CN118043209A - 具有包括增强元件的胎面的轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种轮胎，所述轮胎的胎面包括至少一个胎面花纹块，所述胎面花纹块包括至少一个周向增强元件，所述周向增强元件由动力学剪切模量G*至少是胎面中花纹块的其余部分的组合物的动力学剪切模量G*两倍的组合物组成。所述至少一个周向增强元件的组合物基于至少一种二稀弹性体、增强填料、环氧树脂、胺固化剂和交联体系，所述增强填料包括根据标准D6556‑2016测量的比表面STSA大于或等于90m2/g的炭黑。

Description

具有包括增强元件的胎面的轮胎
技术领域
本发明涉及轮胎，特别地涉及设置有包含两种不同弹性体组合物的胎面的轮胎。
背景技术
通常情况下，轮胎是几何结构围绕旋转轴线呈现出旋转对称的物体。轮胎包括两个旨在安装到轮辋上的胎圈。它还包括两个连接至胎圈的胎侧以及具有旨在与地面接触的胎面的胎冠，所述胎冠具有与两个胎侧之一的径向外端连接的第一侧和与两个胎侧中另一个的径向外端连接的第二侧。
轮胎的组成通常通过轮胎在子午平面(亦即包含轮胎的旋转轴线的平面)中所示的组成构件来描述。径向方向、轴向方向和周向方向分别表示垂直于轮胎的旋转轴线的方向、平行于轮胎的旋转轴线的方向和垂直于任何子午平面的方向。在下文中，表述“沿径向”、“沿轴向”和“沿周向”分别意指在轮胎的“径向方向上”、“轴向方向上”和“周向方向上”。表述“在径向内侧”和“在径向外侧”分别意指“在径向方向上更接近轮胎的旋转轴线”和“在径向方向上更远离轮胎的旋转轴线”。赤道平面CP是垂直于轮胎旋转轴线的平面，其在轴向上设置成与胎圈之间基本中间的胎面表面相交。表述“在轴向内侧”和“在轴向外侧”分别意指“在轴向方向上更接近轮胎的赤道平面”和“在轴向方向上更远离轮胎的赤道平面”。
众所周知，用于道路应用的轮胎，尤其是用于乘用车辆的轮胎在滚动阻力(由此在车辆能量效率)、抓地力、引导车辆(特别是在转弯时)的动力学响应以及磨损(由此在使用车辆的总成本)方面对车辆的性能做出了重要贡献。
为了改善性能上(即滚动阻力和在经受车辆转向所引起的应力时的漂移推力响应)的折衷，使用了能够使胎面变硬的低滞后性材料。通常，使刚度适中，以免过度地对抗轮胎的胎面在与地面接触的接地面中的扁平化。然而，刚度越低，轮胎在经受车辆转向所引起的应力时的漂移推力响应越不好。目前，即使在具有最大刚度的变体形式中，现有技术中胎面的增强材料或底层材料的动力学剪切模量G*通常远小于8MPa，即使期望在操作性方面的性能最佳时也是如此。在本文件中，注意除非另有说明，否则所讨论的动力学剪切模量G*是在23℃下并在10Hz频率和5％变形的交变剪切应力下测量的动力学剪切模量G*。该描述指标测量了低变形下的刚度。
为了改善这些相互矛盾的性能，轮胎制造商正在开发越来越复杂的胎面，例如，提出了包含不同弹性体组合物的胎面。
WO2016/174100是可以列举的说明性文献，其描述了一种包含低硬度橡胶胎面配混物的胎面，该胎面通过包括一个或多个具有三角形(如在子午截面中可见)的周向增强元件来增强，所述三角形的顶点沿径向向外；这些周向增强元件的硬度明显高于胎面的橡胶配混物。这种复杂的胎面使得可以在滚动阻力与引导车辆的动力学响应之间取得良好的折衷。
然而，仍需要通过为车辆使用者提供在对滚动阻力无不利影响的情况下具有良好动力学响应的轮胎来进一步改善车辆使用者的安全性。
使用低变形时具有高刚度的弹性体组合物来改善轮胎的动力学响应，对制造商而言并非没有问题。
这是因为难以获得这样的弹性体组合物，其具有在低变形时高水平的刚度同时还要将滞后性保持在相当低的水平，而且不显著降低这些组合物的极限性质。
解决这一问题的一种解决方案是增加橡胶组合物中增强填料的含量。然而，这种解决方案会导致滞后性增加。因此对滚动阻力不利。
另一种解决方案是增加交联剂的含量，然而却观察到组合物的内聚性下降。由于极限性质受到很大影响，因此弹性体组合物的抗开裂性较弱。
另一种解决方案是使用“细”炭黑(即STSA比表面积大于或等于70m2/g的炭黑)，以获得刚度更大的弹性体组合物。然而，这种解决方案会伴有这些组合物的滞后性显著增加。因此，这种解决方案对滚动阻力也是不利的。
