專利名稱：低運(yùn)行溫度輪胎的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車輛輪胎，更準(zhǔn)確地說是涉及摩托車和小汽車的輪胎，但是它也可應(yīng)用于所有類型的輪胎，更具體地說本發(fā)明涉及這些輪胎的胎面膠，其中也包括生的或預(yù)成型的胎面用于覆蓋或“翻新”花紋磨平的輪胎，以及涉及與實(shí)現(xiàn)使用中最優(yōu)熱狀態(tài)有關(guān)的方法。
已知目前不僅就在任何種類的路面，即，在干燥的濕的或覆雪的路面上運(yùn)行的良好特性而論需要現(xiàn)代輪胎，而且就所有其它操作性能來說例如舒適、平滑滾動(dòng)和每公里的效率也需要良好的性能等級(jí)，甚至當(dāng)輪胎在臨界的或極端的條件運(yùn)行時(shí)，由于例如高速地與路徑接觸，特別是再加上高的環(huán)境溫度時(shí)，必須維持這些特性。
所述的特性和操作性能通過在胎面膠中形成槽和適當(dāng)尺寸的環(huán)形和/或橫向空心和取向而確定，由此出現(xiàn)各種配置在帶束層中的條形花紋和/或花紋塊的形成，以便根據(jù)輪胎的使用類型形成有代表性的胎面花紋；特別是此處所說的花紋，當(dāng)它不管輪胎的滾動(dòng)方向而總是相同的時(shí)候，被定義為對(duì)稱的，當(dāng)其一面不同于軸線的相對(duì)面時(shí)是不對(duì)稱的，當(dāng)其確定輪胎特別優(yōu)選的滾動(dòng)方向時(shí)，即當(dāng)相當(dāng)于輪胎本身的中緯線平面成鏡面圖象關(guān)系時(shí)是最終的方向。
優(yōu)選地，特別是為了實(shí)現(xiàn)在濕的和覆雪路面的良好粘附力性能的目的，當(dāng)輪胎在彎道運(yùn)行時(shí)提供帶有適宜的薄片形圖案的花紋塊和花紋條，即在基本上垂直于運(yùn)動(dòng)方向的方向一系列較大或較小密度或厚度取向的窄切口，沿著該方向切口必須執(zhí)行其功能。
從所有上述內(nèi)容可知，特性輪胎的性能在很大程度受到輪胎工作溫度的不利影響，需要解決的最困難的問題之一一直是并仍然是，在輪胎正常的使用溫度(30°-50°)下和當(dāng)輪胎克服由于強(qiáng)熱的和機(jī)械的應(yīng)力，例如所謂的“在極限條件下”使用輪胎造成所說的溫度升高時(shí)，仍保持輪胎良好耐磨損性和適宜的粘著力。
在任何運(yùn)行條件下，保持這些所希望的特性的困難實(shí)質(zhì)上起源于耐磨性和粘著力它們是兩個(gè)基本相互不相容的因數(shù)實(shí)際上，為了實(shí)現(xiàn)輪胎良好的耐磨性和低的滾動(dòng)阻力，需要使用具有低滯后值的摻混物，該摻混物例如在滾壓過程中經(jīng)受有限量的熱量散失。
另一方面，為了達(dá)到所希望的輪胎粘著力，需要高熱量散失值的摻混物，該摻混物例如經(jīng)受散失一定量適應(yīng)的能量以確保在胎面膠和接地之間的高粘合力。
應(yīng)記住，通過使用混合膠所達(dá)到的溫度與分散的能量的數(shù)量成比例，并因此與其滯后值成比例。
因此，如果人們希望同時(shí)優(yōu)選所有的輪胎性能特性，則形成胎面膠的最佳混合膠應(yīng)具有完全相反的滯后特性，相互不兼容。
實(shí)際上，在先有技術(shù)中已進(jìn)行了所有的努力，以便在不同于正常使用溫度的溫度范圍內(nèi)改進(jìn)輪胎性能，這些努力已導(dǎo)致嚴(yán)重的和不希望的粘著力損失，或在胎面膠的抗磨耗方面嚴(yán)重惡化，有時(shí)甚至存在這兩種缺點(diǎn)。
本申請(qǐng)人過去也曾試圖解決此問題，特別是以申請(qǐng)人名義申請(qǐng)的以輪胎作為其主題的意大利專利No.1087461。
此輪胎裝有包含兩層不同組合物的軸向鄰接的周邊部分的胎面膠，其由混合膠制成的第一部分具有低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(以下為Tg)，它在-55℃和-30℃之間，而第二部分的摻混物具有高的在-25℃和-10℃之間的Tg。與在正常的或高的工作溫度條件下所達(dá)到的某些優(yōu)點(diǎn)相比，在冬季條件下當(dāng)輪胎在低環(huán)境溫度(接近最高Tg的溫度(-10℃))工作時(shí)，在其特性性能方面顯示嚴(yán)重的下降。
以上實(shí)踐的結(jié)果是，所說的問題看來基本上未被先有技術(shù)解決。
特別是，當(dāng)輪胎在極端的使用條件下克服在上述標(biāo)準(zhǔn)溫度下使用(30℃-50℃)時(shí)的問題時(shí)，已知類型的胎面膠沒能成功地保持相同的粘合力而又不同時(shí)損害耐磨性。
根據(jù)本發(fā)明，已令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，在正常條件下使用時(shí)有可能保持特性輪胎性能，同時(shí)在極端條件下使用時(shí)可將它們改進(jìn)至較高的水平。
最初本申請(qǐng)人著手解決生產(chǎn)輪胎的問題，該輪胎含有著色的隔離膠例如有白色的胎側(cè)膠，特別是帶有兩種不同顏色胎面膠的輪胎，其中包括至少一層所說的隔離膠。雙色輪胎除了具有適宜的和獨(dú)特的美學(xué)外觀-這可通過車主用其更喜歡的顏色而使汽車個(gè)性化-以外，還有更實(shí)用的功能，例如在胎面膠圖案不能具有任何幫助時(shí)而需要正確安裝輪胎的情況下，可使該輪胎正確地安裝到車輛上，或當(dāng)在很弱的光線下從大量其它類型的存儲(chǔ)的輪胎中立即找到該輪胎。
