CN104540688B - 具有层合物的轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种轮胎，该轮胎包括由基材构成的周向胎面。该周向胎面具有多个胎面元件，其中该多个胎面元件中的每一个都具有顶部表面和多个侧表面。该周向胎面还具有被布置在多个胎面元件之间的多个凹槽。层合物覆盖多个胎面元件中的至少一些和多个凹槽中的至少一些。该层合物具有比基材大的雪天牵引。

Description

具有层合物的轮胎

相关申请的交叉引用

本申请是要求2012年7月31日提交的美国临时专利申请No.61/678,075的优先权的非临时申请，该临时专利申请的公开内容通过引用整体结合到本文中。本申请是2013年5月15日提交的美国专利申请No.13/895,149的部分连续案，该专利申请通过引用整体结合到本文中。

技术领域

本公开涉及其上布置有层合物的轮胎及其制备方法。更具体地，本公开涉及具有层合物的轮胎，该层合物具有与轮胎胎面的基本橡胶不同的属性。

背景技术

已知的轮胎胎面是橡胶组合物，所述橡胶组合物含有至少一些炭黑增强物并且由此颜色是黑色的。可以针对其材料特性(例如其硬度)来选择胎面的橡胶。当胎面磨损时，胎面橡胶保持相同的材料特性。

发明内容

在一个实施例中，一种轮胎包括一对侧壁和由基本橡胶构成的周向胎面。该周向胎面具有被布置在其中的多个凹槽，由此限定多个胎面元件。该轮胎还包括聚合物层合物，该聚合物层合物被布置在周向胎面上。该聚合物层合物覆盖该多个凹槽中的至少一个，并且该聚合物层合物覆盖该多个胎面元件中的至少一个的顶部表面。该聚合物层合物具有比基本橡胶大的雪天牵引。

在另一个实施例中，一种轮胎包括由基材构成的周向胎面。该周向胎面具有多个胎面元件，其中该多个胎面元件中的每一个都具有顶部表面和多个侧表面。该周向胎面还具有被布置在该多个胎面元件之间的多个凹槽。层合物覆盖该多个胎面元件中的至少一些和该多个凹槽中的至少一些。该层合物具有比基材大的雪天牵引。

在又一个实施例中，一种轮胎包括一对侧壁和由基本橡胶构成的周向胎面。该周向胎面具有多个胎面元件，其中该多个胎面元件中的每一个都具有顶部表面和多个侧表面。该周向胎面还具有被布置在该多个胎面元件之间的多个凹槽。层合物被布置在周向胎面上，使得层合物覆盖该多个胎面元件的多个侧表面的至少一部分。基本橡胶具有比层合物低的雪天牵引。

附图说明

在附图中，所示的结构与下文提供的详细描述一起描述了所要求保护的发明的示例性实施例。相似的元件通过相同的附图标记表示。应当理解，被示为单个部件的元件可以由多个部件代替，并且被示为多个部件的元件可以由单个部件代替。附图并不成比例并且某些元件的部分可以为了说明目的而放大。

图1是胎面的凹槽中布置有层合物的轮胎的一个实施例的透视图；

图2是其上布置有层合物的轮胎的备选实施例的透视图。

图3是是周向胎面上布置有层合物的轮胎一个实施例的横截面；

图4是周向胎面的凹槽中布置有层合物的轮胎的一个实施例的横截面；

图5是周向胎面和一对侧壁上布置有层合物的轮胎的一个实施例的横截面；以及

图6是一对侧壁上布置有层合物的轮胎的一个实施例的横截面。

具体实施方式

下文包括对本文中所采用的选定术语的定义。所述定义包括落入术语的范围内并且可以用于实施的部件的多个例子或形式。所述例子并非旨在构成限制。术语的单数和复数形式二者都可以属于定义的范围内。

