CN104053560A - 充气轮胎 - Google Patents

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D·G·阿卜杜拉
M·邓拉维
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Abstract

一种轮胎，包括：胎面部分；包括胎圈芯的胎圈部分；以及包括定位在轮胎外部上的上翻部分的主体层，该主体层的上翻部分在所述胎圈芯与所述胎面之间延伸并且跨过轮胎的侧面部分。

Description

充气轮胎
本申请要求2011年12月29日提交的美国临时申请序列号61/581,370的权益，该申请通过引用结合到本文中。
技术领域
本发明的实施例涉及不具有传统侧壁的充气轮胎。在特定实施例中，充气轮胎不具有侧壁，而在其它实施例中，设置有薄侧壁部件。
背景技术
众所周知，充气轮胎的多种特性或特征可能影响其性能、磨损、噪声产生等。一个这种特征是轮胎的重量。具有较大重量的轮胎将造成滚动阻力增大和热产生增大是被普遍理解的。因此，已在减小轮胎重量方面做出努力，以改进轮胎的性能和其它特性。然而，这样做不能牺牲轮胎其它的性能特性。因此，减小轮胎重量的努力提供巨大的技术挑战。
发明内容
本发明的一个或多个实施例提供一种轮胎，该轮胎包括：胎面部分；包括胎圈芯的胎圈部分；以及包括定位在轮胎外部上的上翻部分的主体层，该主体层的上翻部分在所述胎圈芯与所述胎面之间延伸并且跨过轮胎的侧面部分。
本发明的一个或多个实施例还提供一种子午线轮胎，该子午线轮胎包括：胎面部分；带束包装件；一对轴向间隔开的胎圈部分，每一个胎圈部分都包括胎圈芯；以及胎体，该胎体大体成环形并且在所述胎圈部分之间延伸，所述胎体包括至少一个增强主体层，该至少一个增强主体层具有多个径向延伸的增强帘线和跨过轮胎的侧面部分从每一个胎圈芯延伸至所述胎面部分的上翻部分，所述主体层由具有橡胶组分的硫化橡胶形成，该橡胶组分包括30％至80％之间的天然橡胶和余量的合成橡胶，所述硫化橡胶还包括抗氧化剂和抗臭氧剂。
本发明的一个或多个实施例还提供一种子午线轮胎，该子午线轮胎包括：胎面部分；包括胎圈芯的胎圈部分；以及主体层，该主体层包括跨过轮胎的侧壁部分从所述胎圈芯延伸至所述胎面部分的上翻部分，所述主体层包括多个径向增强帘线，所述帘线定位成从所述主体层的中心偏移，使得相对于第二表面所述帘线更靠近第一表面，所述第二表面暴露于轮胎的侧壁部分。
本发明的一个或多个实施例还提供一种子午线轮胎，该子午线轮胎包括：胎面部分；包括胎圈芯的胎圈部分；以及主体层，该主体层包括定位在轮胎外部上的上翻部分，该主体层的上翻部分在所述胎圈芯与所述胎面之间延伸并且跨过轮胎的侧面部分，其中该轮胎不具有单独的侧壁部件。
本发明的一个或多个实施例还提供一种制造轮胎的方法，该方法包括以下步骤：形成具有轴向边缘的主体层，该主体层包括在主体层的轴向边缘之间径向地延伸的增强帘线，其中所述增强帘线在主体层的至少一部分中偏移；围绕胎圈钢丝包裹主体层的每一个轴向边缘以形成上翻部分，所述上翻部分具有大约0.055至0.150英寸之间的厚度；以及将胎面定位在主体层之上，其中胎面的肩部定位成接近主体层的轴向边缘，主体层形成轮胎的侧面部分。
附图说明
图1是根据本发明的一个或多个理念制成的充气轮胎的一部分的片段剖面图；
图1A是如图1中所示的充气轮胎的一部分的剖面图；
图2是图1的充气轮胎的片段剖视透视图；以及
图3是根据本发明的一个或多个理念制成的充气轮胎的一部分的片段剖面图。
具体实施方式
本发明的实施例至少部分地基于对不具有传统侧壁部件的充气轮胎的发现。如技术人员所理解的，传统侧壁是在轮胎建造期间被典型地挤出并且应用于轮胎的相对较厚的部件。在特定实施例中，本发明的充气轮胎包括从轮胎的胎圈部分延伸到至少胎面的肩部并且由此跨越至少基本轮胎的整个侧面部分的主体层上翻部，该区域传统地由侧壁覆盖。在特定实施例中，主体层包括径向增强帘线，所述径向增强帘线定位成在主体层内偏离中心，使得厚度较大的橡胶沿轮胎的侧面部分设置于主体层外部上。主体层外部上橡胶厚度的该增大有利地提供强度增加并且在不存在传统侧壁的情况下保护增强帘线。在其它实施例中，插入件被应用于主体层，以沿轮胎的侧面部分提供厚度增大。在这些实施例中的某些实施例中，插入件能够延伸以提供用于形成耐磨带的材料。有利地，主体层的贴片橡胶(skim rubber)和插入件可以由相同的橡胶组分形成。
