CN102963215B - 具有双层胎面的充气轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种充气轮胎，其包括胎体和胎面，所述胎面径向地定位于胎体外侧并在轮胎侧壁之间延伸。所述胎面提供胎面行驶面并包括包含第一橡胶化合物的第一径向外侧胎面层和包含第二橡胶化合物的第二径向内侧胎面层，其中所述第二胎面层定位于与所述第一胎面层径向相邻，并且其中所述第一橡胶化合物与第二橡胶化合物不同。所述第二胎面层包括所述第二胎面层的数个整体形成的延伸部，所述延伸部从所述第二胎面层径向地向外延伸至所述胎面行驶面。第一橡胶化合物和第二橡胶化合物各自包含每100份橡胶至少30份(phr)的二氧化硅。以轮胎的轴向测量，延伸部的每一个的宽度在1至15 mm的范围内。

Description

具有双层胎面的充气轮胎
技术领域
本发明涉及一种充气轮胎，更具体而言，涉及一种具有包含第一胎面层和第二胎面层的胎面的轮胎，其中第二胎面层的延伸部穿过第一胎面层延伸至胎面行驶面。
背景技术
US-A-2009/0107597描述含有具有冠/基底构造的耐磨橡胶胎面的轮胎。在胎面的横向边缘且接近于胎肩处，胎面基底层延伸至胎面行驶面。胎冠橡胶化合物和胎基底橡胶化合物可包含二氧化硅。在胎面行驶面上胎面基底层的延伸部的轴向宽度为至少20 mm。类似轮胎构造也从DE-C-198 12 934和EP-B-0 798 142已知。
US-B-6,415,833描述一种具有胎面的轮胎，该胎面包括良好导电的无二氧化硅橡胶组合物的一个或两个条带，其从胎面行驶面以径向延伸穿过胎面。所述条带的轴向宽度在0.1至1 mm的范围内。
US-B-5,942,069描述含有具有冠/基底构造的胎面的轮胎。所述基底在一个或多个条带中从胎面基底层径向地向外延伸至胎面行驶面。胎面基底层的橡胶化合物是良好导电的无二氧化硅橡胶组合物。
US-A-4,478,266描述一种含有径向外侧低滞后化合物和径向内侧高滞后化合物的复合物胎面化合物。两种化合物均不含二氧化硅。内侧化合物以三角图案径向地向外延伸到外侧化合物中。
发明内容
本发明涉及一种充气轮胎，其包括胎体和胎面，所述胎面径向地定位于所述胎体外侧并且在轮胎侧壁之间延伸，所述胎面提供胎面行驶面，所述胎面包括含有第一橡胶化合物的第一径向外侧胎面层和含有第二橡胶化合物的第二径向内侧胎面层，其中所述第二胎面层定位于与所述第一胎面层径向相邻，其中所述第一橡胶化合物与第二橡胶化合物不同，其中所述第二胎面层包括第二胎面层的数个整体形成的延伸部，所述延伸部从第二胎面层径向地向外延伸至所述胎面行驶面，其中所述第一橡胶化合物和第二橡胶化合物各自包含每100份橡胶至少30份(phr)的二氧化硅，或者至少40 phr或至少50 phr的二氧化硅，并且其中以轮胎的轴向测量，每一个延伸部的宽度在1至15 mm的范围内。第二胎面层的整体形成的延伸部可以在胎面行驶面上围绕胎面行驶面的整个周边周向延伸。
在本发明的示例性方面，至少一个延伸部的宽度可在2至10 mm的范围内，或者在3至7 mm或4至6 mm的范围内。数个延伸部的宽度还可以不同，即，分别根据各自轮胎性能需要，胎肩肋延伸部可以比中央肋延伸部更宽，或中央肋延伸部可以比胎肩肋延伸部更宽。还可以的是一个轮胎侧的胎肩肋延伸部比另一个轮胎侧的胎肩肋延伸部更宽。轮胎外侧的胎肩肋延伸部可以比轮胎内侧的胎肩肋延伸部更宽。
在本发明的另一示例性方面，胎面包括第一和第二周向延伸的胎肩肋和至少一个周向延伸的中央肋，并且其中第一和第二胎肩肋各自包括至少一个或至少两个延伸部。胎肩肋延伸部各自可以具有两个或三个此类延伸部。在替代性实施方案中，仅轮胎外侧胎肩肋具有两个或三个此类延伸部，而轮胎内侧胎肩肋不具有或仅具有一个此类延伸部。在替代性实施方案中，仅轮胎内侧胎肩肋具有两个或三个此类延伸部，而轮胎外侧胎肩肋不具有或仅具有一个此类延伸部。
在本发明的另一示例性方面，胎面包括第一和第二周向延伸的胎肩肋和至少一个周向延伸的中央肋，并且其中至少一个中央肋各自包括所述延伸部中的至少一个或恰好一个。
在本发明的另一示例性方面，胎面包括第一和第二周向延伸的胎肩肋和至少一个周向延伸的中央肋、优选两个或三个周向延伸的中央肋，其中至少一个中央肋各自具有一个所述延伸部并且胎肩肋各自具有两个或三个所述延伸部。
在本发明的另一示例性方面，胎面包括至少一个周向延伸的中央肋、优选两个或三个周向延伸的中央肋，其中中央肋中的至少一个或每一个包括一个或两个延伸部。在一个实施方案中，与赤道面相交或最接近于赤道面的中央肋具有两个此类延伸部并且其它中央肋仅具有一个或不具有此类延伸部。在替代性实施方案中，与赤道面相交或最接近于赤道面的中央肋仅具有一个或不具有此类延伸部并且其它中央肋具有两个此类延伸部。在另一替代性实施方案中，与赤道面相交或接近于赤道面的中央肋不具有此类延伸部并且其它中央肋具有一个或两个此类延伸部。
