述文献中描述的方式确定未分散表面积的百分比。
[0031] 系数Z越高，则填料在橡胶基质中的分散越好(100的系数Z对应于完美分散而0的系数Z对应于普通分散)。大于或等于65的系数Z被认为对应于填料在弹性体基质中的令人满意的分散。
[0032] 制成层S的弹性体配混物根据已知方法制备。
[0033] 为了实现大于或等于65的宏观分散系数Z，可以有利地通过形成二烯弹性体和增强填料的母料从而制备制成层S的弹性体配混物。
[0035] 存在各种获得二烯弹性体和增强填料的母料的方式。特别地，为了改进填料在弹性体基质中的分散，一种解决方案是以“液”相混合弹性体和填料。为此，求助于呈现分散在水中的弹性体颗粒的形式的胶乳形式的弹性体，和填料的水分散体，即分散在水中的填料，其通常被称为“浆料”。
[0036] 因此，根据本发明的一个替代形式，通过以液相混合由包含天然橡胶的二烯弹性体胶乳和包含炭黑的填料的水分散体获得母料。
[0037] 还更优选地，根据如下方法步骤获得根据本发明的母料，所述步骤能够获得填料在弹性体基质中的非常好的分散：
[0038] -将二烯弹性体胶乳的第一连续流供应至凝固反应器的混合区域，所述凝固反应器限定了在混合区域和出口之间延伸的细长的凝固区域，
[0039] -在压力下将包含填料的流体的第二连续流供应至凝固反应器的所述混合区域，从而通过在混合区域中足够剧烈地混合第一流和第二流与弹性体胶乳形成混合物，从而造成弹性体胶乳与填料在出口之前凝固，所述配混物之后以连续流的方式流向出口区域并且所述填料能够使弹性体胶乳凝固，
[0040] -收集在反应器的出口处以连续流的形式预先获得的凝固物并且干燥从而收集母料。
[0041] 所述以液相制备母料的方法例如描述于文献WO 97/36724。
[0042] 根据本发明有利地，聚合物配混物的第二层S的弹性体–填料结合的特征在于在交联之前测得的大于35％的“结合橡胶”含量。
[0043] 被称为“结合橡胶”试验的试验能够确定未硫化组合物中的与增强填料密切关联的弹性体比例，该弹性体比例在常规有机溶剂中不可溶。已知在混合过程中通过增强填料固定的该不可溶橡胶比例能够定量地表征橡胶组合物中的填料的增强活性。所述方法例如描述于标准NF T45-114(1989年6月)，所述标准用于确定结合至炭黑的弹性体的含量。
[0044] 本领域技术人员公知该试验用于表征由增强填料提供的增强质量，该试验例如描述于如下文献：Plastics,Rubber and Composites Processing and Applications，第25卷，第7期，第327页(1996)；Rubber Chemistry and Technology，第69卷，第325页(1996)。
[0045] 在该情况下，不能用甲苯提取的弹性体的含量以如下方式测得：将橡胶组合物的试验样本(通常300-350mg)放置15天从而在该溶剂(例如80-100cm3的甲苯)中溶胀之后，在100℃下进行真空干燥24小时的步骤，然后称重因此处理的橡胶组合物的试验样本。优选地，上述溶胀步骤在环境温度(约20℃)下进行并且避开光线，并且例如在溶胀的第一个五天之后更换一次溶剂(甲苯)。在计算中考虑并且消除了橡胶组合物中最初存在的除了弹性体之外的不溶特性的组分的份数之后，“结合橡胶”含量(重量％)以已知方式通过橡胶组合物样品的最初重量和最终重量之间的差值计算。