本发明的轮胎的重量由于在胎面与胎圈部分之间延伸的轮胎的侧面区域的厚度减小而有利地轻。此外，某些实施例的用于制造轮胎的过程是有利的，原因是单一化合物能够用于形成轮胎的主体和侧面区域二者(可选地以及耐磨带)。因此，轮胎的主体层、外部侧面部分、以及可选的耐磨带具有相同的组分。
轮胎结构
现在参照图1至图2，示出了大体由附图标记10表示的充气轮胎的一部分。应当领会，图1至图2中所示的轮胎10不成比例，并且一些尺寸为了更好地示出本发明的目的而放大。本领域技术人员还应当领会，可以在轮胎构造期间向轮胎鼓单独提供本文中所涉及的轮胎部件中的一个或多个，并且在轮胎固化之后，部件由于轮胎橡胶部件的固化而在很大程度上停止独立于其它的轮胎部件存在。因此，参照轮胎的各个部件可以被看作在轮胎固化之前参照那些部件或者参照固化部件存在的位置。此外，尽管可以参照位于轮胎一侧的部件(例如图1中所示)，但是技术人员将理解，等同部件存在于轮胎的相对侧上(如图2所示)。
在一个或多个实施例中，轮胎10包括胎面12、相对的侧面部分16和16’、带束包装件18、一对胎圈部分22和22’、胎体28、内衬29、以及耐磨带31和31’。除非本文中另有具体描述，否则轮胎10可以与如美国专利5,866,171、5,876,527、5,931,211和5,971,046中所讨论的充气轮胎一致地制造，所有的所述专利都通过引用结合到本文中。
围绕轮胎10周向地延伸的胎面12包括位于胎面12过渡至轮胎10的侧面部分16和16’位置的相对的轴向边缘处的肩部14和14’。在一个或多个实施例中，肩部14指的是胎面12从水平接触表面(即轮胎10接触道路的位置)过渡至侧面部分16的位置处的胎面12的部分，该肩部14可以将胎面部分支承在轮辋上。技术人员应当理解，胎面12能够设置有任何数量的凹槽、狭槽、以及/或者刀槽花纹，以根据轮胎的期望用途和性能形成不同的胎面花纹。
在一个或多个实施例中，带束包装件18被设置在胎面12下方。带束包装件18可以包括在胎面部分12的下侧上周向地延伸的一个或多个钢带束(例如带束20和20’)。在某些实施例中，钢带束可以由钢帘线的编织绳股形成。钢带束20提供稳定的基础以用于更好的胎面磨损和牵引，并且还提供保护以防刺穿。
轴向地间隔开的胎圈部分22和22’包括相应的胎圈芯24和24’(也可以被称为胎圈钢丝)以及相应的胎圈填料26和26’。
胎体28大体成环形并且从一个胎圈部分22延伸至另一个胎圈部分22’且定位在胎面部分12和带束包装件18的下方。胎体28包括一个或多个胎体帘布层(例如层30)，所述一个或多个胎体帘布层也被称为主体层。图1至图2中所示的实施例包括仅具有单个主体层30的胎体28，但是本领域技术人员将领会，两个、三个、或多个主体层可以以堆叠取向布置，从而形成胎体28。
在一个或多个实施例中，主体层30包括固化橡胶部件33(也可以被称为硫化橡胶)以及从一个轴向边缘向另一个轴向边缘在主体层30内径向地延伸的多个主体帘线32。在一个或多个实施例中，通过使用一个或多个压延机辊由橡胶成分涂覆织物的相对侧面来形成主体层30；所述织物包括主体帘线32。就涂覆于织物的相对侧面上的橡胶形成橡胶层的程度而言，可以参照主体层贴片33和33’；但是技术人员应当理解，这些层可以就橡胶渗透织物的程度而言不互相排斥。主体层贴片33和33’由典型地包括散布在硫化橡胶的整个固化橡胶网络中的其它成分(例如填料)的可硫化橡胶成分获得。下文更详细地描述了用于制备主体层贴片的橡胶成分。在一个或多个实施例中，主体帘线32沿与轮胎轴线平行的方向延伸。在构建生胎过程期间，主体帘线32沿与鼓轴线平行的方向延伸，如本领域技术人员将领会的。
主体帘线32可以是适于用于本申请的任何已知的增强帘线。有用的帘线包括例如由聚酯、钢、玻璃纤维、或者任何其它合适的金属或有机纺织品制成的那些帘线。在一个或多个实施例中，主体帘线32可以具有大于0.20mm，在其它实施例中大于0.30mm，在进一步其它的实施例中大于0.40mm，并且在更进一步其它的实施例中大于0.50mm的直径；在相同或其它的实施例中，主体帘线32可以具有小于2.0mm，在其它实施例中小于1.8mm，在进一步其它的实施例中小于1.6mm，并且在更进一步其它的实施例中小于1.4mm的直径。