在本发明的另一示例性方面，第一橡胶化合物包含30至80 phr或30至120 phr、或者40至60 phr或约50 phr的二氧化硅如沉淀二氧化硅，以及10至80 phr或30至80 phr、或者40至60 phr或约50 phr的碳黑。在本发明的另一示例性方面，第二橡胶化合物包含70至130 phr或50至130 phr、或者85至115 phr或约100 phr的二氧化硅如沉淀二氧化硅，以及0至60 phr或0至25 phr、或者0至10 phr的碳黑。
在本发明的另一示例性方面，第二橡胶化合物包含30至80 phr或者40至60 phr或约50 phr的二氧化硅，以及30至80 phr或者40至60 phr或约50 phr的碳黑；并且其中第一橡胶化合物包含70至130 phr或者85至115 phr或约100 phr的二氧化硅，以及0至5 phr或者0至10 phr的碳黑。
在本发明的另一示例性方面，第一橡胶化合物的邵尔A硬度大于第二橡胶化合物的邵尔A硬度，在此情况下，第一橡胶化合物的邵尔A硬度值与第二橡胶化合物的邵尔A硬度值之差可以为至少3，或者至少5，至少10或至少20。在本发明的另一示例性方面，第一橡胶化合物的邵尔A硬度为50至70如约57，或者为60至70如约65，并且第二橡胶化合物的邵尔A硬度为45至60，或者为50至60如约55或约52。
在本发明的另一示例性方面，第二橡胶化合物的邵尔A硬度大于第一橡胶化合物的邵尔A硬度。在此情况下，第二橡胶化合物的邵尔A硬度值与第一橡胶化合物的邵尔A硬度值之差可以为至少3，或者至少5，至少10或至少20。在本发明的另一示例性方面，第二橡胶化合物的邵尔A硬度为50至70，或者60至70 phr，并且第一橡胶化合物的邵尔A硬度为45至60，或者50至60 phr。通过加入橡胶化合物的填料的量，加入生胶化合物的油的量以及加入生胶化合物的硫的量等等，可以将橡胶化合物的邵尔A硬度调节至个别需要。这还允许独立于个别橡胶化合物的磨损性质来调节邵尔A硬度，即，软橡胶化合物不一定具有高磨损并且硬橡胶化合物不一定具有低磨损。
在本发明的另一示例性方面，以轮胎的径向从胎面行驶面至径向外侧胎面层的径向最内边缘测量，对于客车轮胎，第一径向外侧胎面层的厚度为至少5.3 mm，而对于卡车轮胎，第一径向外侧胎面层的厚度为至少12.3 mm。
在本发明的另一示例性方面，对于客车轮胎，第一径向外侧胎面层的厚度在5.3至7.0 mm的范围内，而对于卡车轮胎，第一径向外侧胎面层的厚度在12.3至14.0 mm的范围内。
在本发明的另一示例性方面，径向外侧胎面层的厚度使得其为胎面图案中最深沟槽的深度的约(+/-1 mm)。径向外侧胎面层的厚度可以比胎面图案中最深沟槽的深度稍微更大，例如大0.3至1.0 mm。
在本发明的另一示例性方面，以轮胎的径向从径向内侧胎面层的径向最外边缘至径向内侧胎面层的径向最内边缘以及轴向地相邻的延伸部来测量，所述径向内侧胎面层的厚度在0.3至2.0 mm的范围内，或者在0.3至1.0 mm的范围内或约0.5mm。
在本发明的另一示例性方面，胎面还包括含有第三橡胶化合物的胎面基底层，其中胎面基底层径向地定位于在第二胎面层之下与所述第二胎面层径向相邻，其中第三橡胶化合物与第二橡胶化合物不同并且还与第一橡胶化合物不同，并且其中胎面基底层从一个胎肩轴向地延伸至相对胎肩。在此情况下，第一胎面层还可以称为径向外侧胎冠层并且第二胎面层可以称为径向内侧胎冠层，并且胎面基底层径向地邻接径向内侧胎冠层并且在径向内侧胎冠层之下。在替代性实施方案中，胎面基底层还可以为第二径向内侧胎面层，使得不存在另外的基底层。在此情况下，第一径向外侧胎面层还可以称为胎冠层并且第二径向内侧胎面层可以称为胎面基底层。
在本发明的另一示例性方面，胎面基底层包括胎面基底层的至少一个整体形成的基底延伸部，所述基底延伸部从胎面基底层径向地向外延伸至胎面行驶面。基底延伸部可以在胎面行驶面上围绕胎面行驶面的整个周边周向地延伸。基底延伸部可以在第二胎面层的整体形成的延伸部之一内径向地延伸。基底延伸部可以在第二胎面层的整体形成的延伸部之一内延伸至胎面。在本发明的另一示例性方面，基底延伸部横向延伸邻接或远离第二胎面层的整体形成的延伸部并穿过第二胎面层且穿过第一胎面层延伸至胎面。
在本发明的另一示例性方面，当在车辆上操作时，对于来自轮胎的静电电荷的放电，第一胎面层和第二胎面层为电绝缘的或弱导电的，即，比电阻大于108Ωcm。该比电阻可以甚至大于109Ωcm或1010Ωcm。
在本发明的另一示例性方面，当在车辆上操作时，对于来自轮胎的静电电荷的放电，该胎面基底层为导电的，即，比电阻小于107Ωcm。比电阻可以甚至小于106Ωcm。
在本发明的另一示例性方面，第三橡胶化合物包含小于15 phr的二氧化硅或无二氧化硅以及大于40 phr的碳黑、或者大于60 phr的碳黑。
在本发明的另一示例性方面，当在车辆上操作时，对于来自轮胎的静电电荷的放电，第一胎面层是电绝缘的或弱导电的，而第二胎面层是导电的。
在本发明的另一示例性方面，当在车辆上操作时，对于来自轮胎的静电电荷的放电，第一胎面层是导电的，而第二胎面层是电绝缘的或弱导电的；
