专利名称：增强用于车辆车轮的轮胎中的胎体结构的高速性能的方法和用于车辆车轮的轮胎的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种增强用于车辆车轮的轮胎中的胎体结构的高速性能的方法和一种用于车辆车轮的轮胎。
背景技术：
用于车辆车轮的轮胎通常包括与带束结构相联的胎体结构。胎面带施加在带束结构的径向外部位置处。生轮胎通过组装由弹性体混合物制成的相应的半成品构造而成并且随后被模制/固化。具体地，本发明涉及一种高性能轮胎(诸如，例如HP (高性能)轮胎和UHP (超高性能)轮胎或者应用于诸如场地赛的运动领域的轮胎，或者用于多种SUVs (运动型多功能车辆)，所述SUVs集合了作为具有跑车性能的旅行车的典型特征的质量和体积)，所述高性能轮胎用于功率非常强劲的汽车或摩托车，或者更普遍地用于涉及高运转速度和/或复杂操控条件的应用。在这些类型的轮胎中，车辆的高于200km/h的高行驶速度产生离心力，所述离心力能够使轮胎发生径向变形，从而径向地改变所述轮胎的外轮廓。这种变形致使印迹面积减小，这不利地改变了轮胎自身的性能和存续时间。在这些类型的轮胎中，甚至在延长的运转期间，胎体也必须确保动力学响应，从而在存在由轮胎所经受的热机械类型的高应力的情况下，尤其在极端驾驶的情况下，也产生适当的车辆行驶性能、轻松驾驶、操控性能和舒适性。在HP (高性能)或UHP (超高性能)类型的摩托车轮胎的领域中，最难满足的要求之一是限制在复杂操控条件下使用轮胎所必然产生的轮胎的行驶性能特征的衰退。事实上，胎体确定了由轮胎所能够承担的负载能力、由轮胎所提供的舒适性和所述轮胎的动力学行为。因此，需要这样的胎体材料，所述胎体材料的强度和弹性的比例在各种条件下均协调均衡。为了限制高性能条件下的轮胎变形，已知轮胎的胎体帘布层或多个胎体帘布层包括多个人造纤维增强帘线，所述多个人造纤维增强帘线布置成相互平行并且至少部分地被弹性体材料所覆盖。就这一点而言，如在2002年4月29日至5月I日在佐治亚州Savannah 召开的 “ 161st Spring Technical Meeting” 的会议议程中，由 Dr. ChristianNorthausen, Condenka Gmbh, Germeany 所重述的 “Rayon the advanced material forrubber reinforcement-ACS Rubber Division”,指出了在构造用于高性能轮胎的胎体帘布层的帘线中，人造纤维被认为是具有最好特性的材料。根据文章的作者，在平衡性能和疲劳 强度的最优化的轮胎结构中，人造纤维是最可靠的材料。依然根据所提及的文章，热空气收缩值对于人造纤维和芳族聚酰胺纤维而言是有限的，而对于聚萘二甲酸乙二醇酯和尼龙(PA66)而言相对较高。由于收缩，两种最后提及的材料在温度升高时显示出弹性杨氏模量的降低(即，热塑性性能)，这实际上不建议在用于经受高运转温度且旨在用于高性能的轮胎中使用所述两种最后提及的材料。文献US 20090139626A1描述了一种包括胎体层的子午线轮胎，取代了人造纤维帘线，所述胎体层包括混杂纤维的帘线，所述混杂纤维通过对尼龙46的单条纱以及两条芳族聚酰胺纱线进行第一单丝加捻并且随后将三条纱线捻在一起，与此同时，沿着与第一加捻操作相反的方向对三条纱线实施第二加捻。此外，已知同一申请人名下的文献WO 2009/052844公开了一种包括以下结构元件的轮胎所述结构元件设置有增强元件，所述增强元件还包括至少一种混纤纱。混纤纱包括多条丝，所述丝由具有第一起始模量的第一复丝纱和具有与所述第一起始模量不同的第二起始模量的至少一种第二复丝纱获得。复丝纱中的每一条均包括多条单丝。第一和第二复丝纱中的单丝均相互混合。本申请人已经注意到的是，在滚动期间，轮胎和道路之间产生的摩擦力和轮胎所 经受的变形产生热量，从而致使轮胎和构成所述轮胎的元件变热。轮胎所经受的加速度越大，则该现象就越重要。本申请人已经发现的是，上述提及的属于胎体结构的已知增强帘线的变热确定了形成帘线的纱线的模量降低，结果，相对于在参考温度(例如，大约20°c的室温)条件下的理想变形，经受加速度的胎体的真实变形加大。另外，本申请人已经发现的是，因为人造纤维具有较强的吸湿性，S卩，具有非常依赖于纤维湿度的模量，并且因为在加工纤维期间，干燥工艺复杂且难以以最优的方式获得(无论如何，纤维中都捕获一定量的水分)，所以结合到轮胎胎体中的湿人造纤维纱线的模量小于理论给定的模量，这导致了相对于具有完全干燥的纤维的理想胎体的变形，所述胎体的真实变形加大。另外，因为人造纤维的机械特征取决于纤维中的含水量(所述纤维中的含水量是能够变化的并且取决于干燥系统的效率)，所以将更加难以设置轮胎上的人造纤维性能。此夕卜，捕获在人造纤维中的水能够导致在成品轮胎上产生缺陷(气泡、脱离等)。
