CN114616106A

CN114616106A - 具有胎面的轮胎

Info

Publication number: CN114616106A
Application number: CN202080076612.2A
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: 2022-06-10
Anticipated expiration: 2040-11-06
Also published as: US20220388345A1; EP4054862A1; CN114616106B; WO2021089958A1

Abstract

本发明涉及一种具有定向胎面的轮胎，所述定向胎面在行驶时形成接地斑块AC。胎面包括多个块状部(21A、21B)，所述块状部(21A、21B)形成接地表面SC。表面空隙比由TES＝(AC‑SC)/AC限定。块状部(21A、21B)排列成具有间距P的块状部的花纹(26)，所述花纹(26)在周向方向(X)中彼此跟随，在包括至少一个刀槽的花纹中。刀槽密度由公式(I)限定，其中n为刀槽数量，lpyi为刀槽i在轴向方向(Y)上的投影距离，W为胎面的宽度。同时，SD至少等于10mm^‑1且至多等于70mm^‑1，TES至少等于0.40且至多等于0.70。

Description

具有胎面的轮胎

技术领域

本发明涉及一种用于任何机动车辆的被称为“四季”轮胎的轮胎。本发明更具体地适用于旨在安装至乘用车辆或货车的轮胎。

背景技术

众所周知，被称为“四季”轮胎的轮胎是这样的轮胎，所述轮胎在雪地/湿地面上的抓地力之间提供优异的折衷，同时在干地面上仍然保持良好的性能。这些轮胎旨在全年安全行驶，而无论天气如何。其通常已获得3PMSF(3峰山雪花)冬季认证，证明其在雪地和湿地面上的优异性能。该认证特别标示在这种类型的轮胎的一个或两个胎侧上。

文献WO2016/134988公开了一种四季轮胎，所述四季轮胎具有包括两个边缘和一个中心的胎面。所述胎面是定向的，并且包括多个橡胶材料的块状部。更具体地，多个块状部中的每个块状部具有相对于轴向方向以角度β1整体延伸的中心区域，所述角度β1至少大于35度且至多小于65度。多个块状部中的每个块状部还具有相对于所述轴向方向以角度β3整体延伸的边缘区域，所述角度β3至少大于0度且至多小于10度。最后，多个块状部中的每个块状部在块状部的中心区域和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。

在雪地上的抓地力和湿地面上的抓地力之间的折衷方面以及干地面上的抓地力(更特别是在干地面上制动时的抓地力)方面，始终需要改善四季轮胎的性能。

发明内容

本发明致力于至少部分地满足这种需求。

更具体地，本发明致力于改善四季轮胎在雪地/湿地面上的抓地力之间的折衷，同时改善干地面上的抓地力方面的性能。

本发明涉及包括胎面的轮胎。

“轮胎”意指由橡胶材料制得的所有类型的外胎，并且其在行驶过程中经受内压，或者在行驶过程中不经受这种内压(其为无气轮胎的情况，例如Tweel^TM类型)。

更具体地，本发明涉及一种轮胎，所述轮胎包括具有宽度W的定向胎面。该胎面旨在在轮胎行驶的过程中与地面接触，并形成接地斑块AC。胎面包括由空隙界定的多个橡胶材料的块状部。这些块状部中的一部分在接地斑块AC中形成块状部的接地表面SC。接地斑块AC与块状部在该接地斑块AC中的接地表面SC之差与所述接地斑块AC的比值决定了胎面的表面空隙比TES，其中TES＝(AC-SC)/AC。对于全新的胎面，表面空隙比TES至少等于0.40且至多等于0.70。块状部排列成在周向方向中彼此跟随的具有间距P的块状部的花纹。多个空隙的一部分在一个花纹中以刀槽密度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之和与花纹的间距P和胎面的宽度W的乘积的比值乘以1000，使得

其中n为花纹中刀槽的数量，lpyi为第i个刀槽的投影长度。对于全新的胎面，具有间距P的任何花纹中的刀槽密度SD至少等于10mm^-1且至多等于70mm^-1。

这些特征的结合能够获得这样的轮胎，所述轮胎在雪地上的抓地力和湿地面上的抓地力之间提供优异的折衷，同时改善了干地面上的抓地力(特别是在干地面上制动时的抓地力)方面的性能。

