CN101007491A - 具有侧面外部控制元件的环形橡胶胎面的轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有胎冠/胎基结构的环形胎面的轮胎，该结构由具有胎面跑合面的外部胎面胶胎冠层和下层胎面胶胎基层组成，其中胎冠层由两个纵向相邻区域组成，即主胎冠区域和辅侧面外部控制元件。主胎冠区域和侧面外部胎冠元件提供显著分级的－25℃冷动态储能模量(G′)和100℃的热tanδ值，及相近的60℃热动态储能模量(G′)。主胎冠区域和侧面外部控制胎冠元件在从胎面的跑合面向整体胎基橡胶层径向向内延伸的意义上承载负荷。分区的橡胶胎冠层和整体的橡胶胎基层在共挤出意义上是单一胎面复合材料。主胎冠区域橡胶组合物富含二氧化硅而侧面外部元件橡胶组合物富含炭黑，并提供分级的填料增强物含量；分级的二氧化硅对炭黑比；及分级的顺式1，4－聚丁二烯橡胶含量。

Description

具有侧面外部控制元件的环形橡胶胎面的轮胎
技术领域
本发明涉及一种具有胎冠/胎基结构的环形胎面的轮胎，所述胎冠/胎基结构由具有胎面跑合面的外部胎面胶胎冠层和下层胎面胶胎基层组成，其中所述胎冠层由两个纵向相邻区域组成，即主胎冠区域和辅侧面外部控制元件(区域)。主胎冠区域和侧面外部胎冠元件提供显著分级的-25℃冷动态储能模量(G′)和100℃热tanδ值以及相似的60℃热动态储能模量(G′)。主胎冠区域和侧面外部控制胎冠元件在从胎面的跑合面向整体(非区域)胎基橡胶层径向向内延伸的意义上为承载负荷的。分区的橡胶胎冠层和整体的橡胶胎基层在共挤出的意义上为整体胎面复合材料。在本发明的一个方面，主胎冠区域橡胶组合物富含二氧化硅而侧面外部元件橡胶组合物富含炭黑并且其进一步提供分级的填料增强物含量；提供分级的二氧化硅对炭黑比率以及提供分级的顺式1，4-聚丁二烯橡胶含量。
背景技术
充气轮胎的胎面通常具有单一整体橡胶组成的跑合面和拟接触地面的胎面整个表面上一致的物理性能。
通常，胎面可以具有胎冠/胎基结构，所述胎冠/胎基结构由提供轮胎跑合面的外部胎冠层和作为胎冠层与轮胎骨架层之间的过渡的下层胎基层组成。胎冠层本身可以具有花纹块和花纹沟结构，且该花纹块，包括条形花纹块的外表面本身提供胎面跑合面。这种整体轮胎胎冠/胎基结构是本领域技术人员公知的。
例如，全天候轮胎胎冠层可以具有设计以提供胎面跑合面的单一橡胶组成，用于平衡湿牵引力、寒冷气候冬季牵引力(用于雪和/或冰)、干燥操纵性和耐胎面磨损性的组合。
但是，优化例如湿牵引力、寒冷气候冬季牵引力、干燥操纵性、耐胎面磨损性的一种或多种单一胎面性能通常需要牺牲一种或多种其它胎面性能。
迄今为止，为了各种目的包括希望由一个胎面提供多个具有各种特性的单一跑合面，已经提出具有环形分区胎面的轮胎。例如，参见美国专利4,319,620、4,385,653、6,474,382、6,540,858和6,959,744；美国专利申请2002/0033212、2004/0112490和2005/0167019。欧洲专利公开0341187、0662396、0839675和1308319；WO99/01299；以及日本专利公开2001/047815和85/60135309。
迄今为止，已经提出了具有由三个纵向部分组成的跑合面的轮胎台面，三个部分即两个黑色侧面部分和一个位于两个黑色部分之间的非黑色中心部分，其中侧面黑色部分具有实际上与中心着色部分相同的耐磨性能(例如：EP0993381 A3、FR2765525和WO99/01299专利公报)。
在美国专利5,225,011中，提出一种轮胎，其胎面由中心橡胶组合物和直接设置在轮胎胎体带束层上而没有胎基过渡层构成的侧面橡胶(图1)组成。中心橡胶举例为由天然橡胶或天然橡胶/丁苯橡胶共混物组成。中心橡胶含有至少100mg/g的大吸碘值的炭黑、二氧化硅和硅烷偶联剂，并要求侧面橡胶具有不同的橡胶组成。
在欧洲专利公开EP864446 A1中，例如提出一种具有胎面的轮胎(其图2)，所述胎面具有占据胎面表面至少37％的中心部分(B)和直接设置在轮胎胎体带束层上而没有胎基过渡层的侧面部分(A)。侧面部分可以主要含有例如炭黑增强物，而中心部分可以主要含有例如二氧化硅增强物，其中中心部分(B)的二氧化硅含量比侧面部分(A)高至少20％。
对于本发明的分区胎冠层，胎冠区域在主胎冠段和外侧胎冠段或区域从胎冠层外表面径向向内延伸到下层胎基层橡胶组合物的意义上能够承载负荷，使得轮胎上的负荷可以通过胎冠层区域传递到过渡胎基层，而不是直接传递到轮胎胎体本身的其余部分。
对于本发明，希望提供一种具有跑合面的外部胎冠层，其由用于胎面跑合面的两个独立环形承载负荷区域构成，其显示一种或多种分级的物理性能，并且从胎冠层的外部跑合面径向向内延伸到所述胎基层。
在上述主胎面区域和所述侧面控制元件区域对于胎面跑合面以主胎冠区域不在轮胎中心线或赤道面中心的方式具有显著不同的幅宽宽度的意义上，胎冠层是不对称的。
实践中，当轮胎装配在轮辋上形成轮胎/轮辋，或车轮组合件时，由于希望轴向外侧或外部定位相关车辆，因此在相关车辆范围内，关注显著较窄的侧面外部控制元件环形胎面区域，并因此在此表示为胎冠的外部元件。
胎冠主要为富含二氧化硅的橡胶胎冠承载负荷层，其含有由富含碳黑的含二氧化硅橡胶组合物组成的较小的轴向定位的外部控制元件或部分。对于本发明，希望使胎冠的跑合面部分最大，所述胎冠为富含二氧化硅的橡胶组合物，并且希望使用相对最少的轴向外部控制元件，为富含二氧化硅的主胎面层增加对富含二氧化硅的主胎面层的控制(例如通过拟从有关车身外部设置的所述侧面外部胎面区域以及在拟相对于其与有关车辆的位置在外部设置的意义上因此在此表示为外部胎冠区域的干燥操纵性和耐胎面磨损性)。
因此，对于本发明，要求胎冠主要由主胎冠层组成，所述主胎冠层含有相对最少的轴向定位的侧面外部控制元件，其在胎冠的自由跑合面幅宽上延伸仅约30％最大值，优选仅约26％最大值，所述侧面外部控制元件为富含炭黑的含二氧化硅的橡胶承载负荷胎面区域或元件形式，以便基本保持胎冠层为富含二氧化硅的主橡胶组分形式，其延伸超过胎冠的自由跑合面幅宽的至少70％，优选至少约74％。