[0046] 损耗因数tan(δ)为橡胶配混物的层的动态特性。其在粘度分析仪(Metravib VA4000)上根据标准ASTM D 5992-96进行测量。记录硫化组合物的样品(厚度为4mm，横截面为400mm2的圆柱状试样)在10Hz的频率和60℃的温度下经受简单交替剪切应力的正弦负载的响应。从0.1％至50％(向外循环)，接着从50％至1％(返回循环)进行应变振幅扫描。开发的结果为在返回循环中测得的复数动态剪切模量(G*)和损耗因数tan(δ)。对于返回循环，标明观察到的最大tan(δ)值，用tan(δ)max表示。
[0047] 根据本发明的一个优选的实施方案，轮胎的胎冠增强件包括至少一个周向增强元件的层。
[0048] 本发明人能够证实，选择在10％和60℃下在返回循环中测得的复数剪切模量G*大于1.35MPa的第一层S改进了轮胎的动态特性和特别是侧偏刚度特性，尤其是在侧偏开裂方面特别不利的行驶条件下。
[0049] 特别地并且本领域技术人员完全意料之外地，聚合物配混物的第一层S(所述层S被设置成与胎体增强件和至少一个胎冠增强件的层接触)的特性显著影响侧偏刚度特性。本发明人进一步证实选择该聚合物配混物的第一层S不损害轮胎在直线行驶时经受的应力方面的性能。
[0050] 本发明人还能够证实，即使当存在周向增强元件的层(然而所述层赋予轮胎特别是轮胎的胎冠增强件显著的刚度)，上文对于第一层S列举的特征仍非常有助于该侧偏刚度特性。
[0051] 由于赋予轮胎刚度，周向增强元件的层的存在将能够充分地并且理论上最佳地影响侧偏刚度特性。已进行的试验证实了第一层S的特性显著影响轮胎的侧偏刚度特性并且即使当存在周向增强元件的层时也允许改进侧偏刚度特性。
[0052] 根据本发明有利地是，第一层S的在10％和60℃下在返回循环中测得的复数剪切模量G*小于2MPa，因此在损害轮胎的耐久性特性及其滚动阻力特性的情况下，轮胎的热特性也不会过多改变。
[0053] 本发明人进一步证实由经填充的弹性体配混物(所述弹性体配混物具有大于或等于65的宏观分散系数Z和用tan(δ)max表示的小于0.100的最大tan(δ)值)制成的第一层S具有足够的内聚力从而当物体刺穿轮胎胎面时限制裂缝的蔓延。本发明人还证实即使在物体刺穿轮胎胎面时在上述情况下，也能实现组合动态特性(特别是侧偏刚度和耐久性特性)的轮胎性能的折中。
[0054] 根据本发明的一个优选的实施方案，第一层S的弹性体配混物包含以10至50phr之间的含量使用的至少一种炭黑作为增强填料，所述炭黑具有大于90m2/g，优选大于或等于120m2/g的BET比表面积。
[0055] 还优选地，第二层S的弹性体配混物的增强填料包括上述炭黑和白填料的共混物作为增强填料，总填料含量在10至60phr之间并且炭黑与白填料的比例大于2.7。
[0056] 选择上述填料还能够赋予第一层S令人满意的内聚力特性。
[0057] 在本发明的含义内，内聚性橡胶配混物为特别耐裂的橡胶配混物。因此通过在“PS”(纯剪切)试样上进行的疲劳开裂试验评估配混物的内聚力。所述试验包括在对试样进行刻痕之后确定裂缝蔓延速度“PR”(nm/周期)随能量释放速度“E”(J/m2)的变化。测量覆盖的实验范围为-20℃至+150℃范围内的温度、空气或氮气的气氛。试样的应力为以脉冲应力负载(“半正矢”切线信号)的形式施加的振幅在0.1mm和10mm之间的动态位移，剩余时间等于脉冲持续时间；信号的频率平均为约10Hz。
[0058] 测量包括3个部分：
[0059] ·“PS”试样在27％变形下的1000个周期的适应。
[0060] ·能量表征从而确定“E”＝f(变形)定律。能量释放速度“E”等于W0*h0，其中W0＝每个周期和每单位体积供应至材料的能量，h0＝试样的初始高度。利用“力/位移”采集数据因此给出“E”和应力负载的振幅之间的关系。
[0061] ·在对“PS”试样进行刻痕之后测量裂缝。收集的数据用以确定裂缝蔓延速度“PR”随施加的应力水平“E”而变化。
