CN114599529B

CN114599529B - 包括胎面的轮胎

Info

Publication number: CN114599529B
Application number: CN202080074753.0A
Authority: CN
Inventors: B·布瓦东; J·拉布鲁斯; M-H·旺塔尔
Original assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Current assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Priority date: 2019-11-06
Filing date: 2020-11-06
Publication date: 2023-11-03
Anticipated expiration: 2040-11-06
Also published as: WO2021089959A1; EP4054863B1; EP4054863A1; CN114599529A; US20220388346A1

Abstract

本发明涉及一种包括定向胎面的轮胎，所述胎面包括具有宽度(W)，具有总体积VT，并且包括限定空隙体积VE的空隙(221、211、212)。体积空隙比(TEV)定义为TEV＝VE/VT，一些空隙(211)限定了胎面块体(21A、21B)，这些胎面块体(21A、21B)组成在周向方向(X)上依次排列的间距为P的胎面块体的图案。一些空隙在一个图案中形成刀槽(211、212)。刀槽密度SD对应于：刀槽在轴向方向上的投影长度(lpyi)的总和与图案的间距P乘以宽度(W)的乘积的比值，结果乘以1000。间距为P的任一图案中的SD为10mm^‑1至70mm^‑1。TEV至少为0.29并且至多为0.35。

Description

包括胎面的轮胎

技术领域

本发明涉及一种用于任何机动车辆的称为“全季”轮胎的轮胎。更具体地，本发明适用于旨在安装于乘用车辆或厢式货车的轮胎。

背景技术

众所周知，称为“全季”轮胎的轮胎是一种在雪地/潮湿地面上的抓地力之间提供极好折衷的同时仍保持干燥地面上的良好性能的轮胎。这些轮胎旨在无论天气如何，全年安全行驶。这些轮胎通常已获得3PMSF(3 Peak Mountain Snow Flake)冬季认证，证明了其在雪地和潮湿地面上的出色性能。该认证特别地标示在此类轮胎的一个或两个胎侧上。

文件WO 2016/134988公开了一种具有胎面的全季轮胎，所述胎面包括两个边缘和一个中心。所述胎面是定向的并且包括多个橡胶材料块体。更具体地，多个块体的每个块体具有以角度β1整体延伸的中心区域，所述角度β1相对于轴向方向至少大于35度并且至多小于65度。多个块体的每个块体还具有边缘区域，该边缘区域以角度β3整体延伸，所述角度β3相对于所述轴向方向至少大于0度并且至多小于10度。最后，多个块体的每个块体在块体的中心区域与边缘区域之间具有中间区域，所述中间区域与所述轴向方向形成角度β2。

在雪地上的抓地力与潮湿地面上的抓地力之间的折衷方面以及在干燥地面上的抓地力方面(更具体地，在干燥地面上进行制动的情况下的抓地力)始终存在改进全季轮胎的性能的需求。

发明内容

本发明试图至少部分地满足这种需求。

更具体地，本发明试图在改进全季轮胎在雪地/潮湿地面上的抓地力之间的折衷的同时改进在干燥地面上的抓地力方面的性能。

本发明涉及一种包括胎面的轮胎。

“轮胎”是指由橡胶材料制成的所有类型的在行驶期间受到内部压力或在行驶期间不受到这种内部压力(这是无气轮胎的情况，例如Tweel^TM类型)的外胎。

更具体地，本发明涉及一种包括宽度为W的定向胎面的轮胎。该胎面具有一定的总体积VT和在所述胎面中限定空隙体积VE的多个空隙。空隙体积VE与总体积VT的比值确定了体积空隙比TEV，使得TEV＝VE/VT。对于新的胎面，体积空隙比TEV至少等于0.29并且至多等于0.35。多个空隙的一部分对橡胶材料块体进行了界定。这些块体组成在周向方向上以间距P依次排列的块体的图案。间距P不一定是恒定的并且可以沿着轮胎的圆周采用不同的值。多个空隙的一部分在一个图案中以刀槽密度SD形成一个或多个刀槽。该刀槽密度SD对应于：刀槽在轴向方向上的投影长度的总和与图案的间距P乘以胎面的宽度W的乘积的比值，全部乘以1000，使得其中，n是间距为P的图案中的刀槽的数量，lpyi是第i个刀槽的投影长度，i从1到n不等。对于新的胎面，间距为P的图案中的刀槽密度SD介于10mm^-1至70mm^-1之间。

这些特征的组合使得能够获得在雪地上的抓地力与潮湿地面上的抓地力之间提供极好的折衷的同时改善干燥地面上的抓地力方面的性能的轮胎。

优选地，体积空隙比TEV至少等于0.32。

胎面形成轮胎与地面接触的接地面AC。包含在接地面AC内的胎面的那些块体形成接触表面SC。所述接地面AC和接触表面SC之间的差值与所述接地面AC的比值确定了胎面的表面空隙比TES，其中，TES＝(AC-SC)/AC。在一个优选的实施方案中，对于新的胎面，表面空隙比TES至少等于0.40并且至多等于0.70。

