发明内容

本发明的目的为提供用于“轻型卡车”类型车辆的轮胎，所述轮胎比常规轮胎更轻，同时提供令人满意的轮胎性能(特别是耐久性方面)。

根据本发明，该目的通过具有径向胎体增强件的轮胎实现，所述轮胎包括胎冠增强件，所述胎冠增强件本身沿径向被胎面覆盖，所述胎面通过两个胎侧连接至两个胎圈，所述胎圈具有胎圈线，所述胎体增强件由单个层制成，所述单个层由插入在两个表层之间的织物增强元件形成，所述表层由在10％伸长的拉力下具有割线弹性模量M_C的橡胶配混物制成，所述胎体增强件层在每个胎圈中围绕胎圈线卷起，所述第一胎体增强件层的端部沿径向位于每个胎圈的胎圈线的径向最外点的外侧，所述轮胎在每个胎侧中包括第一填充元件J，所述第一填充元件J沿轴向位于一个胎侧的外表面的内侧且沿轴向位于胎体增强件层的卷边的外侧，并且由在10％伸长的拉力下具有割线弹性模量M_J的橡胶配混物制成，每个胎圈包括第二填充元件T，所述第二填充元件T由在10％伸长的拉力下具有割线弹性模量M_T的橡胶配混物制成，并且沿径向朝向外侧延伸胎圈线芯，且沿轴向位于胎体增强件层的外侧并沿轴向位于胎体增强件层的卷边的内侧，所述轮胎包括第三填充元件B1和第四填充元件B2，所述第三填充元件B1由在10％伸长的拉力下具有割线弹性模量M_B1的橡胶配混物制成，并沿轴向与胎体增强件层的卷边接触且沿轴向与第二填充元件T接触，所述第四填充元件B2由在10％伸长的拉力下具有割线弹性模量M_B2的橡胶配混物制成，并沿轴向与胎体增强件层的卷边接触且沿轴向与第一填充元件J接触，所述第三填充元件B1和第四填充元件B2在胎体增强件层的卷边的端部的径向外侧沿轴向彼此接触，所述胎体增强件层每单位宽度的断裂力大于3000daN/dm，所述胎体增强件层为沿径向存在于胎圈线内侧的唯一增强元件层，在10％伸长的拉力下的割线弹性模量M_C、M_B1满足关系式M_C/M_B1<2，且在10％伸长的拉力下的割线弹性模量M_C、M_B2满足关系式M_C/M_B2<2。

在本发明的含义内，径向胎体增强件意指胎体增强件层的增强元件位于与径向平面形成小于或等于10°的角度的平面中，所述两个平面沿着垂直于旋转轴线的轴线相交。

根据本发明优选地，轮胎的负荷指数在100和125之间。

如ETRTO(欧洲轮胎轮辋技术组织)文件“Standards Manual”(2017年，GeneralInformation，第G.7页)所定义的，轮胎的负荷指数为与轮胎在轮胎制造商指定的使用条件下能够承载的最大负荷有关的数字代码。

对于橡胶组合物，根据1988年9月的标准AFNOR-NFT-46002在拉力下进行模量测量：在第二次伸长(即在一个调节循环之后)中测量(根据1979年12月的标准AFNOR-NFT-40101的正常温度和相对湿度条件)10％伸长下的标称割线模量(或表观应力，以MPa计)。

在全新轮胎上进行橡胶组合物的模量测量。

由在增强元件上进行的测量和层中增强元件的密度确定增强元件层每单位宽度的断裂力，密度本身定义为每单位宽度上增强元件的数量。

通过目测对宽度为10cm的未变形的织造物样品上存在的丝线的数量进行计数来测量密度。直接计数的丝线的数量给出了以丝线/分米计的织造物的密度值。在轮胎的胎圈区域中在胎圈线的径向内侧进行测量。

对于丝线或织物帘线，在已经受预先调节的纤维上测量机械性质。“预先调节”意指纤维在测量之前在根据欧洲标准NF EN ISO 139的标准气氛(温度为20+/-2℃；相对湿度为65+/-4％RH)下储存至少48小时。根据2014年的标准ASTM D 885/D 885M-10a，借助于INSTRON或ZWICK制造的经校准的静态拉伸测试机根据特定测量方法测量伸展下的机械性质(断裂力，负荷下的伸长)。丝线在夹具之间以400mm的初始长度在200mm/min的标称速度下经受拉伸。测试结果的表示方式取决于所测试的丝线：测试结果可以为单个单独值，或者为5个单独值的平均值。