因此，轮胎设计者一直在寻找一种解决方案，该解决方案能够通过改善轮胎的至少一种性能而又不会对其他性能造成不利影响，从而改变现有的性能折衷。
因此，仍需要改善弹性体组合物在刚度/滞后性/内聚性性能方面的折衷，特别是用以获得这样的轮胎，其具有良好的动力学响应，而且不对其滚动阻力产生不利影响。
发明内容
申请人为其自身设定的目的是满足这一需求，提供一种可用于胎面的周向增强元件的弹性体组合物。
因此，本发明的目的是通过用特定的橡胶组合物替代现有技术中周向元件的材料，实现在转向应力下的更好的动力学漂移推力响应并且对轮胎的滚动阻力无不利影响。
因此，本发明涉及一种轮胎，其具有外侧和内侧，所述轮胎包括胎冠增强件和径向外胎面，所述胎面包括多个至少部分地沿周向定向的胎面花纹块和多个至少部分地沿周向延伸的沟槽，每个周向沟槽由轴向内侧面、轴向外侧面和沟槽底部界定，所述胎面花纹块中的至少一个具有至少一个周向增强元件，所述周向增强元件由组合物制成，所述组合物的动力学剪切模量G*至少是胎面中花纹块的其余部分的组合物的动力学剪切模量G*的两倍，周向增强元件的轴向宽度随着朝外部的径向距离的增加而逐渐减小，所述轴向宽度的最大值小于所述胎面花纹块的轴向宽度的40％，其特征在于，所述周向增强元件的组合物基于至少一种二烯弹性体、至少一种增强填料、至少一种环氧树脂、至少一种含胺固化剂和至少一种交联体系，所述增强填料包括根据标准D6556-2016测量的STSA比表面积大于或等于90m2/g的炭黑。
与现有技术中的周向增强元件相比，本发明的周向增强元件由于其特定的弹性体组合物而在低变形时具有更好的刚度，同时还能保持低的滞后性性质。此外，它们还由于组合物的极限性质得到了改善而具有更好的材料内聚性。
I-定义
表述“组合物基于”应理解为意指组合物包含所用各种组分的混合物和/或原位反应产物，在制造组合物的各个阶段期间，这些组分中的一些能够和/或旨在至少部分地彼此反应；因此，组合物有可能处于完全交联或部分交联的状态或者非交联的状态。
出于本发明的目的，表述“重量份/一百重量份弹性体”(或phr)应理解为意指质量份/一百质量份弹性体。
在本文中，除非另外明确指出，否则示出的所有百分比(％)均为质量百分比(％)。
此外，由表述“在a至b之间”表示的任何数值区间代表从大于a延伸至小于b的数值范围(即不包括端值a和b)，而由表述“a至b”表示的任何数值区间意指从a延伸直至b的数值范围(即包括严格的端值a和b)。
当提到“主要的”化合物时，其在本发明的含义内应理解为意指在组合物中的相同类型的化合物中，该化合物是主要的，亦即它是在相同类型的化合物中以质量计占最大量的化合物。因此，例如，主要的弹性体为以组合物中弹性体的总质量计占最大质量的弹性体。类似地，“主要的”填料为在组合物的填料中占最大质量的填料。举例来说，在仅包含一种弹性体的体系中，这种弹性体对于本发明的目的而言是主要的，而在包含两种弹性体的体系中，主要的弹性体占弹性体质量的一半以上。相反，“次要的”化合物为在相同类型的化合物中未占最大质量份的化合物。优选地，术语“主要的”意指以大于50％，优选大于60％、70％、80％、90％存在，更优选地，“主要的”化合物占100％。
胎面的“花纹”是或多或少复杂的凸起元件系统，所述凸起元件通过切口彼此分隔。胎面花纹的凸起元件可以为肋部或胎面花纹块。
“肋部”是在胎面上形成并基本上沿着周向方向延伸的凸起元件，该元件由两个切口界定或由一个切口和胎面的边缘界定。肋部包括两个侧壁、以及接触面，所述接触面旨在在行驶期间与路面接触。该元件沿周向方向延伸并围绕整个轮胎。
“胎面花纹块”是在胎面上形成的凸起元件，该元件由一个或多个直线的、弯曲的或圆形的切口以及可能的胎面边缘界定。胎面花纹块也包括接触面，所述接触面旨在在行驶期间与路面接触。
切口可以为沟槽或刀槽，这取决于它们的宽度(亦即在界定它们的材料壁之间的距离)以及它们在行驶期间的功能。沟槽的宽度通常至少等于2mm，而刀槽的宽度通常至多等于2mm。当轮胎行驶时，沟槽的材料壁不会彼此接触，而刀槽的材料壁至少部分地彼此接触。