本申請(qǐng)人注意到，制備著色的混合膠時(shí)不能使用即使是極小比率的炭黑作為增強(qiáng)填料，因?yàn)樘亢诰哂腥绱说闹芰Γ灾率谷魏纹渌伭系男Ч兊脽o意義。
僅僅所謂的“白色”填料可被適宜的顏料染色，在它們之中，優(yōu)選用于輪胎、特別是用于胎面膠的填料被確定為硅質(zhì)的填料，特別是二氧化硅。
然而，已知二氧化硅用于對(duì)輪胎提供低的滾動(dòng)阻力(由于如此填充的混合膠的低滯后值)和在覆雪或濕的地面上的良好粘附力，但二氧化硅在干燥地面上的粘附力方面以及耐磨損方面提供較低的性能，因此其在輪胎胎面膠中作為增強(qiáng)填料的應(yīng)用必須仔細(xì)控制。
通過研究一系列樣品的道路測(cè)試的結(jié)果，該樣品所具有的胎面膠包括在軸向以并列關(guān)系配置的兩種不同的環(huán)形部分，一種包括主要以炭黑填充的混合膠(黑混合膠)，另一種包括僅僅用白色填充劑填充的混合膠(白色混合膠)，本申請(qǐng)人已確認(rèn)所說樣品在干燥道路的性能結(jié)果總是比對(duì)比輪胎(其所具有的胎面膠是分別用炭黑和很高比率的二氧化硅填充的混合膠制成的)的那些性能整體上要好。
在力圖弄清這些未曾料到和費(fèi)解的結(jié)果的原因的研究過程中，申請(qǐng)人也進(jìn)行了某些被測(cè)輪胎胎面膠的溫度記錄，因此發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的雙色輪胎總是比黑色輪胎在較低的溫度運(yùn)行，特別是所說樣品的黑色部分往往也保持比黑色輪胎中的相同胎面部分更涼的溫度。
盡管不希望以任何方式受限于此理論，然而根據(jù)本發(fā)明，雙色輪胎與黑色輪胎相比在道路性能中所達(dá)到的改進(jìn)被認(rèn)為依賴于所說的輪胎的較低工作溫度；反之，與白色輪胎相比所達(dá)到的改進(jìn)將依賴于上述的和已知的二氧化硅的缺陷，特別是與在道路上輪胎性能的重要方面有關(guān)的那些缺陷。
特別是，在提供給兩種混合膠的輪胎中的白色混合膠部分、或在任何情況下低滯后混合膠部分(其是“冷”混合膠)，被認(rèn)為在使用中產(chǎn)生了與較低工作溫度相關(guān)聯(lián)的協(xié)同作用，除了保持作為整體的所有的輪胎較冷以外，其傾向于保持黑色混合膠的相鄰部分比通常的這種黑色混合膠胎更冷。
當(dāng)在兩種相聯(lián)接的混合膠內(nèi)的滯后值之間的和/或白色填料量之間的差值被優(yōu)選地處在給定的范圍內(nèi)時(shí)，如以下所更準(zhǔn)確敘述的，本發(fā)明被認(rèn)為能以可操作的方式實(shí)現(xiàn)其效果。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，已發(fā)現(xiàn)一種控制輪胎工作溫度的方法，該輪胎包括帶軸向地相對(duì)側(cè)壁的環(huán)形胎體和用于嵌入所說輪胎的相應(yīng)安裝輪輞的胎圈，所安裝的用于與地面滾動(dòng)接觸的帶有凸出圖案的胎面膠，它冠狀地配置到所說胎體上，和置于所說的胎體和胎面膠之間的帶束層結(jié)構(gòu)，其以連續(xù)的方式在所說的側(cè)壁之間軸向延伸，該方法包括，制造有至少兩個(gè)周環(huán)的和軸向地鄰近的部分的胎面膠，即不同組合物的第一部分和第二部分，這些不同組成的組合物具有不同的滯后值，在所說的兩個(gè)值之間的差能夠使輪胎達(dá)到這樣的工作溫度，其總體上而言比用顯示較高滯后值的組合物制造的胎面膠的輪胎所具有的溫度要低。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在所說的滯后值之間的差必須至少等于較高值的10％，并優(yōu)選大于所說值的20％。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)不同方面，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)另一種替代方案，它通過由不同組合物制造兩個(gè)分別是白色的和黑色的、并以并列關(guān)系軸向配置的周環(huán)部分的輪胎胎面膠而實(shí)現(xiàn)，其中至少一種組合物含有白色填料作為增強(qiáng)填料，調(diào)節(jié)分別存在于兩種組合物的每種組合物之中的白色填料量之間的差，使之適于得到輪胎的這樣一種工作溫度，其整體上比由具有較少量白色填料的組合物制造的胎面膠的輪胎的溫度要低。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，優(yōu)選地是所謂的黑色組合物必須含有至少40％炭黑，而所謂的白色組合物必須含有相對(duì)于增強(qiáng)填料總量計(jì)至少20％的白色填料；更具體地說，白色混合膠必須含有這樣一種白色填料的量，以填料重量計(jì)，它要大于黑色混合膠中所含有的量，且這兩種混合膠之間的填料之差必須對(duì)應(yīng)于在兩種混合膠的每一種中白色填料占增強(qiáng)填料總量的重量百分比的一個(gè)差值，該差值優(yōu)選至少為20％。
