本发明的主题是旨在装配至建筑工地类型的重型车辆的子午线轮胎，本发明更具体地涉及这类轮胎的胎冠。
背景技术：
1、旨在装配至建筑工地类型的重型车辆的子午线轮胎被指定为欧洲轮胎和轮辋技术组织(或etrto)标准含义内的子午线轮胎。
2、例如，在etrto 2020标准含义内，用于建筑工地类型的重型车辆的子午线轮胎旨在安装在直径至少等于25英寸的轮辋上。本发明更具体地旨在用于建筑工地类型的大型自卸卡车的轮胎，并且因此用于直径至少等于57英寸的轮胎。
3、由于轮胎的几何形状绕旋转轴线旋转对称，因此通常在包含轮胎旋转轴线的子午平面中描述轮胎的几何形状。对于给定的子午平面，径向方向、轴向方向和周向方向分别表示与轮胎的旋转轴线垂直的方向、与轮胎的旋转轴线平行的方向和垂直于子午平面的方向。周向方向与圆周相切。
4、在下文中，表述“径向内部/沿径向位于内侧”和“径向外部/沿径向位于外侧”分别意指“更接近轮胎的旋转轴线”和“更远离轮胎的旋转轴线”。“轴向内部/沿轴向位于内侧”和“轴向外部/沿轴向位于外侧”分别意指“更接近轮胎的赤道平面”和“更远离轮胎的赤道平面”，所述轮胎的赤道平面为经过胎面表面的中间并且垂直于旋转轴线的平面。
5、通常，轮胎包括旨在经由胎面表面与地面接触的胎面，所述胎面的两个轴向端部通过两个胎侧连接至两个胎圈，所述两个胎圈提供轮胎与其上旨在安装轮胎的轮辋之间的机械连接。
6、子午线轮胎还包括增强件，所述增强件由沿径向位于胎面内侧的胎冠增强件和沿径向位于胎冠增强件内侧的胎体增强件构成。
7、用于建筑工地类型的重型车辆的子午线轮胎的胎体增强件通常包括至少一个胎体层，所述胎体层通常包括涂覆有弹性体或弹性体类型的聚合物材料的金属增强体，所述聚合物材料通过共混获得并且被称为表层配混物或表层橡胶。胎体层包括主要部分，所述主要部分将两个胎圈连接在一起并且通常在每个胎圈中从轮胎的内侧至外侧围绕通常金属的周向增强元件(其被称为胎圈线)缠绕从而形成卷边。胎体层的金属增强体基本上相互平行，并且与周向方向形成80°和90°之间的角度。
8、用于建筑工地类型的车辆的子午线轮胎的胎冠增强件包括沿径向位于胎体增强件外侧且沿周向延伸的重叠胎冠层。每个胎冠层由通常为金属的增强体构成，这些增强体相互平行并且包覆在弹性体或涂覆配混物(或橡胶)类型的聚合物材料中。
9、在胎冠层中，通常在保护层和工作层之间进行区分，所述保护层构成保护增强件并且在径向上位于最外部，所述工作层构成工作增强件并且在径向上位于保护增强件和胎体增强件之间。
10、包括至少一个保护层的保护增强件主要保护工作层免受可能通过胎面沿径向朝轮胎内部扩散的机械攻击或物理化学攻击。
11、保护增强件通常包括径向叠置的两个保护层，所述两个保护层由弹性金属增强体形成，所述弹性金属增强体在每个层中相互平行并且从一层至另一层交叉，与周向方向形成至少等于10°的角度。
12、通常包括至少两个工作层的工作增强件的作用是束缚轮胎并赋予轮胎刚度和抓地性。工作增强件吸收机械充气应力和由运转引起的机械应力两者，所述机械充气应力通过轮胎充气压力产生并且通过胎体增强件传递；所述由运转引起的机械应力在轮胎于地面上运转时产生并且通过胎面传递。轮胎胎冠中反复出现的问题是由与轮胎运转相关的剪切力引起的在胎冠层端部处的橡胶配混物、胎冠层的涂覆配混物或其他配混物的开裂。这些裂纹会对轮胎的耐久性产生不利影响并缩短其使用寿命。避免该开裂的常规解决方案是使胎冠层(尤其是工作层)的轴向端部分离，如文献ep3297851的图1至图3中所示。胎冠增强件还必须凭借其固有设计(尤其是其柔韧性)和具体地保护增强件的固有设计来承受冲击和刺穿。此外，轮胎必须具有横向载荷下的边缘弯曲刚度或侧偏刚度，以确保车辆在蜿蜒道路上正确操控。文献wo 2021/005301a1给出了用于胎冠填充配混物的组合物的实例。