优选地，表面空隙比TES大于或等于0.45。

优选地，表面空隙比TES大于或等于0.50，优选大于0.55。

在一个优选的实施方案中，表面空隙比TES随胎面的深度而减小。

在一个优选的实施方案中，磨损深度为2mm的胎面的表面空隙比TES至少等于全新的TES的0.41倍，且至多等于全新的所述TES的0.66倍。

优选地，磨损深度为2mm的胎面的表面空隙比TES至少等于全新的TES的0.5倍，且至多等于全新的所述TES的0.58倍。

在实施方案变体中，胎面包括不同的花纹类型Mj，其中j大于或等于2，属于同一花纹类型的花纹具有同样的间距，属于两种不同花纹类型的花纹之间的间距不同，并且轮胎整个圆周上的平均刀槽密度SD平均至少等于10mm^-1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具有间距Pj的不同花纹类型Mj的花纹的刀槽密度SDj的平均值，根据胎面的所述圆周上每个花纹类型Mj中花纹的数量Nj并根据属于花纹类型Mj的花纹的间距Pj对所述平均刀槽密度SD平均进行加权，使得

其中当所述胎面为全新时，m为不同花纹类型的数量，SDj为属于花纹类型Mj的花纹的刀槽密度，Pj为属于花纹类型Mj的花纹的间距，Nj为属于花纹类型Mj的花纹的数量。

优选地，刀槽密度SD或平均刀槽密度SD平均至少等于25mm^-1。

优选地，刀槽密度SD或平均刀槽密度SD平均至少等于30mm^-1。

优选地，刀槽密度SD或平均刀槽密度SD平均至少等于35mm^-1。

优选地，刀槽密度SD或平均刀槽密度SD平均至少等于40mm^-1。

优选地，刀槽密度SD或平均刀槽密度SD平均至少等于45mm^-1。

优选地，刀槽密度SD或平均刀槽密度SD平均至多等于60mm^-1。

优选地，刀槽密度SD或平均刀槽密度SD平均至多等于50mm^-1。

在优选的实施方案中，在全新的胎面中，块状部的最大高度至少等于5.5mm且至多等于9mm，优选至多等于7.5mm。通过减小块状部的径向高度，轮胎的整体滚动阻力以及干地面上的抓地性得到改善。

块状部由橡胶材料制得。

“橡胶材料”意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而获得的聚合物材料。

弹性体配混物的常规物理特征为其玻璃化转变温度Tg，即弹性体配混物从可变形的橡胶态转变为刚性玻璃态的温度。通常根据标准ASTM D 5992-96在粘度分析仪(Metravib VA4000)上在测量弹性体配混物的动态性质的过程中测定弹性体配混物的玻璃化转变温度Tg。在硫化弹性体配混物样品(即已固化至至少90％的转化度的弹性体配混物)上测量动态性质，该样品具有厚度等于2mm且横截面积等于78.5mm²的圆柱状试样的形式。记录弹性体混合物样品对简单交变正弦剪切应力(峰至峰振幅等于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。使用的结果通常为复数动态剪切模量G*(包括弹性部分G’和粘性部分G”)和动态损耗tanδ(等于比值G”/G’)。玻璃化转变温度Tg为在温度扫描的过程中动态损耗tanδ达到最大值的温度。在60℃下测得的G*的值表示橡胶材料的刚度，即其对弹性变形的抵抗力。

在一个优选的实施方案中，花纹的块状部的橡胶材料的组合物的玻璃化转变温度Tg介于-40℃和-10℃之间，优选介于-35℃和-15℃之间。此外，橡胶材料的组合物在60℃下测得的动态剪切模量介于0.5MPa和2MPa之间，优选介于0.7MPa和1.5MPa之间。

就化学组成而言，根据本发明的一个或多个块状部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，二烯弹性体为至少部分地由二烯单体(即带有两个共轭或非共轭的碳-碳双键的单体)产生的均聚物或共聚物。优选地，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含有硅原子的官能团，所述硅原子位于主链内(包括链的端部)。“位于弹性体的主链内(包括链的端部)的原子”在本文中意指这样的原子，所述原子不是从弹性体的主链垂下的原子(或弹性体的主链中的侧向原子)，而是嵌入主链中的原子。在优选的实施方案中，块状部的组合物包含弹性体配混物，所述弹性体配混物包含改性二烯弹性体，所述改性二烯弹性体包含至少一个含有硅原子的官能团，所述硅原子位于弹性体的主链内(包括链的端部)。

优选地，改性二烯弹性体包含位于弹性体的主链的一个端部处的包含硅原子的官能团。

优选地，官能团包含硅醇官能团。作为变体，官能团的硅原子被至少一个烷氧基官能团取代，所述烷氧基官能团潜在地可完全或部分地水解为羟基。

在实施方案变体中，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。官能团的硅原子被至少一个烷氧基官能团取代，所述烷氧基官能团潜在地可完全或部分地水解为羟基。

根据本发明的变体(其中官能团包括位于链的端部的硅醇官能团)，所述官能团可以为硅醇官能团或者具有硅醇端基的聚硅氧烷基团。在文献EP 0778311 A1、WO 2011/042507 A1中特别描述了相应的改性二烯弹性体。