说明书中提及的化合物可以为化石来源化合物或者可以为生物基化合物。在生物基化合物的情况下，它们可以部分或完全地源自生物质，或者可以通过源自生物质的可再生原材料获得。显然地，所提到的化合物也可以源自已经使用过的材料的回收，即它们可以部分或完全地源自回收工艺，或者从本身源自回收工艺的原材料中获得。它们尤其包括聚合物、增塑剂、填料等。
根据标准ASTM D3418(1999年)，以已知的方式通过DSC(差示扫描量热法)测量在本文中描述的玻璃化转变温度“Tg”的所有值。
附图说明
II-附图的简要描述
图1[图1]示意性地示出根据本发明一个实施方案的轮胎的部分子午截面。
图2[图2]示意性地示出根据本发明另一个实施方案的轮胎的部分子午截面。
图3[图3]示意性地示出根据本发明另一个实施方案的轮胎的部分子午截面。
图4[图4]示意性地示出根据本发明另一个实施方案的轮胎的部分子午截面。
图5[图5]示意性地示出根据本发明另一个实施方案的轮胎的部分子午截面。
图6[图6]示意性地示出根据本发明另一个实施方案的轮胎的部分子午截面。
图7[图7]示意性地示出根据本发明另一个实施方案的轮胎的部分子午截面。
图8[图8]示出可在本发明范围内使用的周向增强元件的实施方案变体形式的子午截面。
具体实施方式
III-本发明的描述
图1[图1]示出轮胎1，其具有外侧E和内侧I，该轮胎包括胎冠2和两个胎侧3，每个胎侧连接至胎圈4。胎冠2在每侧连接至两个胎侧中每一者的径向外端。胎冠2具有胎面5。图1[图1]示出赤道平面CP，该赤道平面CP垂直于轮胎的旋转轴线，位于两个胎圈4(安装在轮辋上)之间的中间并穿过带束层增强件的中部；图1[图1]还在赤道平面CP上通过位于胎面5正上方的箭头示出轴向方向X、周向方向C和径向方向Z。
按照惯例，轮胎的外侧E是轮胎安装后旨在从车辆外侧可见的轮胎轴向外部分，内侧I是轮胎安装后朝向车辆底盘定向的轮胎轴向外部分。
每个胎圈具有胎圈线40。胎体帘布层41围绕每个胎圈线40缠绕。胎体帘布层41是径向的并且以本身已知的方式由帘线构成；在该实施中，它们为织物帘线；这些帘线基本上彼此平行设置并且从一个胎圈延伸至另一个胎圈，使得它们与赤道平面CP形成在80°至90°之间的角度。
胎面5包括多个胎面花纹块51。两个轴向相邻的胎面花纹块51通过至少部分地沿周向延伸的沟槽71、72、73、74分隔开。每个周向沟槽71、72、73、74由轴向内侧面7i、轴向外侧面7e和沟槽底部7b界定。
有利地，胎面包括至少三个，优选三至五个胎面花纹块51，以及因此至少两个，优选二至四个沟槽71、72、73、74。
胎冠2包括胎冠增强件6，所述胎冠增强件6包括两个胎冠帘布层62、63；胎冠2还包括胎体帘布层41。按照非常传统的方式，带束帘布层62、63由彼此平行设置的金属帘线形成。以公知的方式，胎体帘布层41的帘线和带束帘布层62、63的帘线形成的增强元件以至少三个不同的方向定向从而形成三角剖分。
胎冠增强件6还可以包括环箍帘布层，所述环箍帘布层由有机或芳族聚酰胺纤维形成的环箍增强体构成，所述环箍增强体与周向方向所形成的角度至多等于5°。胎冠增强件6还可以包括以接近90°的角度定向的其他增强体；胎冠增强件的组成不构成本发明的一部分，在本文中，当提及带束增强件的径向外表面时，意指径向最外的增强丝线或帘线层的径向最外高度位置，其包括对增强丝线或帘线进行表层涂覆的表层配混物的薄层(如果存在这种层)。
胎面花纹块51中的一个还包括周向增强元件52。该周向增强元件52由橡胶配混物制成，所述橡胶配混物的刚度至少是胎面中花纹块的其余部分的橡胶配混物刚度的两倍。有利地，胎面的胎面花纹块的其余部分的组合物所具有的在60℃下以10Hz并在0.7MPa的交变剪切应力下测量的动力学剪切模量G*小于或等于2.5MPa，优选小于1.3Mpa，还更优选小于1.1MPa。可以列举的胎面的其余部分的组合物示例是这样的组合物，其包含100phr的SBR(具有27％的苯乙烯，以共聚物的丁二烯部分的百分比计的5％的1,2-丁二烯、15％的顺式-1,4-丁二烯、80％的反式-1,4-丁二烯含量；Tg-48℃)、100phr的来自Solvay的Zeosil1165MP二氧化硅、9phr的来自Evonik的TESPT SI69硅烷、20phr的来自Shell的TDAEFlexon630油、50phr的来自Exxon的Escorez 2173树脂、5phr的炭黑和12phr的常规用于胎面组合物中的添加剂(硫化和保护体系)。