13、工作增强件通常包括两个沿径向重叠的工作层，所述工作层由不可延伸的金属增强体形成，所述金属增强体在各层中彼此平行并且从一层至另一层交叉，与周向方向形成至多等于50°，优选至少等于15°且至多等于45°的角度。由这两个工作层构成的双层通常确保足够的边缘弯曲刚度以使车辆可接受地操控。
14、胎冠增强件有时包括沿径向位于工作层内侧的三角层，所述三角层由不可延伸的金属增强体形成，所述金属增强体相互平行并且与周向方向形成至少等于50°的角度。该三角层的作用是避免胎体层的金属增强体在轮胎运转时受到压缩。
15、为了减小传递至工作增强件的机械充气应力，已知的实践是沿径向在胎体增强件的外侧设置环箍增强件。环箍增强件的作用是至少部分地吸收机械充气应力，其通过使胎冠增强件变硬来改进胎冠增强件的耐久性。环箍增强件可以设置为沿径向位于工作增强件的内侧，位于工作增强件的两个工作层之间，或者沿径向位于工作增强件的外侧。
16、在建筑工地类型的应用中，环箍增强件可以包括两个沿径向重叠的环箍层，所述环箍层由金属增强体形成，所述金属增强体在各层中相互平行并且从一层至另一层交叉，与周向方向形成至多等于10°的角度。环箍增强件的另一实施方案在于沿周向缠绕环箍丝线或连续环箍条带，所述环箍丝线或连续环箍条带与周向方向形成至多等于5°的角度。
17、关于金属增强体，金属增强体的机械特征在于表示施加至金属增强体的拉伸力(以n计)随其相对伸长(以％计)的变化的曲线，所述曲线被称为力-伸长曲线。通过该力-伸长曲线推出金属增强体的机械拉伸特征，例如结构伸长as(以％计)、总断裂伸长at(以％计)、断裂力fm(以n计的最大负荷)和断裂强度rm(以mpa计)，这些特征根据2014年的标准astm d 2969-04测得。
18、根据定义，金属增强体的总伸长at特别是断裂时其弹性伸长、塑性伸长和结构伸长(每个伸长均不为零)的总和(at＝as+ae+ap)。结构伸长as起因于构成金属增强体的金属丝线在低拉伸力下的相对定位。弹性伸长ae尤其起因于构成金属增强体的金属丝线的金属的实际弹性，所述金属丝线在独立考虑下具有遵循胡克定律的金属特性。塑性伸长ap起因于在独立考虑下这些金属丝线的金属的塑性(即超过屈服点的不可逆的变形)。这些不同的伸长及其各自的含义是本领域技术人员公知的，并且描述于例如文献us5843583、wo2005/014925和wo2007/090603中。
19、在金属增强体的力-伸长曲线上的各点处也限定出拉伸模量(以gpa计)，所述拉伸模量表示在该点处与力-伸长曲线相切的直线的梯度。特别地，力-伸长曲线的弹性线性部分的拉伸模量被称为拉伸弹性模量或杨氏模量。
20、在金属增强体中，通常将弹性金属增强体(如在wo 2020/161404a1中提出的那些，例如用在保护层中的增强体)与非弹性或不可伸展的金属增强体(例如用在工作层中的增强体)区分开来。
21、弹性金属增强体在其非橡胶化状态下的特征在于结构伸长as至少等于0.5％且总断裂伸长at至少等于3％。此外，橡胶化的弹性金属增强体的拉伸弹性模量至多等于150gpa，并且通常在40gpa和120gpa之间。
22、不可伸展的金属增强体的特征在于在等于断裂力fm的10％的拉伸力下至多等于0.2％的总伸长at。此外，不可伸展的金属增强体具有的拉伸弹性模量通常在150gpa和200gpa之间。
