包括胎面的轮胎的制作方法

1.本发明涉及一种用于机动车辆的称为“全季”轮胎的轮胎。更具体地，本发明适用于旨在安装于乘用车辆或厢式货车的轮胎。


背景技术：

2.众所周知，称为“全季”轮胎的轮胎是一种在雪地/潮湿地面上的抓地力之间提供极好折衷的同时仍保持干燥地面上的良好性能的轮胎。这些轮胎旨在无论天气如何，全年安全行驶。这些轮胎通常已获得3pmsf(3peak mountain snow flake)冬季认证，证明了其在雪地和潮湿地面上的出色性能。该认证特别标示在此类轮胎的一个或两个胎侧上。
3.文件wo 2016/134988公开了一种具有胎面的全季轮胎，所述胎面包括两个边缘和一个中心。所述胎面是定向的并且包括多组橡胶材料块体。每个块体组包括从胎面的一个边缘延伸到所述胎面的中心的单个块体。更具体地，块体具有以角度β1整体延伸的中心区域，所述角度β1相对于轴向方向至少大于35度并且至多小于65度。所述块体还具有边缘区域，该边缘区域以角度β3整体延伸，所述角度β3相对于所述轴向方向至少大于0度并且至多小于10度。最后，块体在块体的中心区域与边缘区域之间具有中间区域，所述中间区域与所述轴向方向形成角度β2。
4.文件wo 2019/123277公开了一种包括多个块体组的四季轮胎。在此，每个块体组包括由倾斜的沟槽隔开的三个块体，所述三个块体形成边缘块体、中心块体和位于边缘块体与中心块体之间的中间块体。在此，只有边缘块体包括位于该边缘块体的前缘面上的倒角。
5.在雪地上的抓地力与潮湿地面上的抓地力之间的折衷方面以及在干燥地面上的抓地力方面，始终存在改进全季轮胎的性能的需求。


技术实现要素：

6.本发明试图至少部分地满足这种需求。
7.更具体地，本发明试图在改进全季轮胎在雪地/潮湿地面上的抓地力之间的折衷的同时改进在干燥地面上的抓地力方面的性能。
8.本发明涉及一种包括胎面的轮胎。
[0009]“轮胎”是指由橡胶材料制成的所有类型的在行驶期间受到内部压力或在行驶期间不受到这种内部压力(这是没有压缩空气的无气外胎的情况，例如tweel
tm
类型)的外胎。
[0010]
更具体地，本发明涉及一种包括宽度为w的定向胎面的轮胎。
[0011]
胎面包括两个边缘和中心c。边缘界定了该胎面和两个胎侧之间的边界。中心c将胎面分成宽度基本相等的两个部分。胎面在其两个部分的一个部分上包括沿周向方向依次排列的多个块体组。
[0012]“周向方向”是指与以旋转轴线为中心的任何圆相切的方向。该方向垂直于轴向方向和径向方向两者。
[0013]“轴向方向”是指平行于轮胎的旋转轴线的方向。
[0014]“径向方向”是指垂直于轮胎的旋转轴线的方向(该方向对应于所述胎面中心处的胎面的厚度的方向)。
[0015]
每个块体组包括至少一个块体。“块体”是指由沟槽界定的凸起元件并包括侧壁和接触面，所述接触面旨在在行驶期间与地面接触。在块体组仅包括一个单个块体的情况下，所述块体组和所述块体是合并的。
[0016]“沟槽”是指界定所述沟槽的材料壁部之间的距离大于2mm并且深度大于或等于1mm的空隙。
[0017]“刀槽”是指界定所述刀槽的材料壁部之间的距离小于或等于2mm并且深度大于或等于1mm的空隙。
[0018]
每个块体组以一定的非零曲率从胎面的一个边缘朝向所述胎面的中心延伸。以这种方式弯曲的块体组限定了胎面的定向性。
[0019]
每个块体组包括在胎面边缘附近的边缘区域、在所述胎面中心附近的中心区域以及位于中心区域和边缘区域之间的中间区域。每个块体组包括倒角组，所述倒角组包括至少一个倒角，所述倒角组至少在该块体组的边缘区域和中心区域上延伸。