发明内容
在这种背景下，本申请人已经感觉到有必要制造这样的一种纱线，所述纱线适于制造用于胎体帘布层的增强帘线，所述胎体帘布层即使在在道路上使用轮胎期间的温度发生变化以及在加工轮胎部件期间的湿度发生变化的情况下也具有足够高且稳定的模量。根据本发明，已经惊喜地发现，利用混纤纱制造胎体能够提高就针对高运转温度的动力学行为而言的胎体性能，所述混纤纱包括混合的丝，所述混合的丝分别属于聚酯纱线和设置有取决于温度的低模量衰减的纱线。这旨在通过使按比例至少高达50%的聚酯纱的丝与按比例不超过50%的具有在温度逐渐升高时的低衰减的一定量的纱线的丝相混合。更加具体地，在第一方面，本发明涉及一种提高用于车辆车轮的轮胎中的胎体结构的高速性能的方法，所述方法包括-制备至少一种混纤纱，所述混纤纱包括多条丝，所述丝由聚酯的第一复丝纱和具有低于20%的随着温度的模量衰减的第二复丝纱获得；所述第一复丝纱和所述第二复丝纱中的每一条均包括多条单丝；所述第一复丝纱中的单丝至少部分地以至少50%的比例与所述第二复丝纱的单丝相混合；
-组装胎体结构，所述胎体结构包括至少一个胎体帘布层，所述胎体帘布层基本构造在帘线上，所述帘线包括至少一种混纤纱。根据本发明的第二方面，本发明涉及一种用于车辆车轮的轮胎，所述轮胎包括胎体结构、施加在胎体结构的径向外部位置处的带束机构、在胎冠区域处施加在所述带束结构的径向外部位置处的胎面带。其中，胎体结构包括至少一个胎体帘布层；其中，所述至少一个胎体帘布层包括多个增强帘线，所述多个增强帘线布置成相互平行并且至少部分地被弹性体成分所覆盖，所述增强帘线中的至少一些包括至少一种混纤纱；其中，所述混纤纱包括多条丝，所述丝由聚酯的第一复丝纱和具有低于20%的随着温度的模量衰减的第二复丝纱获得；所述第一复丝纱和所述第二复丝纱中的每一条均包括多 条单丝；所述第一复丝纱的单丝至少部分地以至少50%的比例与所述第二复丝纱的单丝相混合。优选地，所述轮胎是高性能轮胎。特别地，本申请人的经验表明，通过将便宜纱线与更低百分比的对温度变化低敏感性的材料(诸如，芳族聚酰胺(聚芳酰胺)纤维或碳纤维或玻璃纤维)的丝相混合来提升诸如聚酯(PET聚对苯二甲酸乙二醇酯、PEN聚萘二甲酸乙二醇酯)纱线的便宜纱线(所述便宜纱线由于随着运转温度模量显著减小，因此其自身不能适于应用在高性能轮胎的胎体帘线中)，允许获得这样的混纤纱，所述混纤纱具有能够满足高性能轮胎胎体的规格的理想特征(模量值和性能均匀性)。本发明在以上方面中的至少一个方面中能够具有下文描述的优选特征中的一个或多个。优选地，第一复丝纱由从以下组中选择的纤维制成聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)。优选地，第一复丝纱具有在20°C和100°C之间并且在2%的伸长量的条件下测量得到的高于40%的随着温度的模量衰减。优选地，第二复丝纱由从包括芳族聚酰胺纤维、玻璃纤维、碳纤维的组中选定的纤维制造而成。使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的优势是成本低廉。使用聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)的优势是在室温条件下具有足够高的模量。聚酯并且尤其是聚对苯二甲酸乙二醇酯通常用于制造非高性能轮胎的胎体中的增强帘线。使芳族聚酰胺纤维或玻璃纤维或碳纤维与聚酯相混合，使得能够获得具有相对较低的吸水性、足够轻质并且相对便宜的混杂物，所述混杂物设置有随温度基本稳定的模量。混纤纱的随着温度的低模量衰减确保轮胎轮廓针对高温的更高的稳定性。与用于人造纤维的干燥工艺相比，所获得的混杂物(具有随温度的高模量衰减的纤维与具有受限的模量衰减的纤维混合)需要更低廉且更为可靠的干燥工艺。减少了由于人造纤维的吸水性而造成的在成品轮胎上的可能的缺陷。另外，轮胎具有更为均匀一致的性能特征。优选地，混纤纱包括按重量计占大约50%至按重量计占大约90%的第一复丝纱。优选地，混纤纱包括按重量计占大约10%至按重量计占大约50%的第二复丝纱。更低百分比的低价值，S卩，更便宜的纱线允许在保持或改进轮胎性能的同时限制所述轮胎的制造成本。优选地，混纤纱在20°C的条件下具有大于大约1500cN/Tex的起始模量。优选地，混纤纱在20°C的条件下具有大于大约2000cN/Tex的起始模量。优选地，混纤纱在20°C的条件下具有大于大约2500cN/Tex的起始模量。优选地，混纤纱在177°C的条件下具有测量得到的小于或等于4%的收缩率。对于给定的轮胎，变化两种类型纱线的材料、质量和百分比，以允许获得混纤纱和胎体的理想性能(模量、收缩率)。根据优选的实施例，通过以下步骤制备混纤纱