本發(fā)明的一個(gè)不同方面涉及車輛輪子的輪胎，其包括帶軸向地相對(duì)側(cè)壁的環(huán)形胎體和用于嵌入所說輪胎相應(yīng)的安裝輪輞的胎圈，將胎冠狀放置到所說胎體的胎面膠上，其包括許多對(duì)應(yīng)于中緯線平面不同配置的空心和槽，適于確定與地面滾動(dòng)接觸的凸出圖案，和置于所說的胎體和胎面膠之間的帶束層結(jié)構(gòu)，其以連續(xù)的方式在所說的側(cè)壁之間軸向延伸，所說的胎面膠由至少兩個(gè)周環(huán)的和軸向地鄰近的部分形成，即不同組成的第一部分和第二部分，其特征在于，所說不同組成的組合物具有不同的滯后值，在所說的兩個(gè)值之間的差能夠使輪胎達(dá)到這樣的工作溫度，其總體上而言比用顯示較高滯后值的組合物制造的胎面膠的輪胎所具有的溫度要低。
在另一方面，本發(fā)明涉及一種用于車輛車輪的輪胎，其含有帶軸向地相對(duì)側(cè)壁的環(huán)形胎體和用于嵌入所說輪胎相應(yīng)的安裝輪輞的胎圈，將胎冠狀配置到所說胎體的胎面膠上，其包括許多對(duì)應(yīng)于中緯線平面不同配置的空心和槽，適于確定與地面滾動(dòng)接觸的凸出圖案，和置于所說的胎體和胎面膠之間的帶束層結(jié)構(gòu)，其以連續(xù)的方式在所說的側(cè)壁之間軸向延伸，所說的胎面膠由至少兩個(gè)周環(huán)的和軸向地鄰近的部分形成，即不同組合物的第一部分和第二部分，其特征在于，所說的第一部分含有炭黑的增強(qiáng)填料，其包括至少40％所說的炭黑，而所說的第二部分含有作為增強(qiáng)填料的白色填料，其占相對(duì)于增強(qiáng)填料總量的至少20％，在這兩部分之間的組成之差能夠使輪胎達(dá)到這樣的工作溫度，其整體上而言比用具有較少量白色填料的組合物制造的胎面膠的輪胎所具有的溫度要低。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，第二部分優(yōu)選含有較大量的白色填料，使得分別在兩種組合物內(nèi)存在的所說填料量的差至少等于20％重量，對(duì)較多填充白色填料的組合物有利，但以所說的第二部分的量造成所說的溫度降低為先決條件。
根據(jù)上述，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，所說第二部分的量?jī)?yōu)選至少為胎面膠整個(gè)量的30％且不高于80％。
在另一不同方面，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，所說第二部分的寬度優(yōu)選至少為胎面膠整個(gè)寬度的25％且不高于80％，并優(yōu)選大于50％。
在新的和不同的方面，本發(fā)明涉及根據(jù)上述任一不同的替代的解決方案制造的胎面膠的原料混合膠和已經(jīng)預(yù)成型的混合膠，以用于對(duì)花紋磨平的輪胎包覆或“重新包膠”。
在另一個(gè)且仍不同的方面，本發(fā)明還涉及生產(chǎn)用于車輛的輪胎的方法，特別是用于所說具有著色的、不同于黑色的彩色隔離膠輪胎的胎面膠。
如以上在很多方面所限定的本發(fā)明通過以下的說明和目的在于說明和圖解其某些優(yōu)選的實(shí)施例的附圖將會(huì)被更好地理解，但并不意味著對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限定。
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圖1是根據(jù)本發(fā)明，用于四輪車輛型輪胎的軸向橫截面；-圖2是根據(jù)本發(fā)明，用于兩輪車輛型輪胎的軸向橫截面；-圖3是根據(jù)本發(fā)明胎面膠有限部分的平面圖，其壓制有對(duì)稱型胎面圖案；-圖4是根據(jù)本發(fā)明帶有胎面膠的輪胎的正面圖，其壓制有不對(duì)稱型胎面圖案；-圖5是根據(jù)本發(fā)明胎面膠有限部分的平面圖，其壓制有定向型胎面圖案；-圖6顯示根據(jù)本發(fā)明輪胎胎面與已知類型輪胎相比較的熱溫度記錄，是在相同工作條件下，輪胎具有非對(duì)稱型的相同的胎面圖案。
圖1顯示用于四輪車輛類型的發(fā)明輪胎的結(jié)構(gòu)。此結(jié)構(gòu)基本上與傳統(tǒng)輪胎的一般結(jié)構(gòu)沒有區(qū)別，另一方面該結(jié)構(gòu)對(duì)于本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員是熟知的與后者相比的差別在以下的說明中就會(huì)清楚的。
輪胎1包括堅(jiān)固結(jié)構(gòu)的胎體2，其由至少一層浸膠簾布的簾布層3形成，浸膠簾布含有增強(qiáng)的織物簾線或埋在簾布的彈性體材料中的金屬材料，所說的簾布層具有其末端3a，每一末端圍繞緊固環(huán)或帶芯4向上翹，后者與橡膠緯線5在其徑向外表面構(gòu)成。優(yōu)選的是胎體簾布層向上翹墊帶3a沿著所說緯線側(cè)面的至少一部分側(cè)面徑向向上朝外延伸。
如所知道的，包括帶芯4和緯線5的輪胎面積，即輪胎側(cè)壁的徑向內(nèi)部，形成緊固輪胎至相應(yīng)的安裝輪輞的輪胎胎圈。
在胎體上以已知方式配置的、優(yōu)選徑向型配置的是胎面膠10，該胎體具有平放在含有輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的平面內(nèi)的增強(qiáng)簾線，胎面帶有凸起的圖案，用作輪胎在地面上滾動(dòng)接觸。此胎面膠的寬度L由胎面交叉點(diǎn)和側(cè)壁曲率之間的相互距離確定。
此胎面圖案可包括許多對(duì)應(yīng)于指向周環(huán)并橫切的中空和槽13，14的，相互分離的條形花紋和/或花紋塊11，12，所說的條形花紋和/或花紋塊可帶有各種切口和窄切口或“薄片”15，該具有構(gòu)形的整體對(duì)本領(lǐng)域的那些熟練人員都是熟知的。