关于用于相应主要和外侧控制胎冠区域的弹性体组合物和增强填料；实际上，富含二氧化硅的主胎冠组分或区域的橡胶组合物含有由沉淀二氧化硅和橡胶增强碳增强物的组合组成的高增强填料含量，以及沉淀二氧化硅的高含量和低Tg(玻璃化转变温度)顺式1，4-聚丁二烯橡胶(例如约-100℃到约-106℃)的相对高含量一起促进湿牵引力(促进对于潮湿路况的胎面牵引力)和冬季条件(例如冰和雪)下的操纵性。这一点与使用锡偶联的胺官能化苯乙烯/丁二烯弹性体以及优选沉淀二氧化硅的封端有机烷氧基巯基硅烷偶联剂相结合，在橡胶组合物加工(混合)过程中帮助沉淀二氧化硅与二烯基弹性体偶联以促进粘度降低(100℃的门尼ML+4粘度性能)。
在本发明的一个方面，胎冠层的轴向外侧控制元件、组分或区域的橡胶组合物含有减少的低Tg聚丁二烯橡胶含量和减少的增强填料含量(沉淀和橡胶增强炭黑的组合)，但是具有显著增加的炭黑/二氧化硅比率，使得橡胶组合物富含炭黑(在增强填料主要由炭黑组成的意义上)，促进干燥牵引力(促进干燥路况的胎面牵引力和轮胎操纵性)以及耐磨性，并且与锡偶联的氨基官能化苯乙烯/丁二烯弹性体和优选沉淀二氧化硅的封端有机巯基烷氧基硅烷偶联剂结合，在橡胶组合物加工(混合)过程中帮助沉淀二氧化硅与二烯基弹性体偶联并提供降低的粘度(100℃的门尼ML+4粘度性能)。
关于相应主要和外侧控制胎冠区域的物理性能；实际上，希望主胎冠区域的橡胶组合物在-25℃的冷储能模量(G′)显著低于外侧控制胎冠元件或区域的橡胶组合物的冷储能模量，(例如至少6MPa和优选至少约8MPa或更多)，以便主胎冠区域的橡胶组合物比外侧胎冠控制元件相对更柔软(在动态储能模量G′意义上为不硬)，以促进冬季特性。
同样，实际上，希望主胎冠组分和外侧胎冠控制元件的橡胶组合物在60℃的热动态储能模量(G′)相近(例如互相在约2MPa内)，以便它们具有类似的刚度(在动态储能模量G′性能意义上)，以促进非冬季干燥路况的操纵性。
此外，实际上，在100℃(3％应变和10赫兹)下的其tanδ意义上，希望外侧胎冠控制元件或区域的橡胶组合物比主胎冠区域的橡胶组合物更加滞后，以便促进轮胎的干燥操纵性(例如当车辆转向时的干燥牵引力)。因此，实际上，优选的是外侧控制胎冠元件或区域的橡胶组合物的这种tanδ性能比主胎冠区域的橡胶组合物的这种tanδ性能大至少8％，优选至少10％(例如因此性质上更加滞后)。
因此，对于独立主区域和控制元件胎冠橡胶组合物，在+60℃和-25℃的动态储能模量(G′)以及上述tanδ性能的意义上，胎冠层的关键设置的主橡胶胎冠和侧面外部控制元件的橡胶组合物在整个轮胎跑合面上提供分级的物理性能的协同组合。
因此在此认为本发明的一个方面为轮胎胎冠层，其由所述主(富含二氧化硅的含较高增强物和较高含量的低Tg聚丁二烯橡胶)橡胶胎冠区域和所述不对称侧面外部(富含炭黑的含较低增强物和较少含量的低Tg聚丁二烯橡胶)控制胎冠元件或区域组成，与所述胎冠层区域或区段有关的上述冷动态储能模量G′(-25℃)、热tanδ(100℃)和热动态储能模量G′(60℃)物理性能特别通过主胎冠区域的外侧位置上的外侧控制元件区段的关键设置以协同方式组合或结合，以提供整体胎面跑合面，其具有与上述寒冷气候冬季操纵性和非冬季驾驶条件有关的适合的分级物理性能。
除非另有说明，术语轮胎或胎冠层胎面的自由跑合面的“轴向宽度”表示胎冠层或区域的“自由跑合面的轴向幅宽”，作为用来在普通直线(没有车辆转向)驾驶条件下接触地面的这种胎冠层(75％标准负荷下的充气轮胎)外表面的轴向幅宽，其中轴向幅宽包括(横跨)胎冠层外表面中的通常不用来接触地面的任何花纹沟。轮胎充气压力对充气轮胎标准负荷的函数通常可见 Tire and Rim Association，Inc Year Book(轮胎与轮辋协会年鉴)，以确定选定充气压力(通常为列出的最高充气压力)下轮胎的标准负荷。对于客车轮胎，使用35psi(240kPa)的充气压力，而对于轻型卡车轮胎(LT)，使用50psi(343kPa)的充气压力。
除非另有说明，术语轮胎胎面或胎冠层的“总跑合面的轴向宽度”表示胎冠层的“总跑合面的轴向幅宽”，作为当车辆转向时，用来包括周期性接触地面的这种胎冠层(通常为前部车辆轮胎)的总外表面的轴向幅宽，通常包括所述“自由跑合面的轴向幅宽”和设计为周期性接触地面的胎面表面两侧的在外部分，以及包含在这种胎冠层跑合面中的任何胎面花纹沟开口(横跨花纹沟的幅宽)上所包括的间隙。
通常，总跑合面的轴向幅宽可以比自由跑合面的轴向幅宽大例如至多约15％，例如约5％到约15％，某种程度上取决于轮胎的胎冠设计和轮胎以及胎面本身的尺寸。
当胎冠区域在此表示为胎冠的自由跑合面或总跑合面的轴向幅宽时，除非另有说明，这种轴向幅宽在垂直于轮胎赤道面(EP)的方向中横跨这种跑合面轴向或侧向延伸，并因此不包括胎面或胎冠本身的曲率。
在本发明的说明书中除非另有规定，其中的术语“橡胶”和“弹性体”可互换使用。如果在此使用，术语“橡胶组合物”、“混炼胶”和“胶料”可互换使用，表示“已经与各种成分和材料共混或混合的橡胶”，并且这种术语是橡胶混合或橡胶混炼领域中技术人员公知的。除非另有规定，术语“固化”和“硫化”可互换使用。在本发明的说明书中，术语“phr”表示每100重量份橡胶或弹性体，相应材料的份数。
在此使用的术语“Tg”表示弹性体的玻璃化转变温度，其通常可以通过差示扫描热量计(DSC)，使用每分钟10℃的升温(ASTM3418)测定，这是本领域技术人员公知的一种方法。
橡胶组合物的动态储能模量(G′)粘弹性和tanδ性能(100℃)可以使用得自TA Instruments company of New Castle，Delaware(USA)并装有液氮冷却装置和强制对流烘箱的ARESTM-LS2流变仪，经低于和高于环境温度的宽温度范围测试橡胶试样得到。使用圆柱形固化橡胶试样，其用胶粘在两个直径为大约8毫米的黄铜圆柱体之间，直径为大约8毫米以及高度为大约2毫米。这种胶可以例如为氰基丙烯酸酯基胶水。使用OrchestratorTM软件控制ARESTM-LS2流变仪。使用所述软件，设定5℃的升温速率。使用3％扭转应变和10赫兹频率下的例如约-30℃到约+60℃的温度扫描，其中动态储能模量(G′)值可以经所述温度范围测定。根据所述测定的动态储能模量(G′)，在-25℃和+60℃进行观察。使用动态储能模量(G′)粘弹性来表征固化橡胶组合物的各方面是本领域技术人员公知的。