23、采矿业的运输创新促使自卸卡车制造商开发自动无人驾驶车辆。具体来说，这些车辆运转的轨道是私有的并且是它们特有的。使用gps来引导它们相对简单，没有必要为它们提供复杂的设备来识别“行人”和决策算法。然而，这种自动化对轮胎有相当大的不利影响。已经发现，如果使用自动车辆，轮胎的耐久性变差。随着驾驶模式的演变，胎冠橡胶中断裂的出现明显增多。
技术实现思路
1、发明人为自己设定的目标是改善用于建筑工地类型车辆的子午线轮胎的胎冠的耐久性，特别是在胎冠层端部处配混物(或橡胶)的开裂。
2、根据本发明，该目标已经通过用于建筑工地类型的车辆的轮胎得以实现，所述轮胎包括：
3、-胎冠增强件，其沿径向位于胎面的内侧并且沿径向位于胎体增强件的外侧，包括涂覆有弹性体材料的金属增强元件，所述弹性体材料被称为表层配混物，
4、-所述胎冠增强件在垂直于轮胎的旋转轴线并穿过胎面中间的周向中平面的两侧上基本对称，所述胎冠增强件包括至少五个胎冠层，所述胎冠层包括涂覆有弹性体材料的金属增强元件，所述弹性体材料被称为表层配混物，
5、-径向最外胎冠层为保护层，保护层的金属增强元件为弹性的，具有至多等于110gpa的拉伸模量，
6、-所述胎冠增强件包括至少一个工作层，工作层的增强元件与周向中平面形成至少等于15°的角度，
7、-位于赤道平面两侧的被称为胎冠填充橡胶的填充橡胶，所述填充橡胶介于轴向最宽工作层的轴向端部与胎体增强件之间，由至少一种弹性体材料组成，
8、-位于赤道平面两侧的被称为胎冠-断联橡胶的橡胶，所述胎冠-断联橡胶位于胎冠层的轴向端部与最接近所述端部的胎冠层之间，所述断联橡胶的径向厚度至少等于0.5毫米，
9、-所述胎冠-断联橡胶根据标准nf t 46-002在100℃下的断裂伸长至少等于500％，并且所述胎冠-断联橡胶根据相同标准astm d5992-96在温度100℃和10hz下测得的最大动态损耗tanδ至多等于0.06。
10、特别地利用测试活动，发明人惊讶地发现，不是通过提高胎冠橡胶的刚度，而是通过提高其断裂伸长，就能显著改善耐久性，尽管胎冠的这一区域是在一定能量水平下工作的。对于胎冠的耐久性，重要的是胎冠的弹性体材料的断裂伸长具有特定最小值，这些最小值根据所述橡胶的位置而不同，取决于这些伸长涉及的是胎冠填充橡胶还是位于胎冠层端部与最接近的胎冠层之间的胎冠-断联橡胶。将关于断裂伸长的这些不同要求应用于这些橡胶中的一种或另一种使得可以增加胎冠耐久性，因为胎冠的失效经常发生在本发明感兴趣的情况下，这些情况涉及胎冠层端部的裂纹穿过胎冠填充层而接合。避免、减缓和防止胎冠填充层中这些裂纹的扩展显著改善了耐久性。同样重要的是，由于增加断裂伸长的值，胎冠的温度不增加；因此，这些橡胶中的一种或另一种的动态损耗也必须符合本发明给出的值。
11、将所有这些不同的要求应用于胎冠的两种类型的橡胶，即胎冠填充橡胶和胎冠-断联橡胶，给出了本发明的最佳结果。因此，特别有利的是，制备胎冠填充橡胶的至少一种弹性体材料根据标准nf t46-002-98在100℃下的断裂伸长至少等于650％，所述橡胶根据标准astm d 5992-96在温度100℃和10hz下测得的最大动态损耗tanδ至多等于0.07，胎冠-断联橡胶根据标准nf t 46-002-98的断裂伸长至少等于500％，并且所述胎冠-断联橡胶根据相同标准astm d 5992-96在温度100℃和10hz下测得的最大动态损耗tanδ至多等于0.06。