以下将更详细地描述周向增强元件52的组合物。
周向增强元件52从所述胎冠增强件6的径向外表面朝向所述胎面的表面沿径向至多以高度“h”延伸，其轴向宽度随着径向上越来越接近外部而逐渐减小，所述高度“h”对应于胎面的厚度“p”的75％。胎面的厚度“p”在胎冠增强件6的径向外端与胎面5的与地面接触的表面之间沿径向测量。
周向增强元件52的在与胎冠增强件6的交界处的轴向宽度520具有最大值，该最大值小于所述胎面花纹块的轴向宽度510的30％，在沟槽的侧壁与沟槽底部相交处测量。可特别参考图1[图1]。
由于周向增强元件52的刚度特性，周向增强元件52可抵消由设置有这种周向增强元件52的胎面花纹块51所形成的肋部的振动和剪切，而且不会产生任何不希望的沿轴向定向的推力。这样使得可以保持在行驶时胎面与地面接触的表面积是相当大的，并限制在肋部的前边缘或胎面花纹块上的过压，从而限制肋部的前边缘的发热和快速磨损。增强元件的存在使胎面花纹块能够在轴向剪切方面变硬，最终能够改善轮胎的侧偏刚度，从而改善车辆的抓地性。因此，周向增强元件52的存在使得能够充分利用具有极低刚度的橡胶胎面配混物(即，通常具有如下动力学剪切模量G*的胎面橡胶配混物：在60℃下以10Hz并在0.7MPa的交变剪切应力下测量的动力学剪切模量G*小于或等于2.5MPa，优选小于1.3MPa，还更优选小于1.1MPa)的抓地能力。
作为轮胎设计者的本领域技术人员应能够调整周向增强元件的数量和位置，以获得对肋部和胎面花纹元件的振动和剪切的最佳抗性。
优选地，如图3至图7([图3]至[图7])所示，大部分的花纹块或所有的花纹块51设置有至少一个周向增强元件52。
特别有利地，周向增强元件52至少部分地形成所述胎面花纹块51中所述至少一个胎面花纹块51的轴向内侧面7i或径向外侧面7e。换言之，有利地，至少一个沟槽71、72、73、74的径向内表面或外表面的至少一部分由周向增强元件52构成。
图2至图6([图2]至[图6])说明了本发明的实施例，其中由与胎面花纹块的其余部分相同的橡胶配混物制成的覆盖层51a沿轴向插在沟槽71和周向增强元件52之间。特别地通过查看图3[图3]，可以看出所述覆盖层51a沿轴向以轴向宽度“A”延伸，所述轴向宽度“A”优选介于所述胎面花纹块的轴向宽度510的4％至15％之间；在图3[图3]中，覆盖层51a和轴向宽度A没有在存在周向增强体52的所有点处标识，以不使本图过于繁琐，正如在其他图中这一方面也没有由这些附图标记系统地标识出一样，但要强调这一方面的通用性，它适用于图2至图6([图2]至[图6])所示的本发明的所有实施方案。
至于周向增强元件52的径向高度，在图1[图1]和图2[图2]中可以看出，其有利地不能小于胎面厚度“p”的50％，所述轴向宽度在最高径向位置处的值为零，形成嵌入在周向增强体52的厚度中的一类点。这样已使得能够获得显著的增强效果，同时在轮胎部分磨损之前，只让刚度最低的橡胶配混物与道路接触。有利地，周向增强元件52沿径向以高度“h”延伸，所述高度“h”对应于胎面5的厚度“p”的50％至100％，优选50％至75％。然而，如在图3、图4和图5([图3]、[图4]和[图5])中，周向增强元件52的径向高度可对应于胎面的厚度“p”的100％，所述轴向宽度在轮胎崭新时在对应于与地面接触的表面的径向位置处的值为零；当然，本领域技术人员能够容易地通过为径向高度采用介于上述值之间的所有中间值来调整轮胎性能。
图4、图6和图7([图4]、[图6]和[图7])说明了本发明的实施例，其中胎面2包括径向内层8。胎面的该一个径向内层8可以插在胎冠增强件6和所述胎面花纹块51之间。其可以不插在胎冠增强件6和周向增强元件52之间，如图4[图4]所示，或者其可以插在胎冠增强件6和所述胎面花纹块51之间，还可以插在胎冠增强件6与所述胎面花纹块51的每个周向增强元件52之间，如图6和图7([图6]和[图7])所示。因此，周向增强元件52的径向内表面可设置为与胎冠增强件6的径向外表面接触。然而，周向增强元件52特别有利地位于胎面5内，即不与胎冠增强件6的径向外表面接触，例如与胎面的径向内层(8)的径向外表面接触或在所述径向内层(8)内。