发明内容
根据本发明，提供一种充气轮胎，其具有胎冠/胎基结构的橡胶胎面，所述胎冠/胎基结构由具有(外部)跑合面的外部分区的胎冠橡胶层和整体(非分区的)橡胶组合物的下层内部胎基橡胶层组成，其中所述胎冠层由具有分级的物理性能的两个相邻(并排)环形纵向胎冠橡胶区域组成，其中所述胎冠区域分别从所述胎冠层的跑合面径向向内延伸到所述胎基层；
其中所述胎冠区域由主胎冠区域和侧面外部控制胎冠区域(元件)组成；其中所述主胎冠区域幅宽为所述胎面胎冠层的自由跑合面轴向宽度的70％到约85％，并且其中所述侧面外部控制胎冠区域幅宽为所述胎面胎冠层的自由跑合面轴向宽度的约15％到30％，并靠近所述主胎冠区域设置和从所述主胎冠区域轴向向外设置；
其中-25℃，3％应变和10赫兹下所述主胎冠区域的橡胶组合物的储能模量G′为至少约6MPa，优选至少约8MPa，小于-25℃所述侧面外部控制胎冠区域的这种储能模量G′；
其中60℃，3％应变和10赫兹下所述主胎冠区域的橡胶组合物的储能模量G′在60℃的所述侧面外部控制胎冠区域的这种储能模量G′的约2MPa之内(高于或低于至多约2MPa)；
其中在100℃，3％应变和10赫兹下所述侧面外部胎冠区域的橡胶组合物的tanδ值比所述主胎冠区域的橡胶组合物的这种tanδ值大至少10％。
在本发明的一个方面，所述主胎冠区域的橡胶组合物由以下物质组成，基于每100重量份橡胶的重量份数(phr)并且条件是满足所述储能模量G′和tanδ值：
(A)100phr的至少三种共轭二烯基弹性体，其由以下物质组成：
(1)约40到约70phr，可选约50到约60phr的顺式1，4-聚丁二烯弹性体，
(2)约30到约60phr，可选约40到约50phr的有机溶液聚合制备的苯乙烯/丁二烯弹性体，结合苯乙烯含量为约20到约40％，乙烯基1，2-含量为约20到约55％，由苯乙烯/丁二烯弹性体(SBR-1)和胺官能化的苯乙烯/丁二烯弹性体(SBR-2)组成，所述SBR-1对所述SBR-2的重量比为约70/30到约40/60，可选为约60/40到约40/60；
(B)约90到约135phr的增强填料，其由以下物质组成：
(1)约75到约120phr的沉淀二氧化硅，和
(2)约0到约15phr，可选约5到约15phr的橡胶增强炭黑，以及
(C)所述二氧化硅的偶联剂，具有与所述沉淀二氧化硅表面上包含的羟基(例如硅烷醇基)有反应活性的部分，以及另一个与二烯基弹性体相互作用的部分；
其中所述侧面外部胎冠区域的橡胶组合物由以下物质组成，基于每100重量份橡胶的重量份数(phr)，并且条件是满足所述储能模量G′值：
(D)100phr的至少两种共轭二烯基弹性体：
(1)0到约40phr，可选约10到约40phr的顺式1，4-聚丁二烯弹性体，
(2)约60到约100phr，可选约60到约90phr的有机溶液聚合制备的苯乙烯/丁二烯弹性体，结合苯乙烯含量为约20到约40％，乙烯基1，2-含量为约20到约55％，由苯乙烯/丁二烯弹性体(SBR-1)和胺官能化的苯乙烯/丁二烯弹性体(SBR-2)组成，所述SBR-1对所述SBR-2的重量比为约70/30到约40/60，可选为约60/40到约40/60；
(E)约50到约120phr的增强填料，其中所述增强填料的含量比所述主胎冠区域的橡胶组合物的增强填料含量小至少10phr，优选至少约15phr，由以下物质组成：
(1)约0到约45phr，可选约5到约45phr的沉淀二氧化硅，和
(2)约30到约120phr，可选约30到约115phr的橡胶增强炭黑，其中所述橡胶增强炭黑的含量比所述辅助沉淀二氧化硅的含量大至少5phr，以及
(F)所述二氧化硅的偶联剂，具有与所述沉淀二氧化硅表面上包含的羟基(例如硅烷醇基)有反应活性的部分，以及另一个与二烯基弹性体相互作用的部分。
因此，作为主要和侧面胎冠区域中相应橡胶组合物的增强填料含量的实例，在所述侧面外部胎冠区域的橡胶组合物含有小于所述富含炭黑的主胎冠区域的增强填料含量的意义上，如果主胎冠区域的橡胶组合物中的总增强填料含量应该为90phr，那么侧面外部胎冠区域的橡胶组合物中的总增强填料最大值为80phr。侧面外部胎冠中的增强填料因此可以由例如低的5phr二氧化硅含量和75phr炭黑或者至高为37.5phr二氧化硅含量以及42.5phr炭黑组成，考虑到侧面胎冠区域的橡胶组合物包含比沉淀二氧化硅多至少5phr的橡胶增强炭黑，并且所有条件是满足所述储能模量(G′)和tanδ值。
实践中，所述主胎冠区域的橡胶组合物优选具有在-25℃，3％应变和10赫兹下约10到约30MPa的冷动态储能模量(G′)和在60℃，3％应变和10赫兹下约3.5到约5.5MPa的热动态储能模量(G′)。
实践中，所述侧面外部控制胎冠区域(元件)的橡胶组合物具有在-25℃，3％应变和10赫兹下约25到约100MPa，可选约25到约50MPa的冷动态储能模量(G′)和在60℃，3％应变和10赫兹下约2到约4MPa的热动态储能模量(G′)。
实践中，虽然3％应变和10赫兹值下的tanδ(100℃)可以显著变化，但通常理想的是所述侧面外部控制胎冠区域的这种tanδ值为约0.15到约0.35，并且所述主胎冠区域的橡胶组合物的这种tanδ为约0.05到约0.25，其中所述侧面外部控制胎冠区域的tanδ值比所述主胎冠区域的tanδ值大(高)至少10％。
实践中，如果需要，所述主胎冠区域和侧面外部胎冠区域的上述橡胶组合物可以含有例如约5到约15phr的一种附加弹性体，优选共轭二烯基弹性体，条件是满足-25℃和60℃下的所述动态储能模量值以及100℃下的所述tanδ值。
实践中，如上所述，在用来设置在车辆上的胎面以及轴向定位在有关车辆(例如相对轴向内侧设置并因此紧挨车辆)外侧的富含二氧化硅的胎冠的侧面富含炭黑橡胶控制元件的意义上，侧面胎面区域称为胎面的外侧控制元件，以便促进胎面的干燥操纵性。因此，在此认为其应适当称为胎面胎冠层的“外侧控制元件”。