根据本发明的任何一个变体(其中官能团的硅原子被至少一个烷氧基官能团取代，所述烷氧基官能团潜在地可完全或部分地水解为羟基)，硅原子还可直接或经由二价烃基被至少一个其它官能团取代，所述其它官能团包含至少一个选自N、S、O、P的杂原子。优选地，硅原子经由二价烃基(更优选C1-C18线型脂族二价烃基)被至少一个其它官能团取代。在这些其它官能团中，可提及例如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，更优选二乙基氨基基团或二甲基氨基基团。烷氧基官能团优选为甲氧基官能团、乙氧基官能团、丁氧基官能团或丙氧基官能团。在文献WO 2009/133068 A1、WO 2015/018743 A1中特别描述了对应于这些变体的改性二烯弹性体。

通过至少一个包含硅原子的官能团对二烯弹性体进行改性不排除弹性体的其它改性，例如通过在引发聚合时引入的胺官能团在链的端部的改性，如WO 2015/018774 A1、WO 2015/018772 A1所述。

优选地，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1,3-丁二烯/苯乙烯共聚物(SBR)。

根据不同的变体，根据本发明的改性二烯弹性体可以在弹性体配混物中单独使用，或者与至少一种常规用于轮胎的其它二烯弹性体(无论其是否例如用锡或硅进行星形支化、偶联、官能化)共混使用。

同样地，从其化学组成的角度而言，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实施方案中，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，在附图中：

图1为根据现有技术的轮胎的示意性立体图；

图2为根据另一个现有技术的轮胎的部分横截面的示意性立体图；

图3为图2的轮胎的胎面的横截面图；

图4为根据本发明的第一实施方案的轮胎的全新胎面的局部细节图；

图5为图4的胎面的块状部的放大图；

图6为图5的截面A-A的平面的横截面图；

图7为图4的轮胎的全新胎面的接地斑块的示意图；

图8为图4的轮胎的磨损胎面的接地斑块的示意图；

图9为图7的接地斑块集中在胎面的一个花纹上的一部分；

图10为属于根据本发明的第二实施方案的轮胎胎面的具有间距P1的花纹的一组块状部的放大图；

图11为属于根据本发明的第二实施方案的轮胎胎面的具有间距P2的花纹的一组块状部的放大图；

图12为属于根据本发明的第二实施方案的轮胎胎面的具有间距P3的花纹的一组块状部的放大图。

具体实施方式

本发明不限于所呈现的实施方案和变体，并且其它实施方案和变体对于本领域技术人员来说将变得显而易见。

在各个附图中，相同或相似的元件带有相同的附图标记。因此，用于识别胎面上的元件的附图标记再次用于识别由所述胎面产生的接地斑块中的这些相同的元件。

图1示意性地绘示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(此处仅绘示了一个)，所述胎面20和所述胎侧30A、30B覆盖胎体40(图1中未示出)。图2更具体地详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，每个胎圈包括环状增强结构44(在这种情况下为胎圈线)，其将轮胎10保持在轮辋上(轮辋未示出)。胎体增强件41锚固在每个胎圈43中。胎体40另外包括胎冠增强件，所述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中的每一个均通过丝状增强元件46和47增强，所述丝状增强元件46和47在每个层内平行，并从一个层至另一个层交叉，且与周向方向X形成在10°和70°之间的角度。

“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。

“径向方向”意指垂直于轮胎的旋转轴线的方向(该方向对应于胎面中心处所述胎面的厚度方向)。

“轴向方向”意指平行于轮胎的旋转轴线的方向。

轮胎还包括环箍增强件48，所述环箍增强件48沿径向布置在胎冠增强件的外侧。该环箍增强件48由增强元件49形成，所述增强元件49沿周向定向并螺旋缠绕。图2所示的轮胎10为“无内胎”轮胎。其包括“内衬”，所述“内衬”由充气气体不可渗透的橡胶组合物制成，并覆盖轮胎的内表面。

图3为图2的胎面20的细节横截面图。胎面提供轮胎10和道路之间的接触。为此目的，其包括由橡胶材料构成的块状部21和界定所述块状部21的空隙22。块状部21构成胎面20的实体部分，空隙22构成该相同胎面20的空心部分。

“空隙”意指各种类型的切口，例如沟槽、刀槽或任何其它类型的切口。

“沟槽”意指界定空隙的材料壁之间的距离大于2mm且深度大于或等于1mm的空隙。

“刀槽”意指界定空隙的材料壁之间的距离小于或等于2mm且深度大于或等于1mm的空隙。

其它类型的切口可以例如包括“V型沟槽”，即深度小于1mm的空隙。

“块状部”意指由沟槽界定并包括侧壁和接地面的凸起元件，所述接地面旨在在行驶过程中与地面接触。

胎面20的“胎面表面”23意指轮胎在正常行驶条件下将与地面接触的所有点结合在一起的表面。这些将与地面接触的点属于块状部21的接地面。在图3中，胎面表面23刻意地在空隙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(欧洲轮胎轮辋技术组织)标准限定的使用条件。这些使用条件规定了对应于如轮胎负载指数和速度额定值所示的轮胎承载能力的参考充气压力。这些使用条件也可以被称为“标称条件”或“工作条件”。

