CN114126897A - 包括胎面的轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种包括定向胎面(10)的轮胎，所述胎面包括中央轴线(12)和两个边缘(14A、14B)，所述两个边缘(14A、14B)位于所述中央轴线(12)的两侧并且确定胎面宽度W，所述胎面宽度W大于或等于140mm，所述胎面(10)包括在周向方向上彼此相继的多个花纹(13)，每个花纹具有节距P，花纹(13)界定多个倾斜沟槽(16A、16B)，每个倾斜沟槽从胎面的边缘(14A，14B)之一延伸至中央轴线(12)。在胎面的以中央轴线(12)为中心且宽度与所述胎面的宽度W的80％相对应的中央部分，多个倾斜沟槽中的全部或部分倾斜沟槽(16A、16B)具有在0.85至1.5之间，优选在0.87至1.1之间的纵横比E，所述纵横比对应于倾斜沟槽在周向方向(X)上的投影长度Lpx与胎面(10)的中央部分的一半宽度的比值，满足式(I)。全部或部分花纹包括至少一个刀槽(18；181、182、183、184、185、186)，这些花纹的全部或部分中的刀槽密度SD在10mm‑1至70mm‑1之间，所述刀槽密度SD对应于刀槽在轴向方向(Y)上的投影长度lpyi的总和与花纹的节距P和胎面的宽度W的乘积的比值，整体乘以1000，满足式(II)，其中n为花纹中刀槽的数量。
Figure DDA0003470643530000011

Description

包括胎面的轮胎
技术领域
本发明涉及一种用于机动车辆的轮胎，其胎面包括多个具有高纵横比的倾斜沟槽。本发明更特别适用于旨在装配至客运车辆或货车的轮胎。
背景技术
以已知的方式，旨在装配至机动车辆的轮胎具有胎面。该胎面包括胎面表面和界定所述胎面表面的两个边缘。胎面表面对应于当轮胎(被充气至其参考压力并在参考负荷下被压缩)在路面上行驶时胎面与该地面接触的所有点。在特别由E.T.R.T.O.标准规定的轮胎使用条件中限定有参考充气压力和参考负荷。胎面的胎面表面包括由各种沟槽(例如倾斜沟槽)形成的空隙。倾斜沟槽形成旨在朝向胎面边缘去除水的通道。文献GB2240522公开了一种包括多个倾斜沟槽的定向胎面。胎面包括中央轴线X和两个边缘，所述两个边缘位于所述胎面的两侧并且确定胎面宽度，在图1中用A表示。胎面还具有中央部分，所述中央部分具有用K表示的宽度并且对应于胎面宽度A的约80％。在该中央部分，每个倾斜沟槽具有很大的纵横比，亦即，所述沟槽在周向方向X上的投影非常接近于该中央部分的宽度K的一半，或甚至比所述宽度K的一半大。倾斜沟槽的非常高的纵横比改善了从胎面的除水，从而改善了在湿地上的抓地性。然而，由这些倾斜沟槽界定的材料花纹块可能会因为它们的横向刚度较低而遭受更高程度的磨损。此外，在干地上的行为也受到倾斜沟槽的高纵横比的损害。最后，在雪地上，这种轮胎的抓地性有限。
此外，对所谓的“四季”轮胎的需求不断增加，所述“四季”轮胎提供在雪地/湿地上的抓地性之间的优良折衷，同时在干地上仍保持良好的性能。这些四季轮胎旨在全年安全运行，而不论天气如何。这些轮胎一般都获得了3PMSF(3 Peak Mountain Snow Flake)冬季认证。该认证特别标示在所述轮胎的一个或两个胎侧上。
因此，需要获得一种四季轮胎，其在干地和湿地上的抓地性能与夏季轮胎相似，同时确保在雪地上具有非常高水平的安全性并且确保改进的耐磨性。
发明内容
本发明旨在弥补这一缺陷。
更具体地，本发明寻求改进四季节轮胎在雪地/湿地上的抓地性之间的折衷，同时改进这种轮胎的磨损性能。
本发明涉及一种包括定向胎面的轮胎。
“轮胎”意指由橡胶材料制成的所有类型的外胎，其在行驶期间承受内部压力，或在行驶期间不承受这种内部压力(这是无气轮胎(例如TweelTM类型)的情况)。
轮胎的“胎面”意指由胎面表面界定的一定量的橡胶材料。胎面表面将轮胎在正常行驶条件下与地面接触的所有点组合在一起。对于轮胎，“正常行驶条件”是由ETRTO(欧洲轮胎和轮辋技术组织)标准限定的使用条件。这些使用条件规定了与轮胎的承载能力(如由轮胎负荷指数和速度额定值所示)相对应的参考充气压力。这些使用条件也可以称为“标称条件”或“工作条件”。
“定向胎面”意指这样的胎面，其中胎面花纹元件根据预定的旋转方向被特定地布置以优化行为特性。这种旋转方向通常由轮胎胎侧上的箭头表示。