实践中，在此将所述分区胎冠层的相应主要和侧面外侧区域的上述独立橡胶组合物，与所述胎基橡胶层一起看作共挤出意义上的整个胎面复合材料。
在本发明的一个方面，所述主要和外部控制元件侧面胎冠区域的接合点优选设置在位于所述区域之间的环形花纹沟内。
附图说明
为进一步理解本发明，提供附图。具体地，提供图1描绘充气轮胎的胎冠/胎基结构的胎面部分的部分剖视图。
图2为显示动态储能模量(G′)值的温度扫描的图示。
具体实施方式
如上所述，本发明涉及一种胎面，其具有胎冠/胎基结构构造，以及不对称双分区胎冠层和侧面控制元件的协同组合，具有分级的物理性能(冷和热温度下的储能模量G′和热tanδ值)，另一方面，本发明基于上述协同组合要求的组合(弹性体和增强物含量以及变化)。这一点与提供具有整体胎面跑合面橡胶组成的胎面，特别是具有胎冠/胎基结构的胎面的胎冠形成显著对照。如上所述，提供这种单一胎面跑合面的显著困难涉及在提供这种胎面表面方面的牺牲，所述胎面表面在宽泛的驾驶条件下具有适合于牵引和/或操纵的物理性能。通过本发明在胎面跑合面的整个表面上关键性设置具有分级物理性能的选择性胎冠区段，即主胎冠区域和侧面外部控制元件胎冠区段或区域的实践，使这种牺牲减到最小，并且胎面跑合面的选定区域的其它牺牲的物理限制作为轮胎在较宽范围条件下的牵引力和操纵特性，得到迄今有利地加强。
在此认为具有所述粘弹性质，即所述储能模量G′和tanδ值的橡胶组合物可以由本领域技术人员不通过过度实验用常规评价得到。
在本发明的另一个方面，一种或多种所述独立胎冠区域橡胶组合物，特别是所述侧面外部控制元件区段橡胶组合物可以含有约1到约15phr，可选约2到约10phr的短纤维，所述短纤维选自例如玻璃纤维、聚酯纤维、尼龙纤维、芳族聚酰胺纤维、碳纤维、粘胶纤维和棉纤维的至少一种，优选玻璃纤维。这种短纤维可以具有例如约10到约50微米的平均直径，以及约0.5到约5毫米的平均长度。
在本发明的另一方面，一种或多种所述独立胎冠区段橡胶组合物，无论所述主胎冠区域和/或所述侧面控制胎冠区域，特别是所述主胎冠区域橡胶组合物，除所述橡胶增强炭黑和所述沉淀二氧化硅之外，可以含有约1到约5phr，可选约1到约4phr的粒状无机或有机颗粒，其具有在例如约50到约200微米范围内显著大于所述橡胶增强炭黑和沉淀二氧化硅典型平均直径的平均直径。这种粒状颗粒的代表例如为并且并不拟限于粒状无机矿物、粒状农业植物衍生颗粒、工程的(制造的)有机和无机聚合物颗粒。这种颗粒材料可以为并且并不拟限于碾磨坚果壳、空心玻璃珠、碾磨尼龙、芳族聚酰胺和聚酯聚合物以及碾磨无机矿物复合材料，例如硅酸铝(浮石)。
实践中，所述胎基橡胶层通常具有由至少一种共轭二烯基弹性体组成的整体单一橡胶组合物(而非多个橡胶组合物的分区段或分区的橡胶层)。例如，胎基橡胶层可以由至少一种共轭二烯基弹性体和约30到约70phr的橡胶增强填料组成，所述橡胶增强填料选自炭黑或沉淀二氧化硅和炭黑的组合，由约30到约70phr，可选约25到约65phr的炭黑和0到25phr，可选约5到约20phr的沉淀二氧化硅组成(因此，在一个方面，该橡胶增强填料可以为并且通常优选全部为橡胶增强炭黑)。
因此以这种方式，胎面作为径向向内延伸到并终止于下层支撑整体(非分区)胎基橡胶层的分区胎冠层(不对称构造的主胎冠区域和邻接的侧面外部胎冠元件或区域)提供。
所述胎基橡胶层的共轭二烯基弹性体的代表性实例诸如顺式1，4-聚异戊二烯橡胶(通常优选天然橡胶)，如果需要，其可以与另一种二烯基弹性体，例如顺式1，4-聚丁二烯橡胶和/或异戊二烯/丁二烯橡胶组合使用。
实践中，所述主要和侧面外部控制元件胎冠区域的橡胶组合物的其它共轭二烯基弹性体的代表性实例包括例如顺式1，4-聚异戊二烯橡胶、异戊二烯/丁二烯橡胶、反式1，4-聚丁二烯、乙烯基含量为5到约20％的低乙烯基聚丁二烯、乙烯基含量为约20到约90％的高乙烯基聚丁二烯、3，4-聚异戊二烯和苯乙烯/异戊二烯/丁二烯橡胶中的至少一种，条件是这种橡胶组合物在-25℃和60℃提供所需动态储能模量(G′)，并且含量基于每重量份橡胶的重量份数(phr)。
当与橡胶组合物共混时，优选引入所述胺官能化高乙烯基苯乙烯/丁二烯弹性体(SBR-2)作为部分锡偶联的弹性体(例如约20到约35％锡偶联的)。但是在此应理解，在轮胎胎体本身上制造胎面窄条以及随后模塑并固化该轮胎组合件形成最终轮胎之前，在通过高剪切混合生胶组合物进行加工过程中，这种锡偶联通常基本被破坏。
在此设想胺官能化弹性体(SBR-2)的胺取代基通常包括伯和仲胺基的至少一种，优选包括仲胺基，例如N-甲胺基基团(和/或衍生物)。这种胺基可以例如在聚合苯乙烯和1，3-丁二烯单体过程中，在例如锂基催化剂存在下衍生自N-甲基吡咯烷酮。在这种聚合中，在此设想该胺取代基位于弹性体链的末端、弹性体链的始端和/或弹性体链内。因此，胺官能化苯乙烯/丁二烯弹性体(SBR-2)可以表示为含有包括伯胺和仲胺的至少一个，优选包括仲胺的胺取代基的胺官能化苯乙烯/丁二烯弹性体。这种胺取代基可以例如分布在弹性体链上(位于弹性体链本身的任一端和/或两端及内部)。
锡偶联本身可以例如通过聚合过程内和过程中的原位锡偶联形成。以这种方式，弹性体可以仅部分锡偶联到例如25到约35％锡偶联的程度。
关于弹性体的原位锡偶联的讨论可见例如美国专利4,845,165。
用于本发明的预期的部分锡偶联的胺官能化苯乙烯/丁二烯弹性体的代表性实例例如为得自Dow Chemical的SE SLR-4601TM。
如上所述，本发明的一个方面涉及在橡胶胎冠层本身内包含相应的胎冠区域，其中下层和共挤出的橡胶胎基本身具有单一橡胶组合物并且不包括多个单区。因此，与直接延伸到轮胎胎体相反，独立环形承载负荷胎冠区域从胎冠跑合面径向向内延伸到下层以及支撑性、过渡性胎基层。
在本发明的实践中，沉淀二氧化硅形式的合成无定形二氧化硅可以由沉淀二氧化硅的聚集体组成，希望包括沉淀铝硅酸盐作为共沉淀二氧化硅和铝。