优选地，表面空隙比TES大于或等于0.50。

优选地，表面空隙比TES大于或等于0.55。

在一个优选的实施方案中，表面空隙比TES与体积空隙比TEV的比值TES/TEV至少等于1.5并且至多等于1.9。

在实施方案的变体形式中，当胎面为新的时，所述胎面包括不同的图案类型Mj，其中，j大于或等于2，属于同一种图案类型的图案具有相同的间距，分别属于两种不同图案类型的图案之间的间距不同，其中，轮胎的整个圆周上的平均刀槽密度SD_平均至少等于10mm^-1并且至多等于70mm^-1，所述平均刀槽密度SD_平均对应于胎面的整个圆周上的间距为Pj的不同图案类型Mj的图案的刀槽密度SDj的平均值，所述平均刀槽密度SD_平均根据每个图案类型Mj的图案的数量Nj并且根据在胎面的所述圆周上属于图案类型Mj的图案的间距Pj加权，使得其中，m是不同图案类型的数量，SDj是属于图案类型Mj的图案中的刀槽密度，Pj是属于图案类型Mj的图案的间距，并且Nj是属于图案类型Mj的图案的数量。

优选地，刀槽密度SD或者平均刀槽密度SD_平均至少等于25mm^-1。

优选地，刀槽密度SD或者平均刀槽密度SD_平均至少等于30mm^-1。

优选地，刀槽密度SD或者平均刀槽密度SD_平均至少等于35mm^-1。

优选地，刀槽密度SD或者平均刀槽密度SD_平均至少等于40mm^-1。

优选地，刀槽密度SD或者平均刀槽密度SD_平均至少等于45mm^-1。

优选地，刀槽密度SD或者平均刀槽密度SD_平均至多等于60mm^-1。

优选地，刀槽密度SD或者平均刀槽密度SD_平均至多等于50mm^-1。

在优选的实施方案中，在新的胎面中，块体的最大高度至少等于5.5mm并且至多等于9mm，优选至多等于7.5mm。通过降低块体的径向高度，改善了轮胎的整体滚动阻力，以及干燥地面上的抓地力。

块体由橡胶材料制成。

“橡胶材料”是指弹性体配混物类型的聚合物材料，即，通过混合至少一种弹性体、至少一种增强填料和交联体系获得的聚合物材料。

弹性体配混物的常规物理特性是其玻璃化转变温度Tg，即，弹性体配混物从可变形橡胶态转变为刚性玻璃态的温度。根据标准ASTM D 5992-96，弹性体配混物的玻璃化转变温度Tg通常在测量弹性体配混物的动态性能期间在粘度分析仪(Metravib VA4000)上进行测定。动态性能在经硫化的弹性体配混物样品上测量，也就是说，弹性体配混物已经固化到至少90％的转化程度，该样品具有厚度等于2mm并且横截面面积等于78.5mm²的圆柱形试样的形式。记录弹性体混合物样品对简单交变正弦剪切应力的响应，该剪切应力的峰间幅值等于0.7MPa，频率等于10Hz。以+1.5℃/min的恒定升温速率进行温度扫描。利用的结果通常是复数动态剪切模量G*(其包括弹性部分G’和粘性部分G”)和动态损失tanδ(其等于比值G”/G’)。玻璃化转变温度Tg是在温度扫描期间动态损失tanδ达到最大值时的温度。在60℃下测量的G*的值表示橡胶材料的刚度，也就是其对弹性变形的抵抗力。

在一个优选的实施方案中，图案的块体的橡胶材料的组合物的玻璃化转变温度Tg介于-40℃至-10℃之间，优选介于-35℃至-15℃之间，此外，橡胶材料的组合物在60℃下测量的动态剪切模量介于0.5MPa至2MPa之间，并且优选介于0.7MPa至1.5MPa之间。

就化学组分而言，根据本发明的一个或多个块体的弹性体配混物包含100phr(份数/百份橡胶)的含有改性二烯弹性体的弹性体基质。根据定义，二烯弹性体是至少部分由二烯单体产生(即，由带有两个可以为共轭或非共轭的碳-碳双键的单体产生)的均聚物或共聚物。作为优选，弹性体配混物包含含量至少等于20phr的改性二烯弹性体。

根据本发明的改性二烯弹性体包含至少一个包括硅原子的官能团，所述硅原子位于包括链的端部的主链内。在此，“位于弹性体的包括链的端部的主链内的原子”是指这样的原子：不是从弹性体主链垂下的原子(或侧向原子)，而是整合到主链中的原子。在优选的实施方案中，块体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括硅原子的官能团，所述硅原子位于弹性体的包括链的端部的主链内。

优选地，所述改性二烯弹性体在弹性体的主链的一个端部处包括含有硅原子的官能团。

优选地，官能团包含硅烷醇官能团。作为变体形式，所述官能团的硅原子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者部分地水解成羟基。

在实施方案的变体形式中，官能团位于主弹性体链中，然后可以认为二烯弹性体在链的中部偶联或者官能化。因此，官能团的硅原子键合二烯弹性体主链的两个支链。官能团的硅原子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者部分地水解成羟基。

根据本发明的变体形式，官能团在链的端部包括硅烷醇官能团，该官能团可以是硅烷醇官能团或具有硅烷醇端部的聚硅氧烷基团。相应的改性二烯弹性体在文献EP0778311 A1、WO 2011/042507 A1中有特别描述。