輪胎1還可以包括冠狀配置到胎體2的帶結(jié)構(gòu)體6，其被置于胎體和胎面膠之間，從輪胎的一面延伸至另一面，即，基本上象胎面膠那樣寬，其包括兩個(gè)徑向重疊的增強(qiáng)簾線層7，8，優(yōu)選是金屬材料的簾線，它們?cè)诿恳粚又邢嗷テ叫胁⑶遗c相對(duì)于輪胎中緯線平面相鄰層的那些簾線以交叉關(guān)系配置，并且優(yōu)選進(jìn)一步包括徑向最外面的增強(qiáng)簾線層9，優(yōu)選是織物材料，更優(yōu)選是在0°、即在周環(huán)方向取向的可熱收縮材料(尼龍)。
根據(jù)本發(fā)明，胎面膠由兩個(gè)周環(huán)部分制成，分別是第一(熱)部分A和第二(冷)部分B，它們是徑向鄰接的并且具有不同的組成，更具體地說，所說的兩種組合物具有不同的滯后值，且兩值之間的差即造成輪胎運(yùn)行過程中每一部分以不同的溫度運(yùn)行。
優(yōu)選的是，該滯后值的差必須至少等于較高值的10％，并優(yōu)選高于所說值的20％。
提到的滯后值是在14mm直徑、25mm長(zhǎng)度的圓柱體測(cè)試件上在以下條件下測(cè)量的損耗系數(shù)(tanδ)70℃的溫度，在正弦條件下變形頻率等于100Hz，在25％預(yù)壓測(cè)試件上經(jīng)受相對(duì)于未測(cè)試件尺寸3.5％寬度的進(jìn)一步變形。
以已知的方式，優(yōu)選在測(cè)試之前，依照時(shí)間和頻率周期，使測(cè)試件經(jīng)受一個(gè)調(diào)節(jié)周期，以便使隨后的測(cè)量數(shù)據(jù)穩(wěn)定化。
所說的測(cè)試件也可以從幾個(gè)減小厚度的適于疊加的薄片獲得，例如方便地取自輪胎胎面的制備部件。
在另一實(shí)施例中，兩個(gè)周環(huán)部分包括第一(黑色)部分A和第二(白色)部分B；更具體地說，所說的兩種組合物具有不同的、包括白色填料的增強(qiáng)填料，在兩種組合物的每一種中分別存在的白色填料量之間的差至少等于較高含量的20％，適宜地存在于白色部分中。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，優(yōu)選的是，黑色組合物必須含有至少40％炭黑，而白色組合物必須含有相當(dāng)于增強(qiáng)填料總量至少20％的白色填料，兩種組合物之間白色填料的差至少等于20％重量，填充較多白色填料的組合物中多含。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)?shù)诙糠諦，即冷的或白色組合物的量使得輪胎的整個(gè)運(yùn)行溫度相對(duì)于等價(jià)輪胎經(jīng)受相同的運(yùn)行條件的溫度被降低，所說等價(jià)輪胎備有由更高滯后值的冷組合物制成的胎面或由具有較少量的白色填料的黑色組合物制成的胎面，本發(fā)明以特別明顯的方式達(dá)到了效果。
更具體地說，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)所說的第二部分B的量構(gòu)成了整個(gè)胎面膠數(shù)量的重要部分時(shí)，整個(gè)胎面膠和每一混合膠部分以及所有輪胎的整體運(yùn)行溫度都比具有完全由對(duì)應(yīng)的黑色或熱混合膠制造的胎面膠的等價(jià)輪胎保持在一個(gè)較低溫度數(shù)值。
此處“等價(jià)輪胎”是指與本發(fā)明很類同的輪胎，只是胎面膠的組成不同。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在本發(fā)明的輪胎中，整個(gè)溫度、即輪胎的內(nèi)部溫度按照次序降低至少5℃或更多。
根據(jù)本發(fā)明，占胎面膠整個(gè)體積的重要部分現(xiàn)已確信為應(yīng)占所說胎面膠整個(gè)體積至少30％的量，優(yōu)選高于50％的量。
另一方面，在提高此量數(shù)值的同時(shí)，胎面對(duì)磨耗和粘附力損失的響應(yīng)也提高，因此，為了能夠維持由本發(fā)明輪胎的良好動(dòng)態(tài)性能，已確信此第二部分B的體積應(yīng)不超過所說胎面膠整個(gè)體積的80％。
兩種胎面部分的混合膠體積顯然也取決于在其中所形成的圖案的特性，而且特別是取決于實(shí)體和空心之間的比率，在非對(duì)稱圖案的情況下其一般在兩部分之間是不同的，因此第二部分、即所謂的冷的或白色部分的寬度被認(rèn)為優(yōu)選包含胎面膠整個(gè)寬度的25％至80％，更優(yōu)選大于所說寬度的50％。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，特別是如果希望得到著色的組合物，第二部分B優(yōu)選唯一地含有作為增強(qiáng)填料的所謂白色填料。換句話說，優(yōu)選的是第二部分B基本上沒有炭黑。
仍然根據(jù)本發(fā)明，此著色優(yōu)選通過將白色填料與選自各種各樣可能的顏色的著色顏料混合而進(jìn)行。
在每一個(gè)國(guó)家都有許多這些著色劑和含有已經(jīng)著色的白色填料的組合物的供應(yīng)商；為了完成設(shè)計(jì)原型，本申請(qǐng)人選取了可從Italianassociated firm CLARIANT買到的材料。