“轴向的”或“轴向地”指的是与轮胎的旋转轴线平行的方向。

“胎圈”指的是与轮相接触并且限定侧壁的边界的轮胎的部分。

“周向的”和“周向地”指的是与轴向方向垂直地沿胎面的表面的外周延伸的方向。

“赤道平面”指的是与轮胎的旋转轴线垂直并且通过轮胎胎面的中心的平面。

“径向的”和“径向地”指的是与轮胎的旋转轴线垂直的方向。

“侧壁”指的是位于胎面与胎圈之间的轮胎的部分。

“胎面”指的是在正常充气和负载的情况下与道路相接触的轮胎的部分。

本文中参照轮胎的旋转轴线来陈述方向。术语“向上的”和“向上地”指的是朝向轮胎的胎面的大体方向，而“向下的”和“向下地”指的是朝向轮胎的旋转轴线的大体方向。因此，当结合元件使用例如“上部”和“下部”或者“顶部”和“底部”的相对方向术语时，“上部”或“顶部”元件相比“下部”或“底部”元件更靠近胎面地间隔开。此外，当结合元件使用例如“之上”或“之下”的相对方向术语时，位于另一个元件“之上”的元件比其它元件更靠近胎面。

术语“向内的”和“向内地”指的是朝向轮胎的赤道平面的大体方向，而“向外的”和“向外地”指的是离开轮胎的赤道平面并且朝向轮胎的侧壁的大体方向。因此，当结合元件使用例如“内部”和“外部”的相对方向术语时，“内部”元件比“外部”元件更靠近轮胎的赤道平面地间隔开。

图1至图6示出了轮胎的各个实施例，所述轮胎在该轮胎的外部表面的至少一部分上布置有层合物。该层合物可以是橡胶、或另一种聚合物材料。在一个实施例中，该层合物具有小于1.5毫米的厚度。在另一个实施例中。该层合物具有1.0至1.5毫米的厚度。然而，应当理解，可以采用更厚的层合物。该层合物的厚度可以为了说明目的而放大。

图1示出了具有周向胎面110的轮胎100的一个实施例的透视图，该周向胎面中布置有凹槽120。轮胎100具有被布置在凹槽120中的层合物130。在所述实施例中，周向胎面110包括多个花纹块140。在备选实施例(未示出)中，该轮胎可以包括一个或多个胎面元件，例如横向花纹(lug)或实心周向纵向花纹(rib)。应当理解，轮胎不限于具有任何特定的胎面设计。

图2示出了轮胎200的备选实施例的透视图，该轮胎上布置有层合物210。在所述实施例中，层合物210基本覆盖轮胎的整个外部表面。在所述实施例中，轮胎200具有周向胎面220，该周向胎面具有多个横向花纹230。在备选实施例(未示出)中，该轮胎可以包括一个或多个实心周向纵向花纹、或者一个或多个花纹块。应当理解，该轮胎不限于具有任何特定的胎面设计。

尽管图1示出了适用于小客车的轮胎100并且图2示出了适用于农用车辆的轮胎200，但是这些轮胎仅仅是示例性的。应当理解，本文中所描述的层合物可以用于任何车辆(其中包括但不限于自行车、摩托车、全地形车辆、轿车、卡车、拖拉机和其它的农用车辆、采矿车辆、飞机、以及所有其它的轮式车辆)的轮胎。层合物的材料特性可以根据车辆类型、以及轮胎的预期用途发生变化。

图3示出了轮胎300的一个实施例的横截面，该轮胎具有被布置在周向胎面320上的层合物310。层合物310覆盖胎面320的顶部表面以及被布置在胎面320中的凹槽330。层合物310还可以覆盖槽、刀槽花纹、以及其它的胎面元件(未示出)。

图4示出了轮胎400的一个实施例的横截面，该轮胎具有被布置在周向胎面430的凹槽420的表面上的层合物410。层合物410还可以覆盖槽、刀槽花纹、以及其它的胎面元件(未示出)。在所述实施例中，层合物并不覆盖周向胎面430的顶部表面，即与道路或其它的滚动表面相接触的周向胎面的部分。