-以第一供给速度将第一复丝纱供给到喷气装置；-以第二供给速度将第二复丝纱供给到喷气装置； 其中，第一供给速度和第二供给速度基本相等。喷气装置本身已知且不再赘述。以相等的速度供给两种纱线，使得能够获得这样的混纤纱，在所述混纤纱中，自伸长开始以来，构成所述混纤纱的两种混合的丝类型便以协作方式起作用。从根据本发明的增强用于车辆车轮的轮胎中的胎体结构的高速性能的方法和用于车辆车轮的轮胎的优选但不排外的优选实施例的详细描述中，其它特征和优势将变得更加显而易见。
将参照以非限制性示例给出的附图在下文中陈述本描述，在所述附图中-图I概略示出了用于车辆车轮的轮胎的径向半截面；-图2是设计成形成图I的轮胎的胎体帘布层的条状元件的细长元件的透视图；-图3示出了混纤纱的制造步骤，从应用于制造图2的细长元件的两种复丝纱开始；-图4a示出了图3的两种复丝纱的横截面；-图4b示出了图3的混纤纱的横截面；-图5是图解了同一纱线在不同温度时的两条曲线的负载/变形图；表-图6是图解了关于不同纱线的曲线的模量/温度图表；-图7是图解了关于不同帘线的曲线的负载/变形图表。
具体实施例方式图I中的附图标记I表示用于车辆车轮的轮胎，所述轮胎通常包括胎体结构2，所述胎体结构包括至少一个胎体帘布层3a、3b (在图I示出的示例中有两个)，所述胎体帘布层分别具有与相应的环形锚固结构4相接合的相对的端部折片，所述环形锚固结构可能与弹性体填料4a相连并且与通常称为“胎圈”的区域5成一体。带束结构6与胎体结构2相连,所述带束结构包括一个或多个带束层6a,以相互之间叠置的关系和与胎体帘布层3a、3b成叠置的关系布置所述带束层，并且所述带束层通常具有金属的增强帘线。这些增强帘线相对于轮胎I的周向延伸方向成交叉定向。与构成轮胎的其它半成品一样，弹性体材料的胎面带7也被施加在带束结构6的径向外部位置处。另外，在轴向外部位置处，弹性体混合物的相应侧壁8被施加到胎体结构2的侧表面，每个所述侧壁均从胎面带7的侧边缘中的一个延伸直到靠近相应的固定至胎圈5的环形锚固结构为止。此外，轮胎I的径向内部表面优选地在内部由基本气密的弹性体材料层或者由所谓的衬里9所覆盖。在图I示出了实施例中，轮胎I是用于机动车辆的轮胎。典型地，在这种情况中，带束结构6还包括至少一个径向外部层，所述径向外部层 包括纺织的帘线，所述纺织的帘线布置成相对于轮胎的周向延伸方向基本成零度角。优选地，用于机动车辆的轮胎I是HP (高性能)或UHP (超高性能)的类型，S卩，能够承受至少240km/h，优选地高于270km/h的最大速度的轮胎。这些轮胎的示例是那些属于“V”、“W”、“Y”、“Z” 或 “ZR” 类别的轮胎。根据本发明的另一个实施例，轮胎I用于摩托车。用于摩托车(未示出)的轮胎的横截面轮廓具有高横向曲率，这是因为所述轮胎必须在摩托车的所有倾斜状态中确保足够的印迹面积。距离f和宽度C之间的比率值限定了横向曲率，所述距离f是在轮胎的赤道面中测量得到的从穿过所述胎面的横向相对的端部的线条到胎面中心的距离，所述宽度C由胎面自身的横向相对的端部之间的距离所限定。“高横向曲率的轮胎”指的是其横向曲率(f/c)至少为0. 20的轮胎，优选地，用于后轮轮胎的横向曲率(f/C)介于0. 20和0. 5之间，用于前轮轮胎的横向曲率(f/C)介于0. 35和0. 6之间。由至少一个组装装置通过在成型鼓(未示出)上组装相应的半成品来构造如上所述的轮胎I。在成型鼓上构造和/或组装被设计成形成轮胎I的胎体结构2的至少一部分部件。更详细地，成型鼓适于首先接纳衬里9(如果有的话)，随后接纳多个胎体帘布层3a、3b。此后，未示出的装置围绕端部折片中的每个同轴地结合环形锚固结构4中的一个，将包括带束结构6和胎面带7的外部套围绕圆筒形胎体套定位在同轴定中的位置，并且通过胎体帘布层3a、3b的径向扩展使胎体套成形为环面构造，以便确定将所述胎体套施加在外部套的径向内表面上。构造生轮胎I之后，实施固化和模制处理，所述固化和模制处理的目的在于通过弹性体混合物的交联确定轮胎I的结构稳定性，并且所述固化和模制处理的目的还在于在胎面带7上压印期望的胎面图案，以及在侧壁8上印制可能的区别性图形标记。在固化期间，在弹性体高分子之间形成共价键晶格，取决于共价键晶格的密度，防止所述弹性体流动，从而使得材料愈发更难以溶解、更难以熔化以及更富有弹性。胎体帘布层3a、3b各个均可由铺设单元制成，所述铺设单元设计成将多个条状元件10以周向相互接近的关系施加在位于成型鼓的径向外部的布置表面上，以便形成各个具有围绕所述成型鼓的几何轴线的连续的周向延伸部的帘布层。通过按照顺序切割来自拉延和/或压延装置或来自供给卷筒的至少一个连续的细长或带状元件11而获得条状元件10，并且因此所有所述条状元件都具有相同的宽度。如图2所示，连续的带状元件11，并且因此由所述连续的带状元件获得的条状元件10各个均具有多个帘线12或类似的线状元件，所述帘线或所述类似的线状元件沿着带状元件和条状元件10自身的纵向延伸部相互平行延伸，并且所述帘线或所述类似的线状元件至少部分地被弹性体材料层“R”所覆盖，所述弹性体材料层通过以上提及的拉延和/或压延操作来施加。根据未示出的实施例，每个胎体帘布层均能够制成为单个的半成品，所述半成品包括被弹性体材料层“R”所覆盖的帘线12。典型地，除了尤其适于制造轮胎的诸如填料(碳黑、硅石)、固化剂(例如，硫磺)、催化剂、促进剂、塑化剂的添加剂之外，弹性体材料还包括弹性体聚合物。、