在全新轮胎上测量织物增强元件的机械性质。

根据本发明优选地，胎体增强件层每单位宽度的断裂力大于4100daN/dm。

由此限定的根据本发明的轮胎可以安装在轻型卡车类型的车辆上，并且具有比常规轮胎更轻的重量，且耐久性方面的性能至少与更常规轮胎的性能一样好。

使用根据本发明生产的单个织物增强元件层以形成胎体使得能够提供一种比常规轮胎更轻的轮胎，同时满足这种轮胎的设计标准。此外，不存在聚酰胺层也有助于使轮胎更轻。

对于胎体增强件层，大于3000daN/dm，或甚至大于4100daN/dm的每单位宽度的断裂力的值特别赋予轮胎承受充气压力的能力。

此外，由于在胎圈区域中不存在紧密靠近的多个层端部，因此根据本发明的轮胎(其仅具有一个围绕胎圈线卷起的胎体增强件层)改善了耐久性方面的结果。

发明人还能够证明，第三填充元件B1和第四填充元件B2的存在(其与胎体增强件层的表层配混物在10％伸长的拉力下的割线弹性模量与第三填充元件B1和第四填充元件B2中的每一个在10％伸长的拉力下的割线弹性模量的比值相关)能够通过限制胎体增强件层的卷边的端部处产生的裂纹扩展的风险来改善轮胎的耐久性性能。

根据本发明的一个实施方案变体，第三填充元件B1和第四填充元件B2可以重合并仅形成一个填充元件，该填充元件围绕胎体增强件层的卷边的端部折叠。

根据本发明优选地，第二填充元件T在10％伸长的拉力下的割线弹性模量M_T大于40MPa，优选甚至大于50MPa。

第二填充元件T的这种刚度能够加强胎圈区域，从而有助于提高耐久性方面的性能。

根据本发明有利地，第二填充元件T的径向最外端部沿径向位于胎体增强件层的卷边的端部的内侧。

因此发明人能够证明，由此与胎体增强件层的卷边的端部隔开的第二填充元件T的存在进一步降低了裂纹扩展的风险，特别是当其具有极高刚度时。

根据本发明还有利地，在10％伸长的拉力下的割线弹性模量M_J、M_B2满足关系式M_J/M_B2<2。

发明人还能够证明，该条件进一步限制了裂纹从胎体增强件层的卷边的端部扩展至轮胎的外表面的风险，从而有助于提高轮胎耐久性方面的性能。

根据本发明的一个优选的实施方案，胎体增强件层的织物增强元件为由多个复丝线股构成的组件，所述多个复丝线股包括至少一个芳族聚酰胺或芳族共聚酰胺的复丝线股和至少一个聚酯的复丝线股。

还优选地，胎体增强件层的织物增强元件为由两个复丝线股构成的组件。根据本发明的该优选的实施方案，组件不包括除了芳族聚酰胺或芳族共聚酰胺的复丝线股和聚酯的复丝线股之外的复丝线股。

应回想的是，如所公知的，芳族聚酰胺或芳族共聚酰胺的长丝为由通过酰胺键(至少85％的酰胺键直接连接至两个芳核)结合在一起的芳族基团形成的线性大分子的长丝，更特别地为长期以来由光学各向异性的纺丝组合物制得的聚(对苯二甲酰对苯二胺)(或PPTA)纤维。在芳族聚酰胺或芳族共聚酰胺中，可提及聚芳基酰胺(或PAA，特别已知的是Solvay公司的商品名Ixef)、聚(间二甲苯己二酰胺)、聚邻苯二甲酰胺(或PPA，特别已知的是Solvay公司的商品名Amodel)、无定形半芳族聚酰胺(或PA 6-3T，特别已知的是Evonik公司的商品名Trogamid)、间位芳纶(或聚(间苯二甲酰间苯二胺)或PA MPD-I，特别已知的是Du Pont de Nemours公司的商品名Nomex)或对位芳纶(或聚(对苯二甲酰对苯二胺)或PAPPD-T，特别已知的是Du Pont de Nemours公司的商品名Kevlar或Teijin公司的商品名Twaron)。

应回想的是，聚酯的长丝为由通过酯键结合在一起的基团形成的线性大分子的长丝。通过二羧酸或其衍生物之一与二醇之间的酯化反应而进行缩聚制造聚酯。例如，可以通过对苯二甲酸和乙二醇的缩聚制造聚对苯二甲酸乙二醇酯。在已知的聚酯中，可提及聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚萘二甲酸丁二醇酯(PBN)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PPT’)或聚萘二甲酸丙二醇酯(PPN)。

根据本发明有利地，胎体增强件层的织物增强元件的直径小于或等于0.95mm，优选小于或等于0.80mm，更优选小于或等于0.70mm。

根据本发明还有利地，胎体增强件层中织物增强元件的密度在90个增强元件/分米和130个增强元件/分米之间，优选在100个增强元件/分米和125个增强元件/分米之间，更优选在105个增强元件/分米和120个增强元件/分米之间。