图1至图7([图1]至[图7])所示的周向增强元件的形状为三角形，但尤其在不脱离本发明的范围的情况下，这种形状可以变化，并且侧壁可以是凹的、凸的或阶梯的形式。作为参考，图8[图8]中，子午截面中所见的周向增强元件528a具有如前面所有示例中使用的三角形形状，因此子午截面中所见的侧壁为直线。在由周向增强元件528b形成的变体形式中，其子午截面为梯形，子午截面中所见的侧壁也为直线；该周向增强元件528b的径向外边界也为直线，例如可以与胎面的表面齐平。在由周向增强元件528c形成的变体形式中，子午截面中所见的侧壁为直线部段，这些部段中的每一个与径向方向所形成的角度α’从一个部段到下一个部段不等(在图中随着径向上越来越接近外部而减小)。在由周向增强元件528d形成的变体形式中，子午截面中所见的侧壁是弯曲的并且是凸的；它们可以是凹的。在由周向增强元件528e形成的变体形式中，子午截面中所见的侧壁形成阶梯。子午截面形状的这些变化可随着上述所有实施方案使用。周向增强元件52的形状非限制性地优选为沿轴向对称，以便在扁平化时限制不希望的推力，但是增强体的形状也可以是非对称的，从而对抗所述不希望的力。此外，有利地，由一个或多个周向增强元件的两个侧壁所形成的角度α在10度至50度之间，优选在35度至45度之间。如果一个或多个周向增强元件的侧壁不为直线，则相对于从周向增强元件基部的轴向端部到周向增强元件的顶端(或根据情况，到相邻的轴向端部)的假想直线来考虑角度α。
根据图7[图7]所示的本发明的特别优选实施方案，还可以看到从周向增强元件52沿轴向延伸的延伸基部610。在该图中，延伸基部610沿径向设置在径向内层8上，并且沿径向位于胎面5的内侧。然而，延伸基部610也可以位于胎冠增强件6的径向外表面上。在沟槽71、72、73、74中每一个的轴向两侧，有楔形形式的周向增强元件52(参见子午截面)。该周向增强元件52从胎面的径向内层8的径向外表面朝向胎面5的外侧沿径向延伸至一定的径向高度，所述径向高度大于胎面的径向厚度的75％。将注意到，对于介于两个沟槽71、72、73、74之间的那些胎面花纹块，延伸基部610优选从一个周向增强元件52沿轴向延伸至下一个周向增强元件52，并且从一个周向增强元件52朝向胎肩2沿轴向延伸。还优选地，对于位于胎面轴向端部的胎面花纹块，延伸基部610基本上完全覆盖胎面的径向内层8。
有利地，轮胎包括至少两个周向增强元件52、以及延伸基部610，所述延伸基部610沿径向设置在胎面的径向内层8(所述径向内层8插在胎冠增强件6和所述胎面花纹块51之间)上，并沿轴向覆盖两个周向增强元件52之间的胎面的径向内层8。延伸基部610优选在沟槽71、72、73、74的外侧连接两个周向增强元件52。然而，其也可以通过在沟槽71、72、73、74下方穿过来连接两个周向增强元件52。此外，延伸基部610还可以沿径向设置在胎面的径向内层8(所述径向内层8插在胎冠增强件6和所述胎面花纹块51之间)上，并沿轴向覆盖周向增强元件52和胎肩2之间的胎面的径向内层8。
有利地，每个周向增强元件52由相同的组合物制成。此外，当胎面包括延伸基部610时，所述延伸基部610有利地由与周向增强元件52相同的组合物制成，从而使得可以在与延伸基部610的同一操作中挤出它们。
根据本发明，周向增强元件52的组合物基于(i)至少一种二烯弹性体，(ii)至少一种增强填料(所述增强填料包括根据标准ASTM D6556-2016测量的STSA比表面积大于或等于90m2/g的炭黑)，(iii)至少一种环氧树脂，至少一种含胺固化剂和(iv)至少一种交联体系。
周向增强元件52的组合物包含至少一种二烯弹性体。因此，组合物可以仅包含一种二烯弹性体，或者包含多种二烯弹性体的混合物。
术语“二烯弹性体”(或无区别地橡胶)(无论天然的还是合成的)应以已知的方式理解为意指至少部分地(即均聚物或共聚物)由二烯单体单元(带有两个共轭或非共轭碳-碳双键的单体)组成的弹性体。