主体帘线32可以根据所使用的帘线以及轮胎的期望特性以任何期望的密度设置于橡胶成分内。在一个或多个实施例中，主体帘线32可以在橡胶成分内沿周向方向与相邻的主体帘线间隔开大于0.1mm，在其它实施例中大于0.5mm，在进一步其它的实施例中大于1.0mm，并且其它实施例中大于1.5mm的距离；在相同或其它的实施例中，主体帘线32可以沿周向方向与相邻的主体帘线间隔开小于4.0mm，在其它实施例中小于3.0mm，在进一步其它的实施例中小于2.5mm，在更进一步其它的实施例中小于2.0mm，并且在进一步其它的实施例中小于1.0mm的距离。
在一个或多个实施例中，一个或多个主体层30可以包括上翻部分34(以及相对的上翻部分34’)，该上翻部分34(以及相对的上翻部分34’)包裹胎圈部分22(和相应的22’)并且形成轮胎10的侧面部分16的外部。换句话说，主体层的上翻部分在侧面部分中形成轮胎的最外层或部件。这与包括应用于侧面部分以覆盖主体层的侧壁层的传统轮胎相反。
在某些实施例中，主体层30的上翻部分34可以延伸跨过轮胎的侧面部分16，使得主体层30的轴向边缘35邻近肩部14定位在胎面部分12的下方(如图1至图2中所示)。在其它实施例中，主体层30的上翻部分34可以延伸跨过轮胎的侧面部分16，使得轴向边缘35定位成接近胎面部分12(未示出)。在某些实施例中，位于胎面部分12与胎圈部分22、22’之间的轮胎10的整个侧面部分16可以由于上翻部分34而包括主体层30的至少两个层。
在一个或多个实施例中，当提供多个主体层30以形成胎体28时，主体层30中仅有一个可以包括在整个侧面部分16之上延伸的上翻部分34。其它的主体层30(未示出)可以具有与已知的轮胎构造一致的上翻部分，该上翻部分终止于胎圈部分22与胎面部分12的肩部14之间的轮胎10的侧面部分16上的点处。在其它实施例中，当提供多于一个时，多个主体层中的每一个主体层都可以包括延伸跨过整个侧面部分16的上翻部分34。因此，至少一个单个连续的主体层30在胎圈部分22之间延伸且包裹胎圈部分22并且包括形成轮胎10的侧面部分16的外部表面的相对的上翻部分34。主体层30通过包裹胎圈部分22而形成轮胎10的侧面部分16的相邻的层，其中两个相邻的层的主体帘线32定向成彼此平行。主体层30的上翻部分34旨在代替如设置于已知的充气轮胎上的传统侧壁。因此，轮胎10可以不具有侧壁，如该术语在充气轮胎的领域内所被理解的，侧壁包括被增加到轮胎的侧面部分的单独元件。
在一个或多个实施例中，主体层30可以具有与已知的主体层相比增大的厚度，以便对侧面部分16提供更多的保护。在某些实施例中，主体层30(固化之前)可以具有至少0.060英寸，在其它实施例中至少0.070英寸，在进一步其它的实施例中至少0.080英寸，并且在更进一步其它的实施例中至少0.090英寸的厚度。在这些或其它的实施例中，主体层30可以具有大约0.055至0.150英寸，在其它实施例中0.060至0.120英寸之间，并且在进一步其它的实施例中0.070至0.090英寸之间的厚度。
在一个或多个实施例中，侧面部分16的总体厚度(固化之后)可以具有与传统轮胎相比减小的厚度；厚度的减小是由于缺少传统的侧壁部件。在某些实施例中，侧面部分16可以具有不大于0.25英寸，在其它实施例中不大于0.20英寸，在进一步其它的实施例中不大于0.18英寸，在其它实施例中不大于0.16英寸，并且在进一步其它的实施例中不大于0.14英寸的厚度。轮胎10的侧面部分16的总体厚度指的是轮胎的胎圈部分与胎面部分之间的主体层(包括侧面部分中的任何插入件)和上翻部分的组合厚度(排除包括胎圈填料的侧面部分的那些部分)。
在一个或多个实施例中，主体帘线32可以在主体层30内定位成偏离中心，如图1A的剖视图中所示。如本文中所使用的，偏离中心指的是不位于将主体层30的厚度T分为两半的中心线C上的位置。在一个或多个实施例中，主体帘线与中心线C间隔开的距离D可以大于0.01英寸，在其它实施例中大于0.02英寸，在进一步其它的实施例中大于0.03英寸，并且在更进一步的实施例中大于0.04英寸。在相同或其它的实施例中，主体帘线与中心线C间隔开的距离D可以小于0.10英寸，在其它实施例中小于0.09英寸，在其它实施例中小于0.08英寸，在进一步其它的实施例中小于0.07英寸，并且在更进一步其它的实施例中小于0.06英寸。
在一个或多个实施例中，主体帘线32可以通过提供不同厚度的贴片层在制造过程期间被布置成偏离中心。在其它实施例中，主体帘线32可以通过将第二橡胶层压延成型到主体层的一侧上在制造过程期间被布置成偏离中心，由此向主体层的侧面增加厚度并且使主体帘线32与主体层的一个表面间隔开更大的距离。额外的橡胶层可以与在制备主体层的过程中应用于帘线的主体层贴片橡胶组分基本相同。