在本发明的另一示例性方面，以轮胎的径向从胎面基底层的径向最外边缘至胎面基底层的径向最内边缘以及轴向地相邻的延伸部来测量，胎面基底层的厚度在0.3至2.0 mm的范围内，或者在0.3至1.0 mm的范围内或约0.5mm。
在本发明的另一示例性方面，以轮胎的轴向测量，基底延伸部的宽度在0.5至2.0 mm或者0.6至1.0 mm的范围内。
在本发明的另一示例性方面，第一胎面层包含选自砂土颗粒、玻璃颗粒、热塑性颗粒如UHMWPE (超高分子量聚乙烯)、芳纶纤维、Kevlar纤维和硬陶瓷颗粒的颗粒或纤维或它们的组合。第一胎面层可以包含3 phr至60 phr、或者3 phr至40 phr或10 phr至30 phr的所述颗粒或纤维或它们的组合。
在本发明的另一示例性方面，第二胎面层包含选自砂土颗粒、玻璃颗粒、热塑性颗粒如UHMWPE、芳纶纤维、Kevlar纤维和硬陶瓷颗粒的颗粒或纤维或它们的组合。第二胎面层可以包含3 phr至60 phr、或者3 phr至40 phr或10 phr至30 phr的所述颗粒或纤维或它们的组合。在此实施方案中，第一胎面层可以因此不含所述颗粒或纤维。
在本发明的另一示例性方面，第一化合物在用作轮胎上唯一胎面化合物时的磨损与第二化合物在用作轮胎上的唯一胎面化合物时的磨损相差不大于20%，或者相差不大于10%，以避免或减少轮胎的不均匀磨损。
在本发明的另一示例性方面，相对轮胎的赤道面(CP)，胎面的图案是不对称的。
在本发明的另一示例性方面，相对轮胎的赤道面(CP)，第二胎面层的延伸部的布置是不对称的。
在本发明的另一示例性方面，第二胎面层的延伸部中的至少两个的轴向宽度是不同的。
在本发明的另一示例性方面，具有最大轴向宽度的一个或多个延伸部是轴向最外延伸部。
在本发明的另一示例性方面，具有最大轴向宽度的一个或多个延伸部(14)是轴向最内延伸部。
本发明还提供下述实施方案，但并不仅限于这些实施方案：
实施方案1.   一种充气轮胎，其包括胎体和胎面，所述胎面径向地定位于所述胎体外侧并且在所述轮胎侧壁之间延伸，所述胎面提供胎面行驶面，所述胎面包括包含第一橡胶化合物的第一径向外侧胎面层和包含第二橡胶化合物的第二径向内侧胎面层，其中所述第二胎面层定位于与所述第一胎面层径向相邻，其中所述第一橡胶化合物与所述第二橡胶化合物不同，其中所述第二胎面层包括所述第二胎面层的数个整体形成的延伸部，所述延伸部从所述第二胎面层径向地向外延伸至所述胎面行驶面，其中所述第一橡胶化合物和所述第二橡胶化合物各自包含每100份橡胶至少30份(phr)的二氧化硅，并且其中以轮胎的轴向测量，每一个延伸部的宽度在1至15 mm的范围内。
实施方案2.   根据实施方案1所述的轮胎，其中每一个延伸部的宽度在1至10 mm的范围内，或者在3至7 mm或4至6 mm的范围内。
实施方案3.   根据实施方案1所述的轮胎，其中
(i) 所述胎面包括第一和第二周向延伸的胎肩肋和至少一个周向延伸的中央肋，并且其中所述第一和第二胎肩肋各自包括至少一个或至少两个所述延伸部；
(ii)  所述胎面包括第一和第二周向延伸的胎肩肋和至少一个周向延伸的中央肋，并且其中所述至少一个中央肋中各自包括至少一个所述延伸部；
(iii) 所述胎面包括第一和第二周向延伸的胎肩肋和至少一个周向延伸的中央肋，并且其中所述至少一个中央肋各自具有一个所述延伸部并且所述肩膀肋各自具有两个所述延伸部；或
(iv) 所述胎面包括至少一个周向延伸的中央肋，并且其中所述中央肋各自包括至少两个所述延伸部。
实施方案4.   根据实施方案1所述的轮胎，其中
(i) 所述第一橡胶化合物包含30至80 phr或者40至60 phr或约50 phr的二氧化硅，以及30至80 phr或者40至60 phr或约50 phr的碳黑；并且其中所述第二橡胶化合物包含70至130 phr或者85至115 phr或约100 phr的二氧化硅，以及0至25 phr或者0至10 phr的碳黑；和/或
(ii) 其中所述第二橡胶化合物包含30至80 phr或者40至60 phr或约50 phr的二氧化硅，以及30至80 phr或者40至60 phr或约50 phr的碳黑；并且其中所述第一橡胶化合物包含70至130 phr或者85至115 phr或约100 phr的二氧化硅，以及0至25 phr或者0至10 phr的碳黑。
实施方案5.   根据实施方案1所述的轮胎，其中所述第一橡胶化合物的邵尔A硬度大于所述第二橡胶化合物的邵尔A硬度，并且其中所述第一橡胶化合物的邵尔A硬度值与所述第二橡胶化合物的邵尔A硬度值之差为至少3，或者至少5，至少10或至少20。
实施方案6.   根据实施方案1所述的轮胎，其中所述第一橡胶化合物的邵尔A硬度大于所述第二橡胶化合物的邵尔A硬度，并且其中所述第一橡胶化合物的邵尔A硬度为50至70，或者60至70 phr，并且所述第二橡胶化合物的邵尔A硬度为45至60，或者50至60 phr。
实施方案7.   根据实施方案1所述的轮胎，其中所述第二橡胶化合物的邵尔A硬度大于所述第一橡胶化合物的邵尔A硬度，并且其中所述第二橡胶化合物的邵尔A硬度值与所述第一橡胶化合物的邵尔A硬度值之差为至少3，或者至少5，至少10或至少20。