關(guān)于本發(fā)明的胎面膠，應(yīng)注意用作增強(qiáng)填料的炭黑選自先有技術(shù)公知的那些材料本申請(qǐng)人優(yōu)選使用其吸收值DBP(根據(jù)ISO 4656-1標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量)至少為100ml/100g、優(yōu)選在130至160ml/100g之間，其表面積(根據(jù)ISO 6810標(biāo)準(zhǔn)〔CTAB〕基于十六烷基三甲銨吸收法而測(cè)定)不超過130m2/g，并優(yōu)選在70至115m2/g之間的炭黑。
關(guān)于所謂的“白色”填料，僅作為例子可指出的是無機(jī)型增強(qiáng)填料，例如石膏、滑石粉、高嶺土、膨潤(rùn)土、二氧化鈦、各種硅酸鹽和二氧化硅。
優(yōu)選本發(fā)明的白色混合膠含有二氧化硅基白色填料，它是基于二氧化硅、硅酸鹽和其混合物的增強(qiáng)劑、其具有在70至300m2/g之間的表面積(根據(jù)BET方法，按照ISO 5794-1標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量)，且能夠與二氧化硅化學(xué)反應(yīng)并在其硫化過程中將二氧化硅與聚合基料粘合的合適的粘合劑。
在大量的粘合劑之中，本申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)使用已知的、可從DEGUSSA買到的Si69的硅烷粘合劑是合宜的。
關(guān)于本發(fā)明混合膠的聚合物基料，其可以選自天然橡膠、1，4-順式聚丁二烯、氯丁橡膠、1，4-雙聚異戊二烯，任選鹵化的異丁烯-異戊二烯共聚物，丁二烯-丙烯腈、苯乙烯-丁二烯共聚物和苯乙烯-丁二烯-異戊烯三元共聚物，所述的這類基料可以溶液或乳液的形式得到，以及乙烯-丙烯-二烯三元共聚物。
根據(jù)本發(fā)明，這些聚合物基料可以根據(jù)希望給與最終產(chǎn)品的特性單獨(dú)使用或以其混合物使用。
通過僅作為例子而無限制意義的方式，以下給出兩個(gè)分別用于黑色混合膠和白色混合膠的組合物的例子，這些組合物可以用于本發(fā)明的輪胎。
僅有炭黑增強(qiáng)填料的部分A的混合膠，可以具有如下的組成，以下設(shè)定為重量份-聚合物基料100.0-炭黑 68.0-ZnO 2.0-硬脂酸1.0-抗氧化劑 2.5-抗疲勞劑 1.0-增塑劑15-硫1.2-促進(jìn)劑1.8僅含有所說的二氧化硅白色填料作為增強(qiáng)填料的部分B的混合膠，可以具有如下的組成，以下設(shè)定為重量份
-聚合物基料 100.0-二氧化硅 70-粘合劑 8％的二氧化硅-ZnO 2-硬脂酸 1-抗氧化劑 2.5-抗疲勞劑 1-增塑劑 15-硫 1.2-促進(jìn)劑 2.5為了達(dá)到本發(fā)明的結(jié)果，所說的第二部分B可被設(shè)置在胎面膠的中間或其側(cè)面位置然而由于第二部分B比第一部分更易磨耗和引起粘附力損失，因此其在輪胎中最合宜的位置，對(duì)于不是特別苛刻的使用，是當(dāng)輪胎被安裝時(shí)將其設(shè)置在車輛側(cè)面，因?yàn)樵谔トΦ倪\(yùn)行過程中其內(nèi)部的應(yīng)力較低。反之，在高性能輪胎或在極端使用的輪胎中，若考慮用對(duì)稱和定向的圖案，則中間位置是優(yōu)選的一個(gè)位置，對(duì)不對(duì)稱圖案而言，側(cè)面位置是優(yōu)選的一個(gè)位置實(shí)際上，相對(duì)于輪胎在車輛上的安裝，這些圖案具有兩個(gè)軸向性質(zhì)不同的周環(huán)區(qū)域，分別是內(nèi)部區(qū)域和外部區(qū)域，在此情況下，所說的第二部分B優(yōu)選設(shè)置在圖案的內(nèi)部區(qū)域，即設(shè)置在車輛側(cè)面的部位。
用白色填料增強(qiáng)的混合膠部分的使用，如所說的，也能使這部分的著色易于進(jìn)行相對(duì)于剛才所說的，顯然在黑色輪胎中的對(duì)稱和定向的圖案一看就不能讓該部分安裝在可看到的車輛側(cè)面。因此顯然，通過對(duì)應(yīng)于胎面部分不同地著色也可以解決此問題。
本發(fā)明可有利地應(yīng)用于摩托車等的輪胎。
這些輪胎(圖2)的特點(diǎn)是其高橫向曲率，它表征為通過在中緯線平面測(cè)量的胎面中心的距離ht(從通過胎面端C-C穿過的線b算起)與所說的胎面端部之間的距離wt的比值這樣的特定值。此值一般大于0.15，對(duì)于前輪的輪胎甚至常常大于0.30，而對(duì)于小汽車的輪胎通常該值是為0.05的水平在以下的說明中，所說的比值將被稱作“曲率比值”。在這些輪胎中，至本發(fā)明的結(jié)尾，胎面寬度必須被理解為胎面沿著其曲率輪廓延伸的測(cè)量值。
圖2通常顯示這種類型的輪胎，它包括能承受非常苛刻的使用條件的很特殊的幾何結(jié)構(gòu)如所知道的，兩輪車輛外胎中根據(jù)稱作“外傾角”的角度曲線軌跡偏曲到胎圈內(nèi)側(cè)，其值可以相對(duì)于垂直地面的平面達(dá)到65°。
在此輪胎中，也提供了與前述基本上相同的胎體結(jié)構(gòu)，由于在此也使用了如圖1所示的相同參考號(hào)，因此請(qǐng)參見圖1。然而應(yīng)指出，在此情況下帶結(jié)構(gòu)體6包括增強(qiáng)護(hù)層作為必需的元件，其至少含有一不能伸展的芯9，優(yōu)選是金屬材料，它周環(huán)地冠狀伸展至胎體簾布層3，形成許多相互平行并以并列關(guān)系相鄰配置的、基本上在輪胎1滾動(dòng)方向取向的圈環(huán)(turns)9a，而斜簾線的可能徑向地襯底的層7、8可能較少限制。