在一个或多个实施例中，主体层30可以包括形成轮胎10的侧面部分16的最外侧表面的第一表面38。主体层30还可以包括在包裹胎圈钢丝24的主体层30的部分处面向胎圈钢丝24的第二表面40。在一个或多个实施例中，主体帘线32可以在与第一表面38相对的方向上与主体层30的中心线C间隔开，并且更靠近第二表面40。通过该方式，主体层30形成为在邻近形成侧面部分16的最外层的第一表面38处具有厚度较大的橡胶。
在特定实施例中，一个或多个额外的橡胶层可以应用于主体，从而获得偏离中心的帘线32。在一个或多个实施例中，一个或多个额外的橡胶层仅应用于主体层的上翻部分，从而仅在上翻部分中获得偏离中心的帘线；在特定实施例中，主体层的剩余部分中的帘线可以在主体层的厚度内位于中心。该额外的橡胶层可以被称为插入件(或者多个插入件)，所述插入件(或者多个插入件)能够在主体层贴片橡胶被压延成型至帘线之后应用于主体层。
例如并且参照图3，轮胎10包括在上翻部分34中被应用于主体层30的表面38的插入件42。在一个或多个实施例中，被应用于上翻部分的插入件的宽度可以根据轮胎的构造发生变化，并且一旦受益于本发明的教导，技术人员能够选择适当的宽度来覆盖上翻部分。在一个或多个实施例中，插入件的宽度从主体层的边缘延伸至耐磨带遇到或接近轮胎的侧面部分的主体层的位置处。换句话说并且参照图3，插入件的宽度足以从轴向边缘35至耐磨带31终止于侧面部分16的位置45处覆盖主体层30。在其它实施例中，插入件的宽度从主体层的边缘延伸至耐磨带遇到或接近轮胎内衬的主体层的位置处。换句话说并且再次参照图3，插入件的宽度足以从轴向边缘35至耐磨带31终止于或接近内衬29的位置47处覆盖主体层30。
在一个或多个实施例中，该插入件具有至少0.5mm，在其它实施例中至少1.0mm，并且在其它实施例中至少1.5mm的厚度。在这些或其它的实施例中，该插入件具有小于5mm，在其它实施例中小于3.5mm，并且在其它实施例中小于2.5mm的厚度。在一个或多个实施例中，插入件的厚度可以处于从大约0.5至大约5mm，在其它实施例中从大约1.5至大约3.5mm，并且在其它实施例中从大约2.0至大约3.0mm的范围内。在这些实施例中，轮胎的上翻部分可以具有与上文参照主体层所讨论的厚度一致的厚度(包括额外的橡胶层)，并且不具有额外橡胶层的主体层的剩余部分可以具有较小的厚度。
应当领会，当插入件的宽度足以覆盖胎圈部分22时(例如当插入件从轴向边缘35延伸至内衬29时)，插入件能够在使用传统技术模制和固化时形成耐磨带33。因此，实施本发明的这些实施例有利地提供插入件能够由此形成轮胎10的侧面部分16的最外侧部分以及耐磨带31的方法。因此，能够在不需要在轮胎构建期间应用侧壁以及/或者耐磨带作为单独部件的情况下制造轮胎。此外，相同的橡胶成分能够有利地用于制造插入件(即相同的橡胶成分用于形成主体层贴片以及侧面部分16的最外侧部分)，并且可选地用于制造耐磨带31。
在进一步其它的实施例中，多个插入件被应用于主体层，以在期望的位置处提供增大的厚度。例如，第一插入件在侧面部分16的位置处被应用于主体层并且第二插入件在耐磨带31的位置处被应用于主体层。这些插入件可以有利地采用与用于制造主体层相同的橡胶成分。在一个或多个实施例中，使用多个插入件有利地提供在期望的位置处调整插入件的规格的能力。例如，在侧面部分16的位置处(例如从大约位置45至位置35)被应用于主体的插入件可以具有第一厚度，而在耐磨带31的位置处被应用于主体的插入件可以具有第二厚度。尽管图3示出了45处的封接线，但是应当领会，在仅应用一个插入件的那些实施例中将不存在该封接线。在特定实施例中，在耐磨带的位置处被应用于主体层的插入件具有比被应用于侧面部分16的位置处的插入件更大的厚度。在一个或多个实施例中，两个插入件都可以被压延成型。在一个或多个实施例中，在耐磨带的区域中被应用于主体层的插入件可以具有处于大约0.5至大约5mm，在其它实施例中从大约1.5至大约3.5mm，并且在其它实施例中从大约2.0至大约3.0mm的范围内的厚度。
主体层贴片组合物