典型地，弹性体材料包括能够交联的弹性体合成物，所述弹性体合成物包括具有不饱和链的弹性体聚合物或共聚物，所述弹性体聚合物或共聚物具有通常在20°C情况下，优选地在0°C至110°C范围内的玻璃化温度(Tg)。这些聚合物或共聚物能够是天然的或者通过以按重量计不超过60%的量任选地与由从单芳乙烯和/或极性单体中选定的至少一种单体相混合的溶液聚合、乳液聚合或一种或多种共轭二烯的气相聚合而获得。共轭二烯通常包含4至12、优选地4至8个碳原子并且能够从例如包括1，3-丁二烯(1，3-butadiene)、异戍二烯(isoprene)、2, 3_ 二甲基-1，3_ 丁二 烯(2，3-dimethyl-l, 3-butadiene)、1，3_ 戍二烯(I, 3-pentadiene)、1，3_ 己二烯(1，3_hexadiene)、3- 丁基-I, 3_ 辛二烯(3-butyl-l, 3_octadiene)、2-苯基-1，3_ 丁二烯(2-phenyl-l, 3-butadiene)或者它们的混合物的组中选择。1，3- 丁二烯(1，3-butadiene)和异戍二烯(isoprene)尤为优选。可能能够使用的极性单体可以例如从乙烯基卩比唳(vinylpiridine)、乙烯基奎啉(vinylquinoline)、丙烯酸(acrylic acid)和丙烯酸腺酯(alkylacrylic acid esters)、腈类(nitriles)或它们的混合物中选取，诸如丙烯酸甲酯(methyl acrylate)、丙烯酸乙酯(ethyl acrylate)、间丙烯酸甲酯(methyl metacrylate)、甲基丙烯酸乙酯(ethylmetacrylate)、丙烯腈(acrylonitrile)或者它们的混合物。优选地，包括在弹性体材料中的合成或自然弹性体能够从例如顺(式)_1，4-聚异戍二烯(cis-1, 4-polyisoprene)(天然或合成橡胶,优选地为天然橡胶)、3，4_聚异戍二烯(3，4-polyisoprene)、聚丁二烯(polybutadiene)(特别是具有较高顺式1，4结构含量的聚丁二烯)、可能的齒代异戍二烯/异丁烯共聚物(halogenated isoprene/isobutene)、1，3_ 丁二烯 / 丙烯臆共聚物(1，3-butadiene/aerylonitriIe copolymers)> 苯乙烯/I, 3-丁二烯共聚物(styrene/1, 3-butadiene copolymers)、苯乙烯/异戍二烯/1，3_丁二烯共聚物(styrene/isoprene/1, 3-butadiene copolymers)、苯乙烯/1，3_丁二烯/丙烯腈共聚物(styrene/1, 3-butadiene/aery lonitri Ie copolymers)或者它们的混合物中选择。有利地，为了改进所述混杂纤维粘附到可交联的弹性体材料的粘合力，混杂丝能够通过将所述混杂丝浸入到包含间苯二酹树脂/甲醒(resorcinol resin/formaldehyde)的粘稠的乳胶(通常称作“甲醛乳胶” -RFL)的混合物的溶液的药液中而进行表面处理。所使用的乳胶能够例如从乙烯基吡碇/苯乙烯丁二烯(VP/SBR)、苯乙烯丁二烯(SBR)、异戊二烯橡胶(NR)的乳胶、羧基氢化丁二烯-丙烯腈(X-HNBR)、氢化丁腈橡胶(HNBR)、腈基丁二烯橡胶(NBR)三元乙丙橡胶(EPDM)、氯磺化聚乙烯(CSM)，单独或者它们的组合。每个帘线12均包括单股条加捻的混纤纱13或加捻在一起的至少两条纱线13(图2a)，所述至少两股纱线中的至少一条是混杂而成的。
混纤纱13由两种混合或相混在一起的不同材料的多条单丝14a、15a (图4b)形成。以第一复丝纱14和第二复丝纱15为原料获得混纤纱13，所述第一复丝纱14和所述第二复丝纱15各个均由单一材料构成，或者包括多条丝或单一材料的丝。第一复丝纱14由多条丝或第一材料的丝14a形成(图4a)。第二复丝纱15由第二材料的多条丝15a形成(图4a)。通过称作“混杂”并且在同一申请人名下的文献WO 2009/052844中描述的操作来