根據(jù)所希望的橫向曲率輪廓分布，在曲線輪廓分布中以并列關(guān)系相鄰配置的圈環(huán)9a借助于其縱向基本上不伸展性，使輪胎1的結(jié)構(gòu)和尺寸穩(wěn)定性提高。
根據(jù)本發(fā)明，胎面膠10由所說的兩種混合膠部分A和B便利地形成，為了輪胎的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行對(duì)稱的目的，由于其獨(dú)特的幾何形狀和車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)的運(yùn)行條件，冷的或白色的混合膠部分B優(yōu)選被配置在中緯線平面的任一邊。不管怎樣，以上已經(jīng)敘述的所有設(shè)想、限制和臨界值對(duì)于此輪胎也有效。
圖3顯示根據(jù)本發(fā)明胎面膠的一個(gè)有限部分的平面圖，其壓制有對(duì)稱型胎面圖案；參考這些圖案類型，白色混合膠部分B的配置可以以很自由的方式進(jìn)行，可在相對(duì)于帶束層的側(cè)面位置。也可在中心位置。特別是在所說的圖中以交叉影線顯示的部分B被設(shè)置在中心位置，偏離輪胎中緯線平面對(duì)于特殊的技術(shù)要求或要滿足的其它條件，所說的部分B可以被設(shè)置在帶束層邊緣的任一邊或兩邊，或中緯線平面的任一邊，或分割為許多與黑色混合膠區(qū)域交錯(cuò)的周環(huán)區(qū)域。
圖4是根據(jù)本發(fā)明帶有胎面膠的輪胎的正面圖，其壓制有不對(duì)稱型胎面圖案，該輪胎具有與不同周環(huán)區(qū)域E并列軸向配置的周環(huán)區(qū)域I。
如已說的，將輪胎安裝在車輛上，致使區(qū)域I設(shè)置在車輛邊緣，因此區(qū)域E在外邊。關(guān)于這些圖案的輪胎，白色混合膠部分B(在交錯(cuò)影線中)優(yōu)選被設(shè)置在圖案的邊緣區(qū)域，并且最優(yōu)選是在內(nèi)部邊緣區(qū)域I。
圖5是根據(jù)本發(fā)明胎面膠一個(gè)有限部分的平面圖，其壓制有定向型胎面圖案；關(guān)于這些圖案，白色混合膠部分B(在交錯(cuò)影線中)將優(yōu)選被設(shè)置在中心位置，并更優(yōu)選設(shè)置在輪胎中緯線平面的任意一邊。
本發(fā)明的輪胎在運(yùn)行條件下的效果與作為對(duì)比的等價(jià)黑色輪胎對(duì)比，也已通過采用特殊的被稱作輪胎發(fā)熱溫度記錄的技術(shù)進(jìn)行了分析。特別是，被對(duì)比的輪胎對(duì)著以預(yù)定的速度旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓以摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)的方式被驅(qū)動(dòng)。本申請(qǐng)人使用了1700mm直徑的轉(zhuǎn)鼓，造成其速度為120km/小時(shí)。輪胎被安裝在所推薦的輪輞上運(yùn)行，充氣至接近運(yùn)行壓力的壓力并用相當(dāng)于大約額定運(yùn)行負(fù)載的負(fù)載壓靠在轉(zhuǎn)鼓上，所有的一切都達(dá)到E.T.R.T.O.(歐洲輪胎和輪輞技術(shù)組織)的規(guī)定。
根據(jù)輪胎的尺寸、胎體結(jié)構(gòu)、胎面圖案和環(huán)境溫度，在30和60分鐘之間的時(shí)滯變化之后，顯現(xiàn)出輪胎的內(nèi)部(整體)溫度達(dá)到穩(wěn)定；然后用紅外光對(duì)胎面照相。照相可在輪胎旋轉(zhuǎn)時(shí)和靜止時(shí)進(jìn)行，模態(tài)由實(shí)驗(yàn)者根據(jù)其特殊要求選擇。在任何情況下，得到的結(jié)果都是輪胎胎面的圖象，這些圖象可以以彩色或以灰色等級(jí)標(biāo)度便利地顯示，其中不同的顏色或灰色影區(qū)逐點(diǎn)地確定在表面上和在空心底部不同的胎面溫度。
圖6顯示原型輪胎胎面與由本申請(qǐng)人自己制造的、和原型輪胎十分相似的、只是胎面膠由黑色的混合膠制成、普通生產(chǎn)的輪胎相比的熱溫度記錄。
在由本申請(qǐng)人選擇的色彩等級(jí)中，當(dāng)溫度從25℃提高到65℃時(shí)，顏色從藍(lán)色、經(jīng)過天藍(lán)色、綠色和黃色變?yōu)榧t色。圖中右邊是與左邊正常生產(chǎn)的Pirelli輪胎“P200 CHRONO ENERGY”相比較的本發(fā)明的照相了的輪胎，其備有右邊具有白色部分的黑色/白色兩種混合膠膠帶。
進(jìn)行試驗(yàn)的輪胎尺寸為175/70R13，安裝在J5.5″型輪輞上，充氣至2.2巴的壓力并經(jīng)受450kg的負(fù)荷。
兩部分的混合膠具有以下表中所列的組成表成分黑色混合膠 白色混合膠SBR 171280SBR 150020OE-SSBR80BR 33炭黑-N220 45可從Degussa買到的二氧化硅-VN3 20 70粘合劑 1.65.6ZnO 2.52.5硬脂酸 2 2抗氧化劑1.51.5抗疲勞劑1 1增塑劑 10 5硫磺1 1.4促進(jìn)劑 2.33.8從所說的圖6可以容易地看出，在本發(fā)明的輪胎中，相應(yīng)于參考輪胎的相應(yīng)部分的、比綠色部分更冷的天藍(lán)部分明顯大于參考輪胎的天藍(lán)部分，其也是朝著左邊的輪肩延伸且由黑色混合膠制成。
該輪胎內(nèi)部(整個(gè))溫度的探測(cè)已經(jīng)得出本發(fā)明的輪胎的值是53℃，而對(duì)比輪胎的值是58℃。