本发明的胎面包括中央轴线和两个边缘，所述两个边缘位于所述中央轴线的两侧并且确定胎面宽度W，胎面宽度大于或等于140mm。该胎面宽度由动态产生的印痕确定。为了获得这种印痕，将黑色墨水涂在轮胎胎面的一部分上，该经墨水涂染的部分以一定的行进速度驶过一张纸。产生这种印痕的条件：它是在标称压力下产生的，负荷对应于标称负荷的0.76倍，行进速度为100mm/s。例如，对于尺寸为205/55R16 91V的轮胎，产生印痕的条件是2.5巴的压力和480daN的负荷。然后用于确定纵横比E、刀槽密度SD、平均刀槽密度SD平均的所有测量值均取自胎面(在如上所述的负荷、压力和行进速度条件下驶过支撑体)的印痕。
胎面包括在周向方向上彼此相继的多个花纹，每个花纹具有节距P。
“花纹”意指在周向方向上重复的花纹块集合。该重复可以是“等尺寸”重复。胎面则被称为是单节距的。作为替代，该重复可以是具有不同尺寸(特别是不同节距值)的重复。胎面则被称为是多节距的。有利地，多节距胎面的不同节距值的数量介于3至5个节距之间。作为优选，花纹的多组花纹块在整个胎面宽度W上延伸。每组花纹块包括至少一个花纹块。“花纹块”意指由沟槽界定的凸起元件，其包括侧壁和接触面，所述接触面旨在在行驶期间与地面接触。
“周向方向”意指与以旋转轴线为中心的任何圆相切的方向。该方向垂直于轴向方向和径向方向。
“轴向方向”意指与轮胎的旋转轴线平行的方向。
“径向方向”意指与轮胎的旋转轴线垂直的方向(该方向对应于胎面的在所述胎面中央的厚度方向)。
“沟槽”意指材料壁之间的距离大于2mm的切口。
“倾斜沟槽”意指主要取向与轴向方向形成介于20°至70°之间的锐角的沟槽。
“周向沟槽”意指主要取向为周向方向的沟槽。
“胎面主要沟槽”意指在轮胎的整个圆周上延伸的周向沟槽。
“刀槽”意指材料壁之间的距离小于或等于2mm的切口。还确定的是胎面中刀槽的深度大于或等于1mm。因此，胎面中深度小于1mm的“V形沟槽”类型的美学切口不被视为刀槽。
花纹界定了多个倾斜沟槽，每个倾斜沟槽从胎面的边缘之一朝向中央轴线的方向延伸，但不到达所述中央轴线。以这种方式，确保了胎面的中央由材料增强，例如由周向延伸的材料肋部增强。因此胎面在干地上的抓地性得以改进。
在胎面的以中央轴线为中心且宽度与所述胎面的宽度W的80％相对应的中央部分中，多个倾斜沟槽中的全部或一些倾斜沟槽具有介于0.85至1.5之间，优选介于0.87至1.1之间的纵横比。通过使胎面中央部分的纵横比具有这样的值，可以确保更好地从胎面去除水，从而限制了打滑的风险。
“纵横比”E意指倾斜沟槽在周向方向上的投影长度Lpx与胎面的中央部分的一半宽度W之间的比值，满足
Figure BDA0003470643510000041
全部或一些花纹包括至少一个刀槽。花纹中的刀槽密度SD介于10mm-1至70mm-1之间。
“刀槽密度SD”意指刀槽在轴向方向上的投影长度的总和与花纹的节距P和胎面的宽度W的乘积之间的比值，满足
Figure BDA0003470643510000042
其中n为花纹中刀槽的数量，lpyi为第n刀槽的投影长度。
如此所列的胎面特征使得可以获得在雪地/湿地/干地上的抓地性之间的折衷优良的四季型轮胎，同时改进该轮胎的磨损性能。
在一个优选的实施方案中，胎面包括不同的花纹类型Mj，其中j大于或等于2，属于同一种花纹类型的花纹具有同一节距，属于两种不同花纹类型的花纹之间的节距是不同的。平均刀槽密度SD平均介于10mm-1至70mm-1之间，所述平均刀槽密度SD平均对应于胎面的整个圆周上不同花纹类型Mj的花纹的刀槽密度SDj的平均值，所述平均刀槽密度SD平均在胎面的所述圆周上根据每一花纹类型Mj的花纹数量Nj并根据属于该花纹类型Mj的花纹的节距Pj进行加权，满足
Figure BDA0003470643510000043
其中m为不同花纹类型的数量，SDj为属于花纹类型Mj的花纹中的刀槽密度，Pj为属于花纹类型Mj的花纹的节距，并且Nj为属于花纹类型Mj的花纹数量。
在一个优选的实施方案中，刀槽密度SD或平均刀槽密度SD平均大于25mm-1和/或小于50mm-1。
作为优选，刀槽密度SD或平均刀槽密度SD平均介于30mm-1至40mm-1之间。