混合第一和第二材料丝。第一复丝纱14和第二复丝纱15被运送并且以相互并排的关系布置在喷气装置17 (在图3中概略性示出)的贯通导管16中。通过一个或多个喷嘴18将压力下的空气引入到所述导管16中。空气分离第一和第二复丝纱14、15中的每条的单丝并且使得所述单丝混合在一起，从而形成单条混纤纱13。两条复丝纱14、15通过入口 19a进入到喷气装置17的贯通导管16并且混纤纱通过所述贯通导管16的出口 19b出来。喷气装置能够从诸如喷气变形装置、喷气编织装置、喷气缠绕装置的已知装置中进行选择。在本说明书以及所附权利要求中，将第一和第二复丝纱14、15供给到喷气装置17的线供给速度确定为“CS1”和“CS2”，以及“TS”为从喷气装置17拾取混纤纱13的线拾取速度，第一和第二复丝纱14、15的“过度传送”(0D1%、0D2%)分别由以下公式限定(0D1%) =[(CS1 - TS)/TS] XlOO(0D2%) = [ (CS2 — TS) /TS] XlOO0“过度传送”是第一或第二复丝纱14、15的线供给速度与混纤纱13的拾取速度的差的百分比。优选地，第一复丝纱14的“过度传送”(0D1%)介于大约I和大约20之间。优选地，第二复丝纱15的“过度传送”(0D%)介于大约I和大约20之间。另外，优选地，第一复丝纱14的“过度传送”(0D1%)基本等于第二复丝纱15的“过度传送”(0D2%)，即，供给速度“CS1”和“CS2”基本相等。具体地，相对于两个速度“CS1”和“CS2”的算术平均值以百分比计算得出的第一复丝纱14的供给速度“CS1”和第二复丝纱14的供给速度“CS2”之间的差的绝对值((|CSl-CS2|/{(CSl+CS2)/2) } X 100)低于1%，优选地低于0. 5%。帘线或纱线的模量是以cN/tex为单位测量得到的牵引模量，即，与纤维的线密度(tex)有关的力(百分之一牛顿(N))。在本说明书以及在所附权利要求中的短语“随着温度的模量衰减”意思是随着温度升高，帘线或纱线的牵引模量降低。特别地，对于评估在热状态中的模量稳定性，首先完成在室温(20°C)条件下以及在热条件(通常为60°C或70°C和100°C)中对帘线牵引的分析。所分析的温度值具有在运转中的轮胎温度的特征。在图5的图表中通过示例的方式示出了在20°C和100°C条件下材料的负载-伸长率牵引曲线。随着温度升高，牵引曲线变得更低，这意味着在同一变形时，负载更小。术语“LASE”指的是“在规定伸长率时的负载”，因此“LASE2%”是关于2%变形的负载(在ASTM D855说明书中“LASE”被称作“FASE”，即，“在规定的伸长率时的力”)。由于随着温度升高，刚度降低，因此在100°C条件下测量得到的“LASE2%”小于在20°C条件下测量得到的“LASE2%”。在0%和2%变形之间计算得出的材料的平均模量(Mm)被限定为Mm=LASE2%/ (Delta Def * A)其中Delta Def = 2，即，2%和0%之间的伸长率差A=帘线截面所以 Mm (20 °C ) =LASE2% (20 °C ) / (2*A ) Mm (IOO0C ) =LASE2% (100°C ) / (2*A)例如通过作为在-10°C至100°C的温度范围内的温度的函数(Mm[%] (T))的平均模量百分比(在2%的伸长率时)的图表表示法能够显示“随着温度的模量衰减”。平均模量百分比(Mm[%] (T))被限定为在温度T (Mn (T))条件下的平均模量和在20°C (Mm (20°C))条件下的平均模量之间的比乘以100。
Mm[%] (T) = ((Mm (T)) / (Mm (20°C)) XlOO结果，在20°C条件下的平均模量百分比 Mm[%] (20°C)等于100。在100°C条件下的平均模量百分比是 Mm[%] (IOO0C)) = ((Mm (100°C>) / (Mm (20°C)) XlOO= ((LASE2% (100°C))/ (LASE2% (20°C))) XlOO0如下，平均模量在2%的伸长率的条件下随着温度从20°C升高到100°C的衰减能够以百分比表现( A (20 0C -IOO0C )Mm[%]) =IOOX (I — ((LASE2% (100°C )) / (LASE2% (20°C)))在本说明书和所附权利要求中的术语“起始模量”指的是在变形的起始阶段(SP，在基本零度变形时)计算得出的帘线或纱线的牵引模量。在力/变形图表中，起始模量是在零度变形点处的曲线的切线。第一复丝纱14优选地由聚酯纤维丝(诸如，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN))制成，所述聚酯纤维丝具有随着温度的高的平均模量衰减并且优选地具有低起始模量。“随着温度的高的平均模量衰减”指的是根据以上给定的标准测量得到的大于大约40%的衰减 ( A (200C -IOO0OMm[%])第一纱线> 40低起始模量指的是低于大约1000cN/tex的模量。第一复丝纱14优选地具有在大约100和大约1000之间的丝数。第一复丝纱14优选地具有在大约200dtex和大约4000dtex之间的线密度。第一复丝纱14中的所述丝中的每一条均优选地具有在大约5iim和IOOiim之间的直径。第二复丝纱15优选地由这样的纤维丝构成，所述纤维丝具有随着温度的低的平均模量衰减以及优选地具有高起始模量。