12、断裂伸长(或断裂)的测量是在100℃下根据1988年9月的法国标准nf t 46-002进行的。除了从轮胎上获取的测试样本的尺寸(其为长40毫米、宽20毫米、厚0.3毫米的测试样本)，断裂测试样本均为2012年3月1日nf iso 37标准中描述的h2类型。确定为了获得断裂而施加的力(断裂应力，以mpa计(以n/mm计))并测量断裂伸长(以％计)。
13、为了改善胎冠橡胶的抗裂性，特别有利的是胎冠层的断联橡胶包含二氧化硅作为主要增强填料，填料的总含量为至少40份/100份弹性体。主要增强填料应理解为意指二氧化硅占所讨论的配混物或橡胶中存在的增强填料的质量的至少50％。此外，该最小值还能使断裂伸长和滞后性值达到给定值，这对于胎冠断联橡胶而言实施本发明所必要的。
14、类似地，特别有利的是，胎冠层的胎冠填充橡胶包含二氧化硅作为主要增强填料，其中填料至少30份/100份弹性体。此外，该最小值使得能够达到对于胎冠填充橡胶而言实施本发明所必需的断裂伸长和滞后性值的给定值。
15、为了保护所有的胎冠层(工作层、环箍层、三角层)免受在多石地面上运转所引起的锤击现象，如果保护层具有所有胎冠层的最大轴向宽度则是有利的。由于自动驾驶汽车不会以最佳方式转向来避开障碍物并保持轮胎的耐用性，锤击现象似乎会增加。
16、此外，为了保护胎冠免于在胎冠层(特别是工作层)的端部处开裂，轮胎设计者们通常增加工作层端部处橡胶配混物的径向厚度。当轮胎运转时，胎冠以设定的能量水平工作。增加该位置处的橡胶配混物的径向厚度使得可以在更大的厚度上吸收所述剪切力，并因此减小剪切力的最大值。该解决方案的不利之处是增加了胎冠厚度并因此增加了胎冠中的温度，因此重要的是控制这一点以实现本发明的目的。
17、特别有利的是，至少一个保护层的增强元件具有至少等于2.5毫米的直径并且所述胎冠层的表层配混物包含天然橡胶。该直径使得可以具有像44.35类型(44根直径为0.35毫米的丝线)或52.26类型(52根直径为0.26毫米的丝线)这样的帘线，这些是非常有弹性的帘线，特别适合承受锤击并保护其覆盖的胎冠免受锤击。然而，这些帘线是非常有弹性的，其结构伸长大于1％，弹性模量小于或等于80gpa，有时小于60gpa。这些特性导致了径向最外胎冠层的表层配混物的操作模式的改变。为了使材料特别适合这种用途，包括这种类型帘线的保护层的表层配混物必须包含天然橡胶。通过利用核磁共振进行测量可以容易地检测天然橡胶的存在。其提高了表层橡胶的耐磨性(磨损是端部存在的现象)。当所述保护层具有最大宽度(称为突出)时，这些方案(其中至少一个保护层的增强元件具有至少等于2.5毫米的直径并且所述保护层的表层配混物包含天然橡胶)是特别合适的。对于同样柔韧的保护层，特别合适的是，胎冠-断联层或胎冠填充橡胶具有根据本发明的断裂伸长。
18、类似地，为了最佳操作，特别有利的是，胎冠填充橡胶根据标准astm d 5992-96测得的在100℃和10hz下在35％应变下的弹性模量g’至多等于1.2mpa。
19、为了进一步优化，还有利的是，断联橡胶根据标准astm d5992-96测得的在100℃和10hz下在35％应变下的弹性模量g’至多等于2.2mpa。
20、也有利的是，断联橡胶具有至少等于1.5毫米的径向厚度。
21、如果胎冠增强件包括至少一个环箍层，所述环箍层包括的金属增强体与正切于轮胎圆周的周向方向形成绝对值至多等于10°的角ate，并且环箍层的轴向宽度至多等于轴向最窄工作层的轴向宽度的0.7倍，则可以提高胎冠的耐久性。这种箍环层的存在使得能够限制充气时的上升并提高本发明其他特征的有效性。