[0020]“倒角组”是指包括一个或多个倒角的集合，倒角在块体组的同一侧面上延伸。如果块体组仅包括一个单个块体，则倒角组包括一个在该块体的侧面上延伸的单个倒角。如果块体组包括若干块体，则倒角组包括在两个块体的两个侧面上延伸的至少两个倒角。这些侧面属于块体组的相同侧面，即，这些侧面位于块体组的同一侧。
[0021]“倒角”是指倾斜的壁部，其从胎面的胎面表面朝向界定壁部的沟槽的底部延伸。壁部的倾斜度使得块体朝向该沟槽的底部变宽。每个倒角具有倒角高度和倒角宽度。倒角高度对应于胎面的胎面表面与沟槽中倒角的径向最内点之间的距离。该距离是沿径向方向测量的。倒角宽度对应于投影到胎面的胎面表面上的倒角的径向最外点与沟槽中该倒角的径向最内点之间的距离。该距离是沿周向方向测量的。
[0022]
胎面的“胎面表面”是指在正常行驶条件下与地面接触的轮胎的所有点组合在一起的表面。这些与地面接触的点属于块体的接触面。对于轮胎，“正常行驶条件”是由etrto(欧洲轮胎和轮辋技术组织)标准定义的使用条件。这些使用条件规定了与轮胎的承载能力相对应的参考充气压力，如轮胎的负载指数和速度等级所示。这些使用条件也可以称为“标称条件”或“工作条件”。
[0023]
边缘区域上的倒角组的宽度不同于中间区域上的倒角组的宽度，所述宽度介于0.5mm至2.5mm之间。
[0024]
倒角局部提高了块体组的刚度，从而可以改善该轮胎在干燥地面上的抓地力。该抓地力在主要沿轴向方向延伸的块体组的边缘区域上得到了特别改进。块体组的边缘区域、中间区域和中心区域沿不同的方向延伸。此外，这些区域可以具有不同的宽度。通过增大块体组中得益于倒角的那些区域并且通过根据块体组的局部宽度和/或根据该块体组局部延伸的方向来调整该倒角的宽度，轮胎在干燥地面上的抓地力得到优化。
[0025]
作为优选，中间区域上的倒角组的宽度大于边缘区域上的倒角组的宽度。
[0026]
作为优选，中间区域的倒角组的宽度与边缘区域的倒角组的宽度之间的差值至少为0.3mm。
[0027]
作为优选，倒角组在块体组的中心区域中以预定宽度延伸。
[0028]
作为优选，中间区域的倒角组的宽度大于边缘区域的倒角组的宽度并大于中心区域的倒角组的宽度。
[0029]
作为优选，块体组包括前缘面和后缘面，并且所述倒角组在所述块体组的前缘面处延伸。
[0030]
块体组的“前缘面”是指在轮胎的优选行驶方向上首先进入接地面的所述块体组的表面。块体组的前缘面仅在块体组的同一侧上延伸。因此，如果块体组仅包括一个块体，则该块体组的前缘面在该块体的侧壁上延伸。如果块体组包括若干个块体，则该块体组的前缘面在若干个不同块体的侧壁上延伸。
[0031]
块体组的“后缘面”是指在轮胎的优选行驶方向上最后离开接地面的所述块体组的表面。块体组的后缘面仅在块体组的同一侧上延伸。因此，如果块体组仅包括一个块体，则该块体组的后缘面在该块体的侧壁上延伸。如果块体组包括若干个块体，则该块体组的后缘面在若干个不同块体的侧壁上延伸。
[0032]
作为优选，块体组包括在所述块体组的后缘面处延伸的另一倒角组。
[0033]
作为优选，块体组包括沿块体组的长度延伸的刀槽，所述刀槽至少部分地倒角。
[0034]
在本发明的另一实施方案中，块体组包括至少三个块体，第一块体称为边缘块体，在胎面的边缘附近；第二块体称为中心块体，在中心区域附近；第三块体称为中间块体，位于边缘块体与中心块体之间，其中，块体组包括倒角组，所述倒角组包括至少三个倒角，第一倒角称为边缘倒角，具有宽度在边缘块体中延伸；第二倒角称为中心倒角，在中心块体中延伸；第三倒角称为中间倒角，在中间块体中延伸。边缘倒角的宽度不同于中间倒角的宽度，并且中心倒角的宽度不同于中间倒角的宽度，所述宽度介于0.5mm至2.5mm之间。中间区域的倒角组的宽度大于边缘区域的倒角组的宽度，也大于中心区域的倒角组的宽度。
[0035]