在一个或多个实施例中，主体层30的硫化橡胶(即主体层贴片)可包含橡胶组分和分散于整个橡胶组分中的一种或多种添加剂，所述一种或多种添加剂包括，例如，一种或多种填料、一种或多种油、一种或多种帘线助粘剂、一种或多种抗降解剂，以及本领域常规的各种其他成分。在一个或多个实施例中，使用相同的橡胶组合物来制备主体层30和插入件42，因此，主体层30、外部部分16和任选的耐磨带31可组成相同。因此，提及主体层所用的成分同样指可用于插入件中的成分。
主体层贴片的橡胶组分可包括能够被交联或硫化的一种或多种聚合物；这些聚合物可称为橡胶聚合物或简单称为橡胶。可用的橡胶聚合物包括天然橡胶、合成聚异戊二烯、聚丁二烯、聚异丁烯-共-异戊二烯、氯丁橡胶、聚(乙烯-共-丙烯)、聚(苯乙烯-共-丁二烯)、聚(苯乙烯-共-异戊二烯)、和聚(苯乙烯-共-异戊二烯-共-丁二烯)、聚(异戊二烯-共-丁二烯)、聚(乙烯-共-丙烯-共-二烯)、聚硫橡胶、丙烯酸类橡胶、聚氨酯橡胶、硅橡胶、表氯醇橡胶和它们的混合物。这些弹性体可具有多种大分子结构，包括直链、支链和星形结构。
在一个或多个实施例中，主体层贴片的橡胶组分可衍生自天然橡胶和一种或多种合成橡胶的共混物。在特定实施例中，合成橡胶包括聚二烯或聚二烯共聚物。在某些实施例中，硫化橡胶的橡胶组分可衍生自天然橡胶和聚丁二烯、聚异戊二烯和/或丁二烯与异戊二烯的共聚物的共混物。在一个或多个实施例中，橡胶组分包含有限的含苯乙烯的共聚物，例如但不限于聚(苯乙烯-共-丁二烯)。在特定实施例中，橡胶组分包含小于5wt％，在其他实施例中小于1wt％，在其他实施例中小于0.1wt％的含苯乙烯的共聚物。在特定实施例中，主体层贴片的橡胶组分基本上不含含苯乙烯的共聚物，这包括对本发明的实施具有显著影响的量或更少的量。
可通过使用多种橡胶固化剂(包括但不限于硫或过氧化物基固化体系)来固化或交联这些橡胶。固化剂描述于Kirk-Othmer，Encyclopedia of Chemical Technology(化学技术百科全书)，365-468，(第3版，1982)中，特别是Vulcanization Agents and AuxiliaryMaterials(硫化剂和辅助材料)，390-402，以及A.Y.Coran，Encyclopedia of Polymer Science and Engineering(聚合物科学与工程百科全书)，(第2版，1989)中的Vulcanization(硫化)，所述文献以引用方式并入本文。硫化剂可单独使用或组合使用。在一个或多个实施例中，交联或硫化过程产生三维交联无限橡胶网络。
可用于贴片橡胶组合物中的填料包括无机和有机填料。有机填料可包括炭黑和淀粉。无机填料可包括二氧化硅、氢氧化铝、氢氧化镁、粘土(水合硅酸铝)和它们的混合物。在一个或多个实施例中，主体层30不含或基本上不含无机填料，如二氧化硅。
在一个或多个实施例中，主体层贴片可包含抗氧化剂、抗臭氧剂或上述两者。这些抗氧化剂和抗臭氧剂可包括常规用于制造轮胎领域中的那些。例子包括二烷基-苯二胺、烷基-芳基-苯二胺、氨基甲酸酯、受阻酚、受阻双酚、氨基酚、氢醌、亚磷酸盐、二苯胺、萘胺、烷基二胺、醛-胺缩合产物、喹啉、苯二胺(6PPD)、三甲基喹啉(TMQ)，和它们的混合物。
在一个或多个实施例中，主体层贴片可包括一种或多种助粘剂，所述一种或多种助粘剂促进和/或保持织物帘线与主体层贴片的橡胶基质之间的粘附力。如本领域技术人员了解，所述性质的助粘剂可通过在橡胶组合物内组合亚甲基给体化合物和亚甲基受体化合物而形成。亚甲基受体化合物的例子包括酚类，所述酚类包括芳烃的羟基化衍生物和等效化合物。具体例子包括单酚(如羟基苯)、双酚、多酚(多羟基芳烃)、经取代的酚(如烷基酚或芳烷基酚，例如双酚、二苯酚基丙烷、二苯酚基甲烷、萘酚、甲酚、叔丁基酚、辛基酚、壬基酚、二甲苯酚、间苯二酚或类似化合物)。在其他实施例中，亚甲基受体化合物包括酚醛树脂。可用的酚醛树脂包括酚醛清漆树脂(亦即线性酚醛清漆树脂)，其也称为两步法树脂。酚醛清漆树脂可由过量的酚与醛(特别是甲醛)之间的酸催化的缩合反应而形成。间苯二酚-酚醛清漆树脂包括包含间苯二酚与醛的酸催化的反应产物的那些酚醛清漆树脂。
亚甲基给体化合物的例子包括能够与亚甲基受体反应而形成亚甲基桥的那些化合物。亚甲基给体的例子包括六亚甲基四胺(HMT)、六甲氧基甲基三聚氰胺(HMMM或H3M)、六乙氧基甲基三聚氰胺、N-(取代的氧甲基)三聚氰胺、甲醛三聚氰胺衍生物，或这些化合物的混合物。如本领域已知，亚甲基给体可结合诸如二氧化硅的惰性载体递送。