根据本发明的一个优选的实施方案，芳族聚酰胺或芳族共聚酰胺的复丝线股和聚酯的复丝线股组装在一起，并且彼此螺旋缠绕。

根据本发明的该优选的实施方案，胎体增强件层的增强元件有利地为捻合平衡的增强元件。

在本发明的含义内，捻合平衡意指两个复丝线股以基本上相同的捻度缠绕，且每个复丝线股的单丝的捻度(即芳族聚酰胺或芳族共聚酰胺的复丝线股的单丝的捻度和聚酯线股的单丝的捻度)基本上为零。具体地，制造这些织物增强元件的方法是现有技术公知的，并且包括第一步骤，在此期间，单丝的每根纺制纱线(英文为“yarn”)首先以给定方向D’＝D1’＝D2’(分别为S或Z方向，根据公认的术语表示线圈相对于横杆为S向或Z向)单独地自身捻合(初始捻度为R1’和R2’，其中R1’＝R2’)，从而形成线股或过度捻合(英文为“strand”)，其中单丝围绕线股的轴线变形为螺旋状。然后，在第二步骤中，以与方向D’＝D1’＝D2’相反的方向D3(分别为Z或S方向)以最终捻度R3(使得R3＝R1’＝R2’)将两个线股捻合在一起，以获得增强元件(英文为“cord”)。由于R1’＝R2’且在最终增强元件中两个线股的单丝具有相同的剩余捻度，因此该增强元件被称为是捻合平衡的。由于R3＝R1’＝R2’且方向D’＝D1’＝D2’与方向D3相反，因此该剩余捻度为零或基本上为零。表述“基本上为零的剩余捻度”意指剩余捻度严格小于捻度R3的2.5％。

根据本发明的另一个实施方案变体，织物增强元件为捻合不平衡的增强元件。

在本发明的含义内，捻合不平衡意指两个复丝线股以不同的捻度缠绕，且每个复丝线股的单丝的捻度(即芳族聚酰胺或芳族共聚酰胺的复丝线股的单丝的捻度和聚酯线股的单丝的捻度)不为零。该增强元件包括具有高模量织物单丝的单个线股和具有低模量织物单丝的单个线股，这两个线股以方向D3以捻度R3彼此缠绕，具有高模量织物单丝的线股在方向D1中具有剩余捻度R1，具有低模量织物单丝的线股在方向D2中具有可能的剩余捻度R2，剩余捻度R1和R2满足：

当R2基本上不为零时，R1>R2；

当R2基本上为零时，R1基本上不为零。

优选地，两个线股彼此螺旋缠绕，其中增强元件的捻系数K(英文为“twistmultiplier”)在5.2和6.5之间；

K由公式K＝(RxTi^1/2)/957定义，

其中R为增强元件的捻度(以匝/米表示)，Ti为增强元件的复丝线股的支数的总和(以tex计)。

可以使用本领域技术人员已知的任何方法测量增强元件的捻度R，例如根据2014年的标准ASTM D 885/D 885M-10a。

根据标准ASTM D1423测定每个线股的支数(或线性密度)。支数以tex(1000m产品的克重)给出。

有利地，增强元件还包括一层粘合剂组合物，所述粘合剂组合物涂覆由两个线股构成的组件。这种粘合剂组合物例如为RFL(间苯二酚-甲醛-胶乳)类型的粘合剂组合物。

增强元件的捻度有利地在250匝/米和405匝/米之间，优选小于380匝/米。在该捻度间隔内，对于给定的支数，增强元件具有足够的耐久性以用于适于小型卡车类型的车辆的轮胎中，并且其断裂力分散的风险较低。

有利地，芳族聚酰胺或芳族共聚酰胺的复丝线股的支数在140tex和210tex之间，优选在160tex和180tex之间。在根据本发明的捻系数间隔内，当使用小于上述间隔的支数时，增强元件将具有相对较高的捻度，其将导致断裂力分散的风险。相反地，在根据本发明的捻系数间隔内，当使用大于上述间隔的支数时，增强元件将具有相对较低的捻度，其将产生耐久性降低的风险。因此，芳族聚酰胺或芳族共聚酰胺的复丝线股的上述支数间隔能够优选地获得断裂力和耐久性之间的良好折中。

还有利地，聚酯的复丝线股的支数在100tex和210tex之间，优选在120tex和190tex之间，更优选在130tex和180tex之间。以与芳族聚酰胺或芳族共聚酰胺的复丝线股的支数相同的方式，在上述支数间隔中，对于聚酯的复丝线股，增强元件表现出断裂力和耐久性之间的良好折中。

根据本发明优选地，轮胎的负荷指数大于102，优选小于或等于121。

根据本发明有利地，轮胎的标称充气压力小于600kPa且优选大于370kPa。还优选地，轮胎的标称充气压力在450kPa和550kPa之间。

根据本发明还有利地，轮胎的胎侧高度在120mm和170mm之间。

如ETRTO(欧洲轮胎轮辋技术组织)文件“Engineering Design Information”(2017年，General Information，第GI.5页)中定义的，在本发明的含义内，胎侧高度定义为轮胎的外径和轮辋的标称直径之间的差的一半的截面高度。

根据本发明的轮胎的长宽比有利地在60和75之间。

如ETRTO(欧洲轮胎轮辋技术组织)文件“Engineering Design Information”(2017年，第GI.5页第D段)中定义的，长宽比为轮胎的截面高度与轮胎横截面的标称宽度的比值(以百分比表示)。

根据本发明的轮胎有利地旨在安装至标称直径在14英寸和17英寸之间的轮辋上。