块体的橡胶材料的组合物的玻璃化转变温度tg介于-40℃至-10℃之间，优选介于-35℃至-15℃之间，并且在60℃下测量的复数动态剪切模量g*介于0.5mpa至2mpa之间，优选介于0.7mpa至1.5mpa之间。
[0036]
弹性体配混物的常规物理特性是其玻璃化转变温度tg，即，弹性体配混物从可变形橡胶态转变为刚性玻璃态的温度。根据标准astm d 5992-96，弹性体配混物的玻璃化转变温度tg通常在测量弹性体配混物的动态性能期间在粘度分析仪(metravib va4000)上测定。动态性能在硫化的弹性体配混物的样品上测量，也就是说，弹性体配混物已经固化到至少90％的转化程度，该样品具有厚度等于2mm并且截面面积等于78.5mm2的圆柱形试样的形式。记录弹性体配混物的样品对简单交变正弦剪切应力的响应，该剪切应力的峰间幅值等于0.7mpa，频率等于10hz。以+1.5℃/min的恒定升温速率进行温度扫描。利用的结果通常是复数动态剪切模量g*(其包括弹性部分g’和粘性部分g”)和动态损失tgδ(其等于比值g”/g’)。玻璃化转变温度tg是在温度扫描期间动态损失tgδ达到最大值时的温度。在60℃下测量的g*的值表示橡胶材料的刚度，也就是其对弹性变形的抵抗力。
[0037]
橡胶材料的这种组合物可以改善在雪地/潮湿地面上的抓地力方面的性能。因为该材料总体上不太硬，所以块体组上的倒角组可以局部地加强块体组的刚度，这显着改善了在干燥地面上的抓地力方面的性能。雪地/潮湿地面和干燥地面之间的性能平衡因此得到优化。
[0038]
轮胎具有3pmsf冬季认证，所述认证标示在该轮胎的胎侧上。
附图说明
[0039]
在阅读通过完全非限制性示例给出并且由所附附图进行说明的实施方案的详细描述后，将更好地理解本发明，其中：
[0040]
图1是根据现有技术的轮胎的示意性立体图；
[0041]
图2是根据另一现有技术的轮胎的局部横截面的示意性立体图；
[0042]
图3是根据本发明第一实施方案的轮胎的胎面为新的时的详细的局部视图；
[0043]
图4是图3的胎面的块体组的放大示意图；
[0044]
图5是图4的块体在截面a-a的平面上的横截面视图；
[0045]
图6是图4的块体在截面b-b的平面上的横截面视图；
[0046]
图7是图4的块体在截面c-c的平面上的横截面视图；
[0047]
图8是根据本发明第二实施方案的轮胎的胎面为新的时的详细局部视图。
[0048]
本发明不限于所呈现的实施方案和变体形式，并且其他实施方案和变体形式对于本领域技术人员将变得显而易见。
[0049]
在各个附图中，相同或相似的元件具有相同的附图标记。
具体实施方式
[0050]
图1示意性地描绘了根据现有技术的轮胎10。该轮胎10包括胎面20和两个胎侧30a、30b(在此仅描绘了其中一个)，所述胎面20和所述胎侧30a、30b覆盖胎体40(其在图1中未示出)。图2更具体地详述了根据现有技术的轮胎10的胎体40。因此，该胎体40包括胎体增强件41和两个胎圈43，所述胎体增强件41由涂覆有橡胶组合物的丝线42构成，每个胎圈43包括将轮胎10保持在轮辋(轮辋未示出)上的环形增强结构44(在这种情况下为胎圈线)。胎体增强件41锚固在每个胎圈43中。胎体40还包括胎冠增强件，该胎冠增强件包括两个工作帘布层44和45。工作帘布层44和45中的每个层通过丝状增强元件46和47增强，所述丝状增强元件46和47在每个层内平行并且从一个层至另一个层交叉，与周向方向x形成介于10
°
至70
°
之间的角度。
[0051]
轮胎进一步包括沿径向布置在胎冠增强件外侧的环箍增强件48。该环箍增强件48由增强元件49形成，所述增强元件49沿周向定向并且以螺旋状缠绕。图2中描绘的轮胎10是“无内胎”轮胎。该轮胎包括由不渗透充气气体的橡胶组合物制成的覆盖轮胎的内表面的“内衬”。
[0052]