这些二烯弹性体可以分为两类：“基本上不饱和的”或“基本上饱和的”。“基本上不饱和的”通常理解为意指至少部分地源自共轭二烯单体并具有大于15％(摩尔％)的二烯源(共轭二烯)单元含量的二烯弹性体；因此二烯弹性体例如丁基橡胶或二烯与α-烯烃的EPDM型共聚物不落入前述定义中，而是可特别地被称作“基本上饱和的”二烯弹性体(低或极低的二烯源单元含量，总是小于15％)。包含在根据本发明的组合物中的二烯弹性体优选为基本上不饱和的。
术语“可用于根据本发明的组合物中的二烯弹性体”特别地意指：
(a)具有4至18个碳原子的共轭或非共轭二烯单体的任何均聚物；
(b)具有4至18个碳原子的共轭或非共轭二烯与至少一种其他单体的任何共聚物。
其他单体可以为乙烯、烯烃、或者共轭或非共轭二烯。
合适的共轭二烯为具有4至12个碳原子的共轭二烯，特别为1,3-二烯，例如尤其为1,3-丁二烯和异戊二烯。
合适的烯烃为具有8至20个碳原子的乙烯基芳族化合物和具有3至12个碳原子的脂族α-单烯烃。
合适的乙烯基芳族化合物包括例如苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯或对甲基苯乙烯、“乙烯基甲苯”商业混合物或对(叔丁基)苯乙烯。
合适的脂族α-单烯烃尤其为具有3至18个碳原子的无环脂族α-单烯烃。
优选地，二烯弹性体选自聚丁二烯(BR)、天然橡胶(NR)、合成聚异戊二烯(IR)、丁二烯共聚物、异戊二烯共聚物以及这些弹性体的混合物。丁二烯共聚物特别地选自丁二烯/苯乙烯共聚物(SBR)。
优选地，二烯弹性体为异戊二烯弹性体。
术语“异戊二烯弹性体”以已知的方式理解为意指异戊二烯均聚物或共聚物，换言之，选自天然橡胶(NR)、合成聚异戊二烯(IR)、各种异戊二烯共聚物以及这些弹性体的混合物的二烯弹性体。在异戊二烯共聚物中，将特别提及异丁烯/异戊二烯(丁基橡胶-IIR)、异戊二烯/苯乙烯(SIR)、异戊二烯/丁二烯(BIR)或异戊二烯/丁二烯/苯乙烯(SBIR)共聚物。该异戊二烯弹性体优选选自天然橡胶、合成顺式-1,4-聚异戊二烯以及这些的混合物。在这些合成聚异戊二烯中，优选使用顺式-1,4键含量(摩尔％)高于90％，还更优选高于98％的聚异戊二烯。优选地并且根据本文的任一布置，二烯弹性体为天然橡胶。
优选地，二烯弹性体的含量，优选异戊二烯弹性体的含量，优选天然橡胶的含量在50phr至100phr，更优选60phr至100phr，更优选70phr至100phr，还更优选80phr至100phr，非常优选90phr至100phr的范围内。特别地，二烯弹性体，优选异戊二烯弹性体，更优选天然橡胶的含量非常优选为100phr。
无论是含有仅一种二烯弹性体还是几种二烯弹性体的混合物，根据本发明的橡胶组合物还可以以少量的方式含有除了二烯弹性体以外的任何类型的合成弹性体，甚至含有除了弹性体以外的聚合物，例如热塑性聚合物。优选地，根据本发明的橡胶组合物不含有除了二烯弹性体以外的合成弹性体或除了弹性体以外的聚合物，或者含有小于10phr，优选小于5phr的所述合成弹性体或所述聚合物。
根据本发明的周向增强元件52的组合物还包含增强填料，所述增强填料包括根据标准ASTM D6556-2016测量的STSA比表面积大于或等于90m2/g的炭黑。
可用于周向增强元件52的组合物中的炭黑的STSA比表面积优选在95m2/g至250m2/g的范围内，还更优选在100m2/g至190m2/g的范围内，更优选在110m2/g至150m2/g的范围内。
可用于周向增强元件52的组合物中的炭黑可优选具有COAN值大于或等于75ml/100g的附加特征，根据标准ASTM D3493-2018测量COAN值。还更优选地，COAN值在80ml/100g至140ml/100g，还更优选90ml/100g至130ml/100g的范围内。
可用于周向增强元件52的组合物中的炭黑优选具有大于或等于90m2/g的STSA比表面积和大于或等于75ml/100g的COAN值。还更优选地，炭黑所具有的STSA比表面积在95m2/g至250m2/g的范围内，COAN值为90ml/100g至130ml/100g。