[0062] 根据本发明的有利的变体形式，轮胎包括聚合物配混物的第二层G，所述第二层G沿径向位于胎体增强件和胎冠增强件的增强元件的径向最内层之间并且轴向宽度至少等于胎冠增强件的增强元件的径向最内层的宽度的70％，所述聚合物配混物的第二层G由经填充的弹性体配混物制成，所述弹性体配混物具有大于或等于65的宏观分散系数Z和用tan(δ)max表示的小于0.100的最大tan(δ)值，并且第二层G在10％和60℃下在返回循环中测得的复数剪切模量G*大于1.35MPa。
[0063] 根据本发明有利地，聚合物配混物的第二层G中的弹性体-填料结合的特征在于在交联之前测得的大于35％的“结合橡胶”含量。
[0064] 根据本发明的该替代形式的优选实施方案，所述第二层G的轴向宽度至多等于胎冠增强件的增强元件的径向最内层的宽度并且优选至少等于胎冠增强件的增强元件的径向最内层的宽度的90％。
[0065] 根据本发明的该替代形式还优选地，所述第二层G的在径向方向上测得的厚度大于φ并且优选小于3φ，φ为胎冠增强件的径向最内层的增强元件的直径。
[0066] 本发明人还能够证实，由此限定的聚合物配混物的第二层G通过补充聚合物配混物的第一层S和可能的周向增强元件的层(如果存在的话)从而进一步有助于改进轮胎的侧偏刚度特性。
[0067] 根据本发明有利地是，第二层G的在10％和60℃下在返回循环中测得的复数剪切模量G*小于2MPa，因此在损害轮胎的耐久性特性及其滚动阻力特性的情况下，轮胎的热特性也不会过多改变。
[0068] 根据本发明的一个优选的实施方案，第二层G的弹性体配混物包含以10至50phr之间的含量使用的至少一种炭黑作为增强填料，所述炭黑具有大于90m2/g，优选大于120m2/g的BET比表面积。
[0069] 还优选地，第二层G的弹性体配混物的增强填料包括上述炭黑和白填料的共混物作为增强填料，总填料含量在10至60phr之间并且炭黑与白填料的比例大于2.7。
[0070] 有利地，制成第二层G的聚合物配混物与制成第二层S的聚合物配混物相同。
[0071] 根据本发明的一个有利的实施方案，轴向最宽的工作胎冠层在径向上位于另一个工作胎冠层的内部。
[0072] 根据本发明的一个有利的替代形式，周向增强元件的层的轴向宽度大于0.5xW。
[0073] W为当轮胎安装在其使用轮辋上并且被充气到其建议压力时该轮胎的最大轴向宽度。
[0074] 增强元件的层的轴向宽度在轮胎的横截面上进行测量，因此轮胎处于未充气状态。
[0075] 根据本发明的优选实施方案，至少两个工作胎冠层具有不同的轴向宽度，轴向最宽的工作胎冠层的轴向宽度与轴向最窄的工作胎冠层的轴向宽度之间的差别在10至30mm之间。
[0076] 根据本发明的一个优选的实施方案，周向增强元件的层在径向上设置在两个工作胎冠层之间。
[0077] 根据本发明的该实施方案，相比于在径向上位于工作帘布层的外部的相似的层所能实现的效果，周向增强元件的层能够更显著地限制胎体增强件的增强元件处于压缩的程度。增强与案件优选在径向上通过至少一个工作帘布层与胎体增强件分离，从而限制所述增强元件上的应力负载并且避免增强元件过度疲劳。
[0078] 根据本发明还有利地，在径向上与周向增强元件的层邻近的工作胎冠层的轴向宽度大于所述周向增强元件的层的轴向宽度，并且优选地，在赤道平面的任一侧和周向增强元件的层的直接轴向延伸部分中，与周向增强元件的层邻近的所述工作胎冠层在轴向宽度上联接，之后通过所述橡胶配混物的层C至少在所述两个工作帘布层共同的剩余宽度上脱离联接。
[0079] 在邻近周向增强元件的层的工作胎冠层之间存在这样的联接允许降低作用于最接近该联接的轴向最外周向元件的拉伸应力。
