专利名称：用于车辆的充气轮胎的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种充气车辆轮胎，这种充气车辆轮胎具有一个带束并且具有嵌入至少一种橡胶混合物中的一个强度元件层(ply)。
背景技术：
用于增强不同弹性体物品的制造的强度元件是众所周知的。以充气车辆轮胎为例，已知使用一种带束箍带(belt bandage)，它具有一种单或多层构造、覆盖这些带束边缘并且容纳多个强度元件，这些强度元件以一种平行的方式延伸并且实质上在圆周方向上是嵌入胶质中的帘线(cord)的形式。这种带束箍带具有的目的是(特别在高速使用中)防止轮胎由于工作中出现的离心力而经受的鼓起。在轮胎生产过程中，箍带以层、条或单独的帘线的形式进行应用，其中卷绕或者缠绕在带束上的多个强度元件嵌入一种未固化的橡胶混合中。这些强度元件通过实质上平行的线形的强度元件的一个片材而嵌入橡胶中，这些强度元件总体上是热致和/或用浸渍物预处理的以便以对于本领域技术人员已知的方式更好地粘合到这种嵌入胶质上，在纵向方向上经过一台压延机或者一台挤出机以包覆有该橡胶混合物。在轮胎通过现有装置成形以及固化的过程中，当未处理的轮胎被卷绕在平的鼓上时，与未固化处理的生胎相比，轮胎(由于鼓起)总体上在肩台区域上膨胀到2%并且在该中心区域中膨胀到4%。对于较新的成型鼓，要求在轮胎生产过程中的伸长率仍是更低的并且处于大约不大出2%。这种鼓起通过新近装置而被降低。一个另外的问题是特定的帘线材料在提高的温度下的收缩行为。一种降低的收缩行为实现了对于车辆轮胎的更高的尺寸稳定性并且因此实现了更好的的平斑。箍带的这些帘线将允许在轮胎生产过程中在形状上以及在固化模具中的充分的鼓起，以便轮胎可以精确地形成，并且在轮胎最终处理之后，它们将确保良好的高速实用性，即在工作中的良好的尺寸稳定性。为了满足这些要求，这些帘线应该是在中等程度的力下可延伸高达约3%至4%的应变的并且要求一个非常更高的力从而可延伸至一个更高的应变。运输带是环带，它包括作为一个实质特征的一个强度元件，这个强度元件通常由纺织的织物层构成、由相同的和/或不同的帘线材料构造。这种纺织的帘线织物甚至在运输带的制造过程中暴露于严重的机械应力。对这种帘线织物进行摩擦或者揉搓以便可以使它与涂层是粘合友好的并且此后在压延机中被双侧地涂覆、加倍重复地并且最后与该顶层压延。运输带由于高的传送速度而总体上必须能够经受相当可观的应力，这就是为何典型地存在着对于实质上使用一种强度元件的需要。平的皮带具有一个牵引元件，该牵引元件由一种由成缆的帘线细线构成的强度元件层形成。嵌入一种橡胶基质中的帘线细线是由一种或两种涂胶的的包缠织物来保护的。 这种帘线旨在能够使平的皮带在低的应变下传送高的力。这还适用于暴露在高的内部和外部压力下的多个柔性织物纤维管，并且因此通过由一种纺织的帘线织物或者由多个单独的帘线细线构成的一种适当强度的元件层来增强。当将帘线结合到柔性的织物管中时，重要的是以某些角度来施用这些帘线细线以便防止伸长和变细或者加宽和变短。由一种或几种橡胶基质构造的空气波纹管类似地需要通过一种由帘线构造的强度元件层来增强，以便部分地吸收由于压缩、牵引或者剪切而引起的应力。这种由帘线构造的强度元件必须在很低的应变下另外提供高的力传送。必须将以下文件认作是现有技术(Dl)US 7，252，129 B2(D2) EP 1 703 005 Bl(D3) GB 2 139 574 A(D4) GB 2 172 251 A(D5) US 6，016，858 Al(D6) US 6，082，423 Al(D7) EP 0 715 971 A2Dl披露了一种混合帘线，这种混合帘线由芳族聚酰胺纤维以及选自下组的另一种纤维构成，该组由以下各项组成聚酯、尼龙以及人造纤维。这种混合帘线确保该强度元件层的这些单独的线的更低的分离。D2描述了一种浸涂的混合帘线，它包括一种人造纤维纱以及一种莱奥赛尔纱并且以良好的耐疲劳性而著名。由D3中已知披露的车辆轮胎具有一个强度元件帘线，该强度元件帘线具有一个在从40至100t/m范围内的低的加捻速度。这据说是为了改善高速轮胎的滚动阻力。D4披露了一种车辆轮胎，它具有一个由单丝纱构成的强度元件帘线，其中这种单丝具有至少250分特克斯的细度并且其中这种单丝未被加捻。D5和D6各自描述了轻型轮胎，这种轮胎通过帘线的“叠放”具有优化的滚动阻力行为，该帘线选自下组，该组由以下各项组成芳族聚酰胺、人造纤维线、PEN、PETPVA。对应的轮胎的带束由纤维玻璃(M)或者由人造纤维(D6)构成。D7披露了一种充气车辆轮胎，它具有一种由聚对苯二甲酸乙二醇酯或者尼龙纤维构成的所谓的0°的带束。此处的加捻是不超过300t/m。