“底表面”24意指穿过胎面20的沟槽221的径向最内点的理论表面。因此，其界定了轮胎的胎面20和胎体40之间的边界。该底表面24在胎面20的第一边缘25A和第二边缘25B之间延伸。

胎面20的“边缘”25A、25B意指界定胎面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，并且彼此之间的距离为对应于胎面20的宽度的值W。这两个边缘25A、25B位于距中心轴线C相等距离处。该中心轴线C将胎面20分为两个半胎面。

此处，图3中的胎面20包括三个沟槽221。这些沟槽221在胎面中沿周向延伸，并形成空隙体积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对应于在该胎面不具有空隙的理论情况下，这些各种界限(胎面表面23、底表面24、边缘25A、25B)之间的橡胶材料将占据的体积。因此，以下关系式VT＝VE+VC成立，其中VC是胎面中实际包含的橡胶的体积。

用于确定胎面的总体积VT的一种方法为计算该胎面在径向平面或子午平面中的总表面积ST，并乘以轮胎的周长。图3特别通过阴影线绘示了这种总表面积ST。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相关的数据以确定该胎面表面的图像的系统是已知的。例如，使用激光测绘系统以获得用于轮胎表面上的点的数据测量点。在文献WO2015016888和EP2914946中特别描述了这种方法。激光测绘系统通常包括激光探头，其用于测量沿轮胎表面的每个点从探头到轮胎的胎面表面的距离。该激光探头可以为使用激光获取与胎面相关的数据(例如该胎面的高度)的任何适合的装置，例如在WOLF&BECK 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，从块状部的接地面上测得的点获得胎面表面23。从在沟槽221的底部测得的点获得底表面24。通过知晓胎面的宽度W以获得第一边缘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油墨压印而获得。胎面表面23、底表面24的模拟和边缘25A、25B的确定使得能够计算胎面的总表面积ST。图3通过阴影线绘示了所述表面积ST。

轮胎的周长通过该轮胎在周向正中平面或赤道平面中的平均曲率半径Rc乘以2*π而获得。平均曲率半径Rc为以轮胎的旋转轴线为原点并穿过胎面表面的中间的半径。然后从轮胎的总表面积ST和周长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，考虑到VE＝VT-VC，可以推导出关系式TEV＝1-(VC/VT)。胎面中包含的橡胶体积VC可以如下确定：

-称量全新的轮胎；

-然后对该轮胎进行刨平，直至达到最大磨损状态，即直至达到底表面24。

-称量经刨平的轮胎；

-全新轮胎与磨损轮胎之间的质量差给出胎面中实际包含的橡胶材料的质量；

-通过胎面中包含的橡胶材料的质量和该橡胶材料的密度确定橡胶体积VC。

橡胶体积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，例如文献FR2996640公开的激光测量装置。这些测量装置包括光束，其具有与轮胎胎面的中心区域的表面和/或该胎面至少一个侧向区域的表面相切定向的轴线。使用这些测量装置，可以产生围绕轮胎整个圆周的各种外部轮廓。在同一子午线上叠加这些外部轮廓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界定胎面的平面限定的总表面。这些界定胎面的平面为垂直于胎冠轮廓的平面，并且决定在根据ETRTO的标称压力和负载条件下胎面与地面接触的宽度。对于通过激光扫描获得的每个外部轮廓，构建了具有空隙的表面区域，并且其由外部轮廓、底部轮廓和界定胎面的平面限定。

定义了对应于子午平面n中的子午空隙比的参数TE子午平面_n，其中

然后可以确定体积空隙比TEV，其是子午空隙比的平均值，其中

还可以使用本领域技术人员已知的其它方法确定体积空隙比。

图4为根据本发明的胎面20的局部细节图。此处，胎面20是全新的。其包括多个块状部21A、21B，所述块状部21A、21B分别从胎面20的边缘25A、25B之一以一定曲率延伸直至中心轴线C。因此，中心轴线C包括源自胎面20的边缘25A、25B的块状部21A、21B的交替。此处，胎面20被称为是定向的，这意味着块状部21A、21B被专门布置为依据预定的旋转方向来优化行为特征。该旋转方向通常由轮胎胎侧上的箭头(图4中标记为R的箭头)表示。应注意，块状部的最大高度至少等于5.5mm且至多等于9mm。优选地，块状部的最大高度至多等于7.5mm。该最大高度在块状部上中心轴线C处测得。其对应于该位置处胎面表面23和底表面24之间的距离。块状部的最大高度对应于界定该块状部的沟槽的最大深度。