[0080] 根据本发明的一个有利的实施方案，至少一个周向增强元件的层的增强元件为金属增强元件，所述金属增强元件在0.7％伸长下具有在10至120GPa之间的割线模量和小于150GPa的最大切线模量。
[0081] 根据一个优选的实施方案，增强元件在0.7％伸长下的割线模量小于100GPa并且大于20GPa，优选在30至90GPa之间，还更优选小于80GPa。
[0082] 还优选地，增强元件的最大切线模量小于130GPa，更优选地小于120GPa。
[0083] 在拉伸应力随着伸长(所述伸长使用20MPa的预负载除以增强元件的金属的横截面而确定)而变化的曲线上测量上文表达的模量值，拉伸应力对应于测得的张力除以增强元件的金属的横截面。
[0084] 可以在拉伸应力随着伸长(所述伸长使用10MPa的预负载除以增强元件的总横截面而确定)而变化的曲线上测量相同增强元件的模量值，拉伸应力对应于测得的张力除以增强元件的总横截面。增强元件的总横截面是由金属和橡胶制成的复合元件的横截面，橡胶特别在轮胎固化阶段的过程中渗入增强元件。
[0085] 根据与增强元件的总横截面有关的该构想，至少一个周向增强元件的层的轴向外部和中部的增强元件是金属增强元件，所述金属增强元件在0.7％伸长下具有在5至60GPa之间的割线模量和小于75GPa的最大切线模量。
[0086] 根据一个优选的实施方案，增强元件在0.7％伸长下的割线模量小于50GPa并且大于10GPa，优选在15至45GPa之间，还更优选小于40GPa。
[0087] 还优选地，增强元件的最大切线模量小于65GPa，更优选地小于60GPa。
[0088] 根据一个优选的实施方案，至少一个周向增强元件的层的增强元件是金属增强元件，所述金属增强元件具有作为相对伸长的函数的拉伸应力曲线，所述拉伸应力曲线对于较小的伸长并具有较缓的斜率，而对于较大的伸长具有基本上恒定并且较陡的斜率。附加帘布层的这种增强元件通常被称为“双模量”元件。
[0089] 根据本发明的一个优选的实施方案，基本上恒定并且较陡的斜率从0.1％至0.5％之间的相对伸长而开始出现。
[0090] 上述增强元件的各个特征在取自轮胎的增强元件上测得。
[0091] 根据本发明，更特别适于制备至少一个周向增强元件的层的增强元件是例如公式21.23的组件，所述公式21.23的形成为3x(0.26+6x0.23)4.4/6.6SS；这种成股帘线由21根公式为3x(1+6)的基本丝线组成，其中3个股缠绕在一起，每一股由7根丝线组成，形成中间芯部的一根丝线的直径等于26/100mm，6根缠绕丝线的直径等于23/100mm。所述帘线具有等于45GPa的0.7％割线模量和等于98GPa的最大切线模量，这两个模量在拉伸应力随着伸长(所述伸长使用20MPa的预负载除以增强元件的金属的横截面而确定)而变化的曲线上测得，拉伸应力对应于测得的张力除以增强元件的金属的横截面。在拉伸应力随着伸长(所述伸长使用10MPa的预负载除以增强元件的总横截面而确定)而变化的曲线上，拉伸应力对应于测得的张力除以增强元件的总横截面，公式为21.23的该帘线具有等于23GPa的0.7％割线模量和等于49GPa的最大切线模量。
[0092] 同样地，增强元件的另一个示例是公式21.28的组件，所述公式21.28的组件的形成为3x(0.32+6x0.28)6.2/9.3SS。该帘线具有等于56GPa的0.7％割线模量和等于102GPa的最大切线模量，这两个模量在拉伸应力随着伸长(所述伸长使用20MPa的预负载除以增强元件的金属的横截面而确定)变化的曲线上测得，拉伸应力对应于测得的张力除以增强元件的金属的横截面。在拉伸应力随着伸长(所述伸长使用10MPa的预负载除以增强元件的总横截面而确定)变化的曲线上，拉伸应力对应于测得的张力除以增强元件的总横截面，公式为21.28的该帘线具有等于27GPa的0.7％割线模量和等于49GPa的最大切线模量。