优选地，被称作具有高模量稳定性的纤维的这些纤维是芳族聚酰胺纤维、碳纤维、玻璃纤维。“随着温度的低的平均模量衰减”指的是根据以上规定测量得到的小于大约20%，优选地小于大约15%的衰减 ( A (20 0C -100°C)Mm[%])第一纱线〈20 ( A (200C _10(TC)Mm[%])第二纱线〈15。“高起始模量”指的是大于大约3000cN/tex的模量。
第二复丝纱15优选地具有在大约100和大约1000之间的丝数。第二复丝纱15优选地具有在大约200dtex和大约4000dtex之间的线密度。第二复丝纱15的所述丝中的每一条均优选地具有在介于大约5 u m和大约100 U m之间的直径。根据本发明的另一个方面，本申请人已经发现，能够通过使不同的纱线线密度(纱线支数)与不同的每一帘线的纱线数和不同的加捻水平相结合来改变胎体的温度性能。明显地，为了实现本发明的目的，本领域中的技术人员能够在以上变量之间选择纱线数和纱线支数、加捻和密度程度，以便构造这样的轮胎胎体，其使得能够实现与车辆性能有关的热稳定性的所述增强。所获得的混纤纱13优选地包括按重量计占大约50%至按重计大约90%的第一复丝纱，以及优选地包括按重量计占大约10%至按重计大约50%的第二复丝纱。所获得的混纤纱13优选地具有优选地高于大约1500cN/teX，更加优选地高于大约2000cN/tex的起始模量。所获得的混纤纱13优选地具有根据ASTM标准D2259-02 (2004)在177°C条件下测量得到的小于或等于4%的收缩率。
示例 I已经制备了根据本发明的三种混纤纱Al-芳族聚酰胺(AR) +聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)(芳族聚酰胺50%)A2-芳族聚酰胺+聚对苯二甲酸乙二醇酯(芳族聚酰胺25%)A3-芳族聚酰胺+聚对苯二甲酸乙二醇酯(芳族聚酰胺20%)和两种非混纤纱BI-凯夫拉尔(Kevlar) 440B2-聚对苯二甲酸乙二醇酯1670Al是以芳族聚酰胺(AR)的复丝纱和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的复丝纱为原料制造而成的混纤纱；芳族聚酰胺(AR)的复丝纱构成混纤纱Al的按重量计的50%。纱线Al通过将芳族聚酰胺(AR)的复丝纱和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的复丝纱供给到喷气纱线卷曲装置(air-jet texturising device)制备而成。A2是以芳族聚酰胺(AR)的复丝纱和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的复丝纱为原料制造而成的混纤纱；芳族聚酰胺(AR)的复丝纱构成混纤纱A2的按重量计的25%。纱线A2通过将芳族聚酰胺(AR)的复丝纱和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的复丝纱供给到喷气纱线卷曲装置制备而成。A3以芳族聚酰胺(AR)的复丝纱和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的复丝纱为原料制造而成混纤纱；芳族聚酰胺(AR)的复丝纱构成混纤纱A3的按重量计的20%。纱线A3通过将芳族聚酰胺(AR)的复丝纱和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的复丝纱供给到喷气纱线卷曲装置制备而成。BI是非混杂的对比纱线并且由芳族聚酰胺(Kevlar )复丝纱构成；这种芳族聚酰胺复丝纱的纱线支数(单位dtex)是440。B2是非混杂的对比纱线并且由聚对苯二甲酸乙二醇酯的复丝纱构成；这种聚对苯二甲酸乙二醇酯的复丝纱的纱线支数(单位dtex)是1670。图6示出了对于以上提及的纱线中的每一种，作为在-10°C至100°C温度范围内的温度的函数(Mm[%] (T))的平均模量百分比(在2%的伸长率时)。具有独立于温度的模量(无模量衰减)是用于确保轮胎上的更好性能的理想行 为。图6示出了根据本发明的三种混纤纱Al、A2和A3具有远高于聚对苯二甲酸乙二醇酯的热稳定性以及接近单一芳族聚酰胺纱线的热稳定性(BI)。特别地，混纤纱Al和A2的热稳定性基本等于独自由芳族聚酰胺制成的纱线的热稳定性(BI)。