这种沉淀二氧化硅通常是本领域技术人员公知的。例如，这种沉淀二氧化硅可以通过通常在例如硫酸钠的电解质存在下，控制向例如硅酸钠的硅酸盐的碱性溶液(例如氢氧化钠)中加入诸如盐酸或硫酸的酸而加以沉淀。初级胶态二氧化硅颗粒通常在这样的工艺过程中形成，其迅速聚集形成初级颗粒聚集体，然后通过过滤并用水或水溶液洗涤得到的滤饼作为沉淀物回收，以及干燥回收的沉淀二氧化硅。这种制备沉淀二氧化硅及其变体的方法是本领域技术人员公知的。
优选用于本发明的沉淀二氧化硅聚集体为沉淀二氧化硅，例如通过可溶性硅酸盐，例如硅酸钠的酸化得到的那些，并且可以包括共沉淀二氧化硅和少量铝。
这种二氧化硅可以具有如使用氮气测定的，例如约40到约600，更通常为约50到约300m2/g的BET表面积。测量表面积的BET法记载于 Journal of the American Chemical Society，卷60，304页(1930年)。
该二氧化硅例如也可以具有约50到约400cm3/100g，以及更通常为约100到约300cm3/100g的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)吸收值。
各种可商购沉淀二氧化硅可以考虑用于本发明，在此仅用于举例而非限制，例如可从PPG Industries以Hi-Sil商标，牌号Hi-Sil210、Hi-Sil243等得到的二氧化硅；购自Rhodia，例如Zeosil 1165MP和Zeosil 165GR的二氧化硅，购自J.M.Huber Corporation，例如Zeopol8745和Zeopol 8715的二氧化硅，购自Degussa AG，例如牌号为VN2、VN3和Ultrasil 7005的二氧化硅，以及可用于弹性体增强的其它等级的沉淀二氧化硅。
偶联剂可以用于二氧化硅以帮助增强含有该二氧化硅的橡胶组合物。这种偶联剂通常含有与二氧化硅(例如沉淀二氧化硅)上的羟基反应的部分和另一种不同的能与二烯烃基弹性体互相作用的部分。
实际上，所述偶联剂可以是例如：
(A)双-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)多硫化物，在其多硫桥中具有平均2到约4，更优选平均2到约2.6或者约3.4到约4个连接硫原子，或
(B)在其多硫桥中具有平均约2至约2.6个连接硫原子的双-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)多硫化物和在其多硫桥中具有平均约3.4至约4个连接硫原子的双-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)多硫化物，其中所述在其多硫桥中具有平均2至约2.6个连接硫原子的多硫化物(除了在其多硫桥中具有平均3至4个连接硫原子的这种多硫化物以外)在没有硫和硫硫化促进剂的情况下与所述橡胶组合物共混，并且其中所述在其多硫桥中具有平均约3.4至约4个连接硫原子的多硫化物然后在硫和至少一种硫硫化促进剂存在下，与所述橡胶组合物共混，或
(C)通式(I)表示的有机烷氧基巯基硅烷组合物：
(I)    (X)n(R7O)3-n-Si-R8-SH
其中X选自卤素，即氯或溴，优选氯基团，和选自具有1到16，优选1至4个碳原子的烷基，优选选自甲基、乙基、丙基(例如正丙基)和丁基(例如正丁基)基团；其中R7为具有1至18，或者1至4个碳原子的烷基，优选选自甲基和乙基基团，更优选为乙基基团；其中R8为具有1到16，优选1至4个碳原子的亚烷基基团，优选亚丙基基团；以及n为0至3，优选0的平均值，并且其中在其中n为0或1的情况下，对于组合物中的每个(R7O)部分，R7可以相同或不同，以及
(D)当加热到高温时，用未封端有机烷氧基巯基硅烷的部分封端通式(I)的所述有机烷氧基巯基硅烷。
各种有机烷氧基巯基硅烷的代表性实例为例如三乙氧基巯基丙基硅烷、三甲氧基巯基丙基硅烷、甲基二甲氧基巯基丙基硅烷、甲基二乙氧基巯基丙基硅烷、二甲基甲氧基巯基丙基硅烷、三乙氧基巯基乙基硅烷、三丙氧基巯基丙基硅烷、乙氧基二甲氧基巯基丙基硅烷、乙氧基二异丙氧基巯基丙基硅烷、乙氧基双十二烷氧基巯基丙基硅烷和乙氧基双十六烷氧基巯基丙基硅烷。
这种有机烷氧基巯基硅烷可以用各种如上讨论的部分封端。
可用于本发明的封端有机烷氧基巯基硅烷偶联剂的代表性实例为购自GE Silicones Company的NXTTM Silane形式的液态3-辛酰基硫代-1-丙基三乙氧基硅烷。
示例性有机烷氧基巯基硅烷可见例如美国专利6,127,468、6,204,339、6,414,061、6,528,673和6,608,152。
偶联剂可以例如直接添加到弹性体混合物中或可以作为通过用其处理沉淀二氧化硅或通过用其处理胶态二氧化硅并沉淀得到的复合物而形成的沉淀二氧化硅和这种偶联剂的复合物添加。
例如，所述二氧化硅(例如沉淀二氧化硅)，或所述二氧化硅的至少一部分可以在添加到所述弹性体之前用以下物质进行预处理：
(A)通式(II)的烷基硅烷，或
(B)所述在其多硫桥中具有平均约2到约4个连接硫原子的双-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)多硫化物，或
(C)所述通式(I)的有机巯基硅烷，或
(D)所述通式(I)的烷基硅烷与所述在其多硫桥中具有平均约2到约4个连接硫原子的双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)多硫化物的组合，或
(E)所述通式(II)的烷基硅烷与所述通式(I)的有机巯基硅烷的组合；
其中所述通式(II)的烷基硅烷表示为：
(II)    Xn-Si-R6(4-n)
其中R6为具有1到18个碳原子，优选1至4个碳原子的烷基；n为1至3的值；X选自卤素，优选氯，以及选自甲氧基和乙氧基，优选乙氧基的烷氧基。
所述二氧化硅的所述预处理的值得注意的因素是在将二氧化硅与所述弹性体混合过程中，减少或消除例如可能由弹性体组合物内含有的这种偶联剂与二氧化硅表面上含有的羟基(例如硅烷醇基)反应产生的橡胶组合物内部醇的原位释放。