有利地，每个花纹包括含有至少一个花纹块的一组花纹块。花纹块在崭新时具有介于5.5mm至9mm之间，优选介于6mm至7.5mm之间的最大径向高度Hmax。减小花纹块的径向高度提供了对轮胎的滚动阻力和在干地上的抓地性的总体改进。就除水性能而言，胎面的高纵横比使得可以至少部分地补偿花纹块的较低径向高度。
有利地，花纹块由橡胶材料制成。
“橡胶材料”意指弹性体配混物类型的聚合物材料，即通过组合至少一种弹性体、至少一种增强填料、和交联体系所获得的聚合物材料。
弹性体配混物的一个常用物理特性是其玻璃化转变温度Tg，弹性体配混物在该温度下从可变形橡胶状态转变为刚性粘性状态。通常通过以下方式确定弹性体配混物的玻璃化转变温度Tg：根据标准ASTM D 5992-96，在粘度分析仪(Metravib VA4000)上测量弹性体配混物的动力学性质。在硫化的弹性体配混物(即已固化至至少90％转化率的配混物)样品上测量动力学性质，样品具有圆柱形测试试样的形式，其厚度为2mm并且横截面为78.5mm2。记录弹性体配混物样品对简单交变正弦剪切应力(其中峰至峰振幅为0.7MPa，频率等于10Hz)的响应。以+1.5℃/min的恒定升温速率进行温度扫描。所用结果通常为由弹性部分G'和粘性部分G”构成的复数动力学剪切模量G*，以及等于比率G”/G’的动力学损耗tgδ。玻璃化转变温度Tg是在温度扫描期间动力学损耗tgδ达到最大值的温度。在60℃下测得的G*值表示橡胶材料的刚度，即其对弹性变形的抗性。
有利地，花纹中花纹块的橡胶材料的组合物具有介于-40℃至-10℃之间，优选介于-35℃至-15℃之间的玻璃化转变温度Tg。此外，橡胶材料的组合物具有在60℃下测得的介于0.5Mpa至2Mpa之间，优选介于0.7Mpa至1.5MPa之间的动力学剪切模量。
就化学组成而言，一个或多个花纹块的弹性体配混物含有100phr(每一百份橡胶的份数，以重量计)的改性二烯弹性体。根据定义，二烯弹性体是至少部分地得自二烯单体(即带有两个可以共轭或不共轭的碳-碳双键的单体)的均聚物或共聚物。作为优选，弹性体配混物含有含量至少等于20phr的改性二烯弹性体。
改性二烯弹性体含有至少一个包含硅原子的官能团，硅原子位于主链内，包括链的端部。“原子位于弹性体的主链内，包括链的端部”在此意指原子不是从弹性体主链垂下的原子(或不是在弹性体主链的侧部原子)，而是被并入到主链中的原子。因此，花纹块的组合物优选包含弹性体配混物，所述弹性体配混物含有改性二烯弹性体，所述改性二烯弹性体含有至少一个包含硅原子的官能团，硅原子位于弹性体的主链内，包括链的端部。
含有包含硅原子的官能团的改性二烯弹性体可以是这样的改性弹性体，其含有至少一个位于弹性体主链的一个端部处的硅烷醇官能团。相应的改性二烯弹性体尤其在文献EP 0 778 311 A1、WO 2011/042507 A1中有描述。
或者，作为优选，官能团位于弹性体主链中，则可以说二烯弹性体在链的中部被偶联或官能化。因此，官能团的硅原子使二烯弹性体主链的两个支链结合。官能团的硅原子可以由至少一个烷氧基官能团取代，所述烷氧基官能团可能已经完全或部分水解为羟基。
特别有利地，改性二烯弹性体主要在链的中部被烷氧基硅烷基团官能化，所述烷氧基硅烷基团经由硅原子与改性二烯弹性体的两个支链结合。
官能团的硅原子可以由至少一个烷氧基官能团取代，所述烷氧基官能团可能已经完全或部分水解为羟基，硅原子还可以直接由或通过二价烃基由至少一个其它官能团取代，所述其它官能团包含选自N、S、O、P的至少一个杂原子。作为优选，硅原子通过二价烃基(更优选C1-C18线型脂族烃基)由至少一个其它官能团取代。在这些其它官能团中，例如可以提及环状或非环状的伯胺、仲胺或叔胺、异氰酸酯、亚胺、氰基、硫醇、羧酸酯、环氧化物以及伯膦、仲膦或叔膦。其它官能团优选为叔胺，更优选为二乙基氨基或二甲基氨基。烷氧基官能团优选为甲氧基、乙氧基、丁氧基或丙氧基官能团。对应于这些变体形式的改性二烯弹性体尤其在文献WO 2009/133068 A1、WO 2015/018743 A1中有描述。
通过至少一个含有硅原子的官能团对二烯弹性体进行的改性不排除弹性体的另一种改性，例如在链的端部通过在聚合引发时引入的胺官能团来改性，如在WO 2015/018774 A1、WO 2015/018772 A1中所述。
特别地，含有包含硅原子的官能团的改性二烯弹性体有利地为这样的改性弹性体，其结构内含有至少一个通过硅原子与弹性体结合的烷氧基硅烷基团以及至少一个包含氮原子的官能团。