根据本发明的任一变体形式，官能团的硅原子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者部分地水解成羟基，硅原子也可以直接或者经由二价烃基由含有至少一个选自N、S、O、P的杂原子的至少一个其他官能团取代。作为优选，硅原子经由二价烃基由至少一个其他官能团(更优选地，C1-C18直链脂族官能团)取代。例如，包括在这些其他官能团中的可以提及：伯胺、仲胺或叔胺、环状或非环状、异氰酸酯、亚胺、氰基、硫醇、羧酸酯、环氧化物和伯膦、仲膦或叔膦。其他官能团优选为叔胺，更优选为二乙氨基基团或二甲氨基基团。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。与这些变体形式相对应的改性二烯弹性体在文献WO2009/133068A1、WO 2015/018743 A1中有特别描述。

通过至少一个含有硅原子的官能团对二烯弹性体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，如在WO 2015/018774 A1，WO2015/018772 A1中所描述的。

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1,3-丁二烯/苯乙烯共聚物(SBR)。

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作为与至少一种通常用于轮胎的其他二烯弹性体(无论其是否是例如与锡或硅星形支化的、偶联的、官能化的)的共混物。

同样从其化学成分的观点来看，根据本发明的胎面的弹性体配混物包含含量至少等于20phr的热塑性树脂类型的增塑树脂。

在本发明的一个变体形式的实施方案中，轮胎具有3PMSF冬季认证，所述认证标示在该轮胎的胎侧上。

附图说明

在阅读通过完全非限制性示例给出并且由所附附图进行说明的实施方案的详细描述后，将更好地理解本发明，其中：

图1是根据现有技术的轮胎的示意性立体图；

图2是根据另一个现有技术的轮胎的局部横截面的示意性立体图；

图3是图2的轮胎的胎面的横截面视图；

图4是根据本发明第一实施方案的轮胎的胎面为新的时的详细局部视图；

图5是图4的胎面的块体的放大视图；

图6是在图5的截面A-A的平面上的横截面视图；

图7是图4的轮胎的胎面为新的时的接地面的示意图；

图8是图4的轮胎的胎面为磨损的时的接地面的示意图；

图9是图7的集中于胎面的一个图案的接地面的一部分；

图10是属于根据本发明第二实施方案的轮胎的胎面的间距为P1的图案的块体的集合的放大视图；

图11是属于根据本发明第二实施方案的轮胎的胎面的间距为P2的图案的块体的集合的放大视图；

图12是属于根据本发明第二实施方案的轮胎的胎面的间距为P3的图案的块体的集合的放大视图。

本发明不限于所呈现的实施方案和变体形式，并且其他实施方案和变体对于本领域技术人员将变得显而易见。

在各个附图中，相同或相似的元件具有相同的附图标记。因此，用于识别胎面上的元件的附图标记再次用于识别从所述胎面产生的接地面上的这些相同的元件。

具体实施方式

图1示意性地描绘了根据现有技术的轮胎10。该轮胎10包括胎面20和两个胎侧30A、30B(在此仅描绘了其中一个)，所述胎面20和所述胎侧30A、30B覆盖胎体40(其在图1中未示出)。图2更具体地描述了根据现有技术的轮胎10的胎体40。因此，该胎体40包括胎体增强件41和两个胎圈43，所述胎体增强件41由涂覆有橡胶组合物的丝线42构成，每个胎圈43包括将轮胎10保持在轮辋(轮辋未示出)上的环形增强结构44(在这种情况下为胎圈线)。胎体增强件41锚固在每个胎圈43中。胎体40还包括胎冠增强件，该胎冠增强件包括两个工作帘布层44和45。工作帘布层44和45中的每个层通过丝状增强元件46和47增强，丝状增强元件46和47在每一层内平行并且从一层至另一个层交叉，与周向方向X形成介于10°至70°之间的角度。

“周向方向”是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两者。

“径向方向”是指垂直于轮胎的旋转轴线的方向(该方向对应于所述胎面中心处的胎面的厚度的方向)。

“轴向方向”是指平行于轮胎的旋转轴线的方向。

轮胎进一步包括沿径向布置在胎冠增强件外侧的环箍增强件48。该环箍增强件48由增强元件49形成，所述增强元件49沿周向定向并且以螺旋状缠绕。图2中描绘的轮胎10是“无内胎”轮胎。该轮胎包括由不渗透充气气体的橡胶组合物制成的覆盖轮胎的内表面的“内衬”。

图3是图2的胎面20的横截面的详细视图。胎面提供轮胎10和道路之间的接触。为此目的，胎面包括由橡胶材料制成的块体21以及界定所述块体21的空隙22。块体21构成胎面20的实心部分，空隙22构成同一胎面20的空的部分。

“空隙”是指各种类型的切口，例如，沟槽、刀槽或任何其他种类的切口。

“沟槽”是指界定所述沟槽的材料壁部之间的距离大于2mm并且深度大于或等于1mm的空隙。

“刀槽”是指界定所述刀槽的材料壁部之间的距离小于或等于2mm并且深度大于或等于1mm的空隙。

其他类型的切口可以包括例如“V形沟槽”，即，深度小于1mm的空隙。

“块体”是指由沟槽界定的凸起元件并包括侧壁和接触面，所述接触面旨在在行驶期间与地面接触。

胎面20的“胎面表面”23是指在正常行驶条件下与地面接触的轮胎的所有点组合在一起的表面。这些与地面接触的点属于块体21的接触面。在图3中，胎面表面23特意地在空隙22上延伸，以确保其在两个边缘25A和25B之间的连续性。对于轮胎，“正常行驶条件”是由ETRTO(欧洲轮胎和轮辋技术组织)标准定义的使用条件。这些使用条件规定了与轮胎的承载能力相对应的参考充气压力，如轮胎的负载指数和速度等级所示。这些使用条件也可以称为“标称条件”或“工作条件”。