实践中，所述胎冠区域的橡胶组合物的橡胶增强炭黑优选为较高的增强橡胶增强炭黑，其吸碘值(ASTM D-1510)为约110到约140g/kg，DBP吸附值(ASTM D-2414)为约100到约150cc/100g。根据其ASTM牌号，可以在 The Vanderbilt Rubber Handbook，第13版(1990年)416和417页中找到的这种炭黑的代表性实例，例如N110、N120、N121、N134、N220、N231、N234和N299。
实践中，本发明的橡胶组合物可以例如在顺序的一系列至少两个分离和独立预备内部橡胶混合步骤或阶段中制备，其中二烯基弹性体首先与规定的炭黑和/或二氧化硅在连续的分离混合步骤以及随后的最终混合步骤中混合，其中固化剂在较低温度和显著较短时间下共混。
各个混合步骤之后，通常需要从橡胶混合器中移出橡胶混合物，并冷却到低于40℃的温度，例如约40℃到约20℃，然后添加返回到橡胶混合器中用于下一个顺序的混合步骤或阶段。
预期通过传统方法形成轮胎组件，例如通过挤出橡胶组合物以提供成型生胶组件，例如胎面。这种胎面的形成是本领域技术人员公知的。
应理解，作为制品，通过在适当模具中在高温(例如140℃到180℃)和高压下成型并硫固化各组件的组合件制备轮胎。这种实践是本领域技术人员公知的。
本领域技术人员应容易理解，该橡胶组合物将由橡胶配混领域中通常已知的方法配混，例如将各种硫可硫化组分橡胶与各种通常使用的添加剂材料混合，如上所述，添加剂材料为例如固化助剂，例如硫，活化剂，迟延剂和促进剂，加工添加剂，例如橡胶加工油，树脂，包括增粘树脂，二氧化硅，和增塑剂，填料，颜料，脂肪酸，氧化锌，蜡，抗氧剂和抗臭氧剂，胶溶剂和增强材料，例如炭黑。如本领域技术人员已知的，根据硫可硫化和硫己硫化的材料(橡胶)的预定用途，选择并通常以常规量使用上述添加剂。
如果使用，脂肪酸的典型量为约0.5到约3phr，所述脂肪酸可以包括硬脂酸。氧化锌的典型量为约1到约5phr。蜡的典型量为约1到约5phr。通常使用微晶蜡。胶溶剂的典型量为约0.1到约1phr。典型胶溶剂可以为例如五氯硫酚和二苯甲酰氨基二苯基二硫化物。
硫化在硫硫化剂存在下进行。合适的硫硫化剂的实例包括元素硫(单体硫)或供硫硫化剂，例如胺二硫化物，聚合多硫化物或硫烯烃加合物。优选，硫硫化剂为元素硫。如本领域技术人员已知的，硫硫化剂以约0.5到约4phr，或甚至在一些情况下，高达约8phr的量使用，其中优选约1.5到约2.5phr，有时约2到约2.5phr。
促进剂用来控制硫化所需的时间和/或温度以及改善硫化产品的性能。在一个实施方案中，可以使用单一促进剂体系，即主促进剂。主促进剂可以例如以约0.5到约5phr，可选约0.8到约4phr的量使用。在另一个实施方案中，可以使用主促进剂和副促进剂的组合，其中副促进剂以较少量(约0.05到约3phr)使用，以便活化和改善硫化产品的性能。这些促进剂的组合可以预期对最终性能产生协同作用，并且略微比单独使用任一种促进剂产生的那些效果更好。另外，可以使用不受普通加工温度影响，但在普通硫化温度下产生满意固化的延迟作用促进剂。也可以使用硫化迟延剂。可以用于本发明的合适类型的促进剂为胺、二硫化物、胍、硫脲、噻唑、秋兰姆、亚磺酰胺、二硫代氨基甲酸酯和黄原酸酯。优选，主促进剂为亚磺酰胺。如果使用副促进剂，则它可以例如为胍、二硫代氨基甲酸酯或秋兰姆化合物。
橡胶组合物的混合可以例如通过上述顺序混合工艺完成。例如，各组分在至少一个顺序的非生产(预备)混合阶段，接着生产(最终)混合阶段中混合。最终固化剂通常在传统上叫做“生产”或“最终”混合阶段的最后阶段混合，在所述“生产”或“最终”混合阶段中，混合通常在低于在前非生产混合阶段的混合温度的温度或最终温度下发生。术语“非生产”和“生产”混合阶段是橡胶混合领域技术人员公知的。
附图
提供图1描绘具有胎冠/胎基结构的胎面的轮胎的部分剖视图，其中外部胎冠层具有分级物理性能的主胎冠区域和外部控制胎冠区域，其中主胎冠区域占胎面自由跑合面(L)的幅宽的约75％。
具体地，图1显示一种轮胎(1)的部分截面，该轮胎具有由外部胎冠层(3)和下层胎基层(5)组成的胎面(2)，所述外部胎冠层(3)具有用来接触地面的跑合面(4)，下层胎基层(5)作为所述胎冠层(3)和可以包括橡胶包封带束层(7)的轮胎骨架层(6)之间的过渡区域；两个分开的相对不可延伸胎圈(未示出)以将轮胎装配到硬质轮辋(未示出)上，作为橡胶包封织物增强帘布层(8)在所述胎圈之间延伸经过轮胎(1)的胎冠区域的胎体帘布层，分别在所述胎圈和所述胎面(2)的外部周边之间延伸的一对部分示出的侧壁(9)，以及橡胶内衬层(10)。
所述胎冠层(3)由两个具有分级物理性能的橡胶组合物的环形(并排)纵向区域组成。所述胎冠区域从胎冠层(3)的外部跑合面(4)向内径向延伸到不含上述胎冠区域的下层橡胶胎基层(5)。
所述胎冠层(3)的所述区域由主区域(11)和邻近于并从主胎面区域(11)轴向向外设置的侧面外部控制元件胎冠区域(不包括另外的胎冠区域)组成。
分区接合处(16)在主胎冠区域(11)和侧面胎冠区域控制元件(12)之间提供，其位于环形花纹沟(15)内。
主胎冠区域(11)的幅宽例如为胎面胎冠层(3)的自由跑合面(4)的幅宽(L)的约75％，其包括横跨任何包含的花纹沟，包括环形花纹沟(15)的开口的距离(14)。因此侧面胎冠区域(12)的幅宽例如为胎面胎冠层(3)的自由跑合面(4)的所述幅宽(L)的约25％。
幅宽(L)表示胎面自由跑合面的幅宽的轴向宽度，而幅宽(L′)表示胎面全部跑合面的幅宽的轴向宽度，所述全部跑合面包括轮胎转向条件下胎冠的其它跑合面。胎面自由跑合面的轴向幅宽(L)和胎面全部跑合面的轴向幅宽(L′)用于在75％标准负荷下充气轮胎的操作，根据“ Tire and Rim Association，Inc.Year Book”(轮胎与轮辋 协会年鉴)，对于客车轮胎(例如P-米其林(P-metric)客车轮胎尺寸225/55R16标准负荷为670kg，其75％将是503kg)使用35psi(240kPa)充气压力。根据所述“年鉴”，对于轻型卡车轮胎(LT)操作，在75％标准负荷下应使用50psi或343kPa的充气压力。在转向条件下(其中轮胎是前部导向轮胎，并且轮胎装配在相关车辆上)，希望侧面胎冠区域(13)之一的至少一部分跑合面与地面进行接触，即使是周期性地，由此对于道路形成至少一部分轴向延伸的跑合面(L′)，并由此为胎面提供增强的附着力。全部跑合面的轴向幅宽(L′)说明比自由跑合面的幅宽(L)大总共约10％。