实施方案8.   根据实施方案1所述的轮胎，其中所述第二橡胶化合物的邵尔A硬度大于所述第一橡胶化合物的邵尔A硬度，并且其中所述第二橡胶化合物的邵尔A硬度为50至70，或者60至70 phr，并且所述第一橡胶化合物的邵尔A硬度为45至60，或者50至60 。
实施方案9.   根据实施方案1所述的轮胎，其中以所述轮胎的径向从所述胎面行驶面至所述径向外侧胎面层的径向最内边缘来测量，如果所述轮胎是客车轮胎，则所述径向外侧胎面层的厚度为至少5.3 mm或在5.3 mm至7 mm的范围内，并且如果所述轮胎是卡车轮胎，则所述径向外侧胎面层的厚度为至少12.3 mm或在12.3至14 mm的范围内。
实施方案10. 根据实施方案1所述的轮胎，其中以所述轮胎的径向从所述径向内侧胎面层的径向最外边缘至所述径向内侧胎面层的径向最内边缘以及轴向相邻的延伸部来测量，所述径向内侧胎面层的厚度在0.3至2 mm的范围内，或者在0.3至1 mm的范围内或为约0.5mm。
实施方案11. 根据实施方案1所述的轮胎，其中所述胎面还包括包含第三橡胶化合物的胎面基底层，其中所述胎面基底层定位于在所述第二胎面层之下与所述第二胎面层径向相邻，其中所述第三橡胶化合物与所述第二橡胶化合物不同，并且其中所述胎面基底层从一个胎肩轴向地延伸至相对胎肩。
实施方案12. 根据实施方案11所述的轮胎，其中所述胎面基底层包括从所述胎面基底层径向地向外延伸至所述胎面行驶面的所述胎面基底层的至少一个整体形成的基底延伸部，所述基底延伸部在所述第二胎面层的整体形成的延伸部之一内径向地延伸，或所述基底延伸部横向延伸邻接或远离所述第二胎面层的整体形成的延伸部并穿过所述第二胎面层且穿过所述第一胎面层延伸至所述胎面行驶面。
实施方案13. 根据实施方案11所述的轮胎，其中当在车辆上操作时，对于来自所述轮胎的静电电荷的放电，所述第一胎面层和所述第二胎面层是电绝缘的或弱导电的，并且其中当在车辆上操作时，对于来自所述轮胎的静电电荷的放电，所述胎面基底层是导电的。
实施方案14. 根据实施方案11所述的轮胎，其中所述第三橡胶化合物包含小于15 phr的二氧化硅或不含二氧化硅，并且其中所述第三橡胶化合物包含大于40 phr的碳黑，或者大于60 phr的碳黑。
实施方案15. 根据实施方案1所述的轮胎，其中
(i)   当在车辆上操作时，对于来自所述轮胎的静电电荷的放电，所述第一胎面层是电绝缘的或弱导电的，而所述第二胎面层是导电的；
(ii)    当在车辆上操作时，对于来自所述轮胎的静电电荷的放电，所述第一胎面层是导电的，而所述第二胎面层是电绝缘的或弱导电的。
实施方案16. 根据实施方案11所述的轮胎，其中以所述轮胎的径向从所述胎面基底层的径向最外边缘至所述胎面基底层的径向最内边缘以及轴向相邻的延伸部来测量，所述胎面基底层的厚度在0.3至2 mm的范围内，或者在0.3至1 mm的范围内或为约0.5mm。
实施方案17. 根据实施方案11所述的轮胎，其中所述胎面基底层包括从所述胎面基底层径向地向外延伸至所述胎面行驶面的所述胎面基底层的至少一个整体形成的基底延伸部，以所述轮胎的轴向测量，所述基底延伸部的宽度在0.5至2 mm的范围内，或者在0.6至1 mm的范围内。
实施方案18. 根据实施方案1所述的轮胎，其中
(i)    所述第一胎面层包含3至40 phr的选自砂土颗粒、玻璃颗粒、热塑性颗粒如UHMWPE、芳纶纤维、Kevlar纤维和硬陶瓷颗粒的颗粒或纤维或它们的组合，并且所述第二胎面层不含所述颗粒或纤维；或
(ii) 所述第二胎面层包含3至40 phr的选自砂土颗粒、玻璃颗粒、热塑性颗粒如UHMWPE、芳纶纤维、Kevlar纤维和硬陶瓷颗粒的颗粒或纤维或它们的组合，并且所述第一胎面层不含所述颗粒或纤维；或
(iii)     所述第一和第二胎面层各自包含3至40 phr的选自砂土颗粒、玻璃颗粒、热塑性颗粒如UHMWPE、芳纶纤维、Kevlar纤维和硬陶瓷颗粒的颗粒或纤维或它们的组合。
实施方案19. 根据实施方案1所述的轮胎，其中 所述第一化合物在用作轮胎上唯一胎面化合物时的磨损与所述第二化合物在用作相同轮胎上的唯一胎面化合物时的磨损相差不大于20%，或者相差不大于10%。
实施方案20. 根据实施方案1所述的轮胎，其中相对所述轮胎的赤道面，所述的胎面图案是不对称的。
附图说明
为了进一步理解本发明，提供附图。
图1是本发明一个实施方案的具有冠/基底构造的胎面的示例性轮胎的部分横断面图。
图2更详细地示出图1的轮胎的胎面的横断面图。
图3是本发明替代性实施方案的轮胎的胎面。
图4是本发明替代性实施方案的轮胎的胎面。
图5是本发明替代性实施方案的轮胎的胎面。
图6是本发明替代性实施方案的轮胎的胎面。
图7示出图6的细节。
具体实施方式