在该情况下，改性二烯弹性体有利地具有以下特征中的至少两个特征，优选全部特征：
-包含氮原子的官能团为叔胺，更特别为二乙基氨基或二甲基氨基，
-包含氮原子的官能团通过间隔基团由烷氧基硅烷基团携带，所述间隔基团限定为脂族C1-C10烃基基团，还更优选为线型C2或C3烃基基团，
-烷氧基硅烷基团为甲氧基硅烷或乙氧基硅烷，其任选部分或完全地被水解以产生硅烷醇。
这样的改性二烯弹性体可以使用专利申请EP 2 285 852中描述的方法来获得，然后进行烷氧基硅烷官能团的水解以产生硅烷醇官能团。用于水解烷氧基硅烷官能团以产生硅烷醇官能团的水解反应可以例如根据专利申请EP 2 266 819 A1中描述的过程进行。
作为优选，根据本发明的改性二烯弹性体为1,3-丁二烯聚合物，更优选为苯乙烯/丁二烯共聚物(SBR)。
有利地，改性二烯弹性体的玻璃化转变温度介于-105℃至-70℃，优选-100℃至-75℃，更优选-95℃至-80℃的范围内。
根据不同的变体形式，根据本发明的改性二烯弹性体可以单独用于弹性体配混物中或者与至少一种常规用于轮胎的其它二烯弹性体共混地使用，而不论其是否是星形支化的、偶联的、官能化的(例如通过锡或硅)。
同样，从其化学组成的角度来看，根据本发明的胎面的弹性体配混物包含含量至少等于10phr，优选10至100phr，优选20至50phr的热塑性树脂类型的增塑树脂。
在本发明的一个实施方案变体中，轮胎具有3PMSF冬季认证，所述认证标示在轮胎的胎侧上。
附图说明
通过阅读以完全非限制性示例的方式给出并由附图说明的实施方案的详细描述，将更好地理解本发明，其中：
图1示出根据第一实施方案的本发明轮胎中胎面的一部分的示意图；
图2为图1中胎面的印痕；
图3为图2中印痕的一部分，其以倾斜沟槽为中心；
图4为图2中胎面的印痕的一部分，所述图以具有节距P1的第一花纹为中心；
图5为图1中胎面的印痕的一部分，所述图以具有节距P2的第二花纹为中心；
图6为图1中胎面的印痕的一部分，所述图以具有节距P3的第三花纹为中心；
图7为根据第二实施方案的本发明轮胎中胎面的印痕。
具体实施方式
本发明并不限于所呈现的实施方案和变体形式，其它实施方案和变体形式对于本领域技术人员而言将变得清楚。
在各个图中，相同或相似的元件带有相同的附图标记。因此，将用于标识胎面上的元件的附图标记一起用来标识所述胎面制成的印痕上的这些相同元件。
图1部分地示出根据本发明第一实施方案的胎面。该轮胎包括胎面10和位于所述胎面10两侧的两个胎侧11A、11B。胎侧11A、11B形成轮胎的侧部。每个胎侧的端部包括旨在安置在车轮轮辋上的胎圈。胎侧11A、11B在第一边缘14A和第二边缘14B处限定胎面10。第一边缘14A和第二边缘14B位于胎面10的中央轴线12的两侧。该第一边缘14A和该第二边缘14B确定胎面宽度W。该胎面宽度在此大于140mm。胎面10还包括以中央轴线12为中心的中央部分，所述中央部分的宽度与所述胎面10的宽度W的80％相对应。该中央部分由第三边缘15A和第四边缘15B界定。胎面10包括在周向方向X上彼此相继的多个花纹13。
在胎面上，每个花纹13包括一组花纹块，所述一组花纹块在此包括第一花纹块171、第二花纹块172、第三花纹块173、第四花纹块174和第五花纹块175。第一花纹块171从胎面10的第一边缘14A延伸直至第一倾斜切口231。第二花纹块172从第一倾斜切口231延伸直至第二倾斜切口232。第三花纹块173在第二切口232与第三切口233之间并在中央轴线12的两侧延伸。第四花纹块174从第三切口233延伸直至第四切口234。第五花纹块175从第四切口234延伸直至第二边缘14B。第一花纹块171和第五花纹块175延伸超过胎面10的界限14A和14B。第一花纹块171和第五花纹块175的在胎面外侧的区域不是旨在在正常行驶条件下与地面接触。
