[发明专利]缺气保用轮胎的侧壁支撑体

说明书

发明背景

技术领域

本发明一般地涉及轮胎，并且更具体地涉及用于形成轮胎上的侧壁支撑体的材料和此类支撑体。

背景技术

轮胎制造商一直在研发具有充气轮胎的车辆中的乘客在轮胎失去其所有或基本上所有压力之后如何继续他们的旅程至少某一最小距离的解决方案。虽然备用轮胎是这种问题的一种解决方案，但是更好的解决方案将允许乘客继续，无需离开他们的车辆，直至到达安全的目的地。

延长移动性的想法允许车辆继续用已经失去其所有或基本上所有充气的轮胎往前开至少一段合理的距离。此类基于缺气保用技术的轮胎，常常包括允许轮胎在压力减小或甚至没有压力时支撑大量负载的自我支撑部件。此类自我支撑部件可包括例如特此以引用的方式完全并入的美国专利第6,022,434号中所示，经橡胶垫加强的轮胎侧壁。

因为橡胶垫必须能够在充气压力减小或无充气压力时支撑车辆的负载，所以这些衬垫往往十分厚并且其通常影响轮胎的滚动阻力特性。轮胎业的研究人员正在寻找用于此类侧壁支撑体的新材料和新设计以改善此类轮胎的滚动阻力及其在没有或很小压力下运转时的耐久性。

发明内容

本发明的特定实施方案包括具有由基于可交联弹性体组合物的橡胶组合物制造的侧壁支撑体的缺气保用轮胎。例如，可交联弹性体组合物可包括锡端官能化聚丁二烯橡胶以及另外的第二橡胶组分。可交联弹性体组合物还可包括第一炭黑和第二炭黑，第一炭黑可表征为低表面积、高结构炭黑并且第二炭黑可表征为低表面积炭黑。

在特定实施方案中，第一炭黑的氮表面积介于15m²/g和25m²/g之间并且COAN介于65ml/100g和85ml/100g之间，而第二炭黑的氮表面积介于2m²/g和11m²/g之间。第一和第二炭黑的总载荷量范围可例如介于70phr和120phr之间，第一炭黑提供了总炭黑负载的20重量％至90重量％。可按提供介于8MPa和10MPa之间的在23℃下测量的10％伸长模量的量添加第一炭黑。

在特定实施方案中，第二橡胶组分选自聚丁二烯(BR)、聚异戊二烯(IR)、天然橡胶(NR)、丁二烯共聚物、异戊二烯共聚物和这些弹性体的混合物。

具体实施方式

本发明的特定实施方案包括侧壁支撑体和制造侧壁支撑体的材料，所述侧壁支撑体在轮胎中并且特别是在设计为以很少或没有充气压力运转至少一段合理距离的充气轮胎中有用。本文公开的侧壁支撑体可描述为具有高刚度和低滞后，提供了具有比业内现在已知的其它轮胎改善的滚动阻力和改善的耐久性的缺气保用轮胎的属性组合。

业内已知轮胎设计者常常必须就其设计的轮胎的某些特征折衷。改变轮胎设计以改善轮胎的一种特征往往将导致折衷，即另一种轮胎特征抵消下降。在刚度和滞后之间存在一种这样的折衷。通过添加更大量的增强填料例如炭黑增加橡胶组合物的刚度时，则材料的滞后也增加。

为获得具有高刚度和低滞后的轮胎侧壁支撑体，发明人已经发现使用用于制造侧壁支撑体的具有带特定特征的炭黑混合物和官能化弹性体的橡胶组合物惊人地打破了刚度增加和滞后之间的折衷。发明人已经能够提供用于缺气保用轮胎中的可表征为具有高刚度和低滞后的刚性侧壁支撑体。

对于此类侧壁支撑体的设计而言，使用具有高刚度的材料可允许制造可能将比用具有低刚度的材料更窄且更小的侧壁支撑体。具有更窄且更小的侧壁支撑体的缺气保用轮胎通常可具有改善的滚动阻力。同样，使用具有低滞后的材料可提供更耐久的侧壁支撑体，因为在缺气保用条件下的发热可更少。此外，由具有低滞后的材料制成的侧壁支撑体通常在正常(即，非缺气保用)运行条件下也可具有改善的滚动阻力。当车辆使用具有低滚动阻力的轮胎时，燃料经济性通常提高。

因此，通过在用于制造侧壁支撑体的橡胶组合物中利用的材料组合惊人地获得了具有本文所述侧壁支撑体的轮胎的滚动阻力和耐久性的改善特征。此类橡胶组合物的特定实施方案包括含官能化聚丁二烯橡胶、非官能化橡胶和炭黑填料混合物的橡胶组合物，第一炭黑表征为高结构、低表面积炭黑并且第二炭黑表征为具有极低表面积。

如本文所使用，“phr”是“按重量计每一百份橡胶中的份数”并且是本领域中常用的测量，其中相对于组合物中橡胶的总重量测量橡胶组合物的组分，即按组合物中总橡胶的重量计每一百份中所述组分的重量份数。

如本文所使用，弹性体和橡胶为同义术语。