图1示出具有胎体10和胎面11的轮胎1，胎面11包含突缘和沟槽构造的胎冠层2或第一胎面层12。第一胎面层12径向下方的是胎面基底层3或第二胎面层13。因此，胎面11可以仅具有两层，即作为胎冠层的第一胎面层12和作为胎面基底层的第二胎面层13，如图1-4所示，然而其也可以具有三层或超过三层，即：第一胎面层12，其随后还可以称为径向外侧胎冠层；第二胎面层13，其然后还可以称为径向内侧胎冠层；和胎面基底层，其在第二胎面层13下面，如图5-7所示。
胎面11具有胎面行驶面7，当轮胎1在车辆上操作时，该胎面行驶面7接触地面。胎面包含第一周向延伸胎肩肋20和第二周向延伸胎肩肋21，当根据轮胎说明书将其安装在车辆上时，第二周向延伸胎肩肋21定位于轮胎1的外侧50上。在胎肩肋20、21之间，存在一个或多个周向延伸的中央肋23。在图1中所示的实施方案中，存在三个此类中央肋23。如图1、2、3、5、6和7中所示，轮胎1可以是相对其赤道面CP对称的轮胎。如图4所示，该轮胎或者也可以是不对称轮胎。在胎肩肋20、21的横向外侧，轮胎1可以在胎肩中包括胎翼6。
图1还显示第二胎面层13包含第二胎面层13的数个整体形成的延伸部14，延伸部14从第二胎面层13径向地向外延伸至胎面行驶面7。延伸部14与第二胎面层13成整体并因此具有与第二胎面层13相同的橡胶化合物。图1显示中央肋23各自具有一个此类延伸部14并且胎肩肋各自具有两个此类延伸部。这些延伸部的轴向宽度可以在5至10 mm的范围内。
图3示出具有不同布置的延伸部14的替代性实施方案。在此实施方案中，胎肩肋20、21中的延伸部14可以比中央肋23中的延伸部14更宽。图3中胎肩肋20、21中的延伸部14的轴向宽度可以为7至15 mm，或10至15 mm，然而中央肋23中的延伸部14的宽度可以为4至10 mm，或5至8 mm。如图3所示，中央肋14的一些可以不具有延伸部14。事实上，延伸部14的布置、宽度和数量可在很大程度上变化，并且可以允许根据个别需要来调节轮胎性能(湿式制动、雪或冰上的抓地力、操作、干式制动等等)。
图4示出本发明的另一实施方案，其中在轮胎1的外侧50上的第二胎肩肋21中具有三个延伸部14并且在内侧上的第一胎肩肋20中具有两个延伸部14。这允许根据个别需要来调节轮胎的拐弯刚度(cornering stiffness)和操作。
图5示出本发明的实施方案，其中胎面11具有包括两个层（即第一胎面层12和第二层13）的胎冠(tread cap)。延伸部14从第二胎面层13延伸至胎面行驶面。在第二胎面层13下面，存在另一胎面基底层3。
图6示出图5的实施方案的改进形式，其中胎面基底层3包括径向延伸的基底延伸部40，径向延伸的基底延伸部40与胎面基底层3成整体并且因此具有与胎面基底层3相同的橡胶化合物，并且其穿过第二胎面层13和穿过第一胎面层12延伸至胎面行驶面7。基底延伸部40可以如图6和图7中所示定位于延伸部14内或可以定位于与远离延伸部14或者贴近延伸部14的延伸部横向相邻。
如图1-6所示，第一胎面层12可以占胎面行驶面7的50至90%或60至85%，并且各延伸部14一起可以占胎面表面7的10至50%或15至40%。
用于制造第一胎面层12和第二胎面层13的橡胶化合物可以是常规的胎冠橡胶化合物。这些化合物可以经调节以具有所需填料含量以及任选地所需邵尔A硬度和/或磨损性质。
在一个实施方案中，第一胎面层12的橡胶化合物是针对在雪和冰上的抓地力优化的常规橡胶化合物，然而第二胎面层13的橡胶化合物是针对在湿道路上的抓地力优化的常规橡胶化合物。在另一个实施方案中，第一胎面层12的橡胶化合物是针对在湿道路上的抓地力优化的常规橡胶化合物，然而第二胎面层13的橡胶化合物是针对在湿滑道路上的抓地力优化的常规橡胶化合物。因此，在一个实施方案中，用于第一和第二胎面层12、13的橡胶化合物可以是用于冬季轮胎的常规胎冠化合物。在另一个实施方案中，用于第一胎面层12的橡胶化合物可以是用于夏季轮胎的常规胎冠化合物并且用于第二胎面层13的橡胶化合物可以是用于冬季轮胎的常规胎冠化合物。在另一个实施方案中，用于第一胎面层12的橡胶化合物可以是用于冬季轮胎的常规胎冠化合物并且用于第二胎面层13的橡胶化合物可以是用于夏季轮胎的常规胎冠化合物。
第一胎面层12、第二胎面层13和胎面基底层3的橡胶化合物可以用含有烯属不饱和键的橡胶或弹性体制备。短语“含有烯属不饱和键的橡胶或弹性体"或“二烯基弹性体”旨在包括天然橡胶和其各种原料形式和再生形式以及各种合成橡胶。在本发明的说明书中，除非以其它方式指定，否则术语“橡胶”和“弹性体”可互换地使用。术语“橡胶组合物”、“混配橡胶”和“橡胶化合物”可互换地用来指已与各种成分和材料掺合或混合的橡胶并且此类术语是橡胶混合或橡胶混配领域的技术人员众所周知的。代表性合成聚合物是丁二烯及其同系物和衍生物(例如，甲基丁二烯、二甲基丁二烯和戊二烯)的均聚产物以及共聚物，例如由丁二烯或其同系物或衍生物与其它不饱和单体形成的那些。后者(其它不饱和单体)中包括：乙炔，例如乙烯基乙炔；烯烃，例如异丁烯，其与异戊二烯共聚以形成丁基橡胶；乙烯基化合物，例如丙烯酸、丙烯腈(其与丁二烯聚合以形成NBR)、甲基丙烯酸和苯乙烯，后者化合物与丁二烯聚合以形成SBR，以及乙烯基酯和各种不饱和醛、酮和醚，例如，丙烯醛、甲基异丙烯基酮和乙烯基乙醚。合成橡胶的具体实例包括氯丁橡胶(聚氯丁二烯)，聚丁二烯(包括顺式1,4-聚丁二烯)，聚异戊二烯(包括顺式1,4-聚异戊二烯)，丁基橡胶，卤丁基橡胶例如氯丁基橡胶或溴丁基橡胶，苯乙烯/异戊二烯/丁二烯橡胶，1,3-丁二烯或异戊二烯与单体如苯乙烯、丙烯腈和甲基丙烯酸甲酯的共聚物，以及乙烯/丙烯三元共聚物，也称为乙烯/丙烯/二烯单体( EPDM)，并且特别是乙烯/丙烯/二环戊二烯三元共聚物。可以使用的橡胶的其它实例包括烷氧基-甲硅烷基端基官能化溶液聚合的聚合物(SBR、PBR、IBR和SIBR)、硅偶联和锡偶联的星形支化聚合物。优选的橡胶或弹性体是聚异戊二烯(天然或合成)、聚丁二烯和SBR。