以上輪胎從不同的對(duì)比道路測(cè)試而得到的結(jié)果在以下的表中再現(xiàn)。
更準(zhǔn)確地說，參考所說的表，標(biāo)記為1和2的欄分別表示用“P200CHRONO ENERGY”輪胎(第一欄)和用本發(fā)明的輪胎(第二欄)安裝在VWPOLO1.4轎車上所得到的測(cè)試結(jié)果。所說的表再現(xiàn)了在混合道路上(包括一部分正常道路和一部分轎車跑道)、干燥的路面、14℃的環(huán)境溫度的性能測(cè)試中所得到的結(jié)果。
表性能輪胎1 2在直路上的運(yùn)行方向穩(wěn)定性 6.5 6.5轉(zhuǎn)彎剛性 6.5 6.5快速路在中心空轉(zhuǎn) 6.0 6.5轉(zhuǎn)彎對(duì)應(yīng)的速度 6.5 7.0轉(zhuǎn)彎對(duì)應(yīng)的漸擴(kuò)性 5.5 6.0在彎道的方向穩(wěn)定性 6.5 6.5重新對(duì)準(zhǔn) 5.5 6.5極端的條件凹進(jìn) 7.0 7.0在彎道上的松弛 6.5 7.0控制能力 7.0 7.0該給定點(diǎn)表明，在1-10的標(biāo)度上，基于測(cè)試司機(jī)的感覺，并把測(cè)試中的不同性能考慮在內(nèi)，由對(duì)應(yīng)的輪胎所得到的評(píng)價(jià)，其中評(píng)分值越大，性能越好。
如從所說的表所看到的，當(dāng)對(duì)混合膠不作特別約定時(shí)，在直路上正常運(yùn)行條件下本發(fā)明輪胎的性能基本上等于已知輪胎的性能，相反，在提高了使用強(qiáng)度和提高了混合膠所經(jīng)受的應(yīng)力條件時(shí)，即在提高了散發(fā)熱并因此而提高胎面所達(dá)到的溫度、尤其是當(dāng)涉及到與粘合力相關(guān)的項(xiàng)目，其性能反而十分好；實(shí)際上，從所說的表可以注意到，從每一方面看，上述的輪胎已經(jīng)得到比對(duì)比輪胎更好的得分。
因此顯然的是，本發(fā)明已能夠達(dá)到分別由黑色(熱的)混合膠和白色(冷的)混合膠制造的不同混合膠部分之間的協(xié)同組合而實(shí)現(xiàn)的所希望的改進(jìn)，結(jié)果是得到無可質(zhì)疑的綜合的積極結(jié)果，從在道路上的運(yùn)行情況來看，它等于或更好于已確知的已知輪胎的性能。
還很清楚的是，本發(fā)明已經(jīng)提供了一種方便的方法，以降低輪胎的運(yùn)行溫度且同時(shí)保持所有所需要的性能特性特別是，相對(duì)于翻新輪胎，本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)極好的結(jié)果，其中在已硫化的舊胎體與新的、生的或預(yù)成型的胎面膠之間的粘合，由于其對(duì)輪胎運(yùn)行溫度的靈敏度，已成為一個(gè)特別關(guān)鍵的因素，如由可在公路上發(fā)現(xiàn)的胎面碎片所證明的。
最后，顯然本發(fā)明申請(qǐng)僅有解釋的作用而無限制的作用，因此本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員在理解了如上所述的本發(fā)明之后能夠進(jìn)行與本發(fā)明相關(guān)的所有變量的改性、變化和替代，以根據(jù)需要滿足特殊的和臨時(shí)的應(yīng)用要求。
權(quán)利要求
1.一種用于車輛車輪的輪胎(1)，其含有帶軸向地相對(duì)側(cè)壁的環(huán)形胎體(2)和用于嵌入所說輪胎的相應(yīng)安裝輪輞的胎圈，將胎冠狀配置到所說胎體的胎面膠(10)，其包括許多對(duì)應(yīng)于中緯線平面不同地配置的空心和槽，它們適于確定與地面滾動(dòng)接觸的凸出圖案，和置于所說的胎體和胎面膠之間的帶束層結(jié)構(gòu)體(6)，其以連續(xù)的方式在所說的側(cè)壁之間軸向延伸，所說的胎面膠由至少兩個(gè)周環(huán)的和軸向地鄰近的部分形成，即不同組成的第一部分和第二部分，其特征在于，所說的這些不同組成的組合物具有不同的滯后值，在所說的兩個(gè)值之間的差能夠使輪胎達(dá)到這樣的工作溫度，其整體上比用顯示較高滯后值的組合物制造的胎面膠的輪胎所具有的溫度要低。
2.如權(quán)利要求1所要求的輪胎，其特征在于，在所說的兩個(gè)滯后值之間的差必須至少等于較高值的10％。
3.一種用于車輛車輪的輪胎(1)，其含有帶軸向地相對(duì)側(cè)壁的環(huán)形胎體(2)，和用于嵌入所說輪胎的相應(yīng)安裝輪輞的胎圈，將胎冠狀配置到所說胎體的胎面膠(10)，其包括許多對(duì)應(yīng)于中緯線平面不同地配置的空心和槽，它們適于確定與地面滾動(dòng)接觸的凸出圖案，和置于所說的胎體和胎面膠之間的帶束層結(jié)構(gòu)體(6)，其以連續(xù)的方式在所說的側(cè)壁之間軸向延伸，所說的胎面膠由至少兩個(gè)周環(huán)的和軸向地鄰近的部分形成，即不同組合物的第一部分和第二部分，其特征在于，所說的第一部分含有炭黑增強(qiáng)填料，其包括至少40％所說的炭黑，而所說的第二部分含有作為增強(qiáng)填料的白色填料，其量相當(dāng)于增強(qiáng)填料總量的至少20％，在所說兩部分的組成之差能夠使輪胎達(dá)到這樣的工作溫度，其整體上比用顯示較少量白色填料的組合物制造的胎面膠的輪胎所具有的溫度要低。
4.如權(quán)利要求3所要求的輪胎，其特征在于，所說第二部分含有較大量的白色填料，分別在兩種組合物內(nèi)存在的所說填料量的差至少等于較高量的20％。