可使用的其他成分包括促进剂、油、蜡、焦烧抑制剂、加工助剂、氧化锌、增粘树脂、增强树脂、脂肪酸(如硬脂酸)、胶溶剂和一种或多种另外的橡胶。
在一个或多个实施例中，主体层贴片组合物(以及插入件)的橡胶组分可包含至少30wt.％的天然橡胶，且余量为合成橡胶，在其他实施例中包含至少40wt.％的天然橡胶，在其他实施例中至少50wt.％的天然橡胶，在其他实施例中至少55wt.％的天然橡胶，在其他实施例中至少60wt.％的天然橡胶；在这些或其他实施例中，主体层贴片组合物的橡胶组分可包含小于80wt.％的天然橡胶，在其他实施例中小于70wt.％的天然橡胶，在其他实施例中小于60wt.％的天然橡胶，在其他实施例中小于55wt.％的天然橡胶，在其他实施例中小于50wt.％的天然橡胶。在这些或其他实施例中，主体层贴片组合物的橡胶组分可包含约30至80wt.％之间的天然橡胶，且橡胶组分的余量为合成橡胶，在其他实施例中包含约40至70wt.％之间的天然橡胶，在其他实施例中约50至60wt.％之间的天然橡胶。
在一个或多个实施例中，主体层贴片组合物的每100重量份橡胶(phr)包含至少1.0重量份(pbw)，在其他实施例中至少1.5pbw，在其他实施例中至少2.0pbw，在其他实施例中至少2.5pbw的抗氧化剂。在这些或其他实施例中，主体层贴片组合物的phr包含小于5pbw，在其他实施例中小于4pbw，在其他实施例中小于3.5pbw，在其他实施例中小于3pbw的抗氧化剂。在相同或其他实施例中，主体层贴片组合物的phr可包含约1.0至5phw之间，在其他实施例中约1.5至4pbw之间，在其他实施例中约2.0至3.5pbw之间，在其他实施例中约2.5至3.0pbw之间的抗氧化剂。
在一个或多个实施例中，主体层贴片组合物的phr包含至少0.1pbw，在其他实施例中至少0.5pbw，在其他实施例中至少1.0pbw，在其他实施例中至少1.5pbw的抗臭氧剂。在这些或其他实施例中，主体层贴片组合物的phr包含小于4.0pbw，在其他实施例中小于3.5pbw，在其他实施例中小于3.0pbw，在其他实施例中小于2.5pbw的抗臭氧剂。在这些或其他实施例中，主体层贴片组合物的phr可包含约0.1至4.0phw之间，在其他实施例中约0.5至3.5pbw之间，在其他实施例中约1.0至3.0pbw之间，在其他实施例中约1.5至2.5pbw之间的抗臭氧剂。
在一个或多个实施例中，主体层贴片组合物的phr包含至少60pbw，在其他实施例中至少70pbw，在其他实施例中至少80pbw的填料。在这些或其他实施例中，主体层贴片组合物的phr包含小于120pbw，在其他实施例中小于115pbw，在其他实施例中小于110pbw的填料。在相同或其他实施例中，主体层贴片组合物的phr可包含约60至120重量份之间，在其他实施例中约70至115重量份之间，在其他实施例中约80至110pbw之间的填料。
在一个或多个实施例中，主体层贴片组合物的phr包含至少0.5pbw，在其他实施例中至少1.0pbw，在其他实施例中至少1.5pbw，在其他实施例中至少2.0pbw的助粘剂(例如亚甲基给体和受体的产物)。在这些或其他实施例中，主体层贴片组合物的phr包含小于5.0pbw，在其他实施例中小于4.0pbw，在其他实施例中小于3.0pbw的助粘剂。在相同或其他实施例中，主体层贴片组合物的phr可包含约1.0至4.0重量份之间，在其他实施例中约1.5至3.5重量份之间，在其他实施例中约2.0至3.0pbw之间的助粘剂。
在一个或多个实施例中，主体层30的硫化橡胶可特征在于小于70，在其他实施例中小于65，在其他实施例中小于60的肖氏A硬度(根据ASTM D2240)；在这些或其他实施例中，主体层30的硫化橡胶可特征在于大于50，在其他实施例中大于55，在其他实施例中大于60的肖氏A硬度。在相同或其他实施例中，主体层30的硫化橡胶可特征在于大约50至70之间，在其他实施例中55至65之间的肖氏A硬度(根据ASTM D2240)。在一个特定实施例中，主体层30的硫化橡胶可特征在于大约60的肖氏A硬度(根据ASTM D2240)。
在一个或多个实施例中，主体层30的硫化橡胶可特征在于小于8mPa，在其他实施例中小于7mPa，在其他实施例中小于6mPa的在100％应变下的应力(根据ASTM D412)；在这些或其他实施例中，主体层30的硫化橡胶可特征在于大于2mPa，在其他实施例中大于3mPa，在其他实施例中大于4mPa的在100％应变下的应力。在相同或其他实施例中，主体层30的硫化橡胶可特征在于2至8mPa之间，在其他实施例中3至7mPa之间，在其他实施例中4至6mPa之间的在100％应变下的应力(根据ASTM D412)。
充气轮胎的制造
本发明的轮胎能够大体通过采用传统的橡胶混合、压延成型、成形、模制、和固化技术制成。示例性的制造技术如美国专利5,866,171、5,876,527、5,931,211、和5,971,046中所公开，所述专利通过引用结合到本文中。一旦受益于本文中的教导，技术人员将能够根据本发明来调节制造轮胎的制造过程。
如上所述，可以通过使用本领域内众所周知的压延成型技术由贴片橡胶化合物涂覆帘线织物来制造本发明的一个或多个实施例所采用的主体层。当帘线在主体层内偏移时，可以通过提供不同厚度的贴片橡胶层来制造主体层。在其它实施例中，可以通过将第二橡胶层压延成型到主体层的一侧上来实现偏移。在进一步其它的实施例中，插入件可以被应用于压延成型的主体层。例如，在第一步骤中，通过使用传统技术以将橡胶压延成型到主体层来制备主体层。一旦被制备，插入件(可以包括挤出或压延成型的橡胶片)可以被应用于主体层。在特定实施例中，如上所述，该插入件可以仅被应用于主体层的一个部分或多个部分，使得插入件定位在轮胎的侧面部分处并且可选地定位在耐磨带的位置处。在应用插入件之后，可以向插入件和/或主体层施加压力，以便配合元件并且去除被捕获在元件之间的任何空气。在一个或多个实施例中，被施加于配合元件的压力并不影响所形成的层压材料的规格。
一旦已制备主体层或多个主体层，围绕鼓组装所制备的轮胎10的部件，例如包括内衬29、胎体28(包括具有被应用于其上的插入件的任何层)、带束包装件18、胎面部分12、以及胎圈钢丝24。在一个或多个实施例中，制造轮胎10可以包括在每一个胎圈部分22、22’处围绕胎圈钢丝24包裹主体层30以及将主体层30对叠到自身之上以形成上翻部分34的步骤。在某些实施例中，胎面部分12随后可以定位在主体层30的上翻部分34中的每一个上翻部分34的一部分之上。
组装之后，轮胎10可以固化或硫化。在一个或多个实施例中，能够通过在模具内加热硫化橡胶来产生硫化。在一个或多个实施例中，能够在从大约140℃至大约180℃的温度下加热成分。固化或交联的橡胶成分(即，硫化橡胶)大体包括热固性的三维聚合物网络。其它的成分(例如处理辅助物和填料)大体分布在整个硫化网络中。
工业适用性
根据本公开的一个或多个实施例的充气轮胎可以用于高性能的车辆，并且可以由于轮胎的重量减小而提供改进的性能。轮胎也可以用于期望改进轮胎性能的其它车辆，包括客运车辆、轻型货车、和越野车辆。
不偏离本发明的范围和精神的各种改型和变型对于本领域技术人员而言将变得显而易见。本发明不被过分限制于本文中所阐述的说明性实施例。

Claims (29)

1.一种轮胎，所述轮胎包括：
胎面部分；包括胎圈芯的胎圈部分；以及包括定位在所述轮胎外部上的上翻部分的主体层，所述主体层的上翻部分在所述胎圈芯与所述胎面之间并且跨过所述轮胎的侧面部分延伸。
2.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述轮胎不具有单独的侧壁部件。
3.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述主体层包括形成所述轮胎的侧面部分的最外侧暴露表面的第一表面、与所述第一表面相对的第二表面、以及在所述第一表面与所述第二表面之间定位在所述主体层内的多根径向地延伸的增强帘线。
4.根据权利要求3所述的轮胎，其中所述增强帘线定位成从所述主体层的中心偏移，相对于所述主体层的所述第一表面，所述帘线更靠近所述主体层的所述第二表面。
5.根据权利要求4所述的轮胎，其中所述增强帘线与所述主体层的中心间隔开0.02至0.08英寸之间。
6.根据权利要求3所述的轮胎，其中所述增强帘线具有大约0.20至2.00mm之间的直径，并且其中所述增强帘线与相邻的主体帘线间隔开0.10至4.00mm之间的距离。
7.根据权利要求1所述的轮胎，所述主体层具有大于大约0.060英寸的厚度。
8.根据权利要求1所述的轮胎，所述轮胎还包括定位在所述轮胎内部上的内衬、以及沿所述轮胎行进方向围绕所述主体层延伸的带束包装件。
9.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述主体层包括橡胶组分，所述橡胶组分为天然橡胶和聚二烯的硫化产物。
10.根据权利要求9所述的轮胎，其中所述橡胶组分包含30％至80％之间的天然橡胶。
11.根据权利要求10所述的轮胎，其中所述橡胶组分的每100重量份橡胶包含至少1.0重量份的抗氧化剂。
12.根据权利要求11所述的轮胎，其中所述橡胶组分的每100重量份橡胶包含至少1.0重量份的抗臭氧剂。
13.根据权利要求12所述的轮胎，其中所述橡胶组分的每100重量份橡胶包含至少1.0重量份的助粘剂。
14.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述橡胶组分的每100重量份橡胶包含至少1.0重量份的填料。
15.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述轮胎通过将插入件应用于所述主体层制成，并且其中所述插入件在所述胎圈芯与所述胎面之间延伸，以便形成所述轮胎的侧面部分的最外侧表面。
16.根据权利要求15所述的轮胎，其中所述主体层包括橡胶部件和增强件，并且其中所述橡胶部件和所述插入件的组分相同。
17.根据权利要求15所述的轮胎，其中所述轮胎通过将至少一个插入件应用于所述主体层制成，并且其中所述插入件形成所述轮胎的侧面部分的最外侧表面以及定位成邻近胎圈芯部分的耐磨带。
18.根据权利要求17所述的轮胎，其中所述胎圈芯的橡胶部件和所述至少一个插入件的组分相同。
19.一种子午线轮胎，所述子午线轮胎包括：
胎面部分；
带束包装件；
一对轴向间隔开的胎圈部分，每一个胎圈部分都包括胎圈芯，以及
胎体，所述胎体大体成环形并且在所述胎圈部分之间延伸，所述胎体包括至少一个增强主体层，所述至少一个增强主体层具有多个径向延伸的增强帘线和跨过所述轮胎的侧面部分从每一个胎圈芯延伸至所述胎面部分的上翻部分，所述主体层由具有橡胶组分的硫化橡胶形成，所述橡胶组分包括30％至80％之间的天然橡胶和余量的合成橡胶，所述硫化橡胶还包括抗氧化剂和抗臭氧剂。
20.一种子午线轮胎，所述子午线轮胎包括：
胎面部分；
胎圈部分，所述胎圈部分包括胎圈芯；以及
主体层，所述主体层包括跨过所述轮胎的侧壁部分从所述胎圈芯延伸至所述胎面部分的上翻部分，所述主体层包括多个径向增强帘线，所述帘线定位成从所述主体层的中心偏移，使得相对于第二表面所述帘线更靠近第一表面，所述第二表面暴露于所述轮胎的侧壁部分。
21.一种子午线轮胎，所述子午线轮胎包括：
胎面部分；
胎圈部分，所述胎圈部分包括胎圈芯；以及
主体层，所述主体层包括定位在所述轮胎外部上的上翻部分，所述主体层的上翻部分在所述胎圈芯与所述胎面之间延伸并且跨过所述轮胎的侧面部分，其中所述轮胎不具有单独的侧壁部件。
22.一种制造轮胎的方法，所述方法包括以下步骤：
形成具有轴向边缘的主体层，所述主体层包括在所述主体层的轴向边缘之间径向地延伸的增强帘线，其中所述增强帘线在所述主体层的至少一部分中偏移；
围绕胎圈钢丝包裹所述主体层的每一个轴向边缘以形成上翻部分，所述上翻部分具有大约0.055至0.150英寸之间的厚度；以及
将胎面定位在所述主体层之上，其中所述胎面的肩部定位成接近所述主体层的轴向边缘，所述主体层形成所述轮胎的侧面部分。
23.根据权利要求22所述的方法，其中形成主体层的步骤包括形成具有大约0.055至0.150英寸之间的大体均匀厚度的主体层。
24.根据权利要求22所述的方法，其中通过围绕所述胎圈钢丝包裹所述主体层而形成的所述轮胎的侧面部分的总体厚度不大于0.25英寸。
25.根据权利要求22所述的方法，其中单独的侧壁部件在所述轮胎固化之前不定位在所述轮胎的侧面部分之上。
26.根据权利要求22所述的方法，所述方法还包括将插入件应用于所述主体层以由此使所述增强帘线偏移的步骤。
27.根据权利要求26所述的方法，其中所述插入件具有的宽度足以形成接近所述轮胎的胎圈部分的耐磨带，或者其中第二插入件被应用于所述主体层以由此提供接近所述轮胎的胎圈部分的耐磨带。
28.根据权利要求26所述的方法，其中通过压延成型由橡胶组分涂覆包括增强帘线的织物来制备所述主体层，还包括通过压延成型橡胶组分来形成插入件的步骤，并且还包括将所述插入件层压至所述主体层的步骤。
29.根据权利要求28所述的方法，其中用于涂覆所述织物的橡胶组分和用于形成所述插入件的橡胶组分的组分相同。
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