该橡胶可以包含至少两种二烯基橡胶。例如，两种或更多种橡胶的组合可以是顺式1,4-聚异戊二烯橡胶(天然或合成的)，3,4-聚异戊二烯橡胶，苯乙烯/异戊二烯/丁二烯橡胶，乳液和溶液聚合衍生的苯乙烯/丁二烯橡胶，或顺式1,4-聚丁二烯橡胶和乳液聚合制备的丁二烯/丙烯腈共聚物。
乳液聚合衍生的苯乙烯/丁二烯(E-SBR)可以具有20至28%结合苯乙烯的相对常规的苯乙烯含量，对于一些应用，ESBR具有中等至相对较高的结合苯乙烯含量，即，28至45%的结合苯乙烯含量。
乳液聚合制备的聚合物(E-SBR)可以是作为水性乳液共聚的苯乙烯和1,3-丁二烯。结合苯乙烯含量可以变化，例如从5至50%。E-SBR还可含有丙烯腈以形成三元共聚物橡胶如E-SBAR，例如以在三元共聚物中2至30重量%的结合丙烯腈的量。
在共聚物中含有2至40重量%结合丙烯腈的乳液聚合制备的苯乙烯/丁二烯/丙烯腈共聚物橡胶也可以是用于本发明的二烯基橡胶。溶液聚合制备的SBR (S-SBR)可以具有5至50%或9至36%的结合苯乙烯含量。S-SBR可以例如通过在有机烃类溶剂存在下的有机锂催化来制备。
顺式1,4-聚丁二烯橡胶(BR)可以例如通过1,3-丁二烯的有机溶液聚合来制备。BR可以表征为（例如）具有至少90%的顺式1,4-成分。如本文所用并且根据常规做法，术语“phr”是指“每100重量份的橡胶或弹性体中各材料的重量份”。
橡胶组合物还可以包含至多70 phr的加工油。加工油可以作为一般用于填充弹性体的填充油包括在橡胶组合物中。还可以通过在橡胶混配期间直接添加加工油，将所述油包括在橡胶组合物中。所用加工油可以包括弹性体中存在的填充油和在混配期间添加的加工油。适宜的加工油可以包括各种油，包括芳族油、石蜡族油、环烷油、植物油和低PCA油，例如MES、TDAE、SRAE和重环烷油。适宜的低PCA油包括多环芳族成分小于3重量%(通过IP346方法测定)的那些。IP346方法的程序可见于Institute of Petroleum（United Kingdom）出版的Standard Methods for Analysis & Testing of Petroleum and Related Products and British Standard 2000 Parts, 2003，第63版。
橡胶化合物中所用的含硅颜料可以包括常规热解和沉淀含硅颜料(二氧化硅)。可以使用沉淀二氧化硅。在本发明中采用的含硅颜料是沉淀二氧化硅，例如通过可溶硅酸盐如硅酸钠的酸化获得的那些。
可以使用的是：以商标Hi-Sil和名称210和243购自PPG Industries的二氧化硅；以例如名称Z1165MP和Z165GR得自Rhodia的二氧化硅以及以例如名称VN2和VN3得自Degussa AG的二氧化硅。
碳黑可以用作填料。此类碳黑的代表性实例可以包括：N110、N121、N134、N220、N231、N234、N242、N293、N299、N315、N326、N330、N332、N339、N343、N347、N351、N358、N375、N539、N550、N582、N630、N642、N650、N683、N754、N762、N765、N774、N787、N907、N908、N990 和 N991。这些碳黑具有9至145g/kg的吸碘量和34至150cm3/100g的DBP值。
在橡胶组合物中可以使用其它填料，所述其它填料包括颗粒填料如超高分子量聚乙烯(UHMWPE)，交联颗粒聚合物凝胶和塑化淀粉复合物填料。
在一个实施方案中，橡胶组合物可以含有常规的含硫有机硅化合物。适宜的含硫有机硅化合物的实例具有下式：
                                                      
其中Z选自：  
    、和
其中R1是具有1至4个碳原子的烷基，环己基或苯基；R2是具有1至8个碳原子的烷氧基，或具有5至8个碳原子的环烷氧基；Alk是具有1至18个碳原子的二价烃并且n是2至8的整数。
含硫有机硅化合物可以是3,3’-双(三甲氧基或三乙氧基甲硅烷基丙基)多硫化物。含硫有机硅化合物可以是3,3'-双(三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物和/或3,3’-双(三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物。因此，如上式，Z可以是