示例2图7示出了对于根据本发明的三种帘线，作为伸长率(％)的函数的牵引负载(牛顿)芳族聚酰胺+聚对苯二甲酸乙二醇酯(37901840X2405X405 (由两种混纤纱芳族聚酰胺+聚对苯二甲酸乙二醇酯(37%)制成的帘线，每种混纤纱芳族聚酰胺+聚对苯二甲酸乙二醇酯(37%)均具有纱线支数1840 (dtex)和每米405加捻操作)； 芳族聚酰胺+聚对苯二甲酸乙二醇酯(37%) 1840 X 2305 X 305 (由两种混纤纱芳族聚酰胺+聚对苯二甲酸乙二醇酯(37%)制成的帘线，每种混纤纱芳族聚酰胺+聚对苯二甲酸乙二醇酯(37%)均具有纱线支数1840 (dtex)和每米305加捻操作)；芳族聚酰胺+聚对苯二甲酸乙二醇酯(20902130X2405X405 (由两种混纤纱芳族聚酰胺+聚对苯二甲酸乙二醇酯(20%)制成的帘线，每种混纤纱芳族聚酰胺+聚对苯二甲酸乙二醇酯(20%)均具有纱线支数2130 (dtex)和每米450加捻操作)；以及对于四种人造纤维帘线 人造纤维1840X2 (480X480)[干燥](由两种人造纤维纱线形成的帘线，每种人造纤维纱线均具有的纱线支数1840 (dtex)和每米480加捻操作；利用干燥纤维实施牵引试验(在105°C的炉中进行干燥至少两个小时))； 人造纤维1840X2 (480X480)[潮湿](与前述一种帘线相同的帘线，但利用潮湿的纤维实施牵引试验); 人造纤维1220X2 (550X550)[干燥](由两种人造纤维纱线形成的帘线，所述每种人造纤维帘线均具有的纱线支数1220 (dtex)和每米550加捻操作);利用干燥纤维实施牵引试验(在105°C的炉中进行干燥至少两个小时))； 人造纤维1220X2 (550X550)[潮湿](与前述一种帘线相同的帘线，但利用潮湿的纤维实施牵引试验)在湿度为65%的环境中测试根据本发明的混杂帘线。图7示出了人造纤维的潮湿帘线具有大大低于干燥时的同一人造纤维帘线的机械特征(模量)，并且尤其是根据本发明的具有混纤纱的三种帘线的起始模量高于干燥人造纤维帘线和潮湿人造纤维帘线的起始模量。就此而言，在以下表格中，表现了与芳族聚酰胺+聚对苯二甲酸乙二醇酯(20%)2130X2405X405的帘线相比，在温度为22°C以及湿度为65%的环境中测量得到的包含在两种人造纤维帘线中的湿度量。在平衡条件下，人造纤维的含水量大约为12%，而芳族聚酰胺+聚对苯二甲酸乙二醇酯的含水量低于2%，这意味着人造纤维非常易潮湿，而根据本发明的混杂纱线芳族聚酰胺+聚对苯二甲酸乙二醇酯则不易潮湿。如果发现完全干燥的材料及时恢复湿度，则能够看见过程相对较快，并且因此在制造工艺中较为关键。
权利要求
1.一种增强用于车辆车轮的轮胎中的胎体结构的高速性能的方法，所述方法包括 -制备至少一条混纤纱(13)，所述混纤纱包括多条丝(14a，15a)，所述丝由聚酯的第一复丝纱(14)和第二复丝纱(15)获得，所述第二复丝纱具有低于20%的随着温度的模量衰减；所述第一复丝纱(14)和所述第二复丝纱(15)的每一个均包括多条单丝(14a，15a);所述第一复丝纱(14)的所述单丝(14a)至少部分地以至少50%的比例与所述第二复丝纱(15)的单丝(15a)相混合； -组装胎体结构(2)，所述胎体结构包括基本构造在帘线(12)上的至少一个胎体帘布层(3a，3b)，所述帘线包括所述至少一条混纤纱(13)。
2.如权利要求I所述的方法，其中，所述第一复丝纱(14)由从以下组中选择的纤维制成聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)。
3.如前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中，所述第一复丝纱(14)具有在20°C和100°C之间以及在2%伸长率的条件下测量的高于大约40%的随着温度的模量衰减。
4.如前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中，所述第二复丝纱(15)由从包括芳族聚酰胺纤维、玻璃纤维、碳纤维的组中选择的纤维制成。
5.如前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中，所述混纤纱(13)包括按重量计占大约50%至按重量计占大约90%的所述第一复丝纱。
6.如前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中，所述混纤纱(13)包括按重量计占大约10%至按重量计占大约50%的所述第二复丝纱。
7.如前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中，所述混纤纱(13)在20°C的条件下具有大于大约1500cN/Tex的起始模量。