22、橡胶组合物(橡胶类型、配混物)的性能在取自轮胎的粘合测试样本上测量。使用例如在标准astm d 5992-96(1996年首次通过并且2006年9月出版的版本)中的图x2.1(圆形版本)中所描述的测试样本。如果可能的话，测试样本的直径“d”为10毫米[0至+0.04毫米]，橡胶组合物各部分的厚度“l”为2毫米[1.85-2.20]。本领域技术人员将知道如何根据可获取和可用的配混物的数量来选择和调整测试样本的尺寸，特别是在测试样本取自诸如轮胎的成品的情况下。这些性能是在metravib va4000粘度分析仪上测量的。术语复数模量、弹性模量和粘性模量表示本领域技术人员公知的动态性能。“复数模量”g*由以下关系式定义：其中g’代表弹性模量，g”代表粘性模量。力和位移之间的相位角δ表示为动态损耗tanδ，其等于比率g”/g'。记录经硫化的橡胶组合物的测试样本在10hz频率下经受简单交替正弦剪切应力(具有围绕其平衡位置对称施加的应力)的响应。在温度扫描测量之前，测试样本经受调试。为此，测试样本在10hz、100％全尺寸变形、100℃下经受正弦剪切应力负载。
1.一种用于建筑工地类型车辆的轮胎(1)，其包括：
2.根据权利要求1所述的轮胎(1)，其中，制备胎冠填充橡胶(5)的至少一种弹性体材料根据标准nf t 46-002在100℃下的断裂伸长至少等于650％，所述橡胶根据标准astm d5992-96在温度100℃和10hz下测得的最大动态损耗tanδ至多等于0.07，胎冠-断联橡胶(6)根据标准nf t 46-002在100℃下的断裂伸长至少等于500％，并且所述胎冠-断联橡胶根据相同标准astm d 5992-96在温度100℃和10hz下测得的最大动态损耗tanδ至多等于0.06。
3.根据权利要求1或2所述的轮胎(1)，其中，所述断联橡胶(6)的弹性体材料包含二氧化硅作为主要增强填料，填料的含量为至少40份/100份弹性体。
4.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎(1)，其中，所述胎冠填充橡胶(5)的弹性体材料包含二氧化硅作为主要增强填料，填料的含量为至少30份/100份弹性体。
5.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎(1)，其中，保护层(311，312)具有所有胎冠层(321，322，331，332，311，312)中的最大轴向宽度。
6.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎(1)，其中，至少一个保护层(311，312)的增强元件具有至少等于2.5毫米的直径，具有至多等于80gpa的拉伸模量，并且所述胎冠层的表层配混物包含天然橡胶。
7.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎(1)，其中，所述胎冠填充橡胶(5)根据标准astm d 5992-96测量的在100℃和10hz下在35％应变下的弹性模量g’至多等于1.2mpa。
8.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎(1)，其中，所述断联橡胶(6)根据标准astmd 5992-96测量的在100℃和10hz下在35％应变下的弹性模量g’至多等于2.2mpa。
9.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎(1)，其中，所述断联橡胶具有至少等于1.5毫米的径向厚度。