其中R2是具有2至4个碳原子或者2个碳原子的烷氧基；烷基是具有2至4个碳原子或者3个碳原子的二价烃；并且n是2至5或者2或4的整数。
适宜的含硫有机硅化合物包括US-B-6,608,125中公开的化合物。含硫有机硅化合物可以包括 3-(辛酰基硫代) -1-丙基三乙氧基硅烷，CH3(CH2)6C(=O)―S―CH2CH2CH2Si(OCH2CH3)3，其可以作为NXTTM购自Momentive Performance Materials。
适宜的含硫有机硅化合物包括US-B-6,849,754中公开的化合物。含硫有机硅化合物可以是来自Degussa的Si-363。
取决于所用的其它添加剂的含量，橡胶组合物中含硫有机硅化合物的量可以不同。化合物的量可以从0.5至20.0 phr变化。所述量可以从1至10 phr变化。
本领域的技术人员容易理解的是，橡胶组合物将通过橡胶混配领域一般已知的方法混配，例如，将各种硫可硫化成分橡胶与各种通常所用的附加材料混合，例如：硫供体；固化助剂，例如活化剂和延缓剂；和加工添加剂，例如油类，树脂，包括增粘性树脂和增塑剂，填料，颜料，脂肪酸，氧化锌，蜡，抗氧化剂和抗臭氧剂和胶溶剂。如本领域技术人员已知，取决于硫可硫化和硫已硫化的材料(橡胶)的预期用途，选择并且以常规量使用上述添加剂。硫供体的代表性实例包括元素硫(游离硫)、胺二硫化物、聚合物多硫化物和硫烯烃加成物。在一个实施方案中，硫磺-硫化剂可以是元素硫。硫磺-硫化剂可以0.5至8 phr、或者1.5至6 phr的量使用。如果使用，则增粘剂树脂的典型量包括0.5至10 phr，通常1至5 phr。加工助剂的典型量包括1至50 phr。抗氧化剂的典型量包括1至5 phr。代表性抗氧化剂可以是例如二苯基-对苯二胺和其它，例如在The Vanderbilt Rubber Handbook (1978)，344页至346页中公开的那些。抗臭氧剂的典型量包括1至5 phr。如果使用，脂肪酸（其可以包括硬脂酸）的典型量包括0.5至3 phr。氧化锌的典型量包括2至5 phr。蜡的典型量包括1至5 phr。通常使用微晶蜡。胶溶剂的典型量包括0.1至1 phr。典型胶溶剂可以是例如五氯苯硫酚和二苯甲酰氨基二苯基二硫。
促进剂可以用于控制硫化所需的时间和/或温度以及改善硫化物的性质。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0.5至4.0phr、或者0.8至1.5 phr的总量使用。在另一个实施方案中，可以使用主促进剂和助促进剂的组合，其中助促进剂以较小的量（例如0.05至3.00 phr）使用，以激活并且改善硫化物的性质。另外，可以使用延迟促进剂，其不受正常加工温度的影响，但在普通硫化温度下产生令人满意的固化。还可以使用硫化延缓剂。在本发明中可以使用的适宜的促进剂类型是胺类、二硫化物、胍类、硫脲、噻唑、秋兰姆、次磺酰胺、二硫代氨基甲酸盐(酯)和黄原酸盐(酯)。在一个实施方案中，主促进剂是次磺酰胺。如果使用助促进剂，则助促进剂可以是胍、二硫代氨基甲酸盐(酯)或秋兰姆化合物。
橡胶组合物的混合可以通过橡胶混合领域技术人员已知的方法完成。例如，可以在至少两个阶段中将成分混合，即，至少一个非制造性阶段，继以制造性混合阶段。包含硫磺-硫化剂的最终固化剂是在称为“制造性”混合阶段的最终阶段中混合，其中在低于先前非制造性混合阶段的混合温度的温度（或最终温度）下发生混合。橡胶组合物可以经受热机械混合步骤。热机械混合步骤一般包括在混合器或挤出机中机械工作一段适宜产生在140℃和190℃之间的橡胶温度的时间周期。热机械工作的适当持续时间可以随操作条件以及组分的体积和性质而变化。例如，热机械工作的持续时间可以是1至20分钟。
本发明的充气轮胎可以是赛车轮胎、客车轮胎、飞机轮胎、农业轮胎、推土机轮胎、工程机械(off-the-road)轮胎或卡车轮胎。所述轮胎可以是子午线或斜交轮胎。
本发明的充气轮胎的硫化可以在100℃至200℃的常规温度范围下进行。可以使用任何常用的硫化工艺，例如在压床或模具中加热，用过热蒸汽或热空气加热。此类轮胎可以通过各种方法例如US-B-5,942,069中描述的方法来构造、成形、模制和固化。
硫化可以在硫磺硫化剂存在下进行。适宜的硫磺硫化剂的实例包括元素硫(游离硫)或硫供给硫化剂，例如，胺二硫化物、聚合物多硫化物或硫烯烃加成物。硫磺硫化剂可以是元素硫。硫磺硫化剂可以0.5至4.0 phr、或甚至至多8.0 phr以及1.5至2.5 phr的量使用。

Claims (10)

1.一种充气轮胎，其特征在于包括胎体和胎面，所述胎面径向地定位于所述胎体外侧并且在所述轮胎侧壁之间延伸，所述胎面提供胎面行驶面，所述胎面包括包含第一橡胶化合物的第一径向外侧胎面层和包含第二橡胶化合物的第二径向内侧胎面层，其中所述第二胎面层定位于与所述第一胎面层径向相邻，其中所述第一橡胶化合物与所述第二橡胶化合物不同，其中所述第二胎面层包括所述第二胎面层的数个整体形成的延伸部，所述延伸部从所述第二胎面层径向地向外延伸至所述胎面行驶面，其中所述第一橡胶化合物和所述第二橡胶化合物各自包含每100份橡胶至少30份(phr)的二氧化硅，并且其中以轮胎的轴向测量，每一个延伸部的宽度在1至15 mm的范围内。