在制造轮胎400的一种方法中，层合物410首先被布置在整个周向胎面430之上，使得其覆盖胎面430的顶部表面和被布置在该胎面中的凹槽420。位于胎面430的顶部表面上的层合物410随后使用磨蚀磨削材料被抛光或磨削。在这种实施例中，层合物可以在被从轮胎磨掉之后回收利用。备选地，位于胎面430的顶部表面上的层合物410可以在车辆的轮胎400的使用期间被磨掉。

在制造轮胎400的备选方法中，层合物410仅被布置在凹槽430的表面上并且胎面430的顶部表面未被层合物410覆盖。在这种实施例中，无需对层合物410磨削或磨损。

图5示出了轮胎500的一个实施例的横截面，该轮胎具有被布置在周向胎面520和一对侧壁530上的层合物510。层合物510覆盖胎面520的顶部表面和被布置在该胎面中的凹槽540。层合物510还可以覆盖槽、刀槽花纹、以及其它的胎面元件(未示出)。在所述实施例中，层合物510从每一个侧壁530向下延伸至轮胎500的胎踵550。在备选实施例(未示出)中，层合物可以仅覆盖每一个侧壁的一部分。应当理解，对每一个侧壁的覆盖不必相同。例如，层合物可以覆盖轮胎的外部侧壁，而不覆盖轮胎的内部侧壁。

尽管层合物的覆盖被示为连续的，但是应当理解，可以存在间隙。例如，层合物510可以以与图4中所示的相同的方式被布置在周向胎面520的凹槽540的表面上，而不被布置在胎面520的顶部表面上。此外，侧壁530的一部分可能未被覆盖或者层合物可以从侧壁530的一部分被磨掉。

图6示出了轮胎600的一个实施例的横截面，该轮胎在一对侧壁620上布置有层合物610。在所述实施例中，层合物并不覆盖轮胎600的周向胎面630。取而代之，层合物610从每一个侧壁620的胎肩部分640延伸至轮胎600的胎踵650。在备选实施例(未示出)中，层合物可以仅覆盖每一个侧壁的一部分。应当理解，对每一个侧壁的覆盖不必相同。例如，层合物可以覆盖轮胎的外部侧壁，而不覆盖轮胎的内部侧壁。

在上述实施例中，层合物可以是橡胶、或者另一种聚合物材料。在一个特定实施例中，层合物并不包括炭黑。在这种实施例中，层合物可以包括任何颜色或颜色组合的色素。可以基于美学原因来采用颜色。例如，层合物可以具有颜色，以显示设计、文本、标志、品牌名称、或者其它的图片或照片。使用者可以确定其具有美感，以具有仅被布置在凹槽中或者被布置在胎面和凹槽二者上的颜色层合物。单个层合物上可以采用多种颜色。例如，层合物可以具有迷彩图案的颜色。在一个实施例中，使用者可以通过提供被转化成层合物的图像来定制轮胎。

层合物的颜色还可以用作指示器。将颜色用作指示器允许轮胎向观察者显示相同的信息(无论轿车是停止的还是正在移动)。例如，颜色可以被选择成指示层合物本身的材料特性。或者颜色可以被选择成指示轮胎的特性。在一个例子中，蓝色层合物可以用在潮湿条件下具有优良操控性能的轮胎上。在另一个例子中，绿色层合物可以用于指示轮胎是燃料高效的，或者否则是环境友好的。

彩色层合物还可以起到磨损指示器的作用。当层合物具有与基本橡胶不同的颜色时，基本橡胶的暴露提供对轮胎磨损程度的视觉指示。

此外，颜色可以用于识别品牌。例如，轮胎品牌可以与特定颜色相关。此外，轿车品牌、轿车租赁服务品牌、或者非车辆服务或产品可以与特定颜色相关。

颜色还可以在赛车环境中用作指示器。例如，颜色可以用于指定赛车队伍。颜色还可以用于识别赛季中的分数领先者、或者首发位置车辆。此外，颜色可以用于指示赛车所用的轮胎的特定类型。在一个例子中，颜色可以用于指示轮胎胎面中所用的配混物的硬度。

还可以针对其材料特性来选择层合物。在一个例子中，层合物由比轮胎的基本橡胶硬的材料构成。这种层合物可以用于农用轮胎、以及越野车辆的轮胎。如本领域内众所周知的，农用轮胎容易受到来自玉米秸秆、岩石、和其它的坚硬物体的损坏。同样地，越野车辆的轮胎容易受到来自岩石和其它的坚硬物体的损坏。

当层合物具有比基本橡胶大的硬度时，该层合物可以具有与基本橡胶不同的颜色。使用不同的颜色将提供对层合物已被从轮胎胎面的顶部表面磨掉的指示。备选地，层合物可以具有与基本橡胶相同的颜色以提供均匀的外观。

在另一个例子中，层合物可以具有产生较大的雪天牵引的材料特性，使得层合物在雪天性能方面比基本橡胶更合适。在一个这种例子中，层合物具有低弹性模量，使得层合物比基本橡胶软。这种层合物在寒冷天气中的性能更好，这种寒冷天气使得橡胶变硬。

层合物还可以包括刀槽花纹或切口，以在雪天中提供额外的牵引。在一个实施例中，刀槽花纹可以延伸穿过整个层合物而不延伸到基本橡胶中。在备选实施例中，刀槽花纹可以仅部分地延伸穿过层合物。在另一个备选实施例中，刀槽花纹可以延伸穿过整个层合物并且延伸穿过基本橡胶的一部分。

在上述实施例中，轮胎的基本橡胶可以适用于所有季节。因此，当胎面的顶部表面被层合物覆盖时(例如图3中所示)，这种轮胎在其第一季节的使用中最初将具有优良的冬季特性。当使用轮胎并且层合物从胎面的顶部表面磨掉时(例如图4中所示)随后基本橡胶暴露，并且轮胎之后具有所有季节性能。能够针对多种磨损率来选择这种层合物的厚度，使得层合物持续冬季并且在春季被磨掉。

当层合物具有比基本橡胶更适于雪天性能的材料特性时，层合物可以具有与基材不同的颜色。使用不同的颜色将提供对层合物已被从轮胎胎面的顶部表面磨掉的指示。备选地，层合物可以具有与基本橡胶相同的颜色以提供均匀的外观。

在另一个例子中，层合物由抗臭氧材料制成。这种材料将抵抗在阳光下开裂，并且可以特别用于胎面的凹槽中。

在又一个例子中，层合物是密封剂。这种实施例可以特别用于采矿车辆的轮胎。在再一个例子中，层合物可以具有与基本橡胶不同的透气性。

在一个例子中，在轮胎的胎面上使用层合物提高了轮胎磨损时的性能。例如，当层合物被布置在胎面的顶部表面上和凹槽中时(例如图3中所示)，位于胎面的顶部表面上的层合物在轮胎使用期间磨掉，造成轮胎仅在轮胎的凹槽中具有层合物(例如图4中所示)。在一个已知的实施例中，凹槽中的层合物是改进雪天性能的柔软材料。

尽管图1至图6显示了单个层合物的使用，但是应当理解，可以采用多于一个的层合物。在一个实施例中，不同的层合物用于轮胎的不同部段。例如，不同的层合物可以用于侧壁、胎面的顶部表面、和胎面的凹槽。当多个层合物被布置在轮胎的不同部分上时，不同颜色的层合物可以用于形成期望的图案。例如，不同的层合物可以用于在轮胎上形成迷彩图案。

在备选实施例中，一个或多个层合物可以层叠在彼此的顶部上。当层合物的层被布置在胎面的顶部表面上时，每一层都在轮胎的使用期间被磨掉。当第一层磨损时，第二层变得暴露。在这种构造中，层中的每一个层合物都可以具有不同的颜色。观察者将随后能够在层被磨掉并且其它层暴露时进行视觉检查。

此外，当采用多层的层合物时，每一层都可以具有不同的材料特性。例如，外层可以由展现出优良的雪天性能的材料构成，内层可以由展现出优良湿地性能的材料构成，并且轮胎的剩余配混物可以由展现出优良的干地性能的材料构成。这种轮胎可以适用于具有下雪的冬季、随后是潮湿的春季、和干燥的夏季的地理位置。每一层的厚度都可以基于每一种天气条件的各种磨损率来选择。

在另一个例子中，第一层可以是抗臭氧材料并且第二层可以是用于寒冷天气和雪天性能的较软的材料。在轮胎固化期间，抗臭氧材料可以从第一层过滤到第二层中。

层合物可以以多种不同的方式应用于轮胎。在一个实施例中，通过将层合物与轮胎的基本橡胶共挤来将层合物布置到轮胎上。

在备选实施例中，通过形成薄片材料并且单独建造生胎将层合物布置在轮胎上。层合物随后可以被放置在生胎的期望位置上并且生胎和层合物被固化。在一个实施例中，层合物是被放置在生胎上的片材。在备选实施例中，层合物是围绕生胎卷绕的带、或者仅被布置在轮胎的凹槽中。在任一实施例中，层合物可以通过一个或多个辊被按压到生胎上。这种过程可以被称为“拼接”并且可以排出变得被捕获在层合物与生胎之间的空气或其它的气体。

在另一个备选实施例中，层合物被布置在固化轮胎上。这种层合物可以使用真空工艺被应用于轮胎。在一个实施例中，层合物是被放置在固化轮胎上的片材。在备选实施例中，层合物是围绕固化轮胎卷绕的带、或者仅被布置在轮胎的凹槽中。

在再一个备选实施例中，层合物在轮胎翻新过程期间被应用于新的胎面。在这种实施例中，层合物可以以与上文所描述的相同的方式被应用于新的胎面。例如，层合物可以与新的胎面共挤。备选地，层合物可以作为片材被放置在新的胎面上或者围绕新的胎面卷绕。在这种实施例中，层合物可以通过使用辊“拼接”到新的胎面。

就术语“包括”用于说明书或权利要求书的程度而言，期望是以与术语“包含”在权利要求书中作为承接词采用时所被解释的类似的方式是包含性的。此外，就采用术语“或”(例如，A或B)的程度而言，期望表示“A或B或者二者”。当申请人期望表示“仅A或B而不是二者”时，则将采用术语“仅A或B而不是二者。”因此，在本文中使用术语“或”是包含性的，而不是排他性使用。见Bryan A.Garner，A Dictionary of Modern Legal Usage 624(2d.Ed.1995)。此外，就术语“位于……中”或“进入……中”用于说明书或权利要求书中的程度而言，期望还表示“位于……上”或“到……上”。此外，就术语“连接”用于说明书或权利要求书中的程度而言，期望不仅表示“直接连接至”还表示“间接连接至”，例如通过另一个部件或多个部件连接。

尽管已通过对其实施例的描述说明了本申请，并且尽管已通过相当多的细节描述了实施例，但是申请人不期望将所附权利要求的范围约束或者以任何方式限制于这种细节。额外的优点和改型对于本领域技术人员而言将是显而易见的。因此，本申请在其较宽的方面中不限于特定细节、代表性的装置和方法、以及所示和所描述的说明性例子。因此，可以在不偏离申请人的总体发明理念的精神或范围的情况下对这种细节做出改变。

Claims (22)

1.一种轮胎，包括：

一对侧壁；

由基本橡胶构成的周向胎面，所述周向胎面具有被布置在其中的多个凹槽，由此限定多个胎面元件，其中所述多个胎面元件中的至少一个包括刀槽花纹；以及

聚合物层合物，所述聚合物层合物被布置在所述周向胎面上，

其中所述聚合物层合物覆盖所述多个凹槽中的至少一个，

其中所述聚合物层合物覆盖所述多个胎面元件中的至少一个的顶部表面，

其中所述聚合物层合物覆盖所述刀槽花纹使得所述刀槽花纹不延伸到所述聚合物层合物中，并且

其中所述聚合物层合物具有比所述基本橡胶大的雪天牵引。

2.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述聚合物层合物具有比所述基本橡胶低的弹性模量。

3.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述聚合物层合物具有处于1毫米至1.5毫米之间的标称厚度。

4.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述聚合物层合物被构造成在所述轮胎寿命期间从所述多个胎面元件中的至少一个的顶部表面磨掉。

5.根据权利要求4所述的轮胎，其中所述聚合物层合物被构造成在所述聚合物层合物从所述多个胎面元件中的至少一个的顶部表面磨掉之后继续覆盖所述多个凹槽中的至少一个。

6.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述聚合物层合物覆盖所述一对侧壁中的至少一个。

7.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述聚合物层合物具有与所述基本橡胶不同的颜色。

8.根据权利要求1所述的轮胎，所述轮胎还包括被布置在所述基本橡胶与所述聚合物层合物之间的内部层合物层。

9.根据权利要求8所述的轮胎，其中所述内部层合物层由展现出比所述基本橡胶优良并且比所述聚合物层合物优良的湿地性能的材料构成。

10.一种轮胎，包括：

由基材构成的周向胎面，

其中所述周向胎面具有多个胎面元件，所述多个胎面元件中的每一个都具有顶部表面和多个侧表面，

其中所述周向胎面还具有被布置在所述多个胎面元件之间的多个凹槽；

其中所述至少一个胎面元件的顶部表面具有布置在其中的多个刀槽花纹；和

层合物，所述层合物覆盖所述多个胎面元件中的至少一些和所述多个凹槽中的至少一些，其中所述层合物覆盖所述多个刀槽花纹使得所述刀槽花纹不延伸到层合物中，并且其中所述层合物具有比所述基材大的雪天牵引。

11.根据权利要求10所述的轮胎，其中通过在所述轮胎已经固化后将层合物的压延片材放置在所述轮胎上来构成所述轮胎。

12.根据权利要求11所述的轮胎，其中通过采用真空工艺来将所述层合物的压延片材施加到生胎来构成所述轮胎。

13.根据权利要求10所述的轮胎，其中所述层合物具有比所述基材低的弹性模量。

14.根据权利要求10所述的轮胎，所述轮胎还包括被布置在所述基材与所述层合物之间的内部层合物层。

15.一种轮胎，包括：

一对侧壁；

由基本橡胶构成的周向胎面，

其中所述周向胎面具有多个胎面元件，所述多个胎面元件中的每一个都具有顶部表面和多个侧表面，

其中所述周向胎面还具有被布置在所述多个胎面元件之间的多个凹槽；并且

其中在所述多个胎面元件的顶部表面中布置有多个刀槽花纹；和

层合物，所述层合物被布置在所述周向胎面上，使得所述层合物覆盖所述多个胎面元件的多个侧表面的至少一部分和包括所述多个刀槽花纹的所述多个胎面元件的顶部表面，使得当所述轮胎是新轮胎时所述刀槽花纹不可见，其中所述基本橡胶具有比所述层合物低的雪天牵引。

16.根据权利要求15所述的轮胎，其中所述基本橡胶具有比所述层合物高的弹性模量。

17.根据权利要求15所述的轮胎，所述轮胎还包括被布置在所述基本橡胶与所述层合物之间的内部层合物层。

18.根据权利要求15所述的轮胎，其中所述层合物由抗臭氧材料构成。

19.一种轮胎，所述轮胎包括：

一对侧壁，所述一对侧壁包括第一侧壁和第二侧壁；

由基本橡胶构成的周向胎面，所述周向胎面具有被布置在其中的多个凹槽，由此限定多个胎面元件；

一对肩部，所述一对肩部包括从所述周向胎面延伸至所述第一侧壁的第一肩部，以及从所述周向胎面延伸至所述第二侧壁的第二肩部；以及

层合物，所述层合物布置在所述第一肩部上并且延伸到所述第一侧壁的至少一部分，而不延伸到所述周向胎面，其中，聚合物层合物具有比基本橡胶大的雪天牵引。

20.根据权利要求19所述的轮胎，其中，所述层合物布置在所述第一肩部和第二肩部上。

21.根据权利要求19所述的轮胎，其中，所述层合物完全覆盖所述一对侧壁中的至少一个侧壁。

22.根据权利要求19所述的轮胎，其中，所述聚合物层合物具有比所述基本橡胶低的弹性模量。