可用于周向增强元件52的组合物中的炭黑优选具有根据标准ASTM D1510-2017测量的大于或等于100g/kg的碘吸附值。
还更优选地，可用于周向增强元件52的组合物中的炭黑所具有的碘吸附值在105g/kg至200g/kg，更优选115g/kg至170g/kg的范围内。
还更优选地，炭黑所具有的STSA比表面积在95m2/g至250m2/g的范围内，COAN值为90ml/100g至130ml/100g，碘吸附值在115g/kg至170g/kg的范围内。
可用于周向增强元件52的组合物中的炭黑可通过任何炭黑制造方法获得，并可从供应商(如Cabot、Orion等)商购获得。
应注意的是，炭黑可以例如已经引入到通过文献WO97/36724A2和WO99/16600A1中描述的干法或湿法所生产的母料形式的二烯弹性体(如异戊二烯弹性体，优选天然橡胶)中。
上述炭黑有利地构成增强填料质量的50质量％以上；换言之，上述炭黑在增强填料中是主要的。上述炭黑优选地构成增强填料的70质量％以上，还更优选90质量％以上，甚至更优选地占增强填料的100质量％。
根据本发明的一种变体形式，除上述炭黑外，增强填料还可以包括无机增强填料，更优选地包括二氧化硅。
在本申请中根据定义，术语“增强无机填料”应理解为意指任何无机填料或矿物填料(不论其颜色和来源-无论是天然的还是合成的)，相对于炭黑，其也称为“白填料”、“透明填料”或甚至“非黑填料”，其本身独自能够增强旨在用于制造轮胎的橡胶组合物而无需除了中间偶联剂之外的任何手段，换言之，就其增强作用而言，其能够代替常规轮胎级炭黑；以已知的方式，这种填料的通常特征在于在其表面存在羟基(-OH)。
硅质型矿物填料(特别是二氧化硅(SiO2))或铝质型矿物填料(特别是氧化铝(Al2O3))特别适合作为增强无机填料。所用的二氧化硅可为本领域技术人员已知的任何增强二氧化硅，特别是BET比表面积和CTAB比表面积均小于450m2/g，优选为30m2/g至400m2/g的任何沉淀二氧化硅或热解法二氧化硅。可以提及的可高度分散的沉淀二氧化硅(“HDS”)例如为来自Degussa的Ultrasil 7000和Ultrasil7005二氧化硅、来自Rhodia的Zeosil1165MP、1135MP和1115MP二氧化硅、来自PPG的Hi-Sil EZ150G二氧化硅、来自Huber的Zeopol 8715、8745和8755二氧化硅或者如申请WO 03/16837中所描述的具有高比表面积的二氧化硅。
二氧化硅的BET比表面积以已知的方式使用在“The Journal of the AmericanChemical Society”(第60卷，第309页，1938年2月)中描述的Brunauer-Emmett-Teller法通过气体吸附加以确定，更具体地根据1996年12月的法国标准NF ISO 9277(多点(5个点)体积法-气体：氮气-脱气：在160℃下1小时-相对压力p/p0范围：0.05至0.17)加以确定。二氧化硅的CTAB比表面积根据1987年11月的法国标准NF T 45-007(方法B)加以确定。
铝质型矿物填料(特别是氧化铝(Al2O3)或铝(氧化物)氢氧化物)或者增强钛氧化物(例如在US 6 610 261和US 6 747 087中所描述的)也适合作为增强无机填料。
提供的增强无机填料的物理状态并不重要，无论其为粉末、微珠、颗粒、珠粒的形式或任何其他适当的致密化形式。当然，术语“增强无机填料”也理解为意指不同增强无机填料的混合物，特别是可高度分散的硅质填料和/或铝质填料的混合物。
本领域技术人员将理解，可以使用具有另一种性质(特别是有机性质)的增强填料作为与本节中描述的增强无机填料等效的填料，前提是这种增强填料覆盖有诸如二氧化硅的无机层，或者在其表面包含使得可以在存在或不存在覆盖剂或偶联剂的情况下在填料和弹性体之间建立结合的官能位点，特别是羟基位点。