图3是根据本发明的胎面20的详细局部视图。在此，胎面20是新的。该胎面20包括宽度(w/2)基本相等的两个胎面部分20a、20b。每个胎面部分20a、20b分别包括多个块体组21a、21b。块体组在周向方向上依次排列。更具体地，一个块体组属于间距为p的图案m。该图案m在轮胎的圆周上重复n次。这种重复可以是“等维”重复。那么，该胎面称为单间距。作为替代方案，这种重复可以以不同的放大倍数发生。那么，该胎面称为多间距。
[0053]
每个块体组21a、21b分别从胎面20的边缘25a、25b中的一个边缘以非零曲率延伸至中心轴线c。因此，中心轴线c包括分别来自胎面20的边缘25a、25b的交替的块体21a、21b。在此，胎面20被认为是定向的，这意味着将块体21a、21b具体地布置为根据预定的旋转方向
来优化轮胎的行为特性。该旋转方向通常由轮胎胎侧上的箭头标示(图3中标记为r的箭头)。
[0054]
在图3的实施方案中，每个块体组21a、21b包括单个块体。作为替代方案，块体组可以包括数量大于或等于2的块体。然后，在每个块体组中，块体由至少一个沟槽隔开。该沟槽沿轴向方向或倾斜方向延伸，所述倾斜方向具有沿周向方向的非零分量和沿轴向方向的非零分量。
[0055]
应当注意，块体的最大高度至少等于5.5mm并且至多等于9mm。作为优选，块体的最大高度至多等于7.5mm。该最大高度是针对处于中心轴线c处的块体测量的。该最大高度对应于胎面的胎面表面23与底表面24之间的距离。块体的最大高度对应于界定所述块体的沟槽的最大深度。
[0056]
胎面20的“胎面表面”23是指在正常行驶条件下与地面接触的轮胎的所有点组合在一起的表面。这些与地面接触的点属于块体的接触面。对于轮胎，“正常行驶条件”是由etrto(欧洲轮胎和轮辋技术组织)标准定义的使用条件。这些使用条件规定了与轮胎的承载能力相对应的参考充气压力，如轮胎的负载指数和速度等级所示。这些使用条件也可以称为“标称条件”或“工作条件”。
[0057]“底表面”24是指穿过胎面20的沟槽的径向内部的点的理论表面。因此，“底表面”24界定了轮胎的胎面20与胎体40之间的边界。该底表面24在胎面20的第一边缘25a与第二边缘25b之间延伸。
[0058]
请记住，胎面20的“边缘”25a、25b是指胎面20与胎侧30a、30b之间的各自的边界。这两个边缘25a、25b彼此相距对应于胎面20的宽度的值w。这两个边缘25a、25b位于距中心轴线c相等的距离处。
[0059]
还将注意，冬季认证3pmsf标记在轮胎的胎侧30a、30b中的至少一个上。
[0060]
图4是图3的块体组21a的放大示意图。该块体组21a由接触表面23、底表面24和侧面26、27、28界定。在这些侧面中，前缘面26、后缘面27和中心面28之间存在区别。接触表面23、底表面24、前缘面26、后缘面27、中心面28和边缘25a界定了包含在该块体组21a中的橡胶材料的总体积vt。
[0061]
用于确定包含在该块体组21a中的橡胶材料的总体积vt的一种方法是充分利用能够直接数字化复杂物体的体积的3-d扫描仪的能力。例如，这种扫描仪的一个示例为wolf&beck的利用激光探头的tmm-570计量机。
[0062]
在此，块体组21a主要分为三个区域，其包括边缘区域211、延伸边缘部分211的中间区域212、延伸中间区域212的中心区域213。在此，该块体组21a的每个区域具有特定于该区域的主延伸方向。因此，边缘区域211主要整体平行于轴向方向y延伸。中心区域213相对于轴向方向y陡峭地倾斜，中间区域212具有介于边缘区域211的倾斜度与中心区域213的倾斜度之间的倾斜度。因此，该块体组21a表现出非零的总曲率。
[0063]