第一花纹块171、第二花纹块172、第三花纹块173、第四花纹块174和第五花纹块175至少部分地由倾斜沟槽16A、16B界定。在图1的胎面中，倾斜沟槽16A、16B分别从第一边缘14A和第二边缘14B朝向中央轴线12的方向延伸，但不到达所述中央轴线。当在湿路面上行驶时，这些倾斜沟槽16A、16B促进从胎面去除水。花纹块171、172、173、174、175各自分别包括第一刀槽181、第二刀槽182、第三刀槽183、第四刀槽184、第五刀槽185和第六刀槽186以改进轮胎在雪地上的抓地性。更特别地，第一刀槽181从第一边缘14A延伸直至第一刀槽181的一个刀槽端部。第二刀槽182从第一倾斜切口231延伸直至第二倾斜切口232。第三刀槽183从第二倾斜切口232延伸直至第三刀槽183的一个端部。第四刀槽184从第四刀槽184的一个端部延伸直至第三倾斜切口233。第五刀槽185从第三倾斜切口233延伸直至第四倾斜切口234。第六刀槽186从第六刀槽186的一个端部延伸至到达胎面的第二边缘14B。
每个刀槽181、182、185、186将相关的花纹块171、172、174、175分成宽度大致相同的两个部分。在第三花纹块173中，刀槽183和184的长度是受限的。因此，第三刀槽183和第四刀槽184并未延伸直至中央轴线12。
图2示出图1中胎面的印痕。
这种印痕是在如上所述的条件下动态产生的。以白色表示诸如倾斜沟槽16A、16B和刀槽181、182、183、184、185、186的凹进“空隙”元件。以黑色示出花纹块171、172、173、174、175。根据该印痕，可以确定倾斜沟槽的纵横比E(图3)和花纹块171、172、173、174、175中刀槽的刀槽密度SD(图4至图6)。
因此，图3示出图2中印痕的一部分，其以倾斜沟槽16A为中心。在胎面中，该倾斜沟槽16A从第一边缘14A开始并在到达中央轴线12前停止。
可以确定在胎面的中央部分中的倾斜沟槽16A的纵横比E，即确定倾斜沟槽16A在该中央部分中的倾斜程度。如已经说明的，中央部分部分地由第三边缘15A界定。纵横比E由倾斜沟槽16A在周向方向X上的投影长度Lpx和胎面的中央部分的一半宽度0.8*W/2确定，满足
Figure BDA0003470643510000101
更特别地，投影长度Lpx在第一点A与第二点B之间测得。点A被确定为在倾斜沟槽16A的中线19与第三边缘15A之间的相交处。倾斜沟槽16A的中线19将所述倾斜沟槽16A分成等宽的两个倾斜半沟槽。点B被确定为在倾斜沟槽16A的中线19与倾斜沟槽16A的端部之间的相交处。纵横比E在此介于0.85至1.5之间，优选介于0.87至1.1之间。
每个花纹13具有节距P。该节距P被确定为位于花纹块171、172、173、174、175两侧的两个相邻倾斜沟槽的中心之间的距离。将注意到，在图1的实施方案的示例中，胎面10包括具有不同值的三个节距P1、P2、P3。
图4、图5和图6示出同一胎面的三个花纹，所述三个花纹属于三种不同的花纹类型，具有不同的节距P1、P2、P3。因此，图4示出具有第一节距P1的第一花纹。如已经描述的，第一花纹包括第一花纹块171、第二花纹块172、第三花纹块173、第四花纹块174和第五花纹块175。第一花纹块171包括第一刀槽181。第二花纹块172包括第二刀槽182。第三花纹块173在此包括第三刀槽183和第四刀槽184。第四花纹块174包括第五刀槽185。第五花纹块175包括第六刀槽186。对于每个刀槽，可以确定在轴向方向Y上投影的刀槽长度。因此第一刀槽181具有第一投影长度lpy11，第二刀槽182具有第二投影长度lpy12，第三刀槽183具有第三投影长度lpy13，第四刀槽184具有第四投影长度lpy14。第五刀槽具有第五投影长度Lpy15。第六刀槽具有第六投影长度Lpy16。可以确定包括第一花纹块171、第二花纹块172、第三花纹块173、第四花纹块174、第五花纹块175的具有节距P1的一组花纹块中的第一刀槽密度SD1。该第一刀槽密度SD1对应于刀槽181、182、183、184、185和186的投影长度lpy11、lpy12、lpy13、lpy14、lpy15和lpy16的总和与花纹的节距P1和胎面的宽度W的乘积之间的比值，然后整体乘以1000，满足
Figure BDA0003470643510000111
图5示出具有第二节距P2的第二花纹。第二节距P2具有比第一节距P1高的值。如第一花纹的情况，可以确定第二刀槽密度SD2。根据属于花纹块171、172、173、174、175的刀槽181、182、183、184、185、186的投影长度lpy21、lpy22、lpy23、lpy24、lpy25、lpy26来计算该第二刀槽密度SD2。因此该第二刀槽密度SD2对应于刀槽181、182、183、184、185和186的投影长度lpy21、lpy22、lpy23、lpy24、lpy25和lpy26的总和与花纹的节距P2和胎面的宽度W的乘积之间的比值，然后整体乘以1000，满足