图5更具体地显示了多个块状部中的一个块状部21A。下文的描述更具体地适用于第一块状部21A。该描述也可以适用于胎面20的多个块状部中的任何块状部21A、21B。块状部21A包括主刀槽211A和次刀槽212A。其还包括位于块状部21A的两个主要侧壁上的第一倒棱区域213和第二倒棱区域214。

主刀槽211A从一个胎侧30A开始并延伸直至中心轴线C。该主刀槽211A被分成第一刀槽部2111、第二刀槽部2112和第三刀槽部2113。第一刀槽部2111和第二刀槽部2112在第一连接点2114处连接在一起。第二刀槽部2112和第三刀槽部2113在第二连接点2115处连接在一起。因此，第一刀槽部2111在胎侧30A和第一连接点2114之间延伸。更具体地，该第一刀槽部2111在胎面表面上在胎侧30A和第一连接点2114之间形成直线迹线。该迹线通常平行于方向Y行进。如图6所示，第一刀槽部2111包括两个倾斜平面21111。这些倾斜平面21111在胎面20上形成倒棱。倒棱改善了干地面上的抓地力，更特别在这种地面上制动时。每个倾斜平面21111在第一点A和第二点B之间延伸。第一点A对应于倾斜平面21111和胎面的胎面表面23之间的交点。第二点B对应于倾斜平面21111和界定刀槽211A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的倾斜角限定。倾斜平面的高度对应于径向投影(即在轴线Z上的投影)中第一点A和第二点B之间的距离。此处，倾斜平面的高度介于0.5mm和1mm之间。倾斜平面的宽度对应于周向投影(即在轴线X上的投影)中第一点A和第二点B之间的距离。此处，倾斜平面的宽度介于1.5mm和2mm之间。倾斜部相对于周向方向X的倾斜角介于30度和50度之间。第二刀槽部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2112在胎面表面上在第一连接点2114和第二连接点2115之间形成直线迹线。该迹线与轴向方向Y形成约30度的角度。第二刀槽部2112也包括在胎面20上形成倒棱的两个倾斜平面。第三刀槽部2113在第二连接点2115和块状部21A靠近中心轴线C的端部之间延伸。更具体地，第三刀槽部2113在胎面表面上在所述第二连接点2115和块状部21A的端部之间形成波状迹线。该波状迹线在与轴向方向Y形成约45度的角度的主方向中延伸。此处，第三刀槽部2113不具有形成倒棱的倾斜平面。块状部21A还包括次刀槽212A。该次刀槽212A在胎面表面上形成直线迹线，所述直线迹线在第二刀槽部2112处与主刀槽211A相交。次刀槽212A与轴向方向Y形成约80度的角度。最后，块状部21A的主要侧壁还包括形成倒棱的倾斜平面213和214。

图7为时刻T时图4的轮胎胎面与地面接触的接地斑块AC的示意图。“接地斑块”意指在该时刻T时轮胎与地面形成的表面区域。通过该接地斑块，所有的机械荷载可以在车辆和地面之间传递。在不同时刻时确定的所有接地斑块能够重构胎面的胎面表面的图像。此处，接地斑块基本上是具有圆角轮廓部分的矩形。该接地斑块包含块状部的接地表面SC(其为图7中以灰色显示的实体区域)和空隙占据的区域(其为图7中以白色显示的空白区域)。

接地斑块AC的面积和块状部的接地表面SC的面积之差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且至多等于0.70。该表面空隙比TES示出了胎面的胎面表面上的空隙(沟槽、刀槽)水平。此处，其相对较高，因为存在大量的界定块状部21A、21B的倾斜沟槽221。此外，由于在块状部21A、21B的主要壁和部分主刀槽211上存在倾斜平面，因此该表面空隙比TES增加。因此，全新胎面上的倾斜平面限制了块状部21A、21B的接地表面。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且至多等于1.9。

图8为时刻T时图4的具有一定磨损水平的轮胎的胎面的接地斑块AC的示意图。胎面磨损例如为约2mm的深度。在该磨损状态下，块状部21A、21B的主要壁和主刀槽211A上的倾斜平面从胎面消失。因此，在该接地斑块AC中，倾斜沟槽211具有更小的宽度。因此，表面空隙比TES随胎面的磨损而减小。因此，与全新的胎面相比磨损深度为2mm的胎面的表面空隙比TES至少等于全新的胎面空隙比TES的0.41倍，且至多等于全新的所述TES的0.66倍。在一个优选的实施方案中，与全新胎面相比磨损深度为2mm的胎面的表面空隙比TES至少等于全新的TES的0.5倍，且至多等于全新的所述TES的0.58倍。