[0093] 在至少一个周向增强元件的层中使用这种增强元件特别能够维持层的令人满意的刚度，即使在常规制造方法中的成型和固化阶段之后。
[0094] 根据本发明的第二个实施方案，周向增强元件可以由不可伸展的金属元件形成，所述金属元件以一定方式切割从而形成长度远小于最短层的周长但是优选大于所述周长的0.1倍的部分，所述部分之间的切口沿轴向彼此偏离。再次优选地，附加层的每单位宽度的弹性拉伸模量小于最具伸展性的工作胎冠层在相同条件下测得的弹性拉伸模量。所述实施方案能够以简单的方式赋予周向增强元件的层一定的模量，所述模量可以简单调节(通过选择同一行的部分之间的间隔)但是在所有情况下都低于由相同但连续的金属元件构成的层的模量，附加层的模量在取自轮胎的切割元件的硫化层上测得。
[0095] 根据本发明的第三个实施方案，周向增强元件是波状金属元件，波幅与波长的比例a/λ至多等于0.09。优选地，附加层的每单位宽度的弹性拉伸模量小于最具伸展性的工作胎冠层在相同条件下测得的弹性拉伸模量。
[0097] 根据本发明的一个优选的实施方案，工作胎冠层的增强元件为不可伸展的金属帘线。
[0098] 为了降低作用在轴向最外周向元件上的拉伸应力，本发明还有利地使工作胎冠层的增强元件与周向方向形成的角度小于30°，优选小于25°。
[0099] 根据本发明的另一个有利的替代形式，工作胎冠层包括从一个帘布层至另一个帘布层交叉并且与周向方向形成角度的增强元件，所述角度可以在轴向方向上变化，在增强元件的层的轴向外边缘上的所述角度大于在周向中平面处测得的所述元件的角度。本发明的所述实施方案能够提高某些区域中的周向刚度，同时另一方面降低其它区域中的周向刚度，从而显著降低胎冠增强件处于压缩时的程度。
[0100] 本发明的一个优选的实施方案还使胎冠增强件通过被称为弹性增强元件的增强元件的被称为保护层的至少一个附加层在径向上在外侧得到补充，所述弹性增强元件以相对于周向方向在10°至45°之间的角度定向，且方向与通过与其径向邻近的工作帘布层的不可伸展的元件形成的角度相同。
[0101] 保护层可以具有比最窄工作帘布层的轴向宽度更小的轴向宽度。所述保护层还可以具有比最窄工作帘布层的轴向宽度更大的轴向宽度，使得所述保护层覆盖最窄工作帘布层的边缘，并且当保护层位于最窄层的径向上方时，其在附加增强件的轴向延伸部分中在轴向宽度上与最宽工作胎冠层联接，从而之后在轴向外侧通过厚度至少等于2mm的成形元件与所述最宽工作帘布层脱离联接。在上述情况下，由弹性增强元件形成的保护层一方面任选地通过成形元件与所述最窄工作帘布层的边缘脱离联接，所述成形元件的厚度基本上小于分离两个工作帘布层的边缘的成形元件的厚度，另一方面所述保护层的轴向宽度小于或大于最宽胎冠层的轴向宽度。
[0102] 根据本发明的上述任一个实施方案，胎冠增强件可以进一步通过由钢制不可伸展金属增强元件制成的三角层在胎体增强件和最接近所述胎体增强件的径向内部工作帘布层之间在径向内侧得到补充，所述不可伸展金属增强元件与周向方向形成大于60°的角度，且方向与通过径向最接近胎体增强件的层的增强元件形成的角度相同。
[0104] 下文将通过参考图1和图2的本发明的示例性实施方案的描述而使本发明的其它细节和有利特征变得显而易见，在图中：
[0105] -图1：根据本发明的第一个实施方案的轮胎的子午线示意图，
[0106] -图2：根据本发明的第二个实施方案的轮胎的子午线示意图。
具体实施方式