发明内容
于是本发明出于其目的提供了一种充气车辆轮胎，该轮胎具有一个由纱和/或帘线构造的强度元件层，并且该轮胎具有更低的收缩行为以及更高的尺寸稳定性。我们已经发现，本发明的这个目的是在充气车辆轮胎具有一个带束并且具有一个嵌入至少一种橡胶混合物中的强度元件层时实现的，该充气车辆轮胎的特征在于，该带束由一种选自下组的材料构成，该组包括钢、芳族聚酰胺、碳纤维、天然纤维、镁以及镁的化合物，并且其特征在于，该强度元件层是与圆周方向成0°与5°之间的一个角度的单或多层并且由至少一种聚酯纱和/或聚酯帘线构成。出人意料的是，发现了这样一种强度元件层具有一种在充气车辆轮胎中的明显改进的收缩行为以及一种明显改进的尺寸稳定性，其带束材料是选自下组，该组由以下各项组成钢、芳族聚酰胺、碳纤维、天然纤维、镁以及镁的化合物。
对于本领域普通技术人员已知的是，在强度元件层中使用聚酰胺纱和帘线具有低的弹性模量，并且在最终的轮胎中表现出高的热收缩的缺点。然而，当在轮胎成型过程中使用芳族聚酰胺纱和/或帘线时，如此构造的多个强度元件层被证实具有缺点，因为它们的膨胀性太低，从而生胎仅是不足以可形成的并且其结果是仅差的轮胎的均勻性是可获得的。本发明的充气车辆轮胎具有一个聚酯纱和/或聚酯帘线的强度元件层，与之相对比，没有显示出这些上述缺点。此外，使用一个强度元件层聚酯纱和/或聚酯帘线的与使用迄今常规的芳族聚酰胺纱或帘线和/或使用混合帘线相比是明显低费用的。此外，强度元件层被配置为是单或多层(优选地是单层)并且与圆周方向成0°与 5°之间的一个角度。在此上下文中被配置为意思是强度元件层在圆周方向上被卷绕成单或多层，优选是单层。本发明的充气车辆轮胎的带束由选自下组的一种材料构成，该组由以下各项组成钢、芳族聚酰胺、碳纤维、天然纤维、镁以及镁的化合物，其中钢是优选的。将发现有利的是使聚酯纱和/或聚酯帘线成为一种HMLS聚酯纱和/或一种HMLS 聚酯帘线(高模量低收缩)或者一种HMHS聚酯纱和/或一种HMHS聚酯帘线(高模量高收缩)。优选是使用一种HMLS聚酯纱和/或一种HMLS聚酯帘线，并且浸渍过的聚酯纱和/ 或浸渍过的HMLS聚酯帘线应该具有一种在180°C的用于轮胎的2% 士 1.0%的ASTM D 855 收缩。充气车辆轮胎以及工业橡胶物品经常不使用纯的纱而是通常使用一种帘线。与纱相比较，帘线由至少两根捻在一起的纱构成。聚酯纱和/或聚酯帘线的聚酯是有利地选自下组，该组由以下各项组成聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和/或聚萘二甲酸乙二醇酯纤维(PEN)和/或聚对苯二甲酸丁二醇酯纤维(PBT)和/或聚碳酸酯(PC)。为确保织物强度元件与橡胶的可靠粘合，有利的是提供具有粘合浸渍的聚酯纱和 /或聚酯帘线，例如，使用一个1或2浴过程的一种RFL浸渍物。进一步有利的是使聚酯帘线具有在从2000至5000分特克斯范围内的细度并且优选的是在从3000至4000分特克斯范围内和/或使聚酯纱具有在从1000至1670分特克斯范围内的细度并且优选地是在从1100至1440分特克斯的范围内。本领域的技术人员知道帘线的细节涉及总的分特克斯。当这种聚酯纱(优选地作为为浸渍过的帘线存在，即已经配备有一种粘合浸渍物时)是在从250至500t/m范围内(并且优选的是在从370至430t/m范围内)的加捻速度进行端捻(end-twisted)，并且所具有的在45N下的ASTM D 855伸长率为2. 0%至5. 5%之间、优选在2. 7%至5. 0%之间并且更优选的在3. 2%至4. 5%之间时，这就是有利的。已经确定了这些材料特征确保了关于收缩行为以及尺寸稳定性的良好结果。当以上描述的嵌入至少一种橡胶混合物中的强度元件层用在一种充气车辆轮胎中时，优选地作为带束箍带和/或作为胎圈加强件，轮胎将具有特别良好的高速实用性并且平斑基本上被减小。为此，在一个具体的实施方案中帘线中的经纱数(number of ends) 是在从80至12kpdm范围内并且优选的是在从90至110印dm范围内。