可以使用图3中描述的方法确定图4的胎面的体积空隙比TEV。因此，沟槽221、刀槽211和212在胎面中形成空隙，所述空隙限定所述胎面中的空隙体积VE。空隙体积VE与总体积VT的比值决定了体积空隙比TEV，使得TEV＝VE/VT。此处，体积空隙比TEV至少等于0.24，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/或湿地面上的抓地力和/或干地面上的抓地力之间的期望折衷选择体积空隙比。

图9绘示了图7的接地斑块的一部分，其集中在位于中心轴线C两侧的第一块状部21A和第二块状部21B。此处，第一块状部21A和第二块状部21B形成花纹26，其在图7中以虚线具体界定。在这种恒定宽度的情况下，块状部花纹26在周向方向X中以间距P彼此跟随。“花纹”意指在周向方向上重复的块状部的集合。这种重复可以是“等尺寸”重复。则胎面被称为是单间距的。供替选地，这种重复可以是具有不同尺寸的重复，特别是不同的间距值。则胎面被称为是多间距的。有利地，多间距胎面的不同间距值的数量介于3和5之间。

在图9中，第一块状部21A的主刀槽211A从第一边缘25A延伸直至第一块状部21A靠近中心轴线C的一个端部。该主刀槽211A在轴向方向Y中具有投影长度lpy1。以相同的方式，第二块状部21B的主刀槽211B从第二边缘25B延伸直至第二块状部21B靠近中心轴线C的一个端部。该主刀槽211B在轴向方向Y中具有投影长度lpy2。此处，长度lpy1和lpy2具有对应于胎面宽度W的一半的相同值。还可以确定第一块状部21A和第二块状部21B的次刀槽212A和212B的投影长度lpy3和lpy4。从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和次刀槽212A、212B在轴向方向Y中的投影长度lpy1、lpy2、lpy3和lpy4之和与花纹26的间距P和胎面的宽度W的乘积的比值乘以1000，使得

此处，花纹26中的刀槽密度SD介于10mm^-1和70mm^-1之间。根据一个优选的实施方案，花纹26中的刀槽密度SD至少等于25mm^-1且至多等于50mm^-1。优选的，花纹26中的刀槽密度SD至少等于30mm^-1且至多等于40mm^-1。

在另一个实施方案中，胎面为多间距胎面，其包括具有三个不同的间距值P1、P2、P3的第一花纹、第二花纹和第三花纹。图10示出了该第一花纹。图11示出了第二花纹。最后，图12示出了第三花纹。

因此，图10示出了具有第一间距P1的第一花纹。该第一花纹包括位于中心轴线C两侧的第一块状部21A和第二块状部21B。第一块状部21A的主刀槽211A从第一边缘25A延伸直至第一块状部21A靠近中心轴线C的一个端部。该主刀槽211A在轴向方向Y中具有投影长度lpy11。以相同的方式，第二块状部21B的主刀槽211B从第二边缘25B延伸直至第二块状部21B靠近中心轴线C的一个端部。该主刀槽211B在轴向方向Y中具有投影长度lpy21。此处，长度lpy11和lpy21具有对应于胎面宽度W的一半的相同值。还可以确定第一块状部21A和第二块状部21B的次刀槽212A和212B的投影长度lpy31和lpy41。从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和次刀槽212A、212B在轴向方向Y中的投影长度lpy11、lpy21、lpy31和lpy41之和与花纹26的间距P和胎面的宽度W的乘积的比值乘以1000，使得

因此，图11示出了具有第二间距P2的第二花纹，其中第二间距P2大于第一间距P1。该第二花纹包括位于中心轴线C两侧的第一块状部21A和第二块状部21B。第一块状部21A的主刀槽211A从第一边缘25A延伸直至第一块状部21A靠近中心轴线C的一个端部。该主刀槽211A在轴向方向Y中具有投影长度lpy12。以相同的方式，第二块状部21B的主刀槽211B从第二边缘25B延伸直至第二块状部21B靠近中心轴线C的一个端部。该主刀槽211B在轴向方向Y中具有投影长度lpy22。此处，长度lpy12和lpy22具有对应于胎面宽度W的一半的相同值。还可以确定第一块状部21A和第二块状部21B的次刀槽212A和212B的投影长度lpy32和lpy42。从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和次刀槽212A、212B在轴向方向Y中的投影长度lpy12、lpy22、lpy32和lpy42之和与花纹26的间距P和胎面的宽度W的乘积的比值乘以1000，使得

