CN113861530A - 具有多层胎冠的轮胎 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了具有多层胎冠的轮胎。本发明涉及具有胎面的轮胎，该胎面进一步包括旨在行驶时接触路面的第一胎冠层，其中第一胎冠层包含第一橡胶组合物。此外，该胎面包括布置在第一胎冠层的径向内侧并支承第一胎冠层的第二胎冠层，其中第二胎冠层包含不同于第一橡胶组合物的第二橡胶组合物。第一橡胶组合物的根据DIN 53512在0℃的温度下测定的回弹率为10%至25%，第二橡胶组合物的根据DIN 53512在0℃的温度下测定的回弹率为20%至35%。第一橡胶组合物的根据DIN 53512在100℃的温度下测定的回弹率为45%至65%，第二橡胶组合物的根据DIN 53512在100℃的温度下测定的回弹率为60%至75%。
Description
技术领域
本发明涉及具有包括多个胎冠层的胎面的轮胎。特别地，该轮胎可以是雪地胎，如客车雪地胎。
背景技术
如轮胎领域中已知的那样，在至少另一特性上没有相当大的权衡的情况下，传统上难以同时改善多个轮胎特性。这样的冲突之一存在于滚动阻力与湿地性能之间。当要改善滚动阻力时，通常在湿地抓着力方面进行权衡。然而，限制滚动阻力对于提高能源效率至关重要。类似地，在湿地性能与雪地性能之间通常存在冲突。如果目标是改善雪地性能，通常又要在湿地性能方面进行权衡。合意的是提供一种轮胎，特别是冬季轮胎，其具有先进的湿地性能并同时具有有限的滚动阻力。优选同时具有良好的雪地性能。
在美国专利9,764,594中提出了冬季胎面胶料的一个实例，其允许在磨损性能与湿地性能之间进行折衷，同时还提供先进的雪地性能。
在国际专利申请号2017/117056中提出了其它胶料，其旨在寻求不同轮胎特性（包括冬季性能方面）之间的折衷。
虽然并非总是能够实现所有前述性质方面的改善，但在开发先进的轮胎胎面（特别是用于冬季轮胎的轮胎胎面）方面仍有很大的改善空间。因此，对于提供以下性质的组合的冬季轮胎仍然存在长期需求：良好的摩损特性、干牵引、湿地性能与雪地性能和/或降低的滚动阻力以改善能源经济性。
发明内容
本发明的第一目的可以是提供一种先进的轮胎胎面，其在一方面提供良好的湿地抓着力（和/或干地抓着力），并在另一方面提供良好的滚动阻力，特别适于冬季轮胎和/或全季轮胎的胎面。
本发明的另一目的可以是提供一种先进的雪地轮胎，其具有先进的湿地抓着力（和/或干地抓着力）和受限的滚动阻力。
本发明由独立权利要求1的范围来限定。在从属权利要求以及下文的发明内容中提供了优选的实施方案。
因此，在本发明的一个方面，提供了一种轮胎，该轮胎包括胎面，该胎面进一步包括旨在行驶时接触路面的第一胎冠层（或换言之，径向最外胎冠层），其中第一胎冠层包含第一橡胶组合物。此外，该轮胎包括布置在第一胎冠层的径向内侧（或下方）并支承第一胎冠层的第二胎冠层，其中第二胎冠层包含不同于，或换言之在组成上不同于第一橡胶组合物的第二橡胶组合物。第一橡胶组合物的根据DIN 53512（德国工业标准）在0℃的温度下测定的回弹率（rebound resilience）为10%至25%（优选10%至20%、或10%至19%），并且第二橡胶组合物的根据DIN 53512在0℃的温度下测定的回弹率为15%至35%（优选20%至35%、或优选20%至30%、或21%至30%），其中第一橡胶组合物的所述回弹率比第二橡胶组合物的所述回弹率低至少 5%（优选低至少10%、和任选低至多20%）。此外，第一橡胶组合物的根据DIN53512在100℃的温度下测定的回弹率为45%至65%（优选50%至65%、或50%至59%），并且第二橡胶组合物的根据DIN 53512在100℃的温度下测定的回弹率为60%至75%（优选60%至70%、或61%至70%），并且其中第二橡胶组合物的在100℃的温度下测定的所述回弹率比第一橡胶组合物的在100℃的温度下测定的所述回弹率高至少3%（优选高4%或5%、和任选高至多20%）。特别地，0℃下的回弹值可以被视为湿牵引指标，并且100℃下的回弹值可以被视为滚动阻力指标。所描述的包括两个胎冠层的双层胎冠结构中的0℃回弹率和100℃回弹率的上述范围导致轮胎胎面的滚动阻力与湿地抓着力的先进平衡。因此，所述性质通过所限定的多胎冠结构得以平衡。
在一个实施方案中，该轮胎是雪地轮胎。特别地，如果轮胎具有“三峰山雪花符号”（也称为“3PMSF”符号，通常在轮胎胎侧上可见），则该轮胎在本文中被认为是雪地轮胎。因此，还有全季轮胎或具有三峰山雪花符号的任何轮胎在本文中被认为是雪地轮胎。
在另一实施方案中，该胎面包括至少一个周向花纹沟和/或至少一个分隔两个胎面花纹条的花纹沟，其中所述至少一个花纹沟具有从未磨损胎面的径向最外表面延伸至（相应的）花纹沟底部的径向深度d，其中径向深度d等于4 mm的径向高度或径向长度加上径向高度或长度t，并且其中第一胎冠层在其（总）轴向宽度的至少80%上具有t - 1 mm至t +1 mm（或t - 0.5 mm至t + 1 mm；或t至t + 1 mm；或t至t + 0.5 mm）的径向厚度。换言之，第一胎冠层在径向方向上从胎面的径向最外表面径向向内延伸至在从花纹沟底部测量的剩余4 mm胎面深度的+/- 1 mm（或其它上述选项）范围内的径向高度。优选地，在最接近轮胎赤道面的周向花纹沟处，或在分隔两个胎面花纹条的（优选非周向）花纹沟的情况下在距轮胎赤道面2 cm至5 cm的轴向位置处，测定d、t和/或4 mm。由此，可以在行驶时利用第一胎冠层的性质，直到剩余花纹沟深度为大约4 mm（这在一些国家法规中被认为是冬季轮胎或雪地轮胎的最小剩余胎面厚度）。另一方面，这种结构确保第二胎冠层可以具有在径向向外方向上（特别是在花纹沟底部的径向外侧）延伸的相对较大的厚度，这使得能够通过第二胎冠层的第二橡胶组合物来优化胎面的整体滚动阻力。
在另一实施方案中，所述花纹沟（或主花纹沟）可以分离两个花纹条，所述花纹条各自在周向方向和轴向方向上延伸，和/或呈弯曲形状，优选在轮胎的赤道面或轮胎的中心线与轮胎胎面的胎肩部之间的区域中，例如以基本上呈V形的胎面花纹。
在再一实施方案中，第二胎冠层从花纹沟底部的径向位置在径向向外方向上延伸至少2 mm、优选至少3 mm。第二胎冠层还可以延伸到花纹沟底部径向内侧的位置下方并通常如此，例如延伸到所述花纹沟底部径向向内1 mm至3 mm的位置。
在另一实施方案中，第二胎冠层的大部分径向厚度在花纹沟底部的径向上方。
在再一实施方案中，第二胎冠层的最大径向厚度为第一胎冠层的最大径向厚度的60%至90%（优选65%至85%）。因此，在该实施方案中，优选第二胎冠层比第一胎冠层更薄，这在考虑总胎冠厚度时有助于进一步减轻重量。