每个块体组21a包括倒角组26a、26b、26c。在此，该倒角组包括在边缘区域211上延伸的边缘倒角26a、在中间区域212上延伸的中间倒角26b和在中心区域213上延伸的中心倒角26c。边缘倒角26a、中间倒角26b和中心倒角26c在轴向方向上依次排列并且在该块体组的前缘面上延伸。边缘倒角26a、中间倒角26b和中心倒角26c具有各自的宽度lc1、lc2、lc3。倒角的宽度是指该倒角在该块体组的选定区域中的平均宽度。这些宽度lc1、lc2、lc3介于
0.5mm至2.5mm之间。
[0064]
图5示出了图4的块体组21a在边缘倒角26a处的边缘区域211中的截面a-a的平面上的横截面视图。边缘倒角26a形成了在第一点a和第二点b之间延伸的倾斜平面。第一点a对应于边缘倒角26a与胎面的胎面表面23之间的交点。第二点b对应于边缘倒角26a与界定边缘区域211的侧壁之间的交点。边缘倒角26a由高度、宽度和相对于周向方向x测量的倾斜角度限定。边缘倒角26a的高度对应于径向投影中(即，在轴线z上的投影中)的第一点a与第二点b之间的距离。在此，边缘倒角26a的高度介于0.5mm至1mm之间。边缘倒角26a的宽度lc1对应于周向投影中(即，在轴线x上的投影中)的第一点a与第二点b之间的距离。在此，如已经指出的，边缘倒角26a的宽度lc1介于1.5mm至2mm之间。边缘倒角26a的倾斜角度相对于周向方向x介于30度至50度之间。
[0065]
图6示出了图4的块体组21a在中间倒角26b处的中间区域212中的截面b-b的平面上的横截面视图。中间倒角26b形成了在第一点a’和第二点b’之间延伸的倾斜平面。第一点a’对应于中间倒角26b与胎面的胎面表面23之间的交点。第二点b’对应于中间倒角26b与界定中间区域212的侧壁之间的交点。中间倒角26b由高度、宽度和相对于周向方向x测量的倾斜角度限定。中间倒角26b的高度对应于径向投影中(即，在轴线z上的投影中)的第一点a’与第二点b’之间的距离。在此，中间倒角26b的高度介于0.5mm至1mm之间。中间倒角26b的宽度lc2对应于周向投影中(即，在轴线x上的投影中)的第一点a’与第二点b’之间的距离。在此，如已经指出的，中间倒角26b的宽度lc2介于1.5mm至2mm之间。中间倒角26b的倾斜角度相对于周向方向x介于30度至50度之间。
[0066]
图7示出了图4的块体组21a在中心倒角26c处的中心区域213中的截面c-c的平面上的横截面视图。中心倒角26c形成了在第一点a”和第二点b”之间延伸的倾斜平面。第一点a”对应于中心倒角26c与胎面的胎面表面23之间的交点。第二点b”对应于中心倒角26c与界定中心区域213的侧壁之间的交点。中心倒角26c由高度、宽度和相对于周向方向x测量的倾斜角度限定。中心倒角26c的高度对应于径向投影中(即，在轴线z上的投影中)的第一点a”与第二点b”之间的距离。在此，中心倒角26c的高度介于0.5至1mm之间。中心倒角26c的宽度lc3对应于周向投影中(即，在轴线x上的投影中)的第一点a”与第二点b”之间的距离。如已经指出的，在此的中心倒角26c的宽度lc3介于1.5mm至2mm之间。中心倒角26c的倾斜角度相对于周向方向x介于30度至50度之间。
[0067]
作为优选，中间区域212上的中间倒角26b的宽度lc2不同于边缘区域211上的边缘倒角26a的宽度lc1。有利地，中间区域212的倒角组的宽度与边缘区域211的倒角组的宽度之间的差值lc2-lc1至少为0.3mm。
[0068]
在图5至图7所示的实施方案中，中间倒角26b的宽度lc2大于边缘区域211中的边缘倒角26a的宽度lc1并且大于中心区域213中的中心倒角26c的宽度lc3。
[0069]
