[發明專利]具有超低滯后橡膠的剪切帶

有效

• 申請號: 201780083127.6
• 申請日: 2017-11-28
• 公開（公告）號: CN110177834B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: C·威爾遜;T·B·賴恩;C·博恩;S·M·克龍
• 申請（專利權）人: 米其林集團總公司
• 主分類號: C08L7/00
• 分類號: C08L7/00;B29D30/02;B60C1/00;B60C7/00;B60C7/14
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;王錦陽

提供一種可用于例如非充氣輪胎中的剪切帶。所述剪切帶使用定位在彈性材料的剪切層內的交錯增強元件。可使用多種配置來產生所述增強元件的交錯定位，包含例如水平菱形或垂直菱形配置。所述剪切層由具有極低滯后的橡膠組合物形成。

技術領域

本發明大體上涉及一種適用于非充氣輪胎的增強剪切帶，且更具體地說涉及形成所述剪切帶的橡膠組合物。

背景技術

非充氣輪胎構造的細節和權益描述于例如第6,769,465；6,994,134；7,013,939；和7,201,194號美國專利中。某些非充氣輪胎構造提出并入有剪切帶，其實施例描述于例如第6,769,465和7,201,194號美國專利中，所述美國專利以引入的方式并入本文中。此類非充氣輪胎提供無需依賴于氣體充氣壓力以支撐施加到輪胎的負載的輪胎性能優勢。

作為背景，圖1提供了并有剪切帶110的非充氣輪胎100的示例性實施例的橫截面圖。輪胎100還包含多個張力傳遞元件，示出為腹板輪輻150，其橫向地跨越剪切帶110并從剪切帶110向內延伸。安裝帶160安置在腹板輪輻的徑向內端處。安裝帶160將輪胎100錨定到輪轂10。胎面部分105形成于剪切帶110的外周并且上面可包含例如凹槽或肋狀物。

輪胎100的剪切帶110包含剪切層以及粘附到剪切層的徑向最內延伸部的最內增強層和粘附到剪切層的徑向最外延伸部的最外增強層。增強層的拉伸剛度大于剪切層的剪切剛度，使得剪切帶在垂直負載下經歷剪切變形。更具體地，如第7,201,194號美國專利中所闡述，當增強層的彈性模量與剪切層的剪切模量(E'_膜/G)的比率(如第7,201,194號美國專利中所表示)相對較低時，剪切帶110在負載下的變形近似于均勻帶的負載并產生不均一的地面接觸壓力。或者，當時此比率足夠高，剪切帶110在負載下的變形基本上是剪切層的剪切變形，而增強層的縱向延伸或壓縮很小。如圖1所指示，放置在輪胎旋轉軸線X上的負載L通過腹板輪輻150中的張力傳遞到環形帶110。環形剪切帶110以類似于拱形的方式起作用，并且在輪胎赤道平面中提供足夠高的周向壓縮剛度和縱向抗彎剛度，以充當負載支撐構件。在負載下，剪切帶110通過包含剪切帶110的剪切變形的機制在與地面接觸的區域CA中變形。利用剪切變形的能力提供了柔性的地面接觸區域CA，其起到類似于充氣輪胎的作用，且具有類似的有利結果。

除了第7,201,194號美國專利所示的實施例之外，存在可并入有剪切帶的若干非充氣輪胎構造。例如，第6,769,465號美國專利涉及一種結構支撐彈性輪胎，其在沒有內部氣壓的情況下支撐負載。在示例性實施例中，此非充氣輪胎包含地面接觸部分和側壁部分，所述地面接觸部分和側壁部分從胎面部分徑向朝內延伸且錨定在胎圈部分中，所述胎圈部分適于在輪胎滾動期間保持固定到車輪。增強環形帶安置在胎面部分的徑向內側。此剪切帶包含至少一個均勻剪切層、粘附到剪切層的徑向朝內延伸部的第一膜和粘附到剪切層的徑向朝外延伸部的第二膜。膜中的每一個具有足夠大于剪切層的動態剪切模量的縱向拉伸模量，使得當在負載下時，輪胎的地面接觸部分通過剪切層中的剪切應變變形為平坦的接觸區，同時保持膜的恒定長度。膜的相對位移基本上通過剪切層中的剪切應變發生。第6,769,465號美國專利的發明提供了若干優勢，包含例如在沒有充氣壓力的情況下操作的能力以及在一定程度上獨立于地面接觸壓力的情況下靈活地調整輪胎的豎直剛度。

在充氣和非充氣輪胎的情況下，需要改善輪胎的燃料效率。這種改善可以通過例如減小輪胎的整體尺寸或質量和/或使用輪胎中的較低損耗材料來實現。對于采用具有均勻剪切層的剪切帶的非充氣輪胎，在進行這種減少時會遇到挑戰。舉例來說，由于這些材料的剪切模量通常較低，因此使用具有低能量耗散的剪切層材料可能導致所需材料質量的不可接受的偏移增加。

這種改進的實例是2011年12月22日提交的國際申請PCT/US1166793中公開的發明，所述國際申請公開了一種剪切帶，其具有定位在整個環形剪切層中的離散增強元件。

因此，可通過例如降低質量和/或滾動阻力和/或改進形成剪切帶的材料來改善燃料效率的剪切帶將是有益的。可并入到多種非充氣輪胎構造中的此剪切帶將尤其有用。