在再一实施方案中，第二胎冠层的最大径向厚度为第一胎冠层的最大径向厚度的25%至150%、优选40%至120%、或甚至50%至100%。
在再一实施方案中，第二胎冠层的最大径向厚度为第一胎冠层和第二胎冠层的总最大厚度的最大径向厚度的20%至60%、优选40%至60%。
在再一实施方案中，第一胎冠层和第二胎冠层的总最大厚度为6 mm至10 mm、优选7 mm至9 mm。
在又一实施方案中，第一胎冠层在其横向或轴向宽度的至少80%上（或在至少90%上）具有t - 1 mm至t + 1 mm（或t - 0.5 mm至t + 1 mm；或t至t + 1 mm；或t + 0.5 mm）的径向厚度。换言之，第一胎冠层的厚度在其轴向延伸范围内相对相似。特别地，这样的厚度值适用于未磨损胎面。
在再一实施方案中，第一胎冠层的所述径向厚度（或换言之最大径向厚度）为3 mm至5 mm、优选3.5 mm至4.5 mm。
在再一实施方案中，该轮胎进一步包括胎面基层，其基本上布置在第一胎冠层和第二胎冠层的径向内侧并支承第二胎冠层。胎面基层可以具有在径向向外方向上延伸，例如在轮胎的胎肩和/或胎侧区域中，或以轴向延伸形式延伸至胎面花纹块或胎面花纹条的径向最外表面的延伸部（这样的延伸部在轮胎领域中也被称为烟道（chimneys））。
在又一实施方案中，胎面基层包含不同于所述第一橡胶组合物和第二橡胶组合物的第三橡胶组合物，其中第三橡胶组合物的根据DIN 53512在100℃的温度下测定的回弹率比第二橡胶组合物的根据DIN 53512在100℃的温度下测定的回弹率高至少10%（优选高20%或30%和/或任选至多50%或40%）。因此，胎面基层具有比该胎面基层支承的层甚至更好的滚动阻力。
在再一实施方案中，胎面基层在其轴向宽度的至少70%上具有第一胎冠层的径向厚度的5%至30%。因此，胎面基层相对较薄。
在再一实施方案中，胎面基层在其轴向宽度的至少70%上具有0.2 mm至2 mm、优选0.3 mm至1.7 mm的径向厚度。
在再一实施方案中，第一橡胶组合物和第二橡胶组合物各自主要包含二氧化硅作为填料。这样的二氧化硅还可以任选是如下文进一步描述的预硅烷化的二氧化硅，特别地，使用预硅烷化的二氧化硅对于第二胎冠层的组合物是优选的。
在再一实施方案中，胎面基层包含具有填料的第三橡胶组合物，所述填料主要包含炭黑。第三橡胶组合物可以包含小于10 phr、优选小于5 phr的二氧化硅，或可以基本上不含二氧化硅。
在另一实施方案中，胎面基层，或换言之其橡胶组合物，可以是导电的。优选地，其电阻率为小于108 Ω cm、或小于107 Ω cm、或甚至更优选小于106 Ω cm。
在另一实施方案中，胎面基层包含至少30 phr的炭黑或30 phr至70 phr的炭黑、优选40 phr至70 phr的炭黑、或40至60 phr的炭黑。
在再一实施方案中，胎面基层包括至少一个径向向外延伸直到第一胎冠层的径向最外表面的延伸部，该延伸部具有胎面基层的总轴向宽度的小于5%的轴向宽度。这样的延伸部可以形成从胎面或第一胎冠层的最外（未磨损）表面到胎面基层和布置在第三胎冠层（换言之，胎面基层）的径向内侧的轮胎带束部分的导电路径。
在又一实施方案中，第一橡胶组合物包含50 phr至100 phr的具有至多（或最高）-50℃的玻璃化转变温度（Tg）的至少一种二烯基弹性体，例如溶液聚合的苯乙烯-丁二烯橡胶（SSBR）或聚丁二烯，和/或100 phr至200 phr的二氧化硅。这样的具有相对较低的Tg的SSBR和作为填料的二氧化硅的组合对于雪地轮胎是特别合意的。
在又一实施方案中，第二橡胶组合物包含50 phr至100 phr的具有至多（或最高）-50℃的玻璃化转变温度的至少一种二烯基弹性体，例如溶液聚合的苯乙烯-丁二烯橡胶或聚丁二烯，和90 phr至160 phr的二氧化硅。同样，在本上下文中合意的是SSBR具有相对较低的Tg。第一组合物和第二组合物的SSBR可以相同或不同。
在再一实施方案中，所述弹性体（例如SSBR或聚丁二烯）的Tg为-50℃至-95℃、或-50℃至-90℃、或-50℃至-85℃。
在再一实施方案中，所述SSBR的Tg为-55℃至-70℃。
在再一实施方案中，第一橡胶组合物包含5 phr至75 phr、10 phr至60 phr、10phr至55 phr、或5 phr至30 phr的至少一种树脂或牵引树脂（换言之，牵引促进树脂）。
在再一实施方案中，所述树脂选自苯乙烯-α甲基苯乙烯树脂、香豆酮-茚树脂、石油烃树脂、萜烯聚合物、萜烯酚醛树脂（terpene phenol resin）、松香衍生树脂和共聚物中的至少一种。优选地，所述树脂可以是α蒎烯萜烯、DCPD树脂、氢化和/或C9改性DCPD树脂、和C9改性C5树脂中的一种或多种。
在再一实施方案中，所述树脂具有60℃至150℃、优选85℃至140℃、或甚至更优选100℃至140℃的根据ASTM E28测定的软化点。
在又一实施方案中，所述树脂或牵引树脂具有30℃至80℃、优选60℃至75℃、或甚至更优选60℃至70℃的玻璃化转变温度。这些范围可以有助于进一步改善湿地性能。
在再一实施方案中，第一橡胶组合物包含3 phr至20 phr的油，优选具有-70℃至-115℃的玻璃化转变温度。特别地，相对高Tg（牵引）树脂与相对低Tg油的组合有助于提供雪地轮胎所需的低胶料Tg，并实现仍然良好的牵引性质，如湿牵引和/或干牵引。根据ASTME1356或等效方法，通过差示扫描量热计（DSC）以10℃/分钟的升温速率作为峰值中点来测定油的玻璃化转变温度。
在另一实施方案中，第一橡胶组合物和/或第二橡胶组合物具有小于5 phr的油、优选小于3 phr的油，或甚至基本上不含油，或具有0 phr的油。
在再一实施方案中，所述油为甘油三酯，例如选自向日葵油、大豆油和芥花籽油中的一种或多种的植物油。在一个优选实施方案中，该油是向日葵油。在另一优选实施方案中，该油是大豆油。
在又一实施方案中，第一橡胶组合物包含0 phr至45 phr的具有-100℃至-115℃的玻璃化转变温度的聚丁二烯，和55 phr至100 phr的溶液聚合的苯乙烯-丁二烯橡胶。特别地，聚丁二烯可以例如用于进一步降低胶料Tg。
在再一实施方案中，第二橡胶组合物包含比第一橡胶组合物少至少5 phr的二氧化硅，或第二橡胶组合物包含比第一橡胶组合物少5 phr至20 phr或5 phr至10 phr的二氧化硅。特别地，较低的填料含量可以进一步有助于降低胎面的整体滚动阻力。
在又一实施方案中，第一橡胶组合物包含0 phr至20 phr的具有-100℃至-115℃的玻璃化转变温度的聚丁二烯，和80至100 phr的溶液聚合的苯乙烯-丁二烯橡胶。