2.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于每一个延伸部的宽度在1至10 mm的范围内，或者在3至7 mm或4至6 mm的范围内。
3.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于
(i) 所述胎面包括第一和第二周向延伸的胎肩肋和至少一个周向延伸的中央肋，并且其中所述第一和第二胎肩肋各自包括至少一个或至少两个所述延伸部；
(ii) 所述胎面包括第一和第二周向延伸的胎肩肋和至少一个周向延伸的中央肋，并且其中所述至少一个中央肋各自包括至少一个所述延伸部；
(iii) 所述胎面包括第一和第二周向延伸的胎肩肋和至少一个周向延伸的中央肋，并且其中所述至少一个中央肋各自具有一个所述延伸部并且所述胎肩肋各自具有两个所述延伸部；或
(iv) 所述胎面包括至少一个周向延伸的中央肋，并且其中所述中央肋各自包括至少两个所述延伸部。
4.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于
(i) 所述第一橡胶化合物包含30至80 phr或者40至60 phr或约50 phr的二氧化硅，以及30至80 phr或者40至60 phr或约50 phr的碳黑；并且其中所述第二橡胶化合物包含70至130 phr或者85至115 phr或约100 phr的二氧化硅，以及0至25 phr或者0至10 phr的碳黑；和/或
(ii) 其中所述第二橡胶化合物包含30至80 phr或者40至60 phr或约50 phr的二氧化硅，以及30至80 phr或者40至60 phr或约50 phr的碳黑；并且其中所述第一橡胶化合物包含70至130 phr或者85至115 phr或约100 phr的二氧化硅，以及0至25 phr或者0至10 phr的碳黑。
5.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于所述第一橡胶化合物的邵尔A硬度大于所述第二橡胶化合物的邵尔A硬度，并且其中所述第一橡胶化合物的邵尔A硬度值与所述第二橡胶化合物的邵尔A硬度值之差为至少3，或者至少5，至少10或至少20。
6.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于所述第一橡胶化合物的邵尔A硬度大于所述第二橡胶化合物的邵尔A硬度，并且其中所述第一橡胶化合物的邵尔A硬度为50至70，或者60至70，并且所述第二橡胶化合物的邵尔A硬度为45至60，或者50至60。
7.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于所述第二橡胶化合物的邵尔A硬度大于所述第一橡胶化合物的邵尔A硬度，并且其中所述第二橡胶化合物的邵尔A硬度值与所述第一橡胶化合物的邵尔A硬度值之差为至少3，或者至少5，至少10或至少20。
8.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于所述第二橡胶化合物的邵尔A硬度大于所述第一橡胶化合物的邵尔A硬度，并且其中所述第二橡胶化合物的邵尔A硬度为50至70，或者60至70 ，并且所述第一橡胶化合物的邵尔A硬度为45至60，或者50至60。
9.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于以所述轮胎的径向从所述胎面行驶面至所述径向外侧胎面层的径向最内边缘来测量，如果所述轮胎是客车轮胎，则所述径向外侧胎面层的厚度为至少5.3 mm或在5.3 mm至7 mm的范围内，并且如果所述轮胎是卡车轮胎，则所述径向外侧胎面层的厚度为至少12.3 mm或在12.3至14 mm的范围内。
10.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于所述胎面还包括含有第三橡胶化合物的胎面基底层，其中所述胎面基底层径向地定位于在所述第二胎面层之下与所述第二胎面层径向相邻，其中所述第三橡胶化合物与所述第二橡胶化合物不同，并且其中所述胎面基底层从一个胎肩轴向地延伸至相对胎肩，其中所述胎面基底层包括所述胎面基底层的至少一个整体形成的基底延伸部，所述基底延伸部从所述胎面基底层径向地向外延伸至所述胎面行驶面，所述基底延伸部在所述第二胎面层的整体形成的延伸部之一内径向地延伸，或者所述基底延伸部横向延伸邻接或远离所述第二胎面层的整体形成的延伸部并穿过所述第二胎面层且穿过所述第一胎面层延伸至胎面。
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