“底表面”24是指穿过胎面20的沟槽221的径向内部的点的理论表面。因此，“底表面”24界定了轮胎的胎面20与胎体40之间的边界。该底表面24在胎面20的第一边缘25A与第二边缘25B之间延伸。

胎面20的“边缘”25A、25B是指界定胎面20和胎侧30之间的边界的表面。这两个边缘25A、25B沿径向延伸并且彼此相距对应于胎面20的宽度W的值。这两个边缘25A、25B位于距中心轴线C相等的距离处。该中心轴线C将胎面20分成两个二分之一胎面。

在此，图3中的胎面20包括三个沟槽221。这些沟槽221在胎面内沿周向延伸，形成空隙体积VE。

胎面20由胎面表面23、底表面24、第一边缘25A和第二边缘25B界定。该胎面的总体积VT对应于这些不同界限(胎面表面23、底表面24、边缘25A、25B)之间的橡胶材料在没有空隙的该胎面的理论方案中将占据的体积。因此，以下关系VT＝VE+VC成立，其中，VC是实际包含在胎面中的橡胶的体积。

用于确定胎面的总体积VT的一种方法是计算该胎面在弧度平面或子午平面内的总表面ST的面积并且将其乘以轮胎的周长。所述总表面ST的面积在图3中由阴影线特别地描绘。因此，该总表面ST由胎面表面23、底表面24、第一边缘25A和第二边缘25B界定。

用于获得与胎面表面有关的数据以确定该胎面表面的映射的系统是已知的。例如，激光测绘系统已经用于获取轮胎的表面上的点的数据测量点。这种方法在文献WO2015016888和EP 2914946中有特别描述。激光测绘系统通常包括用于沿轮胎的表面的每个点测量从探头到轮胎的胎面表面的距离的激光探头。该激光探头可以是用于利用激光获取与胎面相关的数据(例如，该胎面的高度)的任何合适的装置，例如，在WOLF&BECK的TMM-570计量机中使用的激光探头。然后可以通过激光扫描对胎面表面23和底表面24的轮廓进行数值模拟。因此，胎面表面23是根据在块体的接触面上测量的点获得的。底表面24是根据在沟槽221的底部测量的点获得的。通过已知胎面的宽度W获得第一边缘25A和第二边缘25B。该宽度W可以通过在正常行驶条件下对胎面进行上墨压印来获得。胎面表面23、底表面24的模拟以及边缘25A、25B的确定使得能够计算胎面的总表面ST的面积。所述表面ST的面积在图3中由阴影线描绘。

轮胎的周长是通过将该轮胎的周向正中平面或赤道平面内的平均曲率半径Rc乘以2*π来获得的。平均曲率半径Rc是以轮胎的旋转轴线为原点并且穿过胎面表面的中部的半径。根据总表面ST的面积并且根据轮胎的周长，则可以推导出胎面的总体积VT。

体积空隙比TEV对应于空隙体积VE与总体积VT的比值，使得TEV＝VE/VT。现在，给定VE＝VT-VC，可以推导出关系式TEV＝1-(VC/VT)。胎面中包含的橡胶的体积VC可以按照以下方法进行确定：

-当轮胎为新的时，对其进行称重；

-然后将该轮胎刨平直到达到最大磨损状态，即，直到达到底表面24；

-对刨平的轮胎进行称重；

-新的轮胎与磨损的轮胎之间的质量的差值给出了实际包含在胎面中的橡胶材料的质量；

-橡胶的体积VC根据包含在胎面中的橡胶材料的质量和该橡胶材料的密度进行确定。

橡胶的体积VC和总体积VT能够确定体积空隙比TEV。

确定体积空隙比TEV的另一种方法是充分利用激光测量装置的能力，例如，在文献FR 2996640中公开的那些。这些测量装置包括具有指向与轮胎的胎面的中心区域的表面和/或与该胎面的至少一个横向区域的表面相切的轴线的束。利用这些测量装置，产生围绕轮胎的整个圆周的各种外部轮廓。将这些外部轮廓叠加在同一个的子午线上能够确定胎冠轮廓和底部轮廓。然后可以构建由胎冠轮廓和底部轮廓以及由界定胎面的平面所界定的总表面。这些界定胎面的平面是垂直于胎冠轮廓的平面，所述胎冠轮廓确定了在根据ETRTO的标称压力和负载条件下胎面与地面接触的宽度。针对通过激光扫描获得的每个外部轮廓，构建具有空隙的表面区域，所述表面区域由外部轮廓、底部轮廓和界定胎面的平面界定。

定义对应于子午平面n内的子午线空隙比的参数TE_子午线n，其中然后可以将体积空隙比TEV确定为子午线空隙比的平均值，其中

体积空隙比也可以利用本领域技术人员已知的其他方法进行确定。

图4是根据本发明的胎面20的详细局部视图。在此，胎面20是新的。胎面20包括多个块体21A、21B，所述多个块体21A、21B分别从胎面20的边缘25A、25B中的一个边缘以一定的曲率延伸至中心轴线C。因此，中心轴线C包括来自胎面20的边缘25A、25B的交替的块体21A、21B。在此，胎面20被认为是定向的，这意味着对块体21A、21B进行特殊地布置以根据预定的旋转方向来优化行为特性。该旋转方向通常由轮胎的胎侧上的箭头标示(图4中标记为R的箭头)。应当注意，块体的最大高度至少等于5.5mm并且至多等于9mm。作为优选，块体的最大高度至多等于7.5mm。该最大高度是针对处于中心轴线C处的块体测量的。该最大高度对应于该位置处胎面表面23与底表面24之间的距离。块体的最大高度对应于界定该块体的沟槽的最大深度。