[0107] 为了简化理解，附图没有按比例显示。这些图仅显示了轮胎的图的一半，轮胎相对于轴线XX’对称地延续，所述轴线XX’表示轮胎的周向正中平面或赤道平面。
[0108] 在图1中，尺寸为315/70R 22.5的轮胎1具有等于0.70的纵横比H/S，H是轮胎1在其安装轮辋上的高度，S是其最大轴向宽度。所述轮胎1包括固定在两个胎圈(图中未示出)中的径向胎体增强件2。胎体增强件由单层金属帘线形成。所述胎体增强件2被胎冠增强件4环箍，所述胎冠增强件4在径向上从内向外由以下形成：
[0109] -由未包封的不可伸展的9.28金属帘线形成的第一工作帘布层41，所述金属帘线在帘布层的整个宽度上连续并且以24°的角度定向，
[0110] -周向增强元件的层42，所述周向增强元件的层42由“双模量”类型的21x23钢质金属帘线形成，
[0111] -由未包封的不可伸展的9.28金属帘线形成的第二工作帘布层43，所述金属帘线在帘布层的整个宽度上连续并且以24°的角度定向并且与层41的金属帘线交叉，[0112] -由弹性6.35金属帘线形成的保护层44。
[0113] 胎冠增强件本身由胎面6所覆盖。
[0114] 轮胎的最大轴向宽度W等于317mm。
[0115] 第一工作帘布层41的轴向宽度L41等于252mm。
[0116] 第二工作帘布层43的轴向宽度L43等于232mm。宽度L41和L43之间的差值等于15mm。
[0117] 周向增强元件的层42的轴向宽度L42等于194mm。
[0118] 被称为保护帘布层的最终胎冠帘布层44具有等于124mm的宽度L44。
[0119] 根据本发明，橡胶配混物的第一层S设置在胎体增强件2与第一工作帘布层41之间。
[0120] 在图2中，轮胎1与图1中所示的轮胎的不同之处在于，沿径向在胎体增强件2与第一工作帘布层41之间，第二层G沿轴向延伸第一层S。
[0121] 使用根据本发明制得的不同的轮胎S1和S2进行试验。根据本发明制得的轮胎S2如图1所示，而轮胎S1不具有周向增强元件的层。根据本发明的这些轮胎S1和S2与参照轮胎T1对比，所述参照轮胎T1不具有周向增强元件的层并且所述聚合物配混物的第一层S在10％和60℃下在返回循环中测得的复数动态剪切模量G*小于1.35MPa。
[0122] 第一层S使用的各种配混物列于下表。
[0123]
[0124]
[0125] 组分的值用phr(重量份/百份弹性体)表示。
[0126] 参照轮胎T1具有由配混物R1制成的第一层S。
[0127] 根据本发明的轮胎S1和S2具有由配混物1制成的第一层S。
[0128] 在试验机上进行第一耐久性试验，所述试验机使得每个轮胎在等于所述轮胎指定的最大速度等级(速度指数)的速度下在4000kg的初始负载下以直线行驶，所述初始负载逐渐增加从而减少试验的持续时间。
[0129] 已发现试验的所有轮胎显示出基本上相当的结果。
[0130] 在试验机上进行其它耐久性试验，所述试验机向轮胎周期性施加横向负载和动态超负载。在与施加至参照轮胎的条件相同的条件下在根据本发明的轮胎上进行试验。
[0131] 每种类型的轮胎覆盖的距离彼此不同，由于在工作帘布层的端部处的橡胶配混物的劣化而出现故障。结果列于下表，参考为参照轮胎T1设定的基数100。
[0132]轮胎T1 轮胎S1 轮胎S2
100 125 135
100 125 135
[0133] 这些结果表明，即使当存在周向增强元件的层时，根据本发明的在10％和60℃下在返回循环中测得的复数动态剪切模量G*大于1.35MPa的第一层S允许非常明显地改进轮胎的耐久性性能和特别是侧偏刚度特性。
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