[发明专利]在轮胎胎面的制备中用于机械耦合的由定向堆叠的硬-软混合物组成的复合材料

说明书

本发明涉及用于在弹性体组合物中产生机械耦合的材料，可特别用于制备轮胎胎面(1)。特别地，本发明涉及包括具有高和低刚度模量的堆叠层(c1、c2)的胎面。

技术领域

本发明涉及使得能够在弹性体组合物中产生机械耦合的材料，其尤其用于制备轮胎胎面的用途。

背景技术

改进轮胎的耐磨性是一个非常重要的议题，这尤其是归因于轮胎的成本。该议题涉及所有类型的轮胎，而对于用于重型车辆和土木工程车辆的轮胎而言甚至更为重要，这是因为在更换磨损的轮胎时使车辆不能调动而关联有经济影响。

特别是在土木工程领域，尤其是在采矿领域，轮胎基本上用于矿石或煤开采现场以及采石场。以简化的方式，该使用由以下组成：

-负载向外循环，对于矿石和煤通常是上坡，对于采石场通常是下坡，将矿石或弃土运输到卸载区(对于矿石是“破碎机”，对于弃土是“倾卸区”)；

-空的返回循环，对于采矿用途通常是下坡，对于采石场用途通常是上坡，用以返回到装载区。

将安装至上述采矿倾卸车的轮胎通常在其使用期的前三分之一安装在车辆的前轴上，然后在其使用期的剩余三分之二进行转换并作为双联对的一部分安装到后轴。驱动转矩通过后轴得以传递，而制动转矩实际上也仅通过后轴得以传递，其使用发动机制动(在这种传递的情况下为热或电)。

从矿长的角度来看，矿石和弃土的运输占矿山运行成本的很大份额，在这一分摊中，轮胎所占的份额很大。因此，限制磨损率是降低运行成本的关键贡献因素。从轮胎制造商的角度来看，开发使得能够降低磨损率的技术解决方案因此是重要的战略性组成部分。

由于退出露天矿山的轨道的坡度一般约为8.5％至10％，因此刚性倾卸车后轴的采矿轮胎受到较大的力(从驱动转矩到制动转矩的过程)。该坡度值使得能够通过当前可获得的功率使车辆的生产率最佳。这些应力反映在相对较快的轮胎磨损中。因此，其是提出以下技术解决方案的问题，所述技术解决方案使得在负载驱动转矩和空制动转矩下均能够改进在该轴上的轮胎磨损性能。

已经寻求许多解决方案来增加耐磨性以便尽可能延长其使用期并由此降低运行成本。

在用于土木工程车辆的轮胎领域中，已知在用于越野车辆的胎面中使用天然橡胶、炭黑类型的增强填料以及通常用于这些轮胎的添加剂。该类轮胎的耐磨性通常通过使其组分或其胎面花纹的性质最佳化而得以改进。例如，为了改进越野轮胎的耐磨性，申请WO2013/041400提出将一定量的具有高乙烯基含量的聚丁二烯引入胎面组合物的异戊二烯基质中。

在用于行驶于沥青表面上的车辆如乘用车辆或大多数重型车辆的轮胎领域中，在专利US 8,272,412中提出了一种用于改进耐磨性的解决方案，其通过将玻璃纤维引入弹性体胎面组合物中，其中所述玻璃纤维在周向平面中相对于行驶方向以45度定向。

然而，仍然有必要提供改进的解决方案用以改进通常的轮胎的耐磨性，特别是用于重型车辆或土木工程车辆的轮胎的耐磨性。

发明内容

因此，本发明涉及用于轮胎的新型配方，使得能够显著改进它们的耐磨性。

其主题尤其为包括至少一种胎面花纹的胎面，所述胎面花纹由彼此邻近的多个平行层组成，这些层在胎面花纹内定向为平行于以下的平面，所述平面(i)垂直于赤道平面且(ii)相对于径向平面以由度表示的角度α定向，角度α由公式α＝45+/-x定义，其中x在10至30的范围内；多个层包括由具有低刚度模量的且在5％变形下的延伸模量在2至8MPa的范围内的组合物形成的层、以及由具有高刚度模量的且在5％变形下的延伸模量在30MPa至50GPa的范围内的组合物形成的层。

根据本发明的胎面可以处于未固化状态(在交联或硫化之前)或处于固化状态(在交联或硫化之后)。它可以为可用于轮胎或翻新的胎体中的半成品形式，或者已经被设置在轮胎或轮胎胎体上。