图5更具体地示出了多个块体中的一个块体21A。下文中的描述更具体地适用于第一块体21A。该描述也可以适用于胎面20的多个块体的任何块体21A、21B。块体21A包括主刀槽211A和副刀槽212A。块体21A还包括位于块体21A的两个主侧壁上的第一倒角区域213和第二倒角区域214。

主刀槽211A从一个胎侧30A开始延伸至中心轴线C。该主刀槽211A分为第一刀槽部分2111、第二刀槽部分2112和第三刀槽部分2113。第一刀槽部分2111和第二刀槽部分2112在第一连接点2114处连接在一起。第二刀槽部分2112和第三刀槽部分2113在第二连接点2115处连接在一起。因此，第一刀槽部分2111在胎侧30A与第一连接点2114之间延伸。更具体地，该第一刀槽部分2111在胎侧30A与第一连接点2114之间的胎面表面上形成直线轨迹。该轨迹大体上平行于方向Y延伸。如图6所示，第一刀槽部分2111包括两个倾斜平面21111。这些倾斜平面21111在胎面20上形成倒角。倒角改善了干燥地面上的抓地力，尤其是在这种地面上的制动。每个倾斜平面21111在第一点A与第二点B之间延伸。第一点A对应于胎面的倾斜平面211A与胎面表面23之间的交点。第二点B对应于倾斜平面21111与界定刀槽21111的侧壁21112之间的交点。倾斜平面21111由高度、宽度和相对于周向方向X的倾斜角度限定。倾斜平面的高度对应于径向投影中(即，在轴线Z上的投影中)的第一点A与第二点B之间的距离。在此，倾斜平面的高度介于0.5mm至1mm之间。倾斜平面的宽度对应于周向投影中(即，在轴线X上的投影中)的第一点A与第二点B之间的距离。在此，倾斜平面的宽度介于1.5mm至2mm之间。倾斜部分的倾斜角度相对于周向方向X介于30度至50度之间。第二刀槽部分2112在第一连接点2114和第二连接点2115之间延伸。更具体地，该第二刀槽部分2112在第一连接点2114与第二连接点2115之间的胎面表面上形成直线轨迹。该轨迹与轴向方向Y形成大约30度的角度。第二刀槽部分2112还包括在胎面20上形成倒角的两个倾斜平面。第三刀槽部分2113在第二连接点2115与靠近中心轴线C的块体21A的端部之间延伸。更具体地，第三刀槽部分2113在所述第二连接点2115与块体21A的端部之间的胎面表面上形成波形轨迹。该波形轨迹在与轴向方向Y形成大约45度的角度的主方向上延伸。在此，第三刀槽部分2113没有形成倒角的倾斜平面。块体21A还包括副刀槽212A。该副刀槽212A在与主刀槽211A的第二刀槽部分2112相交的胎面表面上形成直线轨迹。副刀槽212A与轴向方向Y形成大约80度的角度。最后，块体21A的主侧壁还包括形成倒角的倾斜平面213和214。

图7是在时刻T的接地面AC的示意图，图4的轮胎的胎面经由该接地面AC与地面接触。“接地面”是指轮胎与地面在该时刻T形成的表面的面积。通过这个接地面，所有的机械载荷在车辆和地面之间传递。在不同时刻确定的所有接地面使得能够重建胎面的胎面表面的图片。在此，接地面基本上是具有圆形轮廓部分的矩形。该接地面包含块体的接触表面SC(图7中以灰色显示的实心区域)和空隙占据的区域(图7中以白色显示的空白区域)。

接地面AC的面积与块体的接触表面SC的面积之间的差值使得能够确定胎面的表面空隙比TES，其中，TES＝(AC-SC)/AC，其中所述胎面的表面空隙比TES至少等于0.40并且至多等于0.70。该表面空隙比TES说明了胎面的胎面表面上的空隙(沟槽、刀槽)的水平。在此，由于存在大量界定块体21A、21B的斜槽221，空隙的水平相对较高。此外，由于在块体21A、21B的主壁和部分主刀槽211上存在倾斜平面，该表面空隙比TES增大。因此，新的胎面上的倾斜平面限制了块体21A、21B的接触表面。在一个优选的实施方案中，表面空隙比TES大于或等于0.50。还更优选地，表面空隙比TES大于或等于0.55。

在另一个优选的实施方案中，表面空隙比TES与体积空隙比TEV的比值至少等于1.5并且至多等于1.9。

图8是图4的轮胎的但是处于一定的磨损水平的胎面的接地面AC在时刻T的示意图。例如，胎面磨损为大约2mm的深度。在这种磨损状态下，块体21A、21B和主刀槽211A的主壁上的倾斜平面从胎面消失。因此，斜槽221在该接地面AC内表现出较小的宽度。结果，表面空隙比TES随着胎面的磨损而减小。因此，与新的胎面相比，磨损了2mm的深度的胎面的表面空隙比TES至少等于新的时的表面空隙比TES的0.41倍，并且至多等于新的时的所述TES的0.66倍。在一个优选的实施方案中，与新的胎面相比，磨损了2mm的深度的胎面的表面空隙比TES至少等于新的时的TES的0.5倍，并且至多等于新的时的所述TES的0.58倍。

可以利用图3中描述的方法确定图4的胎面的体积空隙比TEV。沟槽221、刀槽211和212由此在胎面中形成在所述胎面中限定空隙体积VE的空隙。空隙体积VE与总体积VT的比值确定了体积空隙比TEV，使得TEV＝VE/VT。在此，体积空隙比TEV至少等于0.24并且至多等于0.35。

在一个优选的实施方案中，体积空隙比TEV至少等于0.25。

在一个优选的实施方案中，体积空隙比TEV至少等于0.26。

在一个优选的实施方案中，体积空隙比TEV至少等于0.27。

在一个优选的实施方案中，体积空隙比TEV至少等于0.28。

在一个优选的实施方案中，体积空隙比TEV至少等于0.29。

在一个优选的实施方案中，体积空隙比TEV至少等于0.30。

在一个优选的实施方案中，体积空隙比TEV至少等于0.31。

在一个优选的实施方案中，体积空隙比TEV至少等于0.32。

在一个优选的实施方案中，体积空隙比TEV至少等于0.33。

在一个优选的实施方案中，体积空隙比TEV至少等于0.34。

因此，轮胎的设计者有机会根据雪地上的抓地力和/或潮湿地面上的抓地力和/或干燥地面上的抓地力之间的期望的折衷选择体积空隙比。

图9描绘了图7的集中于位于中心轴线C的两侧的第一块体21A和第二块体21B的接地面的一部分。在此，第一块体21A和第二块体21B形成具体由图7中的虚线界定出的图案26。在这种恒定宽度的情况下，块体图案26在周向方向X上以间距P依次排列。“图案”是指在周向方向上重复的块体的集合。该重复可以是“等维”重复。那么，该胎面称为单间距。作为替代，该重复可以是以不同尺寸(特别是不同的间距值)的重复。那么，该胎面称为多间距。有利地，多间距胎面的不同间距值的数量介于3至5之间。

在图9中，第一块体21A的主刀槽211A从第一边缘25A延伸到第一块体21A的靠近中心轴线C的一个端部。该主刀槽211A具有在轴向方向Y上的投影长度lpy1。同样地，第二块体21B的主刀槽211B从第二边缘25B延伸到第二块体21B的靠近中心轴线C的一个端部。该主刀槽211B具有在轴向方向Y上的投影长度lpy2。在此，长度lpy1和lpy2具有对应于胎面的宽度W的一半的相同的值。也可以确定第一块体21A和第二块体21B的副刀槽212A和212B的投影长度lpy3和lpy4。根据这些投影长度可以确定刀槽密度SD。该刀槽密度对应于：主刀槽211A、211B和副刀槽212A、212B在轴向方向Y上的投影长度lpy1、lpy2、lpy3和lpy4的总和与图案26的间距P乘以胎面的宽度W的乘积的比值，然后全部乘以1000，使得在此，图案26中的刀槽密度SD介于10mm^-1至70mm^-1之间。根据一个优选的实施方案，图案26中的刀槽密度SD至少等于25mm^-1并且至多等于50mm^-1。作为优选，图案26中的刀槽密度SD至少等于30mm^-1并且至多等于40mm^-1。

在另一个实施方案中，胎面是包括具有三个不同间距值P1、P2、P3的第一图案、第二图案和第三图案的多间距的胎面。图10示出了该第一图案。图11示出了第二图案。最后，图12示出了第三图案。

因此，图10示出了具有第一间距P1的第一图案。该第一图案包括位于中心轴线C的两侧的第一块体21A和第二块体21B。第一块体21A的主刀槽211A从第一边缘25A延伸到第一块体21A的靠近中心轴线C的一个端部。该主刀槽211A具有在轴向方向Y上的投影长度lpy11。同样地，第二块体21B的主刀槽211B从第二边缘25B延伸到第二块体21B的靠近中心轴线C的一个端部。该主刀槽211B具有在轴向方向Y上的投影长度lpy21。在此，长度lpy11和lpy21具有对应于胎面的宽度W的一半的相同的值。也可以确定第一块体21A和第二块体21B的副刀槽211A和211B的投影长度lpy31和lpy41。根据这些投影长度可以确定刀槽密度SD1。该刀槽密度对应于：主刀槽211A、211B和副刀槽212A、212B在轴向方向Y上的投影长度lpy11、lpy21、lpy31和lpy41的总和与图案26的间距P乘以胎面的宽度W的乘积的比值，然后全部乘以1000，使得

因此，图11示出了具有第二间距P2的第二图案，其中，第二间距P2大于第一间距P1。该第二图案包括位于中心轴线C的两侧的第一块体21A和第二块体21B。第一块体21A的主刀槽211A从第一边缘25A延伸到第一块体21A的靠近中心轴线C的一个端部。该主刀槽211A具有在轴向方向Y上的投影长度lpy12。同样地，第二块体21B的主刀槽211B从第二边缘25B延伸到第二块体21B的靠近中心轴线C的一个端部。该主刀槽211B具有在轴向方向Y上的投影长度lpy22。在此，长度lpy12和lpy22具有对应于胎面的宽度W的一半的相同的值。也可以确定第一块体21A和第二块体21B的副刀槽212A和212B的投影长度lpy32和lpy42。根据这些投影长度可以确定刀槽密度SD2。该刀槽密度对应于：主刀槽211A、211B和副刀槽212A、212B在轴向方向Y上的投影长度lpy12、lpy22、lpy32和lpy42的总和与图案26的间距P乘以胎面的宽度W的乘积的比值，然后全部乘以1000，使得

图12示出了具有第三间距P3的第三图案，其中，第三间距P3大于第二间距P2。所述第三图案包括位于中心轴线C的两侧的第一块体21A和第二块体21B。第一块体21A的主刀槽211A从第一边缘25A延伸到第一块体21A的靠近中心轴线C的一个端部。该主刀槽211A具有在轴向方向Y上的投影长度lpy13。同样地，第二块体21B的主刀槽211B从第二边缘25B延伸到第二块体21B的靠近中心轴线C的一个端部。该主刀槽211B具有在轴向方向Y上的投影长度lpy23。在此，长度lpy13和lpy23具有对应于胎面的宽度W的一半的相同的值。也可以确定第一块体21A和第二块体21B的副刀槽212A和212B的投影长度lpy33和lpy43。根据这些投影长度可以确定刀槽密度SD3。该刀槽密度对应于：主刀槽211A、211B和副刀槽212A、212B在轴向方向Y上的投影长度lpy13、lpy23、lpy33和lpy43的总和与图案26的间距P乘以胎面的宽度W的乘积的比值，然后全部乘以1000，使得

在图10、图11和图12的实施方案中，胎面包括N1个具有间距P1的图案、N2个具有间距P2的图案以及N3个具有间距P3的图案的布置。因此，可以确定与胎面的整个圆周上的间距P1、P2、P3的图案的刀槽密度SD1、SD2、SD3的平均值相对应的平均刀槽密度SD_平均。因此，平均刀槽密度SD_平均根据每种图案类型的图案的数量N1、N2、N3和间距P1、P2、P3进行加权，使得：

间距P1、P2、P3的图案在胎面上随机排列，以限制行驶期间轮胎噪音的出现。因此，对于尺寸为205/55R 16的轮胎，间距P1、P2和P3的图案可以相对于彼此如下进行布置：P1P1 P2 P1 P2 P2 P2 P2 P1 P1 P2 P1 P1 P1 P2 P2 P3 P2 P2 P3 P2 P1 P2 P2 P1 P1 P1P1 P2 P1 P2 P1 P1 P1 P1 P2 P1 P1 P2 P2 P3 P3 P3 P2 P2 P3 P3 P3 P3 P3 P2 P2 P1P2 P2 P3 P2 P1 P2 P2 P1 P2 P3 P2 P2 P1 P2 P2 P2 P1 P1 P1 P2 P3 P2 P1。则这样的布置将包括21个间距为P1的图案、35个间距为P2的图案和13个间距为P3的图案。如已经说明的，间距P确定为位于块体的侧面的两个相邻斜槽的中心之间的距离。为了准确地确定间距P1、P2和P3的值，这些值在属于相同图案类型的图案组中测量，例如，在P1 P1 P1、P2 P2P2和P3 P3 P3图案组中。

因此，通过图案的这种彼此布置，可以确定轮胎的整个圆周上的、值介于10mm^-1至70mm^-1之间的平均刀槽密度SD_平均。在一个优选的实施方案中，平均刀槽密度SD_平均至少等于25mm^-1并且至多等于50mm^-1。作为优选，平均刀槽密度SD_平均至少等于30mm^-1并且至多等于40mm^-1。

对于图1至图12所示的所有实施方案，各个块体由橡胶材料形成。在一个优选的实施方案中，这种橡胶材料的组合物的玻璃化转变温度介于-40℃至-10℃之间，优选介于-35℃至-15℃之间，并且在60℃下测量的剪切模量介于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，块体的橡胶材料的组合物至少基于：

-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SBR；

-20phr至200phr的至少一种二氧化硅；

-用于将二氧化硅与溶液SBR偶联的偶联剂，

-10phr至100phr的Tg大于20℃的烃类树脂；

-15phr至50phr的液体增塑剂。

该优选实施方案中的溶液SBR是在溶液中制备的丁二烯和苯乙烯的共聚物。其特征在于带有硅烷醇官能团和胺官能团。例如，带有硅烷醇官能团和胺官能团的溶液SBR的硅烷醇官能团可以通过利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来引入，然后通过水解烷氧基硅烷官能团得到硅烷醇官能团。如EP 0778311中所述，带有硅烷醇官能团和胺官能团的溶液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的反应了来引入。例如，带有硅烷醇官能团和胺官能团的溶液SBR的胺官能团可以通过使用带有这种官能团的引发剂引发聚合来引入。根据专利申请EP 2285852中描述的过程，通过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，然后通过水解烷氧基硅烷官能团得到硅烷醇官能团，同样可以制备带有硅烷醇官能团和胺官能团的溶液SBR。根据该制备过程，硅烷醇官能团和胺官能团优选位于溶液SBR的链内，不包括链的端部。由溶液SBR带有的烷氧基硅烷官能团水解产生硅烷醇官能团的反应可以根据专利申请EP 2266819 A1中描述的过程或者通过对含有溶液SBR的溶液进行气液分离的步骤进行。胺官能团可以是伯胺、仲胺或叔胺官能团，优选为叔胺官能团。

本发明不限于所呈现的实施方案和变体形式，并且其他实施方案和变体形式对于本领域技术人员将变得显而易见。

因此，在图4中，块体21A、21B示出为从胎面的一个边缘25A、25B朝向中心轴线C是连续的。作为替代，块体可以是不连续的。例如，块体可以通过一个或多个沟槽中断。一个或多个沟槽具有的方向可以基本上等同于副刀槽212的方向。

Claims

1.轮胎，其包括具有宽度W的定向胎面（20），所述胎面（20）由胎面表面（23）、底表面（24）、第一边缘（25A）和第二边缘（25B）界定，所述胎面（20）具有总体积VT，其对应于在所述胎面不具有空隙的理论情况下，包括胎面表面（23）、底表面（24）、第一边缘（25A）和第二边缘（25B）的这些各种界限之间的橡胶材料将占据的体积，所述胎面包括限定所述胎面中的空隙体积VE的多个空隙（221、211、212），所述空隙体积VE与总体积的比值确定了空隙体积比TEV，使得TEV＝VE/VT，多个空隙（211）的一部分界定橡胶材料的块体（21A、21B），所述块体（21A、21B）组成在周向方向（X）上依次排列的间距为P的块体的图案（26），多个空隙的一部分在一个图案中以刀槽密度SD形成一个或多个刀槽（211、212），所述刀槽密度SD对应于：刀槽（211、212）在轴向方向（Y）上的投影长度（lpyi）的总和与图案的间距P和胎面的宽度W的乘积的比值，全部乘以1000，使得，其中，n是图案中刀槽的数量，lpyi是第i个刀槽的投影长度，其特征在于，当所述胎面为新的时：

- 间距为P的图案中的刀槽密度SD介于10 mm^-1至70 mm^-1之间；

- 体积空隙比TEV至少等于0.29并且至多等于0.35。

2.根据权利要求1所述的轮胎，其中，体积空隙比TEV至少等于0.32。

3.根据权利要求1所述的轮胎，所述胎面形成轮胎与地面接触的接地面AC，胎面的块体（21A、21B）的一部分形成接触表面SC，在所述接地面AC中所述块体经由所述接触表面SC与所述地面接触，所述接地面AC和块体的接触表面SC之间的差值与接地面AC的比值确定了胎面的表面空隙比TES，其中，TES＝(AC-SC)/AC，其中，对于新的所述胎面，表面空隙比TES至少等于0.40并且至多等于0.70。

4.根据权利要求3所述的轮胎，其中，所述表面空隙比TES大于或等于0.50。

5.根据权利要求3所述的轮胎，其中，所述表面空隙比TES大于或等于0.55。

6.根据权利要求3所述的轮胎，其中，所述表面空隙比TES与所述体积空隙比TEV的比值TES/TEV至少等于1.5并且至多等于1.9。

7. 根据权利要求1所述的轮胎，其中，当胎面为新的时，所述胎面包括不同的图案类型Mj，其中，j大于或等于2，属于同一种图案类型的图案具有相同的间距，分别属于两种不同图案类型的图案之间的间距不同，其中，轮胎的整个圆周上的平均刀槽密度SD_平均介于10mm^-1至70 mm^-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的间距为Pj的不同图案类型Mj的图案的刀槽密度SDj的平均值，所述平均刀槽密度SD_平均根据每个图案类型Mj的图案的数量Nj并且根据在胎面的所述圆周上属于图案类型Mj的图案的间距Pj加权，使得，其中，m是不同图案类型的数量，SDj是属于图案类型Mj的图案中的刀槽密度，Pj是属于图案类型Mj的图案的间距，并且Nj是属于图案类型Mj的图案的数量。

8. 根据权利要求7所述的轮胎，其中，刀槽密度SD或者平均刀槽密度SD_平均至少等于25mm^-1并且至多等于50 mm^-1。

9. 根据权利要求7所述的轮胎，其中，刀槽密度SD或者平均刀槽密度SD_平均至少等于30mm^-1并且至多等于40 mm^-1。

10. 根据权利要求1所述的轮胎，其中，在新的胎面中，块体（21A、21B）的最大高度至少等于5.5 mm并且至多等于9 mm。

11. 根据权利要求1所述的轮胎，其中，块体的橡胶材料的组合物的玻璃化转变温度Tg介于-40°C至-10°C之间，并且在60°C下测量的复数动态剪切模量G*介于0.5 MPa至2 MPa之间。

12.根据权利要求1所述的轮胎，其中，块体的橡胶材料的组合物包括弹性体配混物，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括硅原子的官能团，所述硅原子位于包括链的端部的弹性体的主链内。

13.根据权利要求12所述的轮胎，其中，所述改性二烯弹性体在弹性体的主链的一个端部处包括含有硅原子的官能团。

14.根据权利要求13所述的轮胎，其中，所述官能团含有硅烷醇官能团。

15.根据权利要求14所述的轮胎，其中，所述官能团选自硅烷醇官能团或者具有硅烷醇端部的聚硅氧烷基团。

16.根据权利要求12所述的轮胎，其中，构成块体的弹性体配混物的改性二烯弹性体在链的中部包括含有硅原子的官能团。

17.根据权利要求12或16所述的轮胎，其中，所述官能团的硅原子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者部分地水解成羟基。

18.根据权利要求16所述的轮胎，其中，所述官能团的硅原子直接或者经由二价烃基由包含至少一个选自N、S、O、P的杂原子的至少一个其他官能团取代。

19.根据权利要求1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（30A、30B）上。