当以上描述的强度元件层在充气车辆轮胎中被用作一个胎圈加强件时，优点在于这个强度元件与迄今通常使用的聚酰胺强度元件层相比具有更高的模量并且同样存在着费用的优点。这些优点同样是在以上描述的强度元件层被使用在另外的弹性体物品制造中时实现的，如，运输带、平带、柔性织物管以及空气波纹管。
具体实施例方式本发明的示例性实施方案和进一步的优点结合表1更具体地说明，该表如下表 权利要求
1.一种充气车辆轮胎，具有一个带束并且具有嵌入至少一种橡胶混合物中的一个强度元件层，其特征在于，该带束由选自下组的一种材料构成，该组由以下各项组成钢、芳族聚酰胺、碳纤维、天然纤维、镁以及镁的化合物，并且其特征在于，该强度元件层是与圆周方向成0°与5°之间的一个角度的单或多层，并且其特征在于，该强度元件层由至少一种聚酯纱和/或聚酯帘线构成。
2.根据权利要求1所述的充气车辆轮胎，其特征在于该带束由钢构成。
3.根据权利要求1或2所述的充气车辆轮胎，其特征在于该强度元件层是单层。
4.根据权利要求1至3中任何一项所述的充气车辆轮胎，其特征在于，该聚酯纱和/或聚酯帘线的聚酯是选自下组，该组由以下各项组成聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和/或聚萘二甲酸乙二醇酯纤维(PEN)和/或聚对苯二甲酸丁二醇酯纤维(PBT)和/或聚碳酸酯 (PC)。
5.根据权利要求1至4中任何一项所述的充气车辆轮胎，其特征在于，该聚酯帘线具有在从2000至5000分特克斯范围内的细度。
6.根据权利要求5所述的充气车辆轮胎，其特征在于，该聚酯帘线具有在从3000至 4000分特克斯范围内的细度。
7.根据权利要求1至6中任何一项所述的充气车辆轮胎，其特征在于，该聚酯纱具有在从1000至1670分特克斯范围内的细度。
8.根据权利要求7所述的充气车辆轮胎，其特征在于，该聚酯纱具有在从1100至1440 分特克斯范围内的细度。
9.根据权利要求1至8中任何一项所述的充气车辆轮胎，其特征在于，该聚酯纱和/或该聚酯帘线是以一个在从250至500t/m范围内的加捻速度而端捻的。
10.根据权利要求9所述的充气车辆轮胎，其特征在于，该聚酯纱和/或该聚酯帘线是以一个在从300至430t/m范围内的加捻速度而端捻的。
11.根据权利要求1至10中任何一项所述的充气车辆轮胎，其特征在于，该聚酯纱和/ 或该聚酯帘线具有在45N下在2. 0%与5. 5%之间的ASTM D 855伸长率。
12.根据权利要求11所述的充气车辆轮胎，其特征在于，该聚酯纱和/或该聚酯帘线在 45N下具有在2. 7%与5. 0%之间ASTM D 855的伸长率。
13.根据权利要求1至10中任何一项所述的充气车辆轮胎，其特征在于，该聚酯纱和/ 或该聚酯帘线具有在45N下在3. 2%与4. 5%之间的ASTM D 855伸长率。
14.根据权利要求1至13中任何一项所述的充气车辆轮胎，其特征在于，该至少嵌入一种橡胶混合物中的强度元件层至少是一种带束箍带。
15.根据权利要求14所述的充气车辆轮胎，其特征在于，在该带束箍带内的经纱数是在从80至125印dm范围内。
16.根据权利要求15所述的充气车辆轮胎，其特征在于，在该带束箍带内的经纱数是在从90至110印dm范围内。
17.根据权利要求1至13中任何一项所述的充气车辆轮胎，其特征在于，该嵌入一种橡胶混合物中的强度元件层至少是一种胎圈加强件。
18.根据权利要求17所述的充气车辆轮胎，其特征在于，在该胎圈加强件内的经纱数是在从80至125印dm的范围内。
19.根据权利要求18所述的充气车辆轮胎，其特征在于，在该胎圈加强件内的经纱数是在从90至110印dm的范围内。
全文摘要
本发明涉及用于车辆的充气轮胎，它具有一个带束以及嵌入至少一种橡胶混合物中的一种增加材料层，其中这个带束由选自下组的一种材料制成，该组由以下各项组成钢、芳族聚酰胺、碳纤维、天然纤维、镁、以及镁的化合物，其中，这个增强材料层是在与圆周方向成0度与5度之间的一个角度的单或多层，并且该增强材料层由至少一种聚酯线和/或聚酯帘线制成。
文档编号B60C9/22GK102317090SQ200980156908
公开日2012年1月11日 申请日期2009年11月4日 优先权日2009年2月19日
发明者凯·贝尔库尔斯, 沃尔夫冈·雷泽, 赖因哈德·路德维格, 马丁·弗兰克 申请人:大陆轮胎德国有限公司