5.如權(quán)利要求4所要求的輪胎，其特征在于，所說第二部分的體積至少為所說胎面膠整個(gè)體積的30％。
6.如權(quán)利要求4所要求的輪胎，其特征在于，所說第二部分的體積不超過所說胎面膠整個(gè)體積的80％。
7.如權(quán)利要求4所要求的輪胎，其特征在于，所說第二部分的寬度至少為胎面膠整個(gè)寬度的25％。
8.如權(quán)利要求4所要求的輪胎，其特征在于，所說第二部分的寬度不超過胎面膠整個(gè)寬度的80％。
9.如權(quán)利要求4所要求的輪胎，其特征在于，所說第二部分的寬度至少為胎面膠整個(gè)寬度的50％。
10.如權(quán)利要求4所要求的輪胎，其特征在于，所說的白色填料是二氧化硅基增強(qiáng)填料。
11.如權(quán)利要求4所要求的輪胎，其特征在于，所說第二部分的增強(qiáng)填料基本上沒有炭黑。
12.如權(quán)利要求11所要求的輪胎，其特征在于，所說的增強(qiáng)填料進(jìn)一步用著色顏料填充。
13.如權(quán)利要求4所要求的輪胎，其特征在于，所說的第二部分設(shè)置在所說胎面膠的中心區(qū)域。
14.如權(quán)利要求13所要求的輪胎，其特征在于，所說的胎面膠帶有對(duì)稱型圖案。
15.如權(quán)利要求13所要求的輪胎，其特征在于，所說的胎面膠帶有定向型圖案。
16.如權(quán)利要求13所要求的輪胎，其特征在于，所說的胎面膠具有至少0.15的曲率比率。
17.如權(quán)利要求4所要求的輪胎，其特征在于，所說的第二部分設(shè)置在胎面膠的邊緣區(qū)域。
18.如權(quán)利要求17所要求的輪胎，其特征在于，所說的胎面膠帶有不對(duì)稱型圖案，其具有兩個(gè)軸向性質(zhì)不同的周環(huán)區(qū)域，分別相對(duì)于安裝至車輛輪胎的內(nèi)部區(qū)域和外部區(qū)域。
19.如權(quán)利要求18所要求的輪胎，其特征在于，所說的第二部分設(shè)置在所說圖案的內(nèi)部區(qū)域。
20.一種用于包覆或“翻新”花紋磨平的輪胎的胎面膠，其特征在于，它含有至少兩個(gè)軸向上性質(zhì)不同的周環(huán)部分，即不同組成的第一部分和第二部分，分別為前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所要求的。
21.一種控制輪胎工作溫度的方法，所說的輪胎包括帶軸向地相對(duì)側(cè)壁的環(huán)形胎體(2)和用于嵌入所說輪胎的相應(yīng)安裝輪輞的胎圈，冠狀配置到所說胎體位置的胎面膠，和置于所說的胎體和胎面膠之間的帶束層結(jié)構(gòu)體(6)，其以連續(xù)的方式在所說的側(cè)壁之間軸向延伸，其特征在于，該方法包括，制造有至少兩個(gè)周環(huán)的和軸向地鄰近的部分的胎面膠，即不同組成的第一部分和第二部分，所說不同組成的組合物具有不同的滯后值，在所說的兩個(gè)值之間的差能夠使輪胎達(dá)到這樣的工作溫度，其比用顯示較高滯后值的組合物制造的胎面膠的輪胎所具有的溫度要低。
22.一種控制輪胎工作溫度的方法，所說的輪胎含有帶軸向地相對(duì)側(cè)壁的環(huán)形胎體(2)和用于嵌入所說輪胎的相應(yīng)安裝輪輞的胎圈，冠狀配置到所說胎體位置的胎面膠，和置于所說的胎體和胎面膠之間的帶束層結(jié)構(gòu)體(6)，其以連續(xù)的方式在所說的側(cè)壁之間軸向延伸，其特征在于，該方法包括，制造有至少兩個(gè)周環(huán)的和軸向地鄰近的部分的、依次為第一部分和第二部分的胎面膠，所說的第一部分含有包括至少40％的炭黑增強(qiáng)填料，而所說的第二部分含有作為增強(qiáng)填料的相對(duì)于增強(qiáng)填料總量至少等于20％的白色填料，在所說兩部分之間的組成之差能夠使輪胎達(dá)到這樣的一個(gè)工作溫度，其整體上比用顯示較少量白色填料的組合物制造的胎面膠的輪胎所具有的溫度要低。
23.如權(quán)利要求21所要求的方法，其特征在于，得到具有較高量白色填料的所說的第二部分，在這兩部分內(nèi)所存在的所說填料量的差至少等于較高含量的20％。
24.一種制造包括著色緩沖膠片的輪胎的方法，其特征在于，所說的緩沖膠片由混合膠組合物制備，其具有白色填料和著色顏料作為增強(qiáng)填料，其中基本上沒有炭黑。
25.如權(quán)利要求24所要求的方法，其特征在于，制造至少一種所說的緩沖膠片作為輪胎胎面膠的周環(huán)部分，所說的膠帶含有至少兩種不同組成的軸向地相鄰的周環(huán)部分。
全文摘要
在用于車輛車輪的輪胎(1)中,其含有帶軸向相對(duì)側(cè)壁的環(huán)形胎體(2)和用于嵌入所說輪胎的相應(yīng)安裝輪輞的胎圈,將胎冠狀配置到胎體的胎面膠(10),和置于所說的胎體和胎面膠之間的帶束層結(jié)構(gòu)體(6),該胎面膠由兩個(gè)周環(huán)的和軸向地鄰近的部分形成,其第一部分A為黑色,含有至少40%炭黑的增強(qiáng)填料,而第二部分B為白色,含有至少20%白色填料的增強(qiáng)填料,分別在兩部分中存在的白色填料的差至少等于白色部分中所存在的較高含量的20%。
文檔編號(hào)B60C11/03GK1198995SQ9810943
公開日1998年11月18日 申請(qǐng)日期1998年3月13日 優(yōu)先權(quán)日1997年3月14日
發(fā)明者M·納米亞斯, 南尼, R·卡里塔 申請(qǐng)人:倍耐力輪胎有限公司