对于附图，在60℃、3％应变和10赫兹下，主胎冠区域(11)的橡胶组合物和侧面外部胎冠区域(12)的橡胶组合物的动态储能模量(G′)以互相在约2MPa内的形式存在。
特别地，图2为显示经-30℃到+60℃的温度范围的动态储能模量(G′)的温度扫描，其中对于主胎冠区域和侧面控制胎冠区域的橡胶组合物，以MPa记录代表性G′值。根据上述讨论的ARESTM-LS2流变仪方法进行G′温度扫描。在-25℃和+60℃，对于这些温度下的相应代表性G′值在描绘的温度扫描图上标明观测点。
以下实施例用来进一步更详细说明本发明，但并不希望限制本发明。除非另有说明，数量或份数以及百分比按重量计。
实施例I
制备橡胶组合物试样用于胎冠/胎基结构的胎面的圆周不对称分区胎冠层的主要和控制元件(侧面)胎冠区域。
在本实施例中橡胶试样表示为试样A(对于主胎冠区域的橡胶组合物)，和试样B(对于侧面外部控制元件胎冠区域的橡胶组合物)。
在内部橡胶混合器中使用若干混合阶段，也即三个独立的顺序的非生产混合阶段制备橡胶组合物，其中除了硫固化剂和硫化促进剂，将各成分混合和共混约5到6分钟，达到约150℃到170℃，某种程度上依赖于混合阶段以及正混合的橡胶混合物，从混合器卸料、成片，在非生产混合阶段以及接着上次非生产混合阶段之间，使其冷却到低于40℃。
然后在生产混合阶段在内部橡胶混合器中混合得到的橡胶组合物，其中在约1到3分钟之间添加硫固化剂和促进剂，达到约100到120℃的温度，某种程序上依赖于正混合的橡胶混合物。
在一系列独立和顺序的非生产和生产混合阶段中混合橡胶组合物是本领域技术人员公知的。
橡胶试样中使用的成分在以下表1中举例说明。
表1
材料 主区域试样A 侧面外部控制区域试样B
非生产混合阶段顺式1，4-聚丁二烯橡胶1高乙烯基苯乙烯/丁二烯橡胶2苯乙烯/丁二烯橡胶(干重)3炭黑(N120)4二氧化硅5偶联剂，嵌段型6橡胶加工油7脂肪酸8抗降解剂9蜡10古马隆茚树脂 4625291011013.234.9221.50 3333.533.527632.332.6221.55.6
生产混合阶段硫氧化锌促进剂11 126 0.7523.8
1顺式1，4-聚丁二烯橡胶，通过有机溶剂溶液聚合得到，具有大于95％的顺式1，4-含量以及约-105℃的Tg，以Budene 1208从GoodyearTire&Rubber Company得到。
2使用锂引发剂，锡偶联的胺官能化有机溶剂溶液聚合制备的苯乙烯/丁二烯共聚物弹性体，基于弹性体，含有约21％结合苯乙烯，具有约50％乙烯基含量，以SE SLR-4601TM得自Dow Chemical。
3苯乙烯/丁二烯共聚物弹性体，通过有机溶剂溶液聚合制备，基于整个弹性体，含有约33％的结合苯乙烯，具有约23％的乙烯基含量，以及具有约-36℃的Tg，得自Goodyear Tire&RubberCompany，每100重量份的弹性体含有约37.5重量份增量油，并在表1中按干重报告(没有增量油)。
4N-120炭黑，ASTM编号
5合成的无定形沉淀二氧化硅，以Zeosil 1165MP得自the RhodiaCompany
6封端的有机烷氧基巯基硅烷二氧化硅偶联剂，以3-辛酰基硫代-1-丙基三乙氧基硅烷作为NXTTM Silane得自the GE SiliconesCompany
7橡胶加工油(加入到混合物的游离油)加上油增量的苯乙烯/丁二烯弹性体中含有的油
8主要为硬脂酸
9属于对苯二胺型
10微晶蜡
11N-叔丁基-2-苯并噻唑基亚磺酰胺和二苯胍
以下表2中报告表1的橡胶试样的各种物理性能。试样在约160℃固化约14分钟。
表2
材料 主区域试样A 侧面外部控制区域试样B
沉淀二氧化硅 110 27
炭黑 10 63
全部增强填料(炭黑和二氧化硅) 120 90
聚丁二烯橡胶 46 33
300％模量(环)(MPa) 10.7 8.3
最大拉伸强度(MPa) 13.4 15.5
最大伸长率(％) 400 526
肖氏A硬度(23℃) 72 64
Zwick回弹率(23℃) 48 45
实施例II
制备尺寸P225/55R16的轮胎，具有胎冠/胎基结构的胎面，胎冠层提供轮胎的跑合面并由以图1所示方式不对称构造的纵向(并排)主要和外部控制元件胎冠区域以及在所述主要和外部控制胎冠区域之间设置的纵向花纹沟组成。主胎冠宽度幅宽为图1中所示方式的胎面自由跑合面的约75％，而侧面控制胎面区域宽度幅宽为约25％。
主要和侧面胎冠区域橡胶组合物具有分别由实施例I的试样A和B表示的橡胶组成。
对于从轮胎取得的橡胶试样的相应主要和侧面外部控制元件区域评价储能模量(G′)并在以下表3中报告。
表3
材料 主区域试样A 外侧控制元件区域试样B
沉淀二氧化硅 110 27
炭黑 10 63
全部增强填料(炭黑和二氧化硅) 120 90
聚丁二烯橡胶 46 33
动态储能模量(G’)1，(-25℃)，MPa 21.8 34.6
动态储能模量(G’)1，(60℃)，MPa 4.5 2.9
Tanδ1，(100℃) 0.17 0.20
1使用以3％扭转应变和10赫兹频率操作的ARESTM-LS2流变仪从如上所述的温度对粘弹性扫描观察到，其中方法如上所讨论。
侧面外部胎冠区域的橡胶组合物的Tanδ性能(100℃)(0.20)比主胎冠区域的橡胶组合物的Tanδ性能(0.17)高约17％，其表明侧面外部胎冠区域的橡胶组合物的滞后性能更高，在此认为对于侧面外部胎冠区域的跑合面，表现出促进上述干燥附着性。
关于在-25℃(低温)的低温储能模量(G′)，从表3可以看出富含二氧化硅的主胎冠区域的-25℃储能模量(G′)比侧面富含炭黑的控制元件区域的-25℃储能模量G′显著低12.8MPa。