Figure BDA0003470643510000113
图6示出具有第三节距P3的第三花纹。第三节距P3具有比第二节距P2高的值。如第一花纹和第二花纹的情况，可以确定第三刀槽密度SD3。根据属于花纹块171、172、173、174、175的刀槽181、182、183、184、185、186的投影长度lpy31、lpy32、lpy33、lpy34、lpy35、lpy36来计算该第三刀槽密度SD3。因此该第三刀槽密度SD3对应于刀槽181、182、183、184、185和186的投影长度lpy31、lpy32、lpy33、lpy34、lpy35和lpy36的总和与花纹的节距P3和胎面的宽度W的乘积之间的比值，然后整体乘以1000，满足
Figure BDA0003470643510000112
在图1至图6的实施方案中，胎面包括N1个具有节距P1的花纹、N2个具有节距P2的花纹和N3个具有节距P3的花纹的布置。因此可以确定平均刀槽密度SD平均，其对应于胎面的整个圆周上具有节距P1、P2、P3的花纹的刀槽密度SD1、SD2、SD3的平均值。因此，平均刀槽密度SD平均根据每一花纹类型的花纹数量N1、N2、N3和节距P1、P2、P3进行加权，满足：
Figure BDA0003470643510000121
具有节距P1、P2、P3的花纹在胎面上随机布置，以便限制行驶过程中轮胎噪声的出现。因此，对于尺寸为205/55 R 16的轮胎，具有节距P1、P2和P3的花纹可以相对于彼此如下布置：P1 P1 P2 P1 P2 P2 P2 P2 P1 P1 P2 P1 P1 P1 P2 P2 P3 P2 P2 P3 P2 P1 P2 P2P1 P1 P1 P1 P2 P1 P2 P1 P1 P1 P1 P2 P1 P1 P2 P2 P3 P3 P3 P2 P2 P3 P3 P3 P3 P3P2 P2 P1 P2 P2 P3 P2 P1 P2 P2 P1 P2 P3 P2 P2 P1 P2 P2 P2 P1 P1 P1 P2 P3 P2P1。于是这样的布置包括21个具有节距P1的花纹、35个具有节距P2的花纹和13个具有节距P3的花纹。如已经说明的，节距P被确定为位于花纹块两侧的两个相邻倾斜沟槽的中心之间的距离。为了精确地确定节距P1、P2和P3的值，这些值在属于相同花纹类型的花纹组中(例如在P1 P1 P1、P2 P2 P2和P3 P3 P3花纹组中)进行测量。
在一个优选的实施方案中，平均刀槽密度SD平均介于10mm-1至70mm-1之间。
在一个优选的实施方案中，平均刀槽密度SD平均大于25mm-1和/或小于50mm-1。
在另一个优选的实施方案中，平均刀槽密度SD平均介于30mm-1至40mm-1之间。
将注意到，不同花纹的第三花纹块173彼此结合。因此，所有这些第三花纹块形成沿着轮胎圆周一直延伸的材料肋部。
图7示出本发明的第二实施方案，其中胎面10还包括具有宽度Ws的胎面主要沟槽。该宽度Ws在轴向方向Y上测得。根据该宽度Ws，可以确定胎面主要沟槽的称为CSR的接触面积比，其对应于胎面主要沟槽的宽度Ws与胎面的宽度W的比值，满足
Figure BDA0003470643510000122
在一优选的实施方案中，接触面积比CSR小于或等于0.15。
对于图1至图7所示的所有实施方案，每个花纹块均由橡胶材料形成。在一个优选的实施方案中，这种橡胶材料的组合物具有的玻璃化转变温度Tg介于-40℃至-10℃之间，优选介于-35℃至-15℃之间，并且其在60℃下测得的剪切模量介于0.5MPa至2MPa之间，优选介于0.7MPa至1.5MPa之间。
在一个优选的实施方案中，花纹块的橡胶材料组合物基于至少：
-弹性体基质，其包含大于50重量％的带有硅烷醇官能团和胺官能团的溶液法SBR；
-20至200phr的至少一种二氧化硅；
-用于将二氧化硅偶联至溶液法SBR的偶联剂；
-10至100phr的Tg大于20℃的烃基树脂；
-15至20phr的液体增塑剂。
该优选实施方案中的溶液法SBR为在溶液中制备的丁二烯和苯乙烯的共聚物。溶液法SBR的特征在于其带有硅烷醇官能团和胺官能团。带有硅烷醇官能团和胺官能团的溶液法SBR的硅烷醇官能团可以例如通过以下方式来制得：用带有烷氧基硅烷基团的硅烷对弹性体链进行氢化硅烷化，然后水解烷氧基硅烷官能团以产生硅烷醇官能团。带有硅烷醇官能团和胺官能团的溶液法SBR的硅烷醇官能团同样可以通过活性弹性体链与环状聚硅氧烷化合物反应来引入，如在EP 0 778 311中所述。带有硅烷醇官能团和胺官能团的溶液法SBR的胺官能团可以例如通过使用带有这种官能团的引发剂引发聚合来引入。带有硅烷醇官能团和胺官能团的溶液法SBR同样可以通过以下方式制得：根据专利申请EP 2 285 852中描述的过程使活性弹性体链与带有烷氧基硅烷官能团和胺官能团的化合物反应，然后水解烷氧基硅烷官能团以产生硅烷醇官能团。根据该制备过程，硅烷醇官能团和胺官能团优选位于溶液法SBR的链内，不包括链的端部。可以根据专利申请EP 2 266 819 A1中描述的过程或通过汽提含有溶液法SBR的溶液的步骤来进行这样的反应，其引起由溶液法SBR携带的烷氧基硅烷官能团的水解以产生硅烷醇官能团。胺官能团可以为伯胺、仲胺或叔胺官能团，优选叔胺官能团。
还将注意到，花纹块在崭新时具有相对低的最大径向高度Hmax。该径向高度介于5.5mm至9mm之间，优选介于6mm至7.5mm之间。这种相对低的径向高度可能会损害在湿地上的抓地性。因此，借助于本发明，径向高度由胎面的高纵横比和所用的含有溶液法SBR的材料的特性来补偿。这使得可随着时间的推移保持轮胎在湿地上的良好抓地性。
本发明并不限于所呈现的实施方案和变体形式，其它实施方案和变体形式对于本领域技术人员而言将变得清楚。
因此，图1至图7示出胎面包括至少三个不同节距类型的实施方案。作为变体形式，胎面包括单个节距类型P。因此轮胎被称为是单节距的。因此，刀槽密度SD对应于刀槽在轴向方向Y上的投影长度的总和比花纹节距P和胎面的宽度W的乘积，然后整体乘以1000，满足
Figure BDA0003470643510000141
其中n为花纹中刀槽的数量，lpyi为第n刀槽的投影长度。刀槽密度介于10mm-1至70mm-1之间。优选地，刀槽密度SD大于25mm-1和/或小于50mm-1。优选地，刀槽密度SD介于30mm-1至40mm-1之间。
因此，图7示出包括单个中央胎面主要沟槽的胎面10。作为变体形式，胎面包括数量大于1的胎面主要沟槽。因此，CSR对应于胎面主要沟槽的宽度的总和与胎面的宽度的比值，满足
Figure BDA0003470643510000142
其中m为胎面中胎面主要沟槽的数量，Wsj为第j胎面主要沟槽的宽度。包括至少两个胎面主要沟槽的胎面的CSR小于或等于0.15。
因此，如图1至图7所示，由第三花纹块形成的中央材料肋部总体上具有小的宽度。作为变体形式，该中央材料肋部的宽度对应于胎面宽度W的至少三分之一。

Claims (16)

1.一种包括定向胎面(10)的轮胎，所述胎面包括中央轴线(12)和两个边缘(14A、14B)，所述两个边缘(14A、14B)位于所述中央轴线(12)的两侧并且确定胎面宽度W，所述胎面宽度W大于或等于140mm，所述胎面(10)包括在周向方向上彼此相继的多个花纹(13)，每个花纹具有节距P，花纹(13)界定多个倾斜沟槽(16A、16B)，每个倾斜沟槽从胎面的边缘(14A，14B)之一朝向中央轴线(12)的方向延伸，但不到达所述中央轴线(12)，其特征在于：
-在胎面的以中央轴线(12)为中心且宽度与所述胎面的宽度W的80％相对应的中央部分，多个倾斜沟槽中的全部或一些倾斜沟槽(16A、16B)具有介于0.85至1.5之间，优选介于0.87至1.1之间的纵横比E，所述纵横比对应于倾斜沟槽在周向方向(X)上的投影长度Lpx与胎面(10)的中央部分的一半宽度之间的比值，满足
Figure FDA0003470643500000011
-全部或一些花纹包括至少一个刀槽(181、182、183、184、185、186)，这些花纹的全部或一些中的刀槽密度SD介于10mm-1至70mm-1之间，所述刀槽密度SD对应于刀槽在轴向方向(Y)上的投影长度lpyi的总和与花纹的节距P和胎面的宽度W的乘积之间的比值，然后整体乘以1000，满足
Figure FDA0003470643500000012
其中n为花纹中刀槽的数量，lpyi为第n刀槽的投影长度。
2.根据权利要求1所述的轮胎，其中，所述胎面包括不同的花纹类型Mj，其中j大于或等于2，属于同一种花纹类型的花纹具有同一节距，属于两种不同花纹类型的花纹之间的节距是不同的，并且平均刀槽密度SD平均介于10mm-1至70mm-1之间，所述平均刀槽密度SD平均对应于胎面的整个圆周上不同花纹类型Mj的花纹的刀槽密度SDj的平均值，所述平均刀槽密度SD平均在胎面的所述圆周上根据每一花纹类型Mj的花纹数量Nj并根据属于该花纹类型Mj的花纹的节距Pj进行加权，满足
Figure FDA0003470643500000021
其中m为不同花纹类型的数量，SDj为属于花纹类型Mj的花纹中的刀槽密度，Pj为属于花纹类型Mj的花纹的节距，并且Nj为属于花纹类型Mj的花纹数量。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的轮胎，其中，所述刀槽密度SD或平均刀槽密度SD平均大于25mm-1和/或小于50mm-1。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的轮胎，其中，所述刀槽密度SD或平均刀槽密度SD平均介于30mm-1至40mm-1之间。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的轮胎，其中，所述胎面包括至少一个胎面主要沟槽(21)，胎面主要沟槽的宽度Ws被确定为使得胎面主要沟槽的宽度Ws的总和与胎面的宽度W的比值(CSR)小于或等于0.15。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的轮胎，每个花纹(13)包括一组花纹块，所述一组花纹块包括至少一个花纹块(171、172、173、174、175)，其中所述花纹块在崭新时具有介于5.5mm至9mm之间，优选介于6mm至7.5mm之间的最大径向高度Hmax。
7.根据权利要求6所述的轮胎，一个或多个花纹块(17；171、172、173、174、175)由橡胶材料制成，其中所述橡胶材料的组合物具有介于-40℃至-10℃之间，优选介于-35℃至-15℃之间的玻璃化转变温度Tg以及在60℃下测得的介于0.5MPa至2MPa之间，优选介于0.7MPa至1.5MPa之间的动力学复数剪切模量G*。
8.根据权利要求6和7中任一项所述的轮胎，其中，花纹块的组合物包含弹性体配混物，所述弹性体配混物含有改性二烯弹性体，所述改性二烯弹性体含有至少一个包含硅原子的官能团，硅原子位于弹性体的主链内，包括链的端部。
9.根据权利要求8所述的轮胎，其中，所述改性二烯弹性体含有包含硅原子的官能团，所述弹性体为含有如下官能团的改性弹性体：至少一个位于弹性体主链的一个端部处的硅烷醇官能团。
10.根据权利要求8所述的轮胎，其中，官能团选自硅烷醇官能团或具有硅烷醇封端的聚硅氧烷基团。
11.根据权利要求8所述的轮胎，其中，含有包含硅原子的官能团的改性二烯弹性体为结构内含有如下官能团的改性弹性体：至少一个通过硅原子与弹性体结合的烷氧基硅烷基团以及至少一个包含氮原子的官能团。
12.根据权利要求10所述的轮胎，其中，所述改性二烯弹性体主要在链的中部被烷氧基硅烷基团官能化，所述烷氧基硅烷基团经由硅原子与改性二烯弹性体的两个支链结合。
13.根据权利要求10或权利要求11所述的轮胎，其中，所述改性二烯弹性体具有以下特征中的至少两个特征，优选全部特征：
-包含氮原子的官能团为叔胺，更特别为二乙基氨基或二甲基氨基，
-包含氮原子的官能团通过间隔基团由烷氧基硅烷基团携带，所述间隔基团限定为脂族C1-C10烃基基团，还更优选为线型C2或C3烃基基团，
-烷氧基硅烷基团为甲氧基硅烷或乙氧基硅烷，其任选部分或完全地被水解以产生硅烷醇。
14.根据权利要求8至12中任一项所述的轮胎，其中，所述改性二烯弹性体为丁二烯/苯乙烯共聚物。
15.根据权利要求8至13中任一项所述的轮胎，其中，所述改性二烯弹性体具有介于-105℃至-70℃范围内的玻璃化转变温度。
16.根据权利要求1至14中任一项所述的轮胎，其中，所述轮胎具有3PMSF冬季认证，所述认证标示在轮胎的胎侧上。
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