在又一实施方案中，第一橡胶组合物包含5 phr至20 phr的具有-100℃至-115℃的玻璃化转变温度的聚丁二烯，和80至95 phr的溶液聚合的苯乙烯-丁二烯橡胶。
在又一实施方案中，第二橡胶组合物任选包含5 phr至20 phr的聚异戊二烯、5phr至20 phr的聚丁二烯、和60 phr至90 phr的溶液聚合的苯乙烯-丁二烯橡胶。
在又一实施方案中，第二橡胶组合物进一步包含5 phr至40 phr的树脂和/或5phr至25 phr的油。
在再一实施方案中，该轮胎是客车轮胎，如客车雪地轮胎。
在另一优选实施方案中，第一橡胶组合物中树脂的量和油的量之和为35 phr至75phr、优选35 phr至60 phr、或甚至更优选35 phr至55 phr、或35 phr至45 phr、或35 phr至43 phr。
在另一实施方案中，树脂以20 phr至35 phr的水平存在，和/或油以5 phr至20phr的水平存在。
在另一优选实施方案中，油与树脂的重量比为低于1:1.5或任选地1:1.5至1:3.5、或优选1:1.5至1:3（均按phr计）。已经发现这样的比率是最优选的。
在再一实施方案中，基于丁二烯含量计，二烯基弹性体（例如溶液聚合的苯乙烯-丁二烯橡胶）具有4重量%至20重量%的苯乙烯含量，和/或10重量%至40重量%的乙烯基含量。
在另一实施方案中，合适的油可以包括各种油，包括芳族油、石蜡油、环烷油和低PCA油，如MES、TDAE、SRAE和重质环烷油。合适的低PCA油可以包括具有通过IP346方法测定的小于3重量%的多环芳烃含量的那些。IP346方法的程序可见于Standard Methods forAnalysis & Testing of Petroleum and Related Products and British Standard2000 Parts, 2003, 第62版, the Institute of Petroleum, United Kingdom出版。如上所述，油可以优选是植物油或植物油衍生物（例如向日葵油、大豆油或芥花籽油）或多种油（特别是向日葵油）的调和油。可以使用的植物油的一些代表性实例包括大豆油、向日葵油、芥花籽油（菜籽油）、玉米油、椰子油、棉籽油、橄榄油、棕榈油、花生油和红花油。在另一优选实施方案中，所述油具有-70℃至-115℃、优选-75℃（或甚至-80℃）至-115℃的玻璃化转变温度。特别地，油的低Tg可以支持雪地性能。仅作为实例，这样的低Tg油可以作为H&R公司的PionierTM TP 130 B或PionierTM TP 130 C获得。
在再一实施方案中，该橡胶组合物进一步包含1 phr至10 phr的含硫有机硅化合物或硅烷。这样的硅烷可能有助于改善二氧化硅与橡胶基质的结合。在本情况下，已经发现如此量的硅烷是合意的。在另一优选实施方案中，硅烷的量为3 phr至10 phr。特别地，合适的含硫有机硅化合物/硅烷的实例具有下式：
其中Z选自：
其中R1是1至4个碳原子的烷基基团、环己基或苯基；R2是1至8个碳原子的烷氧基，或5至8个碳原子的环烷氧基；Alk是1至18个碳原子的二价烃，且n是2至8的整数。在一个实施方案中，含硫有机硅化合物是3,3'-双(三甲氧基或三乙氧基甲硅烷基丙基)多硫化物。在另一实施方案中，含硫有机硅化合物是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，关于 式I，Z可以是
其中R2是2至4个碳原子，或2个碳原子的烷氧基；Alk是2至4个碳原子，或具有3个碳原子的二价烃；且n是2至5，或者2或4的整数。在另一实施方案中，合适的含硫有机硅化合物包括美国专利号6,608,125中公开的化合物。在一个实施方案中，含硫有机硅化合物包括3-(辛酰基硫基)-1-丙基三乙氧基硅烷，CH3(CH2)6C(=O)―S―CH2CH2CH2Si(OCH2CH3)3，其可作为NXTTM购自Momentive Performance Materials。在另一实施方案中，合适的含硫有机硅化合物包括美国专利公开号2003/0130535中公开的那些。在一个实施方案中，含硫有机硅化合物是来自Degussa的Si-363。含硫有机硅化合物在橡胶组合物中的量可以根据所用的其它添加剂的水平而改变。
在另一实施方案中，该橡胶组合物包含具有大于30℃、优选大于50℃、和更优选大于60℃，并任选低于100℃的Tg的树脂（例如烃树脂），如R. Mildenberger、M. Zander和G.Collin在“Hydrocarbon Resins” (New York , VCH, 1997, ISBN-3-527-28617-9)中描述的烃树脂。代表性的烃树脂包括例如香豆酮-茚树脂、石油树脂、萜烯树脂、α甲基苯乙烯树脂及其混合物。特别地，这样的相对较高的树脂Tg被认为有益于湿地抓着力，对滚动阻力的影响有限。
香豆酮-茚树脂可以许多形式市售，具有10℃至160℃的熔点（如通过环球法（ball-and-ring method）测得）。优选地，熔点为30℃至100℃。香豆酮-茚树脂本身是公知的。各种分析表明此类树脂在很大程度上是聚茚；然而，通常含有衍生自甲基茚、香豆酮、甲基香豆酮、苯乙烯和甲基苯乙烯的无规聚合单元。
石油树脂是市售的，具有10℃至120℃的软化点。优选地，软化点为30℃至100℃。合适的石油树脂包括芳族类型和非芳族类型。几种类型的石油树脂是可用的。一些树脂具有低不饱和度和高芳烃含量，而一些是高度不饱和的，另一些则完全不含芳族结构。树脂中的差异很大程度上归因于由此衍生树脂的原料中的烯烃。此类树脂中的常规衍生物包括二环戊二烯、环戊二烯、它们的二聚物和二烯烃，如异戊二烯和戊间二烯。
在一个优选实施方案中，在本发明组合物中使用萜烯树脂。萜烯聚合物（或树脂）通常可在商业上通过使α或β蒎烯聚合来生产。特别地，可使用基于α蒎烯的树脂。萜烯树脂可以10℃至135℃的各种熔点供应。萜烯树脂可以例如具有如通过凝胶渗透色谱法（GPC）测得的小于1000 g/mol、优选小于950 g/mol或范围为200 g/mol至950 g/mol的分子量Mw。基于α蒎烯的树脂的一个实例是DRT公司的DercolyteTM A 115，其具有大约900 g/mol的分子量Mw。
在一个实施方案中，树脂衍生自苯乙烯和α甲基苯乙烯。由于观察到的胎面橡胶组合物的粘弹性质，例如在不同温度/频率/应变下的复模量和储能模量、损耗模量、tanδ和损耗柔量，在含有苯乙烯-丁二烯弹性体的存在的橡胶共混物内存在苯乙烯/α甲基苯乙烯树脂在本文中被认为是有益的。复模量和储能模量、损耗模量、tanδ和损耗柔量的性质被理解为是本领域技术人员通常公知的。树脂的分子量分布直观化为树脂的重均分子量（Mw）与数均分子量（Mn）值的比率，并在本文中被认为在大约1.5/1至大约2.5/1的范围内，这被认为是相对较窄的范围。由于与聚合物基质的选择相容性和由于轮胎在湿条件和干条件下在宽温度范围内的预期使用，这据信是有利的。共聚物树脂的玻璃化转变温度Tg在本文中被认为在大约20℃至大约100℃、或者大约50℃至大约70℃的范围内。根据ASTM D6604或等效方法，通过差示扫描量热计（DSC）以10℃/分钟的升温速率作为峰值中点来测定树脂Tg。苯乙烯/α甲基苯乙烯树脂在本文中被认为是苯乙烯/α甲基苯乙烯摩尔比为大约0.40至大约1.50的苯乙烯和α甲基苯乙烯的共聚物。在一方面，这样的树脂可以合适地例如通过苯乙烯和α甲基苯乙烯在烃溶剂中的阳离子共聚合来制备。因此，所预期的苯乙烯/α甲基苯乙烯树脂可以例如通过其化学结构，即其苯乙烯和α甲基苯乙烯含量和软化点，以及如果需要的话，通过其玻璃化转变温度、分子量和分子量分布来表征。在一个实施方案中，苯乙烯/α甲基苯乙烯树脂由大约40%至大约70%的衍生自苯乙烯的单元和相应地大约60%至大约30%的衍生自α甲基苯乙烯的单元组成。在一个实施方案中，苯乙烯/α甲基苯乙烯树脂具有大约80℃至大约145℃的根据ASTM E-28的软化点。合适的苯乙烯/α甲基苯乙烯树脂可以作为Resin 2336购自Eastman或作为Sylvares SA85购自Arizona Chemical。
在另一实施方案中，第一橡胶组合物和/或第二橡胶组合物包含90 phr至200 phr的二氧化硅。已经发现这样的相对较高的二氧化硅量在本发明组合物中特别有意义，特别是使得能够改善湿牵引。
在另一优选实施方案中，第一橡胶组合物包含100 phr至200 phr的二氧化硅或优选110 phr至200 phr的二氧化硅、或甚至更优选110 phr至150 phr的二氧化硅、或115 phr至150 phr的二氧化硅。
为了降低滚动阻力，根据另一实施方案，期望的是第二橡胶组合物包含90 phr至120 phr的二氧化硅、优选100 phr至115 phr的二氧化硅或100 phr至110 phr的二氧化硅。
可用于橡胶胶料的常用硅质颜料包括例如常规热解和沉淀硅质颜料（二氧化硅）。在一个实施方案中，使用沉淀二氧化硅。常规硅质颜料可以是沉淀二氧化硅，例如通过可溶性硅酸盐（例如硅酸钠）的酸化获得的那些。此类常规二氧化硅可以例如通过具有根据ASTMD6556使用氮气测得的BET表面积来表征。在一个实施方案中，BET表面积可以为40至600平方米/克。在另一实施方案中，BET表面积可以为80至300平方米/克。在Journal of theAmerican Chemical Society, 第60卷, 第304页(1930)中描述了测量表面积的BET法。常规二氧化硅还可以通过具有根据ASTM D 2414测定的100至400、或150至300的邻苯二甲酸二丁酯（DBP）吸收值来表征。常规二氧化硅可能预期具有通过电子显微镜测定的例如0.01至0.05微米的平均最终粒度，尽管二氧化硅粒子的尺寸可能甚至更小或可能更大。可以使用各种市售二氧化硅，例如（在本文中仅为举例而非限制），可以在Hi-Sil商标下以210、315G、EZ160G等名称购自PPG Industries的二氧化硅，可以以例如Z1165MP和Premium200MP等名称获自Solvay的二氧化硅，和可以以例如VN2和Ultrasil 6000GR、9100GR等名称获自Evonik AG的二氧化硅。在另一实施方案中，二氧化硅具有100 m²/g至250 m²/g的BET表面积。
在另一实施方案中，二氧化硅可以是预疏水化（或预硅烷化）的沉淀二氧化硅。在一个优选实施方案中，第二橡胶组合物包含这样的二氧化硅，这进一步有助于降低滚动阻力。预疏水化是指将二氧化硅预处理，即预疏水化的沉淀二氧化硅在其添加到橡胶组合物中之前通过用至少一种硅烷处理而疏水化。合适的硅烷包括但不限于烷基硅烷、烷氧基硅烷、有机烷氧基甲硅烷基多硫化物和有机巯基烷氧基硅烷。在一个替代性实施方案中，预疏水化的沉淀二氧化硅可以在将预处理过的二氧化硅与橡胶共混之前用包含例如烷氧基有机巯基烷氧基硅烷或烷氧基硅烷和有机巯基烷氧基硅烷的组合的二氧化硅偶联剂预处理，而非使沉淀二氧化硅与二氧化硅偶联剂在橡胶内原位反应。例如，参见美国专利7,214,731。预疏水化的沉淀二氧化硅可以任选用二氧化硅分散助剂处理。此类二氧化硅分散助剂可包括二醇，例如脂肪酸、二乙二醇、聚乙二醇、氢化或非氢化C5或C6糖的脂肪酸酯和氢化或非氢化C5或C6糖的脂肪酸酯的聚氧乙烯衍生物。示例性的脂肪酸包括硬脂酸、棕榈酸和油酸。示例性的氢化和非氢化C5和C6糖（例如山梨糖、甘露糖和阿拉伯糖）的脂肪酸酯包括但不限于脱水山梨糖醇油酸酯，例如脱水山梨糖醇的单油酸酯、二油酸酯、三油酸酯和倍半油酸酯，以及月桂酸类、棕榈酸类和硬脂酸类脂肪酸的脱水山梨糖醇酯。示例性的氢化和非氢化C5和C6糖的脂肪酸酯的聚氧乙烯衍生物包括但不限于聚山梨醇酯（polysorbates）和聚氧乙烯脱水山梨糖醇酯，其类似于上述氢化和非氢化糖的脂肪酸酯，不同之处在于氧化亚乙基基团位于各个羟基基团上。如果使用的话，任选的二氧化硅分散助剂以基于二氧化硅的重量计大约0.1重量%至大约25重量%的量存在，大约0.5重量%至大约20重量%是合适的，并且基于二氧化硅的重量计大约1重量%至大约15重量%也是合适的。对于各种预处理过的沉淀二氧化硅，参见例如美国专利4,704,414、美国专利6,123,762和美国专利6,573,324。
在一个实施方案中，该橡胶组合物可以包含炭黑。特别地，第三橡胶组合物可以主要包含炭黑作为填料材料。炭黑的代表性实例包括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等级。这些炭黑具有根据ASTM D1510测定的9至145 g/kg的碘吸收值和根据ASTM D 2414测定的34cm3/100 g至150 cm3/100 g的DBP值。通常期望在第一组合物和/或第二组合物中炭黑的量相当小，使得在一个实施方案中这样的组合物包含甚至少于5 phr的炭黑，优选1 phr至5phr的炭黑。
在另一实施方案中，在该橡胶组合物中可以另外使用其它填料，包括但不限于颗粒填料，包括超高分子量聚乙烯（UHMWPE），交联颗粒聚合物凝胶，包括但不限于美国专利6,242,534；美国专利6,207,757；美国专利6,133,364；美国专利6,372,857；美国专利5,395,891；和美国专利6,127,488中公开的那些，以及增塑淀粉复合填料，包括但不限于美国专利5,672,639中公开的那种。
在一个实施方案中，顺式1,4-聚丁二烯橡胶（BR或PBD）可以例如通过1,3-丁二烯的有机溶液聚合来制备。BR任选具有至少90%的顺式1,4-含量。合适的聚丁二烯橡胶是市售的，例如来自The Goodyear Tire & Rubber Company的Budene® 1207、Budene® 1208或Budene® 1223高顺式-1,4-聚丁二烯橡胶。在再一实施方案中，聚丁二烯具有-100℃至-115℃或-100℃至-110℃的玻璃化转变温度。聚丁二烯的相对较低Tg尤其关系到使胶料保持在对于冬季性质而言优选的Tg范围内。
一般而言，在本文中提及时，弹性体或弹性体组合物的玻璃化转变温度或Tg表示相应的弹性体或弹性体组合物在其未固化状态下的玻璃化转变温度。根据ASTM D3418或等效方法，通过差示扫描量热计（DSC）以10℃/分钟的升温速率作为峰值中点测定Tg。
本文中所用的和根据常规实践的术语“phr”是指相对于每100重量份的橡胶或弹性体，相应材料的重量份。一般而言，使用这一惯例，橡胶组合物包含100重量份的橡胶/弹性体。
所要求保护的组合物可以包含权利要求中没有明确提及的其它橡胶/弹性体，条件是所要求保护的橡胶/弹性体的phr值符合所要求保护的phr范围并且该组合物中的所有橡胶/弹性体的量导致总计100份橡胶。在一个实例中，该组合物可以进一步包含1 phr至5phr的一种或多种附加的基于二烯的橡胶，例如苯乙烯丁二烯橡胶（SBR）、溶液聚合的苯乙烯丁二烯橡胶（SSBR）、乳液聚合的苯乙烯丁二烯橡胶（ESBR）、PBD、天然橡胶（NR）和/或合成聚异戊二烯。在另一实例中，该组合物可以仅包含小于5 phr、优选小于3 phr的附加的基于二烯的橡胶，或也可以基本上不含此类附加的基于二烯的橡胶。除非另行指明，否则术语“胶料”和“组合物”在本文中可互换使用。如果在本文中用“至多”提到成分的量，这也应该包括0（零）phr的该成分或“从0至”的选项。
在另一实施方案中，SSBR可以例如具有5%至50%、优选9%至36%的结合苯乙烯含量。在再一实施方案中，SSBR具有基于丁二烯含量计10重量%至20重量%的苯乙烯含量和20重量%至40重量%的乙烯基含量。在再一实施方案中，SSBR具有基于丁二烯含量计4重量%至15重量%的苯乙烯含量和10重量%至25重量%的乙烯基含量。在再一实施方案中，溶液苯乙烯丁二烯橡胶是锡偶联的聚合物。在再一实施方案中，SSBR被官能化，例如为了改善与二氧化硅的相容性。此外或替代地，SSBR被硫官能化。这可能有助于改善胶料的刚度和/或其滞后行为。因此，例如，SSBR可以是硫官能化和/或锡偶联的溶液聚合的丁二烯和苯乙烯的共聚物。
本领域技术人员容易理解的是，该橡胶组合物可通过橡胶配混领域中通常已知的方法来配混，例如将各种硫-可硫化成分橡胶与各种常用添加剂材料（例如给硫体、固化助剂如活化剂和延迟剂以及加工添加剂如油、树脂（包括增粘树脂）和增塑剂、填料、颜料、脂肪酸、氧化锌、蜡、抗氧化剂和抗臭氧剂以及塑解剂）混合。如本领域技术人员已知的那样，根据硫-可硫化材料和硫-硫化材料（橡胶）的预期用途，选择上述添加剂并通常以常规量使用上述添加剂。给硫体的代表性实例包括元素硫（游离硫）、胺二硫化物、聚合多硫化物和硫烯烃加合物。在一个实施方案中，硫-硫化剂是元素硫。可以例如以0.2 phr至8 phr、或1phr至3 phr的量使用硫-硫化剂。如果使用抗氧化剂的话，其典型量可以例如包括1 phr至5phr。代表性的抗氧化剂可以是例如二苯基-对苯二胺等，例如The Vanderbilt RubberHandbook (1978), 第344至346页中公开的那些。如果使用抗臭氧剂的话，其典型量可以例如包括1 phr至5 phr。如果使用脂肪酸（其可包括硬脂酸）的话，其典型量可以例如包括0.5phr至3.5 phr。如果使用蜡的话，其典型量可以例如包括1 phr至5 phr。通常使用微晶蜡。如果使用塑解剂的话，其典型量可以例如包括0.1 phr至1 phr。典型的塑解剂可以是例如五氯硫酚和二苯甲酰胺基二苯基二硫化物。
可优选但并非必须使用促进剂来控制硫化所需的时间和/或温度以及改善硫化橡胶的性质。在一个实施方案中，可以使用单一促进剂体系，即主促进剂。可以0.5 phr至4phr、或0.8 phr至1.5 phr的总量使用（一种或多种）主促进剂。在另一实施方案中，可以使用主促进剂和辅助促进剂的组合，辅助促进剂以较少量，例如0.05 phr至3 phr使用，以便活化和改善硫化橡胶的性质。可以预期这些促进剂的组合对最终性质产生协同效应，并在一定程度上比通过单独使用任一促进剂产生的那些更好。此外，可以使用不受正常加工温度影响但在普通硫化温度下产生令人满意的固化的延迟作用促进剂。也可以使用硫化延迟剂。可用于本发明的合适类型的促进剂是例如胺类、二硫化物类、胍类、硫脲类、噻唑类、秋兰姆类、次磺酰胺类、二硫代氨基甲酸盐类和黄原酸盐类。在一个实施方案中，主促进剂是次磺酰胺。如果使用辅促进剂，则该辅促进剂可以是例如胍、二硫代氨基甲酸盐或秋兰姆化合物。合适的胍类包括二苯胍（dipheynylguanidine）等。合适的秋兰姆类包括二硫化四甲基秋兰姆、二硫化四乙基秋兰姆和二硫化四苄基秋兰姆。
可以通过橡胶混合领域中的技术人员已知的方法实现橡胶组合物的混合。例如，成分通常可在至少两个阶段中混合，即至少一个非生产性阶段和随后的生产性混合阶段。包括硫-硫化剂的最终固化剂（curatives）通常可以在最终阶段中混入，所述最终阶段惯常被称为“生产性”混合阶段，其中混合通常在比先前的（一个或多个）非生产性混合阶段的（一个或多个）混合温度低的温度或最终温度下进行。术语“非生产性”和“生产性”混合阶段是橡胶混合领域中的技术人员公知的。在一个实施方案中，可以对橡胶组合物施以热机械混合步骤。热机械混合步骤通常包括在混合机或挤出机中机械加工一段时间，例如适于产生140℃至190℃的橡胶温度的一段时间。热机械加工的适当持续时间随操作条件以及组分的体积和属性而改变。例如，热机械加工可为1至20分钟。
本发明的充气轮胎的硫化可以例如在100℃至200℃的常规温度下进行。在一个实施方案中，硫化在 110℃至180℃的温度下进行。可以使用任何常用的硫化工艺，例如在压机或模具中加热、用过热蒸汽或热空气加热。此类轮胎可以通过本领域技术人员已知和显而易见的各种方法来构造、成型、模制和固化。
特别地，在本发明的一个实施方案中，轮胎可以是以下之一：子午线轮胎、充气轮胎、非充气轮胎、卡车轮胎和客车轮胎。因此，轮胎，例如雪地轮胎，可以具有多个胎面花纹块，任选具有多个细缝（sipes）。
要强调的是，一个或多个方面、实施方案或其特征可在本发明的范围内互相组合。
本发明公开了以下实施方案：
方案1. 具有胎面（10）的轮胎，所述胎面（10）包括：
旨在行驶时接触路面的第一胎冠层（3），其中所述第一胎冠层（3）包含第一橡胶组合物；
布置在所述第一胎冠层（3）的径向内侧并支承所述第一胎冠层（3）的第二胎冠层（4），其中所述第二胎冠层（4）包含不同于所述第一橡胶组合物的第二橡胶组合物；
其中所述第一橡胶组合物的根据DIN 53512在0℃的温度下测定的回弹率为10%至25%，并且所述第二橡胶组合物的根据DIN 53512在0℃的温度下测定的回弹率为15%至35%，并且其中所述第一橡胶组合物的所述回弹率比所述第二橡胶组合物的所述回弹率低至少5%，并且
其中所述第一橡胶组合物的根据DIN 53512在100℃的温度下测定的回弹率为45%至65%，并且所述第二橡胶组合物的根据DIN 53512在100℃的温度下测定的回弹率为60%至75%，并且其中所述第二橡胶组合物的在100℃的温度下测定的所述回弹率比所述第一橡胶组合物的在100℃的温度下测定的所述回弹率高至少3%。
方案2. 根据方案1所述的轮胎，其中所述轮胎是雪地轮胎。
方案3. 根据方案1或2所述的轮胎，其中所述胎面（10）包括至少一个周向花纹沟（2）和/或至少一个分隔两个胎面花纹条的花纹沟（2），并且其中所述至少一个花纹沟（2）具有从未磨损胎面（10）的径向最外表面延伸至花纹沟（2）底部的径向深度d，其中所述径向深度d等于4 mm加上径向长度t，并且其中所述第一胎冠层（3）在其轴向宽度的至少80%上具有t - 1 mm至t + 1 mm的径向厚度。
方案4. 根据方案3所述的轮胎，
其中所述第一胎冠层（3）在其轴向宽度的至少80%上具有t至t + 1 mm的径向厚度；或
其中所述第一胎冠层（3）在其轴向宽度的至少90%上具有t至t + 1 mm的径向厚度；和/或
其中所述第一胎冠层（3）的所述径向厚度为3 mm至5 mm；和/或
其中所述第二胎冠层（4）的最大径向厚度为所述第一胎冠层（3）的最大径向厚度的60%至90%。
方案5. 根据前述方案一项或多项所述的轮胎，进一步包括胎面基层（5），其在所述第一胎冠层和第二胎冠层的径向内侧并支承所述第二胎冠层（4）。
方案6. 根据方案5所述的轮胎，
其中所述胎面基层（5）具有不同于所述第一橡胶组合物和第二橡胶组合物的第三橡胶组合物，并且其中所述第三橡胶组合物的根据DIN 53512在100℃的温度下测定的回弹率比所述第二橡胶组合物的根据DIN 53512在100℃的温度下测定的回弹率高至少10%；和/或
其中所述胎面基层（5）在其轴向宽度的至少70%上具有所述第一胎冠层（3）的最大径向厚度的5%至30%；和/或
其中所述胎面基层（5）在其轴向宽度的至少70%上具有0.2 mm至2 mm的径向厚度；和/或
其中所述胎面基层（5）包含具有填料的第三橡胶组合物，所述填料主要包含炭黑，并且其中所述胎面基层（5）任选包括径向向外延伸直到所述第一胎冠层（3）的径向最外表面的延伸部（8），所述延伸部具有所述胎面基层（5）的总轴向宽度的小于5%的轴向宽度。
方案7. 根据前述方案一项或多项所述的轮胎，其中所述第一橡胶组合物和所述第二橡胶组合物各自包含至少一种主要包含二氧化硅的填料。
方案8. 根据前述方案一项或多项所述的轮胎，
其中所述第一橡胶组合物包含50 phr至100 phr的至少一种玻璃化转变温度为至多-50℃的基于二烯的橡胶，和100 phr至200 phr的二氧化硅、优选90 phr至150 phr的二氧化硅。
方案9. 根据前述方案一项或多项所述的轮胎，其中所述第一橡胶组合物包含5phr至60 phr的至少一种牵引树脂，所述牵引树脂选自苯乙烯-α甲基苯乙烯树脂、香豆酮-茚树脂、石油烃树脂、萜烯聚合物、萜烯酚醛树脂、松香衍生树脂和共聚物中的一种或多种，其中所述树脂具有60℃至150℃、优选85℃至140℃的根据ASTM E28测定的软化点。
方案10. 根据前述方案一项或多项所述的轮胎，其中所述第一橡胶组合物包含3phr至20 phr的具有-70℃至-115℃的玻璃化转变温度的油，其中所述油任选为甘油三酯，优选选自向日葵油、大豆油和芥花籽油中的一种或多种。
方案11. 根据前述方案一项或多项所述的轮胎，其中所述第一橡胶组合物包含0phr至45 phr的具有-100℃至-115℃的玻璃化转变温度的聚丁二烯，和/或 55 phr至100phr的溶液聚合的苯乙烯丁二烯橡胶。
方案12. 根据前述方案一项或多项所述的轮胎，
其中所述第二橡胶组合物包含比所述第一橡胶组合物少至少5 phr的二氧化硅；和/或
其中所述第二橡胶组合物包含90 phr至115 phr的二氧化硅；和/或
其中所述第二橡胶组合物包含预硅烷化的二氧化硅。
方案13. 根据前述方案一项或多项所述的轮胎，其中所述第一橡胶组合物包含0phr至20 phr的具有-100℃至-115℃的玻璃化转变温度的聚丁二烯，和/或 80 phr至100phr的溶液聚合的苯乙烯丁二烯橡胶。
方案14. 根据前述方案一项或多项所述的轮胎，其中所述第一橡胶组合物包含5phr至20 phr的具有-100℃至-115℃的玻璃化转变温度的聚丁二烯，和/或 80 phr至95phr的溶液聚合的苯乙烯丁二烯橡胶。
方案15. 根据前述方案一项或多项所述的轮胎，其中所述第二橡胶组合物包含：
5 phr至20 phr的聚异戊二烯，
5 phr至20 phr的聚丁二烯，和
60 phr至90 phr的溶液聚合的苯乙烯-丁二烯橡胶。
附图说明
在结合附图考虑以下描述时，本发明的结构、操作和优点将变得更加明显，其中：
图1是根据本发明的一个实施方案的轮胎胎面的示意性横截面；和
图2是图1中显示的轮胎胎面的放大部分横截面。
具体实施方式
图1是根据本发明的一个实施方案的轮胎胎面10的示意性横截面。轮胎胎面10包括多个花纹沟2和两个胎冠层3、4，其中提供径向外胎冠层或换言之第一胎冠层3以便在行驶时接触路面，并且径向内胎冠层或第二胎冠层4支承第一胎冠层3。在图1的实施方案中，第二胎冠层4具有比第一胎冠层3更小的径向厚度。胎面基层5布置在胎冠层3、4的径向内侧，支承第二胎冠层4。特别地，这些层3、4、5的每一个由不同的橡胶组合物制成。胎冠层3、4和胎面基层5各自在周向方向c以及在轴向方向a上围绕轮胎延伸，其中这些方向垂直于轮胎的径向方向r，如图1中所示。轴向方向a在本文中是指平行于轮胎旋转轴线的方向。周向方向c基本上平行于轮胎的圆周和/或平行于轮胎的赤道面EP。径向方向r垂直于轴向方向a。虽然胎面10显示为具有四条周向花纹沟2，但轮胎也有可能具有更多或更少的周向花纹沟，例如一条、两条、三条或五条周向花纹沟。这样的花纹沟可以基本上在周向方向c上延伸，并且也可以被称为主花纹沟。特别地，轮胎胎面10可以具有一条（轴向）中心周向花纹沟，例如在胎面花纹为远离轮胎的轴向中心线或换言之远离轮胎的赤道面EP延伸的基本上V形胎面花纹的情况下。胎面花纹也可以是基本上V形的。在这样的情况下，胎面具有分隔胎面的两个相邻花纹条的花纹沟，所述花纹条基本上以V形花纹延伸。
优选地，胎面基层5的径向厚度沿其轴向宽度的至少80%小于第一胎冠层3的最大径向厚度以及第二胎冠层4的最大径向厚度。在本非限制性实施方案中，胎面基层在轴向最外部分处具有径向延伸部7，其也可以被称为裙部。此外，它在邻近轮胎的赤道面EP的花纹条和/或至少一个胎面花纹块中具有向上延伸至胎面的径向最外表面的另一径向延伸部8。该延伸部沿其径向长度的平均轴向宽度优选为胎面基层5的总轴向宽度的小于5%和/或所述总轴向宽度的0.5%至5%。该延伸部可以充当导电烟道，特别是在第一和/或第二胎冠层3、4不导电的情况下。
如显示了根据图1的胎面的放大部分的图2中所示，花纹沟2具有径向深度或高度d（以mm为单位），其可以描述为4 mm的径向距离加上径向距离t（也以mm为单位）。4 mm是根据多项法规允许轮胎在冬季条件下安全行驶的最小剩余花纹沟高度或深度。在图2中显示的优选实施方案中，第一胎冠层3从胎面的径向最外表面径向向内延伸至低于4 mm线的位置，后者在径向向外方向上从花纹沟的底部测量。因此，当轮胎磨损时，确保在行驶时接触路面的是第一胎冠层3的橡胶组合物。仅当轮胎胎面10磨损到低于4 mm阈值超过1 mm时，轮胎才会在第二胎冠层4的橡胶组合物上滚动，该橡胶组合物是为改善滚动阻力而设计的，而第一胎冠层3的第一橡胶组合物是为改善湿地性能而设计的。因此，在一个优选实施方案中，（未磨损胎面的）第一胎冠层3的厚度为t至t + 1 mm（其中t = d - 4 mm），从胎面10的径向最外表面开始测量。优选邻近周向中心花纹沟2（例如沿着轮胎的赤道面EP延伸的花纹沟2）测量第一胎冠层3的厚度。如果这样的花纹沟2不存在，则邻近与轮胎的赤道面EP轴向最接近的花纹沟2测定第一胎冠层3的厚度。优选地，第一胎冠层3的厚度不太大。换言之，不太期望具有如上文所述在径向向内方向上进一步延伸的第一胎冠层3。特别地，根据本发明的本实施方案，期望第二胎冠层4由与第一胎冠层3的橡胶组合物相比具有降低的滚动阻力的橡胶组合物制成。因此，第一胎冠层的径向厚度优选为不大于t + 1 mm。此外，优选第二胎冠层4的径向厚度小于第一胎冠层的径向厚度。优选地，第二胎冠层4的径向厚度为第一胎冠层3的径向厚度的60%至90%。然而，在其它实施方案中，其例如可以为25%至150%。此外或替代地，第二胎冠层4的大部分径向厚度在花纹沟2的底部位置上方径向延伸。换言之，第二胎冠层4以其径向厚度的超过50%、优选其径向厚度的超过60%在花纹沟2的底部上方径向延伸。因此，在径向向外方向上从花纹沟2的底部径向测得的（首个）4 mm的胎面高度的大部分由对于轮胎胎面10的滚动阻力有利的第二橡胶组合物形成。
除了胎冠层3、4和/或胎面基层5的上述几何构造外，相应的胎面层3、4、5的橡胶组合物在其组成上也是不同的，其中第一胎冠层3的第一橡胶组合物的根据DIN 53512在0℃的温度下测定的回弹率为10%至25%（优选10%至20%、或10%至19%），并且第二胎冠层4的第二橡胶组合物的根据DIN 53512在0℃的温度下测定的回弹率为20%至35%（优选20%至30%、或21%至30%）。特别地，第一橡胶组合物的所述回弹率比第二橡胶组合物的所述回弹率低至少5%、优选至少10%（和任选至多20%）。所述在0℃的温度下的回弹率是轮胎的湿牵引行为的指标。此外，第一橡胶组合物的根据DIN 53512在100℃的温度下测定的回弹率为45%至60%（优选50%至60%、或50%至59%），并且第二橡胶组合物的根据DIN 53512在100℃的温度下测定的回弹率为60%至75%（优选60%至70%、或61%至70%），其中第二橡胶组合物的在100℃的温度下测定的所述回弹率比第一橡胶组合物的在100℃的温度下测定的所述回弹率高至少3%、优选4%或5%（和任选高至多20%）。在100℃的温度下测得的后一种回弹率被认为是胎面的滚动阻力的指标。本发明人已经发现为了获得湿地性能与滚动阻力之间的折衷，上述组合是最优选的。
胎面基层5的在100℃的温度下测定的回弹率优选为70%至90%或70%至85%，这是对胎面10的滚动阻力的甚至进一步改善贡献的指标。
根据本发明的实施方案，第一胎冠层3的橡胶组合物的实施例在下文表1中给出。
表1
1 作为来自TrinseoTM的SprintanTM SLR 3402的溶液聚合的苯乙烯丁二烯橡胶，Tg为大约- 60℃
2 作为来自Goodyear Tire and Rubber Company的BudeneTM 1223的顺式-1,4 聚丁二烯橡胶，Tg为大约-108℃
3 具有10%-12%乙烯基含量和大约-87℃的Tg的1,4 聚丁二烯橡胶
4 沉淀二氧化硅，表面积为大约125 m²/g
5 作为DercolyteTM A 115的萜烯（α蒎烯基）树脂，Tg为大约70℃
6 作为OpperaTM PR 373 Exxon Mobil的芳族改性的脂族石油烃树脂，软化点为大约90℃
7 向日葵油，Tg为大约-80℃
8 混合对苯二胺类型
9 作为来自Evonik Industries的SI266TM偶联剂
10 作为来自Evonik Industries的X50STM偶联剂
11 次磺酰胺类和胍类。
下表2公开了上表1中公开的发明实施例的机械测试结果。
表2
a 在Zwick Roell 5109回弹测试仪上根据DIN 53512在给定温度下测得的回弹。
b 根据DIN 53516的转鼓磨损试验，值越小意味着磨损越小。
c 通过GABOTM EplexorTM测试仪测定模量E’。对试样施以1 Hz下0.25%的正弦变形并改变温度。
d 用Alpha Technologies的RPA 2000™ Rubber Process Analyzer基于ASTMD5289获得数据。
如上述数据所示，三种本发明的胶料具有在0℃下的低回弹值，这是第一层的橡胶组合物的先进湿地性能的指标。在100℃下的回弹值低于60%，这在考虑滚动阻力时不被认为是最佳的。虽然第二实施例的磨损非常低，但其模量相对较高，这意味着雪地性能可能不如第一实施例。tanδ是胶料的滚动阻力的另一指标，其也可以与以下第二胎冠层的示例性组合物的值进行比较。
下表3公开了根据本发明的实施方案的第二胎冠层4的示例性组合物。
表3
1 作为来自TrinseoTM的SprintanTM SLR 3402的溶液聚合的苯乙烯丁二烯橡胶，Tg为大约- 60℃
2 作为来自Goodyear Tire and Rubber Company的BudeneTM 1223的顺式-1,4 聚丁二烯橡胶，Tg为大约-108℃
3 作为PPG Industries的Agilon 400TM的预硅烷化的沉淀二氧化硅
4 作为Novares Pure 85 ASTM的α甲基苯乙烯树脂，软化点为85℃
5 作为DercolyteTM A 115的萜烯（α蒎烯基）树脂，Tg为大约70℃
6 向日葵油，Tg为大约-80℃
7 混合对苯二胺类型
8 作为来自Evonik Industries的SI266TM偶联剂
9 作为来自Evonik Industries的X50STM偶联剂
10 次磺酰胺类和胍类。
下表4公开了如上表2中公开的涉及第二胎冠层4的发明实施例的机械测试结果。
表4
a 在Zwick Roell 5109回弹测试仪上根据DIN 53512在给定温度下测得的回弹。
b 根据DIN 53516的转鼓磨损试验，值越小意味着磨损越小。
c 通过GABOTM EplexorTM测试仪测定模量E’。对试样施以1 Hz下0.25%的正弦变形并改变温度。
d 用Alpha Technologies的RPA 2000™ Rubber Process Analyzer基于ASTMD5289获得数据。
鉴于表4中显示的以上结果，第二胎冠层4的示例性橡胶组合物具有比第一胎冠层3的橡胶组合物更高的0℃下的回弹。同时，第二胎冠层4的组合物具有比径向最外胎冠层3的橡胶组合物明显更高的100℃下的回弹率。滚动阻力的相应改善还通过比第一橡胶组合物的实施例的相应值低得多的tanδ值来指示。发明实施例4和5的与发明实施例1至3相比更高的0℃下的回弹率值不太重要，因为轮胎通常不会在径向内胎冠层上行驶。除此之外，即使0℃下的回弹率值对于第四发明实施例和第五发明实施例而言仍可接受。
在另一实施方案中，胎面基层配方可以包含50 phr至80 phr的聚异戊二烯（例如天然橡胶）、20 phr至50 phr的聚丁二烯、30至60 phr（优选35 phr至50 phr）的炭黑、和1phr至10 phr的增粘树脂。在本发明人测试的具体实施例中，其包含65 phr的天然橡胶、35phr的聚丁二烯、40 phr的炭黑、4 phr的酚醛树脂和其它成分（如促进剂、加工助剂、抗降解剂和硫化剂），基于上文对于其它发明实施例描述的相同测量方法，测定回弹率为78%（在100℃下测得），并且tanδ为0.07。
Claims (10)
1.具有胎面（10）的轮胎，所述胎面（10）包括：
旨在行驶时接触路面的第一胎冠层（3），其中所述第一胎冠层（3）包含第一橡胶组合物；
布置在所述第一胎冠层（3）的径向内侧并支承所述第一胎冠层（3）的第二胎冠层（4），其中所述第二胎冠层（4）包含不同于所述第一橡胶组合物的第二橡胶组合物；
其中所述第一橡胶组合物的根据DIN 53512在0℃的温度下测定的回弹率为10%至25%，并且所述第二橡胶组合物的根据DIN 53512在0℃的温度下测定的回弹率为15%至35%，并且其中所述第一橡胶组合物的所述回弹率比所述第二橡胶组合物的所述回弹率低至少 5%，并且
其中所述第一橡胶组合物的根据DIN 53512在100℃的温度下测定的回弹率为45%至65%，并且所述第二橡胶组合物的根据DIN 53512在100℃的温度下测定的回弹率为60%至75%，并且其中所述第二橡胶组合物的在100℃的温度下测定的所述回弹率比所述第一橡胶组合物的在100℃的温度下测定的所述回弹率高至少3%。
2.根据权利要求1所述的轮胎，其中所述轮胎是雪地轮胎。
3.根据权利要求1或2所述的轮胎，其中所述胎面（10）包括至少一个周向花纹沟（2）和/或至少一个分隔两个胎面花纹条的花纹沟（2），并且其中所述至少一个花纹沟（2）具有从未磨损胎面（10）的径向最外表面延伸至花纹沟（2）底部的径向深度d，其中所述径向深度d等于4 mm加上径向长度t，并且其中所述第一胎冠层（3）在其轴向宽度的至少80%上具有t - 1mm至t + 1 mm的径向厚度。
4.根据权利要求3所述的轮胎，
其中所述第一胎冠层（3）在其轴向宽度的至少80%上具有t至t + 1 mm的径向厚度；或
其中所述第一胎冠层（3）在其轴向宽度的至少90%上具有t至t + 1 mm的径向厚度；和/或
其中所述第一胎冠层（3）的所述径向厚度为3 mm至5 mm；和/或
其中所述第二胎冠层（4）的最大径向厚度为所述第一胎冠层（3）的最大径向厚度的60%至90%。
5.根据前述权利要求一项或多项所述的轮胎，进一步包括胎面基层（5），其在所述第一胎冠层和第二胎冠层的径向内侧并支承所述第二胎冠层（4）。
6.根据权利要求5所述的轮胎，
其中所述胎面基层（5）具有不同于所述第一橡胶组合物和第二橡胶组合物的第三橡胶组合物，并且其中所述第三橡胶组合物的根据DIN 53512在100℃的温度下测定的回弹率比所述第二橡胶组合物的根据DIN 53512在100℃的温度下测定的回弹率高至少10%；和/或
其中所述胎面基层（5）在其轴向宽度的至少70%上具有所述第一胎冠层（3）的最大径向厚度的5%至30%；和/或
其中所述胎面基层（5）在其轴向宽度的至少70%上具有0.2 mm至2 mm的径向厚度；和/或
其中所述胎面基层（5）包含具有填料的第三橡胶组合物，所述填料主要包含炭黑，并且其中所述胎面基层（5）任选包括径向向外延伸直到所述第一胎冠层（3）的径向最外表面的延伸部（8），所述延伸部具有所述胎面基层（5）的总轴向宽度的小于5%的轴向宽度。
7.根据前述权利要求一项或多项所述的轮胎，其中所述第一橡胶组合物和所述第二橡胶组合物各自包含至少一种主要包含二氧化硅的填料。
8.根据前述权利要求一项或多项所述的轮胎，
其中所述第一橡胶组合物包含50 phr至100 phr的至少一种玻璃化转变温度为至多-50℃的基于二烯的橡胶，和100 phr至200 phr的二氧化硅、优选90 phr至150 phr的二氧化硅。
9.根据前述权利要求一项或多项所述的轮胎，其中所述第一橡胶组合物包含5 phr至60 phr的至少一种牵引树脂，所述牵引树脂选自苯乙烯-α甲基苯乙烯树脂、香豆酮-茚树脂、石油烃树脂、萜烯聚合物、萜烯酚醛树脂、松香衍生树脂和共聚物中的一种或多种，其中所述树脂具有60℃至150℃、优选85℃至140℃的根据ASTM E28测定的软化点。
10.根据前述权利要求一项或多项所述的轮胎，其中所述第一橡胶组合物包含3 phr至20 phr的具有-70℃至-115℃的玻璃化转变温度的油，其中所述油任选为甘油三酯，优选选自向日葵油、大豆油和芥花籽油中的一种或多种。
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