图12示出了具有第三间距P3的第三花纹，其中第三间距P3大于第二间距P2。该第三花纹包括位于中心轴线C两侧的第一块状部21A和第二块状部21B。第一块状部21A的主刀槽211A从第一边缘25A延伸直至第一块状部21A靠近中心轴线C的一个端部。该主刀槽211A在轴向方向Y中具有投影长度lpy13。以相同的方式，第二块状部21B的主刀槽211B从第二边缘25B延伸直至第二块状部21B靠近中心轴线C的一个端部。该主刀槽211B在轴向方向Y中具有投影长度lpy23。此处，长度lpy13和lpy23具有对应于胎面宽度W的一半的相同值。还可以确定第一块状部21A和第二块状部21B的次刀槽212A和212B的投影长度lpy33和lpy43。从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和次刀槽212A、212B在轴向方向Y中的投影长度lpy13、lpy23、lpy33和lpy43之和与花纹26的间距P和胎面的宽度W的乘积的比值乘以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的花纹、N2个具有间距P2的花纹和N3个具有间距P3的花纹的布置。因此，可以确定平均刀槽密度SD平均，所述SD平均对应于胎面的整个圆周上具有间距P1、P2、P3的花纹的刀槽密度SD1、SD2、SD3的平均值。因此，根据每种花纹类型中花纹的数量N1、N2、N3和间距P1、P2、P3对平均刀槽密度SD平均进行加权，使得：

在胎面上随机布置具有间距P1、P2、P3的花纹，以限制行驶过程中轮胎噪音的出现。因此，对于尺寸205/55R 16的轮胎，具有间距P1、P2和P3的花纹可以相对于彼此布置如下：P1 P1 P2 P1 P2 P2 P2 P2 P1 P1 P2 P1 P1 P1 P2 P2 P3 P2 P2 P3 P2 P1 P2 P2 P1P1 P1 P1 P2 P1 P2 P1 P1 P1 P1 P2 P1 P1 P2 P2 P3 P3 P3 P2 P2 P3 P3 P3 P3 P3 P2P2 P1 P2 P2 P3 P2 P1 P2 P2 P1 P2 P3 P2 P2 P1 P2 P2 P2 P1 P1 P1 P2 P3 P2 P1。然后，这种布置包括21个具有间距P1的花纹、35个具有间距P2的花纹和13个具有间距P3的花纹。如前所述，间距P确定为位于块状部侧面的两个相邻的倾斜沟槽的中心之间的距离。为了精确地确定间距P1、P2和P3的值，在属于相同花纹类型的花纹组中(例如在P1 P1 P1、P2P2P2和P3 P3 P3花纹组中)测量这些值。

因此，通过这种互相布置的花纹，可以确定轮胎整个圆周的平均刀槽密度SD平均，其值介于10mm^-1和70mm^-1之间。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且至多等于50mm^-1。优选地，平均刀槽密度SD平均至少等于30mm^-1且至多等于40mm^-1。

对于图1至图12示出的所有实施方案，每个块状部均由橡胶材料形成。在一个优选的实施方案中，这种橡胶材料的组合物具有介于-40℃和-10℃之间，优选介于-35℃和-15℃之间的玻璃化转变温度和介于0.5MPa和2MPa之间，优选介于0.7MPa和1.5MPa之间的在60℃下测得的剪切模量。

在一个优选的实施方案中，块状部的橡胶材料的组合物至少基于：

-弹性体基质，所述弹性体基质包括大于50重量％的溶液SBR，所述溶液SBR带有硅醇官能团和胺官能团；

-20phr至200phr的至少一种二氧化硅；

-用于将二氧化硅偶联至溶液SBR的偶联剂；

-10phr至100phr的烃类树脂，所述烃类树脂的Tg大于20℃；

-15phr至50phr的液体增塑剂。

该优选的实施方案中的溶液SBR为在溶液中制备的丁二烯和苯乙烯的共聚物。其特征在于其带有硅醇官能团和胺官能团。可以例如通过使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，随后水解烷氧基硅烷官能团以生成硅醇官能团来引入带有硅醇官能团和胺官能团的溶液SBR的硅醇官能团。同样可以通过如EP 0778311中描述的活性弹性体链与环状聚硅氧烷化合物的反应来引入带有硅醇官能团和胺官能团的溶液SBR的硅醇官能团。可以例如通过使用带有胺官能团的引发剂引发聚合来引入带有硅醇官能团和胺官能团的溶液SBR的胺官能团。同样可以根据专利申请EP 2285852中描述的过程通过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的反应，随后水解烷氧基硅烷官能团以生成硅醇官能团来制备带有硅醇官能团和胺官能团的溶液SBR。根据该制备步骤，硅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)。可以根据专利申请EP2266819A1中描述的过程或者通过汽提包含溶液SBR的溶液的步骤来进行使溶液SBR携带的烷氧基硅烷官能团水解以生成硅醇官能团的反应。胺官能团可以为伯胺官能团、仲胺官能团或叔胺官能团，优选叔胺官能团。