于是在低温下，在动态储能模量G′的意义上，具有较高聚丁二烯橡胶含量、富含二氧化硅、显著高增强物含量的主胎冠区域的橡胶组合物比侧面控制元件区域更软，由此促进了对于冬季条件的轮胎操纵性。
从表2可以看出，在60℃，富含二氧化硅和聚丁二烯的主胎冠区域的橡胶组合物的储能模量(G′)比胎冠的侧面外部胎冠区域(元件)的侧面富含炭黑橡胶组合物的储能模量G′高约1.6MPa，或在约2MPa内，由此表示是主胎冠区域的适当控制元件。
尽管为了举例说明本发明的目的，已经给出了某些代表性的实施方案和细节，但是对于本领域中的技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明精神或范围的情况下，可以进行各种变化和改进。

Claims (10)

1.一种具有胎冠/胎基结构的橡胶胎面的轮胎，其特征在于由具有外部跑合面的外部分区橡胶胎冠层和整体橡胶组合物的下层内部橡胶胎基层组成，其中所述胎冠层由具有分级物理性能的两个邻接环形纵向胎冠橡胶区域组成，其中所述胎冠区域独立地从所述胎冠层的跑合面径向向内延伸到所述胎基层；
其中所述胎冠区域由主胎冠区域和侧面外部控制胎冠区域组成；其中所述主胎冠区域幅宽为所述胎面胎冠层的自由跑合面轴向宽度的70％到85％，并且其中所述侧面外部控制胎冠区域幅宽为所述胎面胎冠层的自由跑合面轴向宽度的15％到30％，并且靠近所述主胎冠区域设置和从所述主胎冠区域轴向向外设置；
其中-25℃、3％应变和10赫兹下所述主胎冠区域的橡胶组合物的储能模量G′比所述侧面外部控制胎冠区域的这种-25℃储能模量G′小至少6MPa；
其中60℃、3％应变和10赫兹下所述主胎冠区域的橡胶组合物的储能模量G′在60℃的所述侧面外部控制胎冠区域的这种储能模量G′的2MPa之内；
其中在100℃、3％应变和10赫兹下所述侧面外部胎冠区域的橡胶组合物的tanδ值比所述主胎冠区域的橡胶组合物的这种tanδ值大至少10％。
2.权利要求1的轮胎，其特征在于所述主胎冠区域的橡胶组合物由以下物质组成，基于每100重量份橡胶的重量份数phr并且条件是满足所述储能模量G′和Tanδ值：
(A)100phr的至少三种共轭二烯基弹性体，其由以下物质组成：
(1)40到70phr的顺式1，4-聚丁二烯弹性体，
(2)30到60phr的有机溶液聚合制备的苯乙烯/丁二烯弹性体，具有20到40％的结合苯乙烯含量和20到55％的乙烯基1，2-含量，由苯乙烯/丁二烯弹性体(SBR-1)和胺官能化苯乙烯/丁二烯弹性体(SBR-2)组成，所述SBR-1对所述SBR-2的重量比为70/30到40/60；
(B)90到135phr的增强填料，其由以下物质组成：
(1)75到120phr的沉淀二氧化硅，和
(2)5到15phr的橡胶增强炭黑，和
(C)所述二氧化硅的偶联剂，具有与所述沉淀二氧化硅表面上包含的羟基有反应活性的部分，以及另一个与二烯基弹性体相互作用的部分；
其中所述侧面外部胎冠区域的橡胶组合物由以下物质组成，基于每100重量份橡胶的重量份数phr，并且条件是满足所述储能模量G′值：
(D)100phr的至少两种共轭二烯基弹性体：
(1)0到40phr的顺式1，4-聚丁二烯弹性体，
(2)60到100phr的有机溶液聚合制备的苯乙烯/丁二烯弹性体，具有20到40％的结合苯乙烯含量和20到55％的乙烯基1，2-含量，由苯乙烯/丁二烯弹性体(SBR-1)和胺官能化苯乙烯/丁二烯弹性体(SBR-2)组成，所述SBR-1对所述SBR-2的重量比为70/30到40/60
(E)50到120phr的增强填料，其中所述增强填料的含量比所述主胎冠区域的橡胶组合物的增强填料含量小至少10phr，其由以下物质组成：
(1)0到45phr的沉淀二氧化硅，和
(2)30到120phr的橡胶增强炭黑，其中所述橡胶增强炭黑的含量比所述辅助沉淀二氧化硅的含量大至少5phr，以及
(F)所述二氧化硅的偶联剂，具有与所述沉淀二氧化硅表面上包含的羟基有反应活性的部分，以及另一个与二烯基弹性体相互作用的部分。
3.权利要求1的轮胎，其特征在于所述主胎冠区域的橡胶组合物具有在-25℃、3％应变和10赫兹下10到30MPa的动态储能模量(G′)和在60℃、3％应变和10赫兹下3.5到5.5MPa的动态储能模量(G′)，和
其中所述侧面胎冠区域外部控制区域的橡胶组合物具有在-25℃、3％应变和10赫兹下25到45MPa的动态储能模量(G′)和在60℃、3％应变和25赫兹下2到4MPa的动态储能模量(G′)。
4.权利要求1的轮胎，其特征在于所述主胎冠区域和侧面外部胎冠区域的至少一个的橡胶组合物含有至少一种其它共轭二烯基弹性体，条件是满足-25℃和60℃的所述动态储能模量值和所述100℃的Tanδ。
5.权利要求4的轮胎，其特征在于所述主胎冠区域和侧面外部控制胎冠的至少一种的所述其它弹性体选自异戊二烯/丁二烯橡胶、反式1，4-聚丁二烯、乙烯基含量为5到20％的低乙烯基聚丁二烯、乙烯基含量为20到90％的高乙烯基聚丁二烯和3，4-聚异戊二烯橡胶的至少一种，条件是满足-25℃和60℃的所述动态储能模量(G′)和100℃的Tanδ值。
6.权利要求2的轮胎，其特征在于所述胺官能化苯乙烯/丁二烯弹性体(SBR-2)为用包括伯胺和仲胺的至少一种的胺取代基官能化。
7.权利要求6的轮胎，其特征在于所述胺取代基包括至少一种仲胺，包括N-甲胺。
8.在前权利要求1和2的任一项的轮胎，其特征在于轮胎设计为设置在车辆上，所述胎冠的所述侧面外部控制区域轴向定位在有关车辆的外侧。
9.在前权利要求1和2的任一项的轮胎，其特征在于所述胎冠区域的至少一个含有1到15phr的短纤维，所述短纤维选自玻璃、聚酯、尼龙、芳族聚酰胺、碳、粘胶和棉纤维的至少一种。
10.权利要求2的轮胎，其特征在于除所述橡胶增强炭黑和所述沉淀二氧化硅之外，所述胎冠区域的至少一个还含有1到5phr的粒状无机颗粒和有机颗粒的至少一种，其平均直径为50到200微米。
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C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication