CN104066598A - 轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种在胎侧部(104)设置有下列的轮胎：黑色橡胶层(113)，与所述黑色橡胶层邻接设置的污染防止橡胶层(112)，和设置在所述污染防止橡胶层的表面上且暴露在所述胎侧部的外表面上的着色层(111)。所述污染防止橡胶层在轮胎的径向方向的最外边缘位于比轮胎宽度最大的位置靠径向内侧的位置。本发明还提供了一种具有以下的轮胎：设置在轮胎外表面上的着色层(207)，和设置在所述着色层的轮胎内侧上的下层橡胶(208)。所述着色层是通过将UV固化型涂料固化而形成，并且所述下层橡胶使用基于每100质量份橡胶含0-1.5质量份的防老剂的橡胶组合物。本发明进一步提供了一种轮胎，其中：着色层(302)设置在胎侧部(301)的表面，标记(303)显示在所述着色层上，和从所述着色层至胎体中的帘布层帘线(370)的距离为4.0mm以下。

Description

轮胎
技术领域
本发明涉及一种轮胎，包括充气轮胎和实心轮胎。
背景技术
轮胎通常设置有着色层(或涂料层)以在胎侧部的外表面上放置装饰品等。这样的轮胎，现在被广泛使用，包括非污染性或略微污染性的侧壁内层橡胶，其不含污染性防老剂，以防止装饰部件被周围的橡胶中所含的防老剂污染。参考JP H4-121205(专利文献1)。这种本领域通常已知的技术允许装饰部件远离含有防老剂的黑色橡胶层而设置。
在轮胎上着色如表面涂装和印刷也已广泛地进行，以提高轮胎的装饰性或可视性。在这样的着色中，尽管已经通常使用热固化型或溶剂挥发型涂料，但是现在广泛使用紫外线(UV)固化型涂料。这是因为UV固化型涂料比热固化型或溶剂挥发型涂料固化更迅速，且在固化时需要较少量的有机溶剂和不需要热，这样较不易于造成基材的品质变化。例如，JP 2010-125440A(专利文献2)公开了一种使用UV固化型墨装饰轮胎的方法。JP 2004-526814(专利文献3)和JP 2009-520616(专利文献4)公开了在其侧壁上具有由聚氨酯层制成的着色层的轮胎。如上所述，设置在轮胎的外表面上的橡胶构件如侧壁，一般都含有防老剂等，以防止因臭氧或紫外线引起的降解。已知当使用轮胎时，这样的防老剂随时间逐渐朝向轮胎表面迁移。
轮胎也通常设置有标记，如企业名称、品牌名称、轮胎规格、生产日期等，其设在它们胎侧部的外表面上，即其侧壁和胎圈的外表面。标记可以包括文字、图形、包括条形码的记号、图案或其任意组合。例如参见JP2010-100090A(专利文献5)。这些标记通过印刷或涂装、通过贴附装饰印章(seal)或者通过露出嵌入的着色橡胶而位于轮胎的表面上。在典型的基本色为黑色的轮胎中，标记以白色印在黑色背景上。因为轮胎的胎侧部的表面容易变脏，随着轮胎的使用在黑色背景上的白色标记可能变得不可见。此外，存在对于通过突显未使用的新轮胎的标记来刺激购买兴趣的需求。为了满足这样的需求，例如专利文献2、3和4已经提出了在标记部分上着色。专利文献2公开了一种方法，用于通过使用UV固化型墨在轮胎上印刷标记，而专利文献3和4提出在轮胎的侧壁上设置由聚氨酯制成的着色层。
引用列表
专利文献
PTL1:JP H4-121205A
PTL2:JP 2010-125440A
PTL3:JP 2004-526814A
PTL4:JP 2009-520616A
PTL5:JP 2010-100090A
发明内容
发明要解决的问题
然而，当多种橡胶层设置在如上所述的胎侧部上时，当轮胎在负荷下滚动时在各种橡胶中发生的变形行为的差异，造成橡胶层之间的粘附界面周围的应力集中。此外，与周围的黑色橡胶为不同类型的非污染性或略微污染性的侧壁内层橡胶，对所述黑色橡胶粘附不良。这些缺点可能会导致在橡胶的粘附界面处的剥离。鉴于此，本发明的第一个目的是解决前述与具有着色层的常规轮胎相关的问题，以在其上的胎侧部的外表面上设置装饰或标记。为了实现上述目的而设计的轮胎设置有不被在周围的黑色橡胶层中所含的防老剂等污染的着色层，并且其还设置有在着色层和黑色橡胶层之间的界面处不彼此剥离的橡胶层。
防老剂具有防止橡胶由于UV辐射而劣化的效果，也具有阻碍涂料的UV固化的效果。因此，施加到普通轮胎的外表面例如侧壁上的后来变为着色层的UV固化型涂料，表现出非常低的固化性。此外，包含在轮胎中的添加剂如防老剂，趋向于向轮胎的外表面析出。这些可能逐渐降低所施涂的涂料(即着色层)和设置在所施涂的涂料下的橡胶之间的粘合力，并可能最终导致这些橡胶层之间的剥离。鉴于此，本发明的第二个目的是提供一种具有UV固化型涂料的高固化性以及具有可牢固地粘附到橡胶层上的由UV固化型涂料制成的着色层的轮胎。
进一步，随着轮胎的使用，通过油墨印刷在轮胎的胎侧部的表面上形成的着色层可能开裂或裂开，最终使该标记不可见。同样，随着轮胎的使用，由聚氨酯形成的着色层可能开裂或最终裂开。鉴于此，本发明的第三个目的是提供一种不会引起着色层开裂的轮胎，所述着色层具有与所述轮胎的基本色不同的颜色，以增加印在胎侧部的表面上的标记的可视性。
用于解决问题的方案
用于实现第一个目的的本发明的要点如下：
(1)一种轮胎，其包括用于与路面接触的胎面部，和从所述胎面部连续延伸的胎侧部，其中：
所述胎侧部包括含有防老剂的黑色橡胶层、与所述黑色橡胶层邻接设置的污染防止橡胶层、以及设置在所述污染防止橡胶层的在轮胎宽度方向上向外的表面上的着色层，所述着色层暴露在所述胎侧部的外表面上；和
所述污染防止橡胶层在轮胎径向方向上具有最外边缘，该最外边缘位于比轮胎最大宽度的位置靠径向内侧的位置。
用于实现第二个目的的本发明的要点如下：
(2)一种轮胎，其包括设置在所述轮胎的外表面的至少一部分上的着色层，和设置在所述着色层的轮胎内侧上的下层橡胶，其中：
所述着色层是通过将紫外线固化型涂料固化而形成，和
所述下层橡胶使用基于每100质量份橡胶组分含有0-1.5质量份的防老剂的橡胶组合物。
用于实现第三个目的的本发明的要点如下：
(3)一种轮胎，其包括在所述轮胎的至少一个胎侧部的表面上的着色层，所述着色层具有与所述轮胎的基本色不同的颜色并包括印在其上的标记，所述标记的颜色与所述着色层的颜色不同，其中
所述着色层距离胎体的帘布层帘线具有4.0mm以下距离。
发明的效果
根据本发明的一个方面，提供了一种为了防止着色层被在周围的黑色橡胶层中所含的防老剂等污染而设计的轮胎。轮胎也设计成有效地防止橡胶层在其界面之间相互剥离。
根据本发明的另一个方面，轮胎包括通过将UV固化型涂料固化而形成的着色层，和设置在着色层的轮胎内侧上的下层橡胶。所述下层橡胶使用含有基于每100质量份橡胶组分为0-1.5质量份的防老剂的橡胶组合物。形成着色层的UV固化型涂料表现出高固化性，且着色层牢固地粘附于下层橡胶。根据本发明的一个优选方面，用于下层橡胶的橡胶组合物含有非二烯系橡胶作为其橡胶组分的至少一部分。这种轮胎具有牢固地粘附于下层橡胶的着色层，并显示出高的耐候性。
根据本发明的又一个方面，位于设置在轮胎胎侧部的表面上的着色层上的标记是高度可见的，并且着色层呈现对裂纹的高耐久性。
附图说明
图1是从轮胎宽度方向观察时轮胎的截面图，其中夸张地示出当轮胎在负荷下滚动时在胎侧部的外表面上发生的变形。
图2是根据本发明的一个实施方案的轮胎从轮胎宽度方向观察时的截面图，其中轮胎安装在适用轮辋上，其填充规定内压的空气并且进行无负荷。
图3为图2中所示的轮胎的着色层和其周围部分放大的局部截面图。
图4是图2中所示的轮胎的侧视图。
图5是根据本发明又一实施方案的轮胎的着色层和其周围部分放大的局部截面图。
图6是根据本发明优选方面的轮胎的截面图。
图7是根据本发明的一个实施方案的轮胎的侧视图。
图8是根据本发明的一个实施方案，从轮胎宽度方向观察时轮胎的半部分的截面图。
图9是根据本发明的另一个实施方案，从轮胎宽度方向观察时轮胎的半部分的截面图。
图10是根据本发明另一实施方案在轮胎的胎侧部上形成的着色层的放大截面图。
图11是根据本发明另一实施方案从轮胎宽度方向观察时轮胎的半部分的截面图。
图12是根据本发明另一实施方案从轮胎宽度方向观察时轮胎的半部分的截面图。
具体实施方案
[关于第一目的的实施方案>
实现上述第一目的的本发明第一轮胎将在下文中通过示出轮胎的实施方案进一步详细描述。本发明的第一轮胎包括用于与路面接触的胎面部和从所述胎面部连续延伸的胎侧部。胎侧部包括含有防老剂的黑色橡胶层、与所述黑色橡胶层邻接设置的污染防止橡胶层、和设置在所述污染防止橡胶层的在轮胎宽度方向上向外的表面上的着色层。所述着色层暴露在所述胎侧部的外表面上。污染防止橡胶层包括位于比轮胎最大宽度的位置靠径向内侧的在轮胎径向方向上的最外边缘。
根据本发明的第一轮胎，着色层设置在在轮胎宽度方向上向外的污染防止橡胶层的表面上。这种设置使得污染防止橡胶层夹设在着色层和黑色橡胶层之间。污染防止橡胶层限制在黑色橡胶层中所含的防老剂向着色层迁移，从而防止着色层被防老剂污染。进一步根据本发明的第一轮胎，即使当轮胎在负荷下滚动时，橡胶层和其周围之间的界面也不会受到大的拉伸变形。橡胶层从而不在其界面之间相互剥离。
在下文中将详细描述如何防止橡胶层之间的剥离。在图1中，用虚拟线夸张地显示当轮胎在负荷下滚动时发生的胎侧部的变形。如图1所示，当轮胎在负荷下滚动时引起的拉伸变形的量，在轮胎最大宽度的点104a附近达到峰值，并且在从点104a向径向内部的更进一步距离处逐渐地降低。在本发明的轮胎中，污染防止橡胶层与黑色橡胶层之间的分界线位于拉伸变形的量小的区域中，或者具体地位于在相对于轮胎最大宽度的点的径向内部的区域中。这种设置有效地防止橡胶层在其界面处的剥离。
本发明的第一轮胎的污染防止橡胶层优选包括具有比黑色橡胶层的透气性低的透气性的橡胶。在这种情况下，夹设在着色层与黑色橡胶层之间的污染防止橡胶层有效地限制在黑色橡胶层中所含的防老剂向着色层迁移，进一步有效地防止着色层被防老剂污染。
优选地，污染防止橡胶层的径向最内边缘位于一径向位置处，该位置沿径向向外离开所述胎趾为轮胎的截面高度SH的20％以上。即使当轮胎在负荷下滚动时，位于上述位置的最内边缘也可避免大的压缩变形，这样可以进一步有效地防止所述层的剥离。
反之，如图1所示，当污染防止橡胶层的径向最内边缘位于一径向位置，即沿径向向外离开所述胎趾为小于轮胎的截面高度SH的20％时，则当轮胎在负荷下滚动时，污染防止橡胶层的径向最内边缘会受到大的压缩变形。在这种情况下，极有可能发生剥离。
另外，设置在轮胎的径向外侧上的着色层可以提供增强的装饰和标记的更高的可视性。鉴于这一优势，将污染防止橡胶层的径向最内边缘定位在上述充分远离胎趾的径向位置，在装饰性和可视性方面是甚至更优选的。
此外，在本发明的第一轮胎中，在从轮胎宽度方向观察的横截面中，污染防止橡胶层与黑色橡胶层之间的径向内侧分界线和径向外侧分界线优选相对于胎侧部外表面法线倾斜。更具体地，各分界线被设置成该分界线的轮胎轴线方向内侧相对于胎侧部外表面法线向靠近或远离轮胎的旋转轴线的方向倾斜，所述法线是从所述分界线与所述胎侧部的外表面相交的点延伸的法线。还优选地，径向内侧分界线和径向外侧分界线相对于所述旋转轴线朝相反方向倾斜。因此倾斜的分界线可以比垂直于胎侧部的外表面的分界线提供橡胶层之间更大的接触面积。具有这种较大的接触面积，当轮胎在负荷下滚动时引起的应力不会集中在橡胶层的界面上，这样变形量较小，可以有效地防止橡胶层之间的剥离。
此外，在上述结构中，在轮胎宽度方向观察的横截面中，污染防止橡胶层与黑色橡胶层之间的各分界线相对于所述胎侧部外表面法线以优选在10度至60度的角度范围倾斜。法线是从分界线与胎侧部的外表面相交的点延伸的法线。以这样的角度范围倾斜的分界线可以提供橡胶层之间更大的接触面积。具有这种较大的接触面积，将进一步减轻当轮胎在负荷下滚动时，在橡胶层的界面处的应力集中，这样变形量小，可更有效地防止橡胶层之间的剥离。
相反，具有小于10度倾斜角的分界线将具有橡胶层之间的较小接触面积，从而橡胶层之间的界面可能发生剥离。同样地，具有超过60度倾斜角的分界线很可能在橡胶层之间的界面处产生剥离。
在本实施方案中，着色层与黑色橡胶层之间的最小距离D优选为1mm以上，其中污染防止橡胶层设置在着色层与黑色橡胶层之间。在这种情况下，污染防止橡胶层有效地和充分地限制防老剂从黑色橡胶层向着色层的迁移，从而进一步有效地防止着色层的污染。
相反，当着色层与黑色橡胶层之间的最小距离小于1mm时，其中污染防止橡胶层设置在着色层与黑色橡胶层之间，污染防止橡胶层就不能有效地和充分地限制防老剂从黑色橡胶层的迁移，可能使着色层污染。
这样的轮胎在轮胎宽度方向观察的横截面中，污染防止橡胶层在轮胎宽度方向上向外的表面上的径向最外点和径向最内点之间的沿该表面的长度优选为5mm以上且轮胎的截面高度SH的40％以下。具有这种表面长度的污染防止橡胶层使得设置在污染防止橡胶层表面上的着色层充分发挥其装饰性，同时有效地防止着色层被防老剂污染并防止橡胶层在其界面彼此剥离。
相反，在轮胎宽度方向观察的横截面中，当污染防止橡胶层的在轮胎宽度方向上向外的表面上的径向最外点和径向最内点之间的沿该表面的长度小于5mm时，污染防止橡胶层的表面可能无法设置具有足够的径向宽度的着色层，以表现出足够的着色层的装饰性。另外，由于在这种情况下着色层相对地接近包围污染防止层的黑色橡胶层而设置，污染防止橡胶层可能会无法有效地限制在黑色橡胶层中所含的防老剂的迁移，这可能使着色层污染。另一方面，当沿表面的长度大于轮胎的截面高度SH的40％时，污染防止层将至少部分位于当轮胎在负荷下滚动时可能会在很大程度上变形的区域中。这可能潜在地导致在橡胶层之间的界面处的剥离。
此外，污染防止橡胶层优选至少一部分形成比其周围的胎侧部的外表面向轮胎宽度方向内侧凹的凹部，以将着色层设置在比周围的胎侧部的外表面靠轮胎宽度方向内侧的位置。在这种情况下，胎侧部的外表面不会受到路边石(curbstone)摩擦，从而有效地防止着色层被损坏。这使得轮胎上的装饰长期保留其预期的外观。
在实施方案中，污染防止橡胶层优选含有丁基系橡胶。
丁基系橡胶的实例包括例如丁基橡胶和卤化丁基橡胶。
丁基系橡胶表现出非常低的透气性，因此，它有效地限制橡胶组合物中所含的配合剂如防老剂的渗透。
含丁基系橡胶的污染防止橡胶层从而有效地限制从黑色橡胶层析出的防老剂等的迁移，从而有效地防止着色层由于防老剂而变色。
为了更有效地防止变色，污染防止橡胶层优选含有基于每100质量份橡胶组分为80质量份以上的丁基系橡胶。含有小于80质量份的污染防止橡胶层可能潜在地不能充分地和有效地防止防老剂从黑色橡胶层向着色层迁移。
此外，优选地，污染防止橡胶层含有无机粘土矿物。污染防止橡胶层中所含的无机粘土矿物会进一步降低橡胶的透气性，从而可以更有效地降低通过污染防止橡胶层的防老剂的量。含有无机粘土矿物的污染防止橡胶层从而有效地防止着色层被黑色橡胶层中所含的防老剂污染。
无机粘土矿物的实例包括，例如，高岭土、粘土、云母、长石以及二氧化硅和氧化铝的水合复合物。然而，也可以使用其他无机粘土矿物。污染防止橡胶层优选含有基于每100质量份橡胶组合物的橡胶成分为10-150质量份的无机粘土矿物。
当加入本发明实施方案中的污染防止橡胶层时，无机粘土矿物优选具有片状或板状形状。添加到橡胶组分的这样形状的无机粘土矿物在其中形成层结构，尤其当进行挤出或压延工序时。该层结构阻碍污染防止橡胶层中空气的通路，从而使污染防止橡胶层可以进一步降低其透气性。
进一步在第一轮胎中，着色层优选具有150μm以下的厚度。即使当轮胎在负荷下滚动时，具有150μm以下厚度的着色层也不会剥离。
相反地，当轮胎在负荷下滚动时具有超过150μm厚度的着色层容易剥离，因为在轮胎在负荷下滚动时当胎侧部弯曲或变形时，这样大厚度的着色层可能进行大的变形。此外，具有超过150μm厚度的着色层很可能与路边石摩擦，这也可能导致着色层的剥离。
优选地，污染防止橡胶层与胎体的帘布层帘线具有夹设在其间的胎侧胶。因为胎侧胶可以比污染防止橡胶更好地减少滞后损耗，所以在胎体帘布层帘线和污染防止橡胶之间具有胎侧胶的轮胎降低了轮胎的滚动阻力。
下文将参考附图进一步详细地描述本发明的第一轮胎的实施方案。
然而，以下描述仅是示例性的，并且因此各个构件的构成或作用效果并不限于此。
在图2中所示的轮胎110包括胎面部101、从胎面部101的侧面的径向内边缘向径向轮胎内侧连续延伸的侧壁部102、和从侧壁部102的径向内边缘连续径向延伸的胎圈部103。
侧壁部102和胎圈部103统称胎侧部104。
轮胎110进一步包括在一对胎圈部103之间延伸的胎体帘布层106，其使得能够径向设置。胎体帘布层106从胎面部101通过各侧壁部102向各胎圈部103环状地延伸。胎体帘布层被锁定在相应的胎圈部103内部形成的胎圈芯105，通过例如在轮胎宽度方向上沿着各胎圈芯105从内侧到外侧被折叠。
轮胎还包括设置在沿胎体帘布层106圆周向内的内衬层107。
如图2-4所示，轮胎110的胎侧部104包括暴露在胎侧部104的外表面上的着色层111、表面在轮胎宽度方向上向外的污染防止橡胶层112(即，在图2中左侧)、和形成大部分胎侧部104的黑色橡胶层113。着色层111形成在污染防止橡胶层112上。黑色橡胶层113设置在污染防止橡胶层112的径向内侧和径向外侧。着色层111通过污染防止橡胶层112与黑色橡胶层113隔开。
如图4所示，着色层111可以沿轮胎的圆周连续地以环状形成。环状着色层使标志(未示出)，例如文字、图形、包括条形码的符号和图案，能够沿轮胎周向示出。
着色层111可以是任何颜色。
着色层111可以通过在污染防止橡胶层112的表面上印刷涂料而形成。更具体地，着色层111可以例如通过经喷墨打印机的喷头将含墨的涂料喷射到已经硫化成形的轮胎的污染防止橡胶层112的表面而形成。着色层111也可以通过施涂多种涂料形成。
具有150μm以下的最大厚度的着色层111可以有效地避免因大的变形引起的剥离，当轮胎在负荷下滚动时，所述变形在着色层111发生。在所述厚度内的着色层111也可避免因与路边石摩擦引起的剥离。
虽然图中所示的轮胎110的着色层111沿在其上设置着色层111的污染防止橡胶层112的表面具有恒定的厚度t，但着色层的厚度可能沿着表面不恒定。然而，沿着表面不具有恒定厚度的着色层，在其最厚部分优选具有150μm以下的厚度。
沿法线的延伸方向至污染防止橡胶层112的表面测量厚度t。
污染防止橡胶层112的橡胶组合物可通过任意组合常常用于制备常规轮胎的橡胶组合物的组分来制备。橡胶组分的实例包括天然橡胶(NR)，丁基橡胶(IIR)，卤化丁基橡胶，异戊二烯橡胶(IR)，丁二烯橡胶(BR)，苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)，氯丁橡胶(CR)，丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)，和乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(EPDM)。这些组分可以单独添加或以两种以上组合添加。当污染防止橡胶层112包含乙烯-丙烯-二烯三元共聚物时，包含在污染防止橡胶层112中的乙烯-丙烯-二烯三元共聚物的量基于每100质量份橡胶组分优选为80质量份以上。
含有丁基系橡胶的污染防止橡胶层112可以阻碍防老剂通过污染防止橡胶层112。因而含有丁基系橡胶的污染防止橡胶层112可以防止由于在黑色橡胶层113中所含的防老剂引起的着色层111的污染。
含有无机粘土矿物的污染防止橡胶层112可以更有效地阻碍防老剂通过污染防止橡胶层112。因而含有无机粘土矿物的污染防止橡胶层112可以更有效地防止由于在黑色橡胶层113中所含的防老剂引起的着色层111的污染。污染防止橡胶层可以通过使用能够阻碍防老剂通过污染防止橡胶层的其它材料形成。
为了通过防止在使用时轮胎的橡胶由于臭氧或热的降解而增加轮胎的耐候性，使用胺类防老剂等作为污染性防老剂，并使用酚类防老剂等作为非污染性防老剂。污染性防老剂通常表现出比非污染性防老剂更高的防老化作用，但它比非污染性防老剂更快地污染着色层111。
出于这个原因，污染防止橡胶层112不含防老剂或含有少量的非污染性防老剂，而黑色橡胶层113含有防老剂。
不具有防老剂或具有少量非污染性防老剂的污染防止橡胶层112有效地防止着色层111被黑色橡胶层113中所含的防老剂污染，因为与污染防止橡胶层112的在轮胎宽度方向上向外的表面接触的着色层的面积与污染防止橡胶层112的面积相同或者比其小。
根据本发明的轮胎，如图2所示，污染防止橡胶层112的径向最外边缘位于即使当轮胎在负荷下滚动时拉伸变形量也小的区域。更具体地，所述最外边缘位于比轮胎最大宽度的位置104a靠径向内侧的位置。这种设置有效地防止橡胶层在其之间的界面处剥离。
如上所述，当轮胎在负荷下滚动时，胎侧部104的拉伸变形量在相对于轮胎最大宽度的位置104a径向向内的区域较小。因此，如图3所示，在具有小的拉伸变形量的区域中具有径向最外边缘PO的污染防止橡胶层112，缓解在橡胶层的界面上的应力集中，并有效地防止橡胶层的剥离。
污染防止橡胶层112的径向最内边缘PI优选位于一径向位置，即沿径向向外远离胎趾为轮胎的截面高度SH的20％以上。这种设置防止当轮胎在负荷下滚动时，橡胶层之间的径向内界面和径向外界面受到大的压缩变形。从而进一步有效地防止橡胶层彼此剥离。
此外，在轮胎的径向外侧附近形成的着色层111通常显示高的装饰性和标记的高可视性。位于上述径向位置的污染防止橡胶层112的径向最内边缘PI从而也能够提高装饰性和标记的可视性。
再进一步，如图4所示，轮胎通常设置有具有在轮胎110的轮辋线附近的凹凸表面的常规刻印(curved seal)120以显示该轮胎尺寸等。在这种情况下，将污染防止橡胶层112的径向最内边缘PI设置在上述径向位置可以防止着色层与刻印120重叠。刻印120的可视性因此得以保留。
如图3所示，在轮胎宽度方向观察的横截面中，黑色橡胶层113和污染防止橡胶层112具有在两者之间的分界线IO和II。径向外侧分界线IO可以相对于法线LO以倾斜角θO倾斜，所述法线LO从分界线IO与胎侧部的外表面相交的位置延伸和从胎侧部的外表面上的轴线向外边缘延伸，使得所述分界线IO的轴线方向内侧沿朝向轮胎的旋转轴线LR的方向延伸。如图所示，当污染防止橡胶层112的表面是相对于其邻接的黑色橡胶层113的外表面轴向向内凹时，上述“分界线与胎侧部的外表面相交的位置”可以被确定为其中所述分界线的直线或曲线延长线(即，通过直线地延伸分界线或与分界线的曲率半径相同的曲率半径而获得的延长线)与胎侧部的外表面相交的位置。
当分界线IO例如是曲线时，倾斜角θO可以被定义为通过法线LO和在分界线IO与胎侧部104的外表面相交的位置处的分界线IO的切线形成的角度。相同的定义适用于以下将描述的倾斜角θI。
与垂直于胎侧部104的外表面延伸的分界线IO相比，具有倾斜角θO的分界线IO增加污染防止橡胶层112和黑色橡胶层113之间的界面的面积。换言之，具有倾斜角θO的倾斜的分界线IO可以增加污染防止橡胶层112和黑色橡胶层113之间的接触面积。
橡胶层之间的接触面积增大，能够防止当轮胎在负荷下滚动时引起的应力在污染防止橡胶层112和黑色橡胶层113之间的界面上集中。该应力集中的缓解导致较少量的变形，从而可以防止橡胶层的剥离。
在轮胎宽度方向观察的横截面中，污染防止橡胶层112和黑色橡胶层113之间的径向内侧分界线II，可以相对于胎侧部104的外表面法线LI以倾斜角θI倾斜，所述法线是从分界线II与胎侧部104的外表面相交的位置延伸的法线。分界线II的内侧朝远离轮胎的旋转轴线LR的方向延伸。由此可以降低当轮胎在负荷下滚动时污染防止橡胶层112和黑色橡胶层113之间的界面周围产生的应力集中，以使在少量变形下不太可能发生剥离。
在图3中所示的实施方案中，分界线II和IO相对于各自的从分界线与胎侧部的外表面相交的点延伸的法线朝相反方向倾斜。在这种情况下，与两个分界线都相对于从分界线与轮胎外表面相交的点延伸的法线朝相同方向倾斜的情况相比，可以降低形成比黑色橡胶层113降解更快的污染防止橡胶层112所需的橡胶组合物的体积。将迅速降解的橡胶组合物体积的减少可以提高轮胎的耐久性，而不会造成其上设置着色层111的污染防止橡胶层112的表面积的减小。
进一步在图3中所示的实施方案中，分界线IO相对于从分界线IO与胎侧部104的外表面相交的点延伸的法线倾斜，使得法线的轴线方向内侧沿着朝向轮胎的旋转轴线LR的方向延伸。分界线II相对于从分界线与轮胎的外表面相交的点延伸的法线倾斜，使得法线的轴线方向内侧沿远离轮胎的旋转轴线LR的方向延伸。
分界线的这些倾向使污染防止橡胶层112具有在轮胎宽度方向上向外的大的表面积，而不增加污染防止橡胶层112的体积。这种大的表面积使得着色层111具有足够的径向宽度，以使着色层能够提高装饰性等。此外，设置橡胶层之间的界面充分远离胎体帘布层106的折叠端。这种设置防止橡胶层在其界面处彼此剥离，当污染防止橡胶层接近所述帘布层的折叠端设置时可能发生所述剥离。
当倾斜角θO和θI在10-60度范围内时，或者优选在20至40度范围内时，甚至可以提高橡胶层之间的接触面积。这进一步防止应力集中在橡胶层之间的界面上，由此更有效地在较小变形量下防止橡胶层的剥离。
优选地，在如图3中所示的实施方案中，着色层111与黑色橡胶层113之间的最小距离为1mm以上或更优选为2mm以上，其中污染防止橡胶层112位于着色层与黑色橡胶层之间。采用这种设置，污染防止橡胶层112有效地防止防老剂从黑色橡胶层113渗透，从而使着色层111不被黑色橡胶层113污染。
在轮胎宽度方向上污染防止橡胶层112的厚度T可以相应地也为1mm以上，或者更优选为2mm以上。
另外在图3和4所示的实施方案中，污染防止橡胶层112的在轮胎宽度方向上向外的表面上的径向最外点和径向最内点之间的沿该表面的宽度W可以为5mm以上且轮胎的截面高度SH的40％以下(例如，乘用车轮胎的大约50mm以下)。在这种情况下，设置在污染防止橡胶层112的表面上并暴露于胎侧部104的外表面上的着色层111，能够获得足够的径向宽度(例如，1mm以上)以提供预期的装饰性和标记的可视性。此外，在这种情况下，设置在污染防止橡胶层112的表面上的着色层111，由此可能也获得距离黑色橡胶层的足够距离，从而被保护免于污染。此外，将污染防止橡胶层112设置在即使当轮胎110在负荷下滚动时变形量也小的区域中。这种设置有效地防止橡胶层在其界面处彼此剥离。
在图示的实施方案中，径向最外点和径向最内点分别被确定为污染防止橡胶层112的上述径向最外边缘PO和径向最内边缘PI。
更进一步地，如图2和3中所示，污染防止橡胶层112可以形成比其周围的胎侧部的外表面向轮胎宽度方向内侧凹的凹部。污染防止橡胶层112在凹部内具有着色层111，以将着色层设置在比周围的胎侧部的外表面靠轮胎宽度方向内侧的位置。在这种情况下，胎侧部将不接触或摩擦路边石，以使着色层111不会被损坏。这使得轮胎上的装饰和标记长期保持其良好的外观。在这里使用的术语“凹”是指，在轮胎宽度方向观察的横截面中，污染防止橡胶层112的在轮胎宽度方向上向外的表面位于其中设置污染防止橡胶层112的胎侧部的轮廓的在轮胎宽度方向的内侧。轮廓由图2和3中的虚拟线显示。
在本实施方案中，如图5中所示，污染防止橡胶层112的在轮胎宽度方向上向外的表面可以位于相对于图2和3中所示的污染防止橡胶层的表面在轮胎宽度方向上向外的位置。在这种情况下，污染防止橡胶层112的表面可以作为与周围的胎侧部104的外表面相同的平面，使得可以进一步增强印在着色层111上的标记的装饰性或可视性。
只要不矛盾，也可以在本发明的第一轮胎的优选实施方案中采用稍后将描述的本发明的第二轮胎和第三轮胎的特征。
[关于第二目的的实施方案]
下文将通过示出第二轮胎的实施方案详细描述用于实现前述第二目的的本发明的第二轮胎。本发明的第二轮胎包括设置在所述轮胎的外表面的至少一部分的着色层、和设置在所述着色层的轮胎内侧的下层橡胶。着色层是通过将紫外线(UV)固化型涂料固化而形成的，和下层橡胶是由基于每100质量份橡胶组分含0-1.5质量份的防老剂的橡胶组合物制成。在本发明的第二轮胎中，设置在着色层的轮胎内侧的下层橡胶使用基于每100质量份橡胶组分包含1.5质量份以下的防老剂的橡胶组合物，以限制防老剂朝表面侧迁移(即“起霜(bloom)”)。在本发明的第二轮胎中，当用UV光照射时形成着色层的UV固化型涂料充分固化，且着色层令人满意地粘附到设置在着色层的轮胎内侧的下层橡胶。
如上所述，用于下层橡胶的橡胶组合物含有0-1.5质量份的防老剂，或优选小于1.0质量份的防老剂，基于每100质量份橡胶组分。当下层橡胶的橡胶组合物含有基于每100质量份橡胶组分超过1.5质量份的防老剂时，防老剂向表面侧的迁移(即“起霜”)增加，从而防止在UV辐射下成为着色层的UV固化型涂料固化，并且降低着色层和设置于着色层的轮胎内侧的下层橡胶之间的粘附。相反，当下层橡胶的橡胶组合物含有基于每100质量份橡胶组分为小于1.0质量份的防老剂时，在UV辐射下UV固化型涂料特别令人满意地固化，以使着色层进一步牢固地粘附到下层橡胶。
防老剂的实例包括，例如，N-苯基-N'-(1,3-二甲基丁基)-对苯二胺(6PPD)、2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉聚合物(TMDQ)、6-乙氧基-2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉(AW)、N,N'-二苯基-对苯二胺(DPPD)、N,N'-二仲丁基-对苯二胺和N-苯基-N'-(甲基庚基)-对苯二胺。
用于下层橡胶的橡胶组合物的橡胶组分可以是天然橡胶(NR)或合成橡胶。这里的合成橡胶的实例包括合成聚异戊二烯橡胶(IR)，苯乙烯-丁二烯共聚物橡胶(SBR)，二烯类橡胶如聚丁二烯橡胶(BR)、丁基橡胶(IIR)、卤化丁基橡胶[溴化丁基橡胶(Br-IIR)和氯化丁基橡胶(Cl-IIR)等]，和非二烯系橡胶如乙烯-丙烯-二烯橡胶(EPDM)。这些橡胶组分可单独或以两种以上的组合使用。在本发明中，非二烯系橡胶被定义为来自二烯类单体的单元与构成非二烯系橡胶的单体单元的比例为5mol％以下的橡胶。二烯类单体的实例包括1,3-丁二烯、异戊二烯、1,3-戊二烯、2,3-二甲基丁二烯，构成非二烯系橡胶的除了二烯类单体以外的单体(即，非二烯系单体)的实例包括乙烯、丙烯和异丁烯。
在本发明的第二轮胎中，下层橡胶的橡胶组合物优选含有非二烯系橡胶作为上述橡胶组分的至少一部分。如上所述，虽然基于每100质量份橡胶组分含有1.5质量份以下的防老剂的橡胶组合物非常牢固地粘附到着色层，但它表现出低的耐候性，或具体地说，它表现出例如低的耐臭氧性。另一方面，非二烯系橡胶具有高的耐候性，从而使含有非二烯系橡胶作为其至少部分橡胶组分的下层橡胶的橡胶组合物可以改善下层橡胶的耐候性。
优选地，在下层橡胶的橡胶组合物中，橡胶组分以至少15重量％的量含有上述非二烯系橡胶。这样的组合物的下层橡胶高度提高了其耐候性。
除了上述橡胶组分和防老剂之外，下层橡胶的橡胶组合物还可以进一步含有填料如炭黑、硫化剂如硫、硫化促进剂、加工油、防焦剂、锌白和硬脂酸酸。在橡胶工业中常用的这类配合剂可以任意选择和加入到橡胶组合物中，只要它们不妨碍实现本发明的目的。可以优选使用市售品作为配合剂。为了生产下层橡胶的橡胶组合物，将根据需要任意选择的配合剂与橡胶组分混合和混炼，然后进行加热和挤出。
在本发明的第二轮胎中，着色层是通过将UV固化型涂料固化而形成的。本文使用的UV固化型涂料在UV辐射下固化。UV固化型涂料通常主要由光聚合引发剂、低聚物、单体和着色剂组成。如果需要，UV固化型涂料可以进一步包含例如紫外线吸收剂、抗氧剂、光稳定剂、粘合促进剂、流变改性剂和分散剂。用作本发明的轮胎的着色层原料的UV固化型涂料可以用溶剂稀释来调节粘度。
作为光聚合引发剂，一般使用自由基光聚合引发剂。在本实施方案中的光聚合引发剂的实例包括夺氢型引发剂，如二苯甲酮、邻苯甲酰苯甲酸甲酯、4-苯甲酰基-4'-甲基二苯硫醚、异丙基硫杂蒽酮、二乙基硫杂蒽酮、4-(二乙基氨基)苯甲酸甲酯；分子内裂解型引发剂，如安息香醚、苯甲酰丙基醚、苄基二甲基缩酮；α-羟基烷基苯基酮型引发剂，如2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、1-羟基环己基苯基酮、烷基苯基乙醛酸酯、二乙氧基苯乙酮；α-氨基烷基苯基酮型引发剂，如2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉基丙酮-1、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉基苯基)丁酮-1；和酰基膦氧化物。这些光聚合引发剂可以单独使用或以两种以上的组合使用。要使用的光聚合引发剂的量优选在以下将确定的低聚物和单体的总量的0.1-10.0重量％范围内。
低聚物的实例包括反应性低聚物，如尿烷(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、丙烯酸类树脂的(甲基)丙烯酸酯。不具有反应性官能团的化合物也可以适当的用作低聚物。这里的“(甲基)丙烯酸酯”包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。UV固化型涂料优选含有在20-80重量％范围内的低聚物。
单体优选丙烯酸酯单体或甲基丙烯酸酯单体。丙烯酸酯单体和甲基丙烯酸酯单体能够增强与下层橡胶的粘附性和作为弹性模量的控制剂。还需要这些单体调节UV固化型涂料的涂布液的粘度。单体的配合量任意确定，取决于所使用的低聚物。单体的实例包括单官能单体，如2-羟乙基(甲基)丙烯酸酯、2-羟丙基(甲基)丙烯酸酯、4-羟丁基(甲基)丙烯酸酯、2-乙基己基聚乙氧基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、三环癸烷单(甲基)丙烯酸酯、二环戊烯基氧乙基(甲基)丙烯酸酯、四氢化糠基(甲基)丙烯酸酯、吗啉丙烯酸酯(丙烯酰吗啉)、N-乙烯基己内酰胺、2-羟基-3-苯氧基丙基(甲基)丙烯酸酯、邻-苯基苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯；双官能单体，如新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二丙氧基二(甲基)丙烯酸酯、羟基特戊酸新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、二羟甲基三环癸烷二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、壬二醇二(甲基)丙烯酸酯；和多官能单体，如三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、三[(甲基)丙烯酰氧基乙基]异氰脲酸酯、二三羟甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯。优选地，UV固化型涂料含有在10-80重量％范围内的量的单体。
添加着色剂以使着色层具有与下层橡胶的颜色不同的颜色。例如，对于黑色下层橡胶，使用赋予除了黑色之外的颜色的着色剂。作为着色剂，在本实施方案中可以使用有机或无机颜料，或者有机或无机染料。无机颜料的实例包括氧化钛。白色着色剂的实例包括二氧化钛、锑白、硫化锌。红色着色剂的实例包括氧化铁红，镉红，铅丹，硫化汞，镉，永久红4R，立索尔红，吡唑啉酮红，沃丘格红(watching red)，钙盐，色淀红D，亮胭脂红6B，曙红色淀，罗丹明色淀B，茜素色淀(alizaline lake)，亮胭脂红3B，C.I.颜料红2。蓝色着色剂的实例包括C.I.颜料蓝15:3，C.I.颜料蓝15，普鲁士蓝，钴蓝，碱性蓝色淀，维多利亚蓝色淀，酞菁蓝，无金属酞菁蓝，部分氯化的酞菁蓝，第一天蓝，阴丹士林蓝BC。黄色着色剂的实例包括铬黄，锌黄，镉黄，黄色氧化物，矿物第一黄，镍钛黄，脐橙黄，萘酚黄S，汉萨黄G，汉萨黄10G，联苯胺黄GR，喹啉黄色淀，永久黄NCG，柠檬黄色淀，C.I.颜料黄12，优选地，所用的着色剂的量在低聚物和单体的总量的1-50重量％范围内。
可以将其它配合剂适当的加入到UV固化型涂料，以改善耐候性和耐热性，或调节粘度。
在本发明中，可以通过借助于例如丝网印刷、喷墨印刷、凸版印刷或移印，将UV固化型涂料施涂到硫化轮胎的下层橡胶上，然后通过UV辐射固化施涂的涂料而在轮胎的外表面上形成着色层。可替代地，通过使用模内涂层而在轮胎的外表面上形成着色层，所述模内涂层是通过UV辐射来固化在剥离膜上施涂的UV固化型涂料并在硫化轮胎时将所得到的膜放置在模具中而获得的。
所述第二轮胎的着色层和下层橡胶材料优选设置在轮胎的侧壁上。然而，这些层的位置并不限于此，只要着色层设置在轮胎外表面的至少一部分和具有特定组成的下层橡胶设置在着色层的轮胎内侧上。然而，当设置在侧壁上时，着色层和下层橡胶有效地实现其预期功能，这是因为侧壁是轮胎的最显眼的部分。
下文将参考图6详细描述本发明的第二轮胎的优选实施方案。图6中所示的轮胎包括一对胎圈部201、一对侧壁部202、从侧壁部202连续延伸的胎面部203、嵌在胎圈部201中的胎圈芯204、以环状延伸的胎体205、以及相对于胎体205的冠部径向向外设置的带206。图6中所示的轮胎还包括设置在所述侧壁部之一的轮胎外表面的一部分上的着色层207，和与着色层207邻接设置在轮胎内部侧上(或在示出的实施例中在轮胎宽度方向上的内侧上)的下层橡胶208。
在图示实施例的由单个胎体帘布层形成的胎体205包括：在一对胎圈芯204之间延伸的环形形状的主体部，和通过将胎体205在轮胎宽度方向上沿着各胎圈芯204径向向外从内侧向外侧滚动而形成的折叠部。然而，对于本发明的轮胎，帘布层的数量与胎体205的结构不限于此。进一步，在图示的轮胎中，胎体205包括由相对于胎体205的冠部径向向外设置的两个带束层组成的带206。带束层通常是由相对于轮胎赤道面倾斜延伸的钢丝帘线的橡胶涂层制成。两个带束层通过叠置使得构成该带束层的钢丝帘线相互交叉并且轮胎赤道面置于其之间而形成带206。虽然图中的带206由两个带束层构成，然而构成带206的带束层的数量可以是三个以上。尽管图6中的轮胎是乘用车用，但本发明的轮胎的用途并不限于此。
此外，图6中所示的轮胎包括在侧壁部202的轮胎外表面上的着色层207，和在着色层下(或者在着色层的轮胎的内部侧)在轮胎最大宽度的位置处的下层橡胶208。然而，本发明的轮胎的构造并不限于此。例如，在轮胎宽度方向上相对于侧壁部202的胎体205向外设置的胎侧胶的整体可以用作下层橡胶208，和着色层207可以设置在这样的下层橡胶上。具有这种结构的轮胎也是本发明的优选的实施方案之一。
只要不矛盾，可以在本发明的第二轮胎的优选实施方案中采用本发明的第一轮胎的特征和将在下面描述的第三轮胎的特征。
[用于实现第三目的的实施方案]
下文将参考附图详细描述用于实现上述第三目的的本发明的第三轮胎。
图7是根据本发明一个实施方案的轮胎侧视图，图8是从轮胎宽度方向观察的图7中所示的轮胎的半部分的截面图。
在图7中所示的轮胎310包括在其胎侧部301的表面上的带状着色层302。着色层具有与轮胎的基本色(通常为黑色)不同的颜色。着色层302具有印在其上的颜色与着色层302的颜色不同的标记303。在图示的实例中，标记303是“ABCDEFG”；然而，标记并不限于此。标记303可以是公司名称、商品名称、轮胎尺寸、制造日期等，由文字、图形、包括条形码的符号、图案或它们的任意组合表示。
在本实施方案中，如图8中所示，各胎侧部301包括从胎面部304的侧面连续向径向内部延伸的侧壁部305，和从侧壁部305向径向内部连续延伸的胎圈部306。更具体地，胎侧部301被定义为从胎面部表面的在轮胎宽度方向上外侧边缘到胎圈306的轮辋配件的部分。
当以新品展示时，具有与轮胎的基本色不同颜色的着色层302的轮胎将用户的注意力吸引到着色部分。因此突显着色层302上的印的标记303，这样应当刺激用户的购买兴趣。进一步，具有与着色层302的颜色不同的颜色的标记303应该是高度可见的。
在本发明的第三轮胎中，着色层优选通过设置着色的橡胶而形成或通过印刷而形成。更具体地，着色层302优选通过设置并硫化着色的橡胶作为侧壁橡胶的一部分而形成或者通过印刷油墨而形成。
通过设置着色的橡胶而形成的着色层302即使当胎侧部301在一定程度上磨损时也可以保留它的颜色，从而着色层302可长期保持上述优点。
另一方面，通过印刷而形成的着色层302可以容易地而且令人满意地显示其颜色。
标记303优选通过印刷油墨、涂装涂料或者贴置印章而形成。印章贴附在到着色层之前与轮胎310分别预先形成。
由上述方法之一形成的着色层302优选具有1-200μm的厚度t，这是因为具有小于1μm厚度的着色层可能太薄而不能令人满意地掩盖基本色，而具有超过200μm厚度的着色层可能太厚而不能避免裂开。
随着轮胎的使用，着色层302遭受可能发生的开裂和随后的裂开。这个问题可以通过调节着色层302与胎体307中的帘布层帘线370之间的距离L来解决。如图8所示，保持距离L等于或小于4.0mm是重要的。
具体地，距离L被确定为着色层302和在轮胎宽度方向上面对着色层的最外侧胎体之间的最小距离，如图8(b)所示；也就是说，距离L是示出的实施例中着色层302和胎体307的折叠部307a的帘布层帘线之间的最小距离。如图9中所示，当着色层302位于比折叠部307a的端部靠径向外侧的位置时，距离L是着色层302和在胎体307的主体中帘布层帘线370之间的最小距离。如图9中所示，在本发明的第三轮胎中，着色层302优选与胎体307的端部径向隔开。
本发明的发明人勤奋地研究了随着轮胎的使用在着色层302中产生裂纹的原因，并且发现，在其上设置着色层302的胎侧部的表层处的表面变形，在很大程度上影响裂纹的产生。总之，本发明人发现，当轮胎滚动时发生的在胎侧部的表层的表面变形产生裂纹。
本发明人随后寻求降低表面变形的方法，并发现调节着色层和胎体中的帘布层帘线之间的距离，有效地降低了表面变形。具体地，4.0mm以下的上述距离L减小了表面变形，从而防止或减少裂纹的产生。
距离L需要在整个着色层302保持等于或小于4.0mm。距离L在整个着色层302不超过4.0mm的长度是重要的。
优选地，在轮胎的制造过程中考虑到可加工性，该距离L为至少0.5mm。
此外，着色层302优选具有至少80％的亮度。典型的轮胎的基本色是黑色(即，具有0％的亮度)，因此，具有接近白色(即，具有接近100％的亮度)的着色层302可以吸引用户的注意。这也将用户的注意吸引至着色层302上印刷的标记303。
相反，标记303优选具有20％以下的亮度。当作为背景的着色层302具有80％以上的亮度时，具有20％以下的亮度的标记303可以提供相对于着色层302的大的亮度差。这样的亮度差提高标记的可视性。
例如，当着色层302是白色(即，具有100％的亮度)和标记为黑色(即，具有0％的亮度)时，标记303是高度可见的和令人满意地吸引用户的注意。
此外，着色层302与标记303优选具有70％以上的饱和度差。这是因为，即使当标记303相对于作为背景的着色层302不具有大的亮度差时，大的饱和度差也使得标记303的可见度高。
例如，当着色层302是绿色(即，具有70％的饱和度)和标记303是白色(即，具有0％的饱和度)时，标记303是高度可见的和令人满意地吸引用户的注意。
在本发明的第三轮胎中，胎侧部优选具有从胎侧部的在轮胎宽度方向上的表面向外延伸的凸部。该凸部优选具有着色层。
图10是根据本发明的着色层302的另一个实施方案的轮胎的胎侧部的放大截面图。在该第二实施方案中，胎侧部301具有从胎侧部301的在轮胎宽度方向上的表面向外延伸的凸部308。凸部308包括相对于平行于轮胎赤道面CL的方向具有倾斜角θ2的平面，倾斜角θ2小于作为不具有凸部308的胎侧部301的表面的倾斜度的倾斜角θ1。(没有凸部308的胎侧部301的表面在图10中由点划线(chain line)示出)。所述平面作为着色层302。
如图10所示，当凸部308设置在胎圈部306附近时，所述胎圈部306位于相对于轮胎最大宽度的位置P靠径向内侧的位置，倾斜角θ1大于当凸部308设置在位置P附近时。因此，当胎侧部不包括凸部308时，轮胎在位于径向外侧的点A处的圆周比轮胎在位于径向内侧的位置B处的圆周要长。圆周长度之差引起印刷在着色层302上的标记303的文字的下部(即，在B点的部分)以狭窄的显示。因此，设置凸部308以减少通过点A的圆周和通过凸部308的顶点C的圆周之间的长度差。由点A与顶点C所限定的着色层302的平面上印刷的标记303将不会进行上述问题，使得标记的可视性得到改善。
凸部308可以通过在设置着色的橡胶之后进行的硫化来形成，或者可以通过使用与用于侧壁橡胶的其它部分相同的橡胶并在所得的凸部的表面上印刷着色层302而形成。
为了有利地防止在着色层302中产生裂纹，着色层302优选与折叠部307a的端部远远地隔开。这样的构造示于图11和12中。
具体而言，在图11的轮胎中，折叠部307a是通过沿着胎圈芯弯曲胎体，并把折叠部307a的端部放置在胎圈芯上形成的。在图12的轮胎中，折叠部307a是通过径向向外延伸胎体，并把折叠部307a的端部相对于着色层302径向向外放置而形成的。
在本发明的第三轮胎中，胎侧部的橡胶厚度优选为3.5mm以下。
只要不矛盾，在本发明的第三轮胎的优选实施方案中可以采用如上已经描述的本发明的第一和第二轮胎的特征。
<定义>
如本文中所使用的尺寸，例如在轮胎宽度方向的横截面中，橡胶层之间的分界线的倾斜，是在安装在适用的轮辋上的、填充有预定内压的空气并进行无负荷的轮胎中测量。
术语“轮胎的截面高度”是指通过从轮胎的外径减去适用轮辋的轮辋直径所得到的长度。
术语“轮胎的最大宽度”指的是，当它是实心轮胎时，除了在轮胎的侧面上形成的凸部如图案、文字和轮辋护圈(rim guard)以外的胎侧部的表面之间的最大直线宽度。当是充气轮胎时，是指除了在轮胎的侧面上形成的凸部如图案、文字和轮辋护圈以外的侧壁之间的最大直线宽度。充气轮胎的最大直线宽度是当轮胎安装在适用轮辋上、填充有规定的空气压力的空气并且在进行无负荷时测量。
术语“适用轮辋”指的是由在轮胎生产或使用的相应区域有效的工业标准定义的轮辋。工业标准的实例包括，例如，由日本汽车轮胎制造商协会(JATMA)在日本发行的年鉴，由欧洲轮胎和轮辋技术组织(ETRTO)在欧洲发行的标准手册，和由轮胎和轮辋协会公司(TRA)在美国发行的年鉴。
术语“规定内压”和“规定的空气压力”指的是按照轮胎的最大负荷能力被填充在轮胎中的空气压力(即，最大空气压力)，其由上述标准如JATMA中所规定，取决于轮胎的尺寸。术语“最大负荷能力”指的是允许加到轮胎上的最大质量，其也由上述标准规定。
本文所用的术语“空气”可以由惰性气体如氮气代替。
实施例
将在下文中通过示出实施例进一步详细描述本发明。然而，本发明并不限于以下实施例。
<<第一轮胎>>
实验性地制造具有195/65R15的轮胎尺寸的用于实施例和比较例的轮胎，并评价其性能。测试细节在下文中描述。
如图2中所示，用于实施例和比较例的各个轮胎在其胎侧部设置有暴露于胎侧部的外表面上的着色层、其上设置所述着色层的具有在轮胎宽度方向向外的表面的污染防止橡胶层、和设置在所述污染防止橡胶层的径向内侧和外侧的黑色橡胶层。
实施例和比较例的各轮胎的污染防止橡胶层中含有90质量份丁基橡胶，并且实施例轮胎2-20的污染防止橡胶层含有50质量份层状粘土。没有轮胎在污染防止橡胶层中含任何防老剂。
如图2所示，污染防止橡胶层的径向最外边缘和胎趾之间的距离表示为rO，并且污染防止橡胶层的径向最内边缘与胎趾之间的距离表示为rI。
各实施例和比较例轮胎的rO和rI值示于表1中。在各实施例和比较例的轮胎中，该值在轮胎最大宽度的位置显示0.5SH(即，轮胎的截面高度的0.5倍)。
在实施例轮胎4-20中，在轮胎宽度方向观察的横截面中，污染防止橡胶层与径向外侧黑色橡胶层之间的径向外侧分界线相对于法线以θO的倾斜角向轮胎外表面倾斜，所述法线是从所述分界线与轮胎外表面相交的点延伸的法线。这里，当倾斜角具有正值时，分界线的轴向内侧朝向轮胎的旋转轴线的方向延伸。当倾斜角具有负值时，则分界线的轴向内侧朝向远离轮胎的旋转轴线的方向延伸。
污染防止橡胶层与黑色橡胶层之间的径向内侧分界线相对于法线沿与径向外侧分界线相反的方向朝向轮胎外表面倾斜θI＝(-1×θO)的倾斜角，所述法线是从分界线与轮胎外表面相交的点延伸的法线。这里，当倾斜角具有正值时，分界线的轴向内侧沿着远离轮胎的旋转轴线的方向延伸。当倾斜角为负值时，则分界线的轴向内侧沿着朝向轮胎的旋转轴线的方向延伸。
对于各实施例和比较例的轮胎，着色层和黑色橡胶层之间(在两者之间具有污染防止橡胶层)的最小距离T，和污染防止橡胶层的在轮胎宽度方向上向外的表面上的径向最外点和最内点之间的沿该表面的长度W示于表1中。对于各实施例和比较例的轮胎，轮胎的截面高度SH的40％确定为50.3(125.8×0.4)mm。
<耐污染性评价试验>
为了测试耐污染性，将上述实施例和比较例轮胎在制造后在室外放置30天。然后检查轮胎可能出现在着色层的颜色变化。表1示出本试验的结果。
在表1中，评价结果是通过使用比较例轮胎作为对照获得的指数来表示。更大的值代表更高的耐污染性。
<耐剥离性评价试验]
为了评价耐可能发生在橡胶层之间的界面的剥离性，将实施例和比较例轮胎安装在具有6JJ尺寸(其是由JATMA规定的标准轮辋尺寸)的轮辋上，填充有具有240kPa压力的空气(其是由JATMA规定的最大标准压力)，并进行转鼓试验。在转鼓试验中，将615kg的转鼓负荷(其是由JATMA规定的最重负荷)施加在轮胎上以60km/h的转鼓速度行进10,000km的距离。然后检查在其上进行测试的轮胎是否有剥离，如果有的话，测量各轮胎在圆周方向上剥离的总长度。表1示出本试验的结果。
在表1中，评价结果是通过使用比较例作为对照获得的指数来表示。更大的值代表更高的耐剥离性。
表1中的结果显示，与比较例轮胎相比，每个具有污染防止橡胶层的径向最外边缘的实施例轮胎显著改善耐剥离性，污染防止橡胶层位于比轮胎最大宽度的位置靠径向内侧的位置。表1还表明，通过将污染防止橡胶层的径向最内边缘设置在沿径向向外距离胎趾为轮胎的截面高度SH的20％以上的径向位置，或者通过将污染防止橡胶层和径向外侧黑色橡胶层之间的分界线相对于所述分界线与轮胎外表面相交的点延伸的轮胎外表面法线倾斜，耐剥离性进一步提高。
表1还表明，通过向污染防止橡胶层添加丁基类橡胶或者无机粘土矿物，或者通过增加着色层与黑色橡胶层之间(在着色层与黑色橡胶层之间具有污染防止橡胶层)的最小距离D，提高了涂层对黑色橡胶层中所含的防老剂的耐污染性。
<<第二轮胎>>
<UV固化型涂料的制备>
为了制备UV固化型涂料，将50质量份聚氨酯丙烯酸酯(UV-2000B，日本合成化学工业有限公司制造)、25质量份苯基缩水甘油醚环氧丙烯酸酯(R-128H，日本化药制造公司制造)、25质量份丙烯酸苯氧基乙酯(R-561，由日本化药有限公司制造)、1质量份1-羟基环己基苯基酮(Irgacure184，由Ciba-Geigy日本公司制造)、和20质量份氧化钛混合。
<橡胶组合物和轮胎的生产>
通过使用班伯里密炼机混合表2中所示的原料以制备橡胶组合物。将得到的橡胶组合物用于侧壁的下层橡胶以生产具有195/65R15的轮胎尺寸并具有图6中所示结构的乘用车用轮胎。接着，使用喷墨印刷方法将按上述方法制备的UV固化型涂料施涂到所获得的厚度为25μm的轮胎的侧壁的表面。然后通过使用SUBZERO085(UV灯系统，由SYSTEM INTEGRATION,Inc.制造，具有100W/cm的输出)以200mJ/cm2的总光强度和1200mW/cm2峰值照度固化油墨组合物(UV固化型涂料)。用UV光量计UV Power Puck(由EITInc.制造)测量总光强度和峰值照度。相应地形成装饰印刷层(着色层207)。
(1)涂膜的固化性
在施涂UV固化型涂料和用UV光照射涂料后，通过观察施涂到被测试轮胎的涂料是否已经固化来评价涂膜的固化性。在表2中，
“○”是指涂膜固化，
“△”是指涂膜不均匀固化，和
“×”是指涂膜未固化。
(2)着色层的粘附性
为了评价着色层的粘附性，将被测轮胎在温度设定为60℃的恒温炉中静置48小时，按照JIS K5600-5-6在轮胎的着色层上进行横切粘附测试。结果是由通过将从剥离着色层的实施例轮胎2-1的着色层上的平方数的倒数假定为100得到的指数来表示。更大的指数值代表着色层的粘附性更高。
(3)耐臭氧性和变色性
为了评价耐臭氧引起的开裂性和变色程度，将被测试的轮胎在下列条件下进行转鼓运行试验。在评价耐臭氧引起的开裂性中，目视观察着色层，并根据0至5的等级评级，其中“0”表示未观察到开裂和“5”表示结果非常差。在评价变色程度中，也目视观察着色层，并根据1至5的等级评级，其中“1”表示未观察到变色和“5”表示观察到严重的变色。
-转鼓条件-
负荷：505kg
速度：60km/h
预处理：无
臭氧浓度：10pphm
运行距离(转鼓)：10,000km
[表2]
*1聚丁二烯橡胶(BR)：二烯系橡胶，BR-01(由JSR公司制造)
*2溴化丁基橡胶(Br-IIR)：非二烯系橡胶，溴化丁基2255(由JSR公司制造)
*3防老剂：N-(1,3-二甲基丁基)-N'-对苯二胺，Nocrac6C(由OuchiShinko Chemical Industrial Co.Ltd制造)
*4硫化促进剂CZ-G：N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺，Nocceler CZ-G(由Ouchi Shinko Chemical Industrial Co.Ltd制造)
*5硫化促进剂DM-P：二硫化二苯噻唑，Nocceler DM-P(由Ouchi ShinkoChemical Industrial Co.Ltd制造)
比较例2-1和实施例2-1至2-3的比较表明，由基于每100质量份橡胶组分含0-1.5质量份的防老剂的橡胶组合物制成的下层橡胶使施涂到下层橡胶表面的UV固化型涂料令人满意的固化。该比较还表明，该橡胶组合物的下层橡胶使已经施涂和固化的UV固化型涂料的着色层令人满意地粘附到轮胎(即，下层橡胶)。
实施例2-1和实施例2-2的比较表明，基于每100质量份橡胶组分含有小于1.0质量份的防老剂的下层橡胶的橡胶组合物改善了UV固化型涂料的固化性、以及轮胎(即，下层橡胶)和已经施涂和固化的UV固化型涂料的着色层之间的粘附。
实施例2-3和实施例2-4的比较表明，含有非二烯系橡胶作为其橡胶组分的至少一部分的下层橡胶的橡胶组合物提高了轮胎(即，下层橡胶)的耐候性。
<<第三轮胎>>
根据图7和8中所示的实施方案，在具有195/65R15的轮胎尺寸的乘用车轮胎的胎侧部上形成具有25μm厚度t和3mm径向宽度的着色层302。具体地，通过使用喷墨印刷方法将UV固化型涂料施涂到胎侧部来形成厚度为25μm的着色层302。然后通过使用SUBZERO085(UV灯系统，由SYSTEMINTEGRATION,Inc.制造，具有100W/cm的输出)在200mJ/cm2的总光强度和1200mW/cm2峰值照度的条件下固化油墨组合物。用UV光量计PowerPuck(由EIT Inc.制造)测量总光强度和峰值照度。相应地形成装饰印刷层。
上述轮胎各自在着色层302和胎体的折叠部307a之间设置有不同的距离L。这种轮胎是通过改变胎侧胶的厚度实验性地生产。
通过转鼓运行试验来评价装饰轮胎。将安装在适用轮辋上并调节以含有预定压力的空气的轮胎以60km/h的速度进行转鼓运行试验。然后检查轮胎的剥离或开裂。表3示出测试结果。在表3中，当即使在轮胎经历8,000km以上行进距离之后仍未观察到剥离或者开裂时，轮胎评价为“○”。相反，当甚至在轮胎经历8,000km行进距离之前也观察到剥离或者开裂时，轮胎评价为“×”。
[表3]
表3中所示的结果表明，具有4.0mm以下的距离L的轮胎即使在轮胎经历5,000km行进距离之后将不会引起着色层开裂。
附图标记说明
101 胎面部
102 侧壁部
103 胎圈部
104 胎侧部
104a 轮胎最大宽度的位置
105 胎圈芯
106 胎体帘布层
107 内衬层
110 轮胎
111 着色层
112 污染防止橡胶层
113 黑色橡胶层
120 刻印
LR 轮胎的旋转轴线
LO 胎侧部外表面法线，从污染防止橡胶层和径向外侧黑色橡胶层之间的分界线与胎侧部外表面相交的点延伸
LI 胎侧部外表面法线，从污染防止橡胶层和径向内侧黑色橡胶层之间的分界线与胎侧部外表面相交的点延伸
IO,II 污染防止橡胶层与黑色橡胶层之间的分界线
θO,θI 污染防止橡胶层与黑色橡胶层之间的分界线的倾斜角
T 污染防止橡胶层在轮胎宽度方向上的厚度
t 着色层的厚度
W 着色层在轮胎径向方向上在胎侧部的外表面上暴露的宽度
ro 污染防止橡胶层的径向最外边缘和胎趾之间的距离
r1 污染防止橡胶层的径向最内边缘和胎趾之间的距离
SH 轮胎的截面高度
201 胎圈部
202 侧壁部
203 胎面部
204 胎圈芯
205 胎体
206 带
207 着色层
208 下层橡胶
301 胎侧部
302 着色层
303 标记
304 胎面部
305 侧壁部
306 胎圈部
307 胎体
308 凸部
310 轮胎
370 帘布层帘线

Claims (17)

1.一种轮胎，其包括用于与路面接触的胎面部，和从所述胎面部连续延伸的胎侧部，其中：
所述胎侧部包括含有防老剂的黑色橡胶层、与所述黑色橡胶层邻接设置的污染防止橡胶层、以及设置在所述污染防止橡胶层的在轮胎宽度方向上向外的表面上的着色层，所述着色层暴露在所述胎侧部的外表面上；和
所述污染防止橡胶层在轮胎径向方向上具有最外边缘，该最外边缘位于比轮胎最大宽度的位置靠径向内侧的位置。
2.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述污染防止橡胶层包含透气性比黑色橡胶层的透气性低的橡胶。
3.根据权利要求1或2所述的轮胎，其中所述污染防止橡胶层在轮胎径向上具有径向最内边缘，所述径向最内边缘位于沿径向向外离开胎趾为轮胎的截面高度SH的20％以上处。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的轮胎，其中：
在所述污染防止橡胶层和所述黑色橡胶层之间包括径向外侧分界线和径向内侧分界线；
在轮胎宽度方向的横截面中，各分界线被设置成该分界线的轮胎轴线方向内侧相对于胎侧部外表面法线向靠近或远离轮胎的旋转轴线的方向倾斜，所述法线是从所述分界线与所述胎侧部的外表面相交的点延伸的法线；和
所述径向外侧分界线和所述径向内侧分界线相对于所述旋转轴线朝相反的方向倾斜。
5.根据权利要求4所述的轮胎，其中在轮胎宽度方向的横截面中，所述污染防止橡胶层和所述黑色橡胶层之间的各分界线相对于所述胎侧部外表面法线以10度-60度的角度范围倾斜，所述胎侧部外表面法线是从所述分界线与所述胎侧部的外表面相交的点延伸的法线。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的轮胎，其中所述着色层与所述黑色橡胶层之间的最小距离为1mm以上，所述污染防止橡胶层设置在所述着色层与所述黑色橡胶层之间。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的轮胎，其中在轮胎宽度方向的横截面中，污染防止橡胶层的在轮胎宽度方向上向外的表面上的径向最外点和径向最内点之间的沿该表面的长度为5mm以上且是所述轮胎的截面高度SH的40％以下。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的轮胎，其中：
在所述污染防止橡胶层的至少一部分形成比其周围的胎侧部的外表面向轮胎宽度方向内侧凹的凹部，和
所述凹部包括位于其中的所述着色层，所述着色层设置在比周围的胎侧部的外表面靠轮胎宽度方向内侧的位置。
9.根据权利要求2至8中任一项所述的轮胎，其中所述污染防止橡胶层含有无机粘土矿物。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的轮胎，其中所述污染防止橡胶层与胎体的帘布层帘线之间具有介于两者之间的胎侧胶。
11.一种轮胎，其包括设置在所述轮胎的外表面的至少一部分上的着色层，和设置在所述着色层的轮胎内侧上的下层橡胶，其中：
所述着色层是通过将紫外线固化型涂料固化而形成，和
所述下层橡胶使用基于每100质量份橡胶组分含有0-1.5质量份的防老剂的橡胶组合物。
12.根据权利要求11所述的轮胎，其中用于所述下层橡胶的橡胶组合物含有基于每100质量份橡胶成分小于1.0质量份的防老剂。
13.根据权利要求11所述的轮胎，其中用于所述下层橡胶的橡胶组合物含有非二烯系橡胶作为所述橡胶组分的至少一部分。
14.根据权利要求13所述的轮胎，其中用于所述下层橡胶的橡胶组合物的所述橡胶组分含有15重量％以上的量的所述非二烯系橡胶。
15.一种轮胎，其包括在所述轮胎的至少一个胎侧部的表面上的着色层，所述着色层具有与所述轮胎的基本色不同的颜色并包括印在其上的标记，所述标记的颜色与所述着色层的颜色不同，其中
所述着色层距离胎体的帘布层帘线具有4.0mm以下的距离。
16.根据权利要求15所述的轮胎，其中所述着色层在轮胎径向方向上与所述胎体的边缘隔开。
17.根据权利要求15或16所述的轮胎，其中所述胎侧部具有3.5mm以下的橡胶厚度。
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