因此，在图4中，块状部21A、21B显示为从胎面的一个边缘25A、25B朝向中心轴线C是连续的。供替选地，块状部可以是不连续的。例如，块状部可以被一个或多个沟槽中断。一个或多个沟槽可以具有基本上与次刀槽212的取向相同的取向。

Claims

1.轮胎，所述轮胎包括定向胎面(10)，所述胎面(10)旨在在轮胎行驶的过程中与地面接触，并形成接地斑块AC，所述胎面包括多个由空隙(221)界定的橡胶材料的块状部(21A、21B)，所述块状部(21A、21B)中的一部分在所述接地斑块AC中形成块状部(21A、21B)的接地表面SC，接地斑块AC和块状部SC的接地表面之差与接地斑块AC的比值决定了胎面的表面空隙比TES，其中TES＝(AC-SC)/AC，所述块状部(21A、21B)排列成具有间距P的块状部的花纹(26)，所述花纹(26)在周向方向(X)中彼此跟随，在包括至少一个刀槽(211、212)的花纹中，刀槽(211、212)在轴向方向(Y)上的投影长度(lpyi)之和与花纹的间距P和胎面的宽度(W)的乘积的比值乘以1000决定了刀槽密度SD，使得

其中n为花纹(26)中刀槽的数量，lpyi为第i个刀槽的投影长度，其特征在于，对于全新的胎面：

-具有间距P的任何花纹中的刀槽密度SD至少等于10mm^-1且至多等于70mm^-1，

-表面空隙比TES至少等于0.40且至多等于0.70。

2.根据权利要求1所述的轮胎，其中，表面空隙比TES大于或等于0.45。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的轮胎，其中，表面空隙比TES大于或等于0.50，优选大于或等于0.55。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的轮胎，其中，表面空隙比TES随胎面(10)的深度而减小。

5.根据权利要求4所述的轮胎，其中，磨损深度为2mm的胎面的表面空隙比TES至少等于全新的TES的0.41倍，且至多等于全新的所述TES的0.66倍。

6.根据权利要求4和5中任一项所述的轮胎，其中，磨损深度为2mm的胎面的表面空隙比TES至少等于全新的TES的0.5倍，且至多等于全新的所述TES的0.58倍。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的轮胎，其中，胎面包括不同的花纹类型Mj，其中j大于或等于2，属于同一花纹类型的花纹具有相同的间距，属于两种不同花纹类型的花纹之间的间距不同，并且轮胎整个圆周上的平均刀槽密度SD平均介于10mm^-1和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具有间距Pj的不同花纹类型Mj的花纹的刀槽密度SDj的平均值，根据胎面的所述圆周上每个花纹类型Mj中花纹的数量Nj并根据属于该花纹类型Mj的花纹的间距Pj对所述平均刀槽密度SD平均进行加权，使得

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

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

10.根据权利要求1至9中任一项所述的轮胎，其中，在全新的胎面中，块状部的高度至少等于5.5mm且至多等于9mm，优选至少等于6mm且至多等于7.5mm。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的轮胎，其中，块状部的橡胶材料的组合物具有介于-40℃和-10℃之间，优选介于-35℃和-15℃之间的玻璃化转变温度Tg和介于0.5MPa和2MPa之间，优选介于0.7MPa和1.5MPa之间的在60℃下测得的复数动态剪切模量G*。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的轮胎，其中，块状部的橡胶材料的组合物包含弹性体配混物，所述弹性体配混物包含改性二烯弹性体，所述改性二烯弹性体包含至少一个含有硅原子的官能团，所述硅原子位于弹性体的主链内，包括链的端部。

13.根据权利要求12所述的轮胎，其中，改性二烯弹性体包含位于弹性体的主链的一个端部处的包含硅原子的官能团。

14.根据权利要求13所述的轮胎，其中，所述官能团包含硅醇官能团。

15.根据权利要求14所述的轮胎，其中，所述官能团选自硅醇官能团或者具有硅醇端基的聚硅氧烷官能团。

16.根据权利要求12所述的轮胎，其中，构成块状部的弹性体配混物的改性二烯弹性体包含位于链的中部的含有硅原子的官能团。

17.根据权利要求12或权利要求16所述的轮胎，其中，所述官能团的硅原子被至少一个烷氧基官能团取代，所述烷氧基官能团潜在地完全或部分地水解为羟基。

18.根据权利要求16所述的轮胎，其中，官能团的硅原子直接或经由二价烃基被至少一个其它官能团取代，所述其它官能团包含至少一个选自N、S、O、P的杂原子。

19.根据权利要求1至17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(30A、30B)上。