8.如前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中，所述混纤纱(13)在20°C的条件下具有大于大约2000cN/Tex的起始模量。
9.如前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中，所述混纤纱(13)在20°C的条件下具有大于大约2500cN/Tex的起始模量。
10.如前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中，所述混纤纱(13)在177°C的条件下测量得到的收缩率小于或等于4%。
11.如前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中，通过以下步骤制备所述混纤纱(13) -以第一供给速度(CSl)将所述第一复丝纱(14)供给到喷气装置(17)； -以第二供给速度(CS2)将所述第二复丝纱(15)供给到所述喷气装置(17)； 其中，所述第一供给速度(CSl)和所述第二供给速度(CS2)基本相同。
12.用于车辆车轮的轮胎，所述轮胎包括 胎体结构(2);带束结构(6)，所述带束结构施加在所述胎体结构(2)的径向外部位置处；胎面带(7)，在胎冠区域处，所述胎面带施加在所述带束结构(6)的径向外部位置处； 其中，所述胎体结构(2)包括至少一个胎体帘布层(3a，3b)； 其中，所述至少一个胎体帘布层(3a，3b)包括多个增强帘线(12)，所述增强帘线布置成相互平行并且至少部分地被弹性体成分(R)所覆盖，所述增强帘线(12)中的至少一些包括至少一条混纤纱(13); 其中，所述混纤纱(13)包括多条丝(14a，15a)，所述丝由聚酯的第一复丝纱(14)和第二复丝纱(15)获得，所述第二复丝纱具有低于20%的随着温度的模量衰减；所述第一复丝纱(14)和所述第二复丝纱(15)的每一个均包括多条单丝(14a, 15a);所述第一复丝纱(14)的所述单丝(14a)至少部分地以至少50%的比例与所述第二复丝纱(15)的所述单丝(15a)相混合。
13.如权利要求12所述的轮胎，其中，所述第一复丝纱(14)由从以下组中选择的纤维制成聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)。
14.如权利要求12或13所述的轮胎，其中，所述第一复丝纱(14)具有在20°C和100°C之间以及在2%伸长率的条件下测量得到的高于大约40%的随着温度的模量衰减。
15.如权利要求12至14中的任意一项所述的轮胎，其中，所述第二复丝纱(15)由从包括芳族聚酰胺纤维、玻璃纤维、碳纤维的组中选择的纤维制成。
16.如权利要求12至15中的任意一项所述的轮胎，其中，所述混纤纱(13)包括按重量计占大约50%至按重量计占大约90%的所述第一复丝纱。
17.如前述权利要求12至16中的任意一项所述的轮胎，其中，所述混纤纱(13)包括按重量计占大约10%至按重量计占大约50%的所述第二复丝纱。
18.如前述权利要求12至17中的任意一项所述的轮胎，其中，所述混纤纱(13)在20°C的条件下具有大于大约1500cN/Tex的起始模量。
19.如前述权利要求12至18中的任意一项所述的轮胎，其中，所述混纤纱(13)在20°C的条件下具有大于大约2000cN/Tex的起始模量。
20.如前述权利要求12至19中的任意一项所述的轮胎，其中，所述混纤纱(13)在20°C的条件下具有大于大约2500cN/Tex的起始模量。
21.如前述权利要求12至20中的任意一项所述的轮胎，其中，所述混纤纱(13)在177°C的条件下测量得到的收缩率小于或等于4%。
22.如权利要求12至21中的任意一项所述的轮胎，其中，所述轮胎(I)是高性能轮胎。
全文摘要
本发明涉及一种增强用于车辆车轮的轮胎中的胎体结构的高速性能的方法。所述方法包括制备至少一条混纤纱(13)以及组装包括至少一个胎体帘布层(3a，3b)的胎体结构(2)，所述胎体帘布层基本构造在帘线(12)上，所述帘线包括混纤纱(13)。混纤纱(13)包括多条单丝(14a，15a)，所述单丝由聚酯的第一复丝纱(14)和第二复丝纱(15)获得，所述第二复丝纱具有低于20%的随着温度的模量衰减。第一复丝纱(14)和第二复丝纱(15)中的每一种均包括多条单丝(14a，15a)。第一复丝纱(14)的单丝(14a)至少部分地以至少50%的比例与所述第二复丝纱(15)的单丝(15a)相混合。
文档编号B29D30/38GK102666132SQ201080056948
公开日2012年9月12日 申请日期2010年12月20日 优先权日2009年12月23日
发明者B·拉姆帕纳, D·蒂雷利, R·圣加利 申请人:倍耐力轮胎股份公司