在图4中，边缘倒角26a、中间倒角26b和中心倒角26c在块体组21a的前缘面处延伸。所述块体组21a还包括后缘面。另一倒角组在所述后缘面上延伸。作为优选，另一倒角组具有在该块体组21a上恒定的宽度。
[0070]
在图4中，块体组21a包括沿所述块体组21a的长度延伸的刀槽29。作为优选，刀槽29至少部分地倒角。
[0071]
图8示出了第二实施方案，在该实施方案中块体组21a包括三个块体211a、212a、
213a。第一块体211a，称为边缘块体，位于胎面的边缘25a附近。第二块体212a，称为中间块体，位于边缘块体211a的延续部分中。第三块体213a，称为中心块体，位于中间块体212a的延续部分中。因此，中间块体212a位于边缘块体211a与中心块体213a之间。边缘块体211a通过第一沟槽221与中间块体212a隔开。中间块体212a通过第二沟槽222与中心块体213a隔开。在此，第一沟槽221和第二沟槽222主要沿倾斜方向延伸。该倾斜方向具有沿周向方向x的分量和沿轴向方向y的分量。作为替代方案，第一沟槽221和/或第二沟槽222仅在周向方向x上延伸(延长)。另外，边缘块体211a在此包括宽度为lc1的边缘倒角26a。中间块体212a包括宽度为lc2的中间倒角26b。中心块体213a包括宽度为lc3的中心倒角26c。
[0072]
边缘倒角的宽度lc1不同于中间倒角的宽度lc2，中心倒角的宽度lc3不同于中间倒角的宽度lc2。宽度lc1、lc2、lc3介于0.5mm至2.5mm之间，中间区域中的倒角组的宽度lc2大于边缘区域中的倒角组的宽度lc1并且大于中心区域中的倒角组的宽度lc3。
[0073]
对于图1至图8所示的实施方案，各个块体组21a由橡胶材料形成。在一个优选的实施方案中，这种橡胶材料的组合物的玻璃化转变温度介于-40℃至-10℃之间，优选介于-35℃至-15℃之间，并且在60℃下测量的剪切模量介于0.5mpa至2mpa之间，优选介于0.7mpa至1.5mpa之间。
[0074]
在一个优选的实施方案中，块体组的橡胶材料的组合物至少基于：
[0075]-弹性体基质，其包含大于50重量％的带有硅烷醇官能团和胺官能团的溶液sbr；
[0076]-20phr至200phr的至少一种二氧化硅；
[0077]-用于将二氧化硅与溶液sbr偶联的偶联剂，
[0078]-10phr至100phr的tg大于20℃的烃基树脂；
[0079]-15phr至50phr的液体增塑剂。
[0080]
该优选实施方案中的溶液sbr是在溶液中制备的丁二烯和苯乙烯的共聚物。其特征在于带有硅烷醇官能团和胺官能团。例如，带有硅烷醇官能团和胺官能团的溶液sbr的硅烷醇官能团可以通过利用带有烷氧基硅烷基团的硅烷对弹性体链进行氢化硅烷化来引入，然后通过水解烷氧基硅烷官能团得到硅烷醇官能团。如ep 0778311中所述，带有硅烷醇官能团和胺官能团的溶液sbr的硅烷醇官能团同样可以通过活性弹性体链与环状聚硅氧烷化合物的反应来引入。例如，带有硅烷醇官能团和胺官能团的溶液sbr的胺官能团可以通过使用带有这种官能团的引发剂引发聚合来引入。根据专利申请ep 2285852中描述的过程，通过使活性弹性体链与带有烷氧基硅烷官能团和胺官能团的化合物反应，然后通过水解烷氧基硅烷官能团得到硅烷醇官能团，同样可以制备带有硅烷醇官能团和胺官能团的溶液sbr。根据该制备过程，硅烷醇官能团和胺官能团优选位于溶液sbr的链内，不包括链的端部。由溶液sbr带有的烷氧基硅烷官能团水解产生硅烷醇官能团的反应可以根据专利申请ep 2266819 a1中描述的过程或者通过对含有溶液sbr的溶液进行气液分离的步骤进行。胺官能团可以为伯胺、仲胺或叔胺官能团，优选为叔胺官能团。
[0081]
本发明不限于所呈现的实施方案和变体形式，并且其他实施方案和变体形式对于本领域技术人员将变得显而易见。