为了将增强无机填料偶联至二烯弹性体，可以以公知的方式使用旨在在无机填料(其颗粒表面)和二烯弹性体之间提供令人满意的化学和/或物理性质的连接的至少双官能的偶联剂(或结合剂)。特别地使用至少双官能的有机硅烷或聚有机硅氧烷。术语“双官能”意指具有能够与无机填料相互作用的第一官能团和能够与二烯弹性体相互作用的第二官能团的化合物。例如，这种双官能化合物可包含含有硅原子的第一官能团和含有硫原子的第二官能团，所述第一官能团能够与无机填料的羟基相互作用，所述第二官能团能够与二烯弹性体相互作用。
优选地，有机硅烷选自有机硅烷多硫化物(对称的或不对称的)(例如由Evonik以名称Si69出售的双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物(缩写为TESPT)或由Evonik以名称Si75出售的双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)二硫化物(缩写为TESPD))、聚有机硅氧烷、巯基硅烷、封端的巯基硅烷(例如由Momentive以名称NXT Silane出售的S-(3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基)辛烷硫代酸酯)。更优选地，有机硅烷为有机硅烷多硫化物。
偶联剂的含量优选小于12phr，理解为通常希望尽可能少地使用偶联剂。通常地，当存在增强无机填料时，相对于无机填料的量，偶联剂的含量占0.5重量％至15重量％。其含量优选在0.5phr至15phr的范围内。该含量可容易地由本领域技术人员根据组合物中使用的无机填料的含量来调节。
有利地，在所述周向增强元件52的组合物中，增强填料的含量在20phr至200phr，优选25phr至150phr，更优选30phr至100phr的范围内。
可用于所述周向增强元件52的组合物中的环氧树脂包括所有的聚环氧化物化合物。环氧树脂优选选自芳族环氧树脂、脂环族环氧化合物、脂族环氧化合物以及这些的混合物。例如，芳族环氧树脂可以为胺-芳族环氧树脂。环氧树脂优选为环氧酚醛清漆树脂，即其与通过碱性催化所获得的酚醛树脂相比为通过酸性催化所获得的环氧树脂。
特别地，在芳族环氧树脂中，优选的环氧树脂选自2,2-双[4-(缩水甘油基氧基)苯基]丙烷、聚[(邻甲苯基缩水甘油醚)-共-甲醛]、聚[(苯基缩水甘油醚)-共-甲醛]、聚[(苯基缩水甘油醚)-共-(羟基苯甲醛缩水甘油醚)]、芳族胺环氧树脂以及这些化合物的混合物，优选地，环氧树脂选自聚[(邻甲苯基缩水甘油醚)-共-甲醛]和聚[(苯基缩水甘油醚)-共-(羟基苯甲醛缩水甘油醚)]及其混合物。
环氧树脂更优选选自聚[(邻甲苯基缩水甘油醚)-共-甲醛]、聚[(苯基缩水甘油醚)-共-甲醛]、芳族胺环氧树脂以及这些化合物的混合物。
作为可以在本发明的情况中使用的商业可得的环氧树脂的例子，可提及例如来自Uniqema的环氧树脂DEN 439、来自Sigma-Aldrich的环氧树脂三(4-羟基苯基)甲烷三缩水甘油醚、来自Huntsman的环氧甲酚酚醛清漆树脂Araldite ECN 1299或者来自Huntsman的环氧苯酚酚醛清漆树脂Araldite EPN 1138。
所述周向增强元件52的组合物中环氧树脂的含量在1phr至30phr的范围内。考虑到在本发明的情况中使用的含胺固化剂，低于示出的树脂的最小含量时，目标技术效果不足，而高于示出的最大值时，存在使刚度过度增加以及对材料的滞后性和极限性质有过度不利影响的风险。出于所有这些原因，环氧树脂的含量优选在5phr至25phr的范围内。还更优选地，所述周向增强元件52的组合物中环氧树脂的含量在8phr至20phr的范围内。
如上所述的特定炭黑(包括其优选形式)与如上所述的特定环氧树脂(包括其优选形式)的组合使得可以完全出乎意料地改善含有它们的弹性体组合物的低刚度，同时仍然保持低滞后性(因此有利于滚动阻力)的性质。有利且出人意料地，由于这种组合，弹性体组合物还具有更好的内聚性，从而更加抗开裂。
根据本发明的周向增强元件52的组合物还包含含胺固化剂。该含胺固化剂与树脂组合使得树脂可以交联。
对于周向增强元件52的组合物，可以使用任何已知的含胺固化剂。
已知的固化剂是含(多)胺化合物，包括多酚化合物和阳离子光引发剂，特别是双氰胺、肼、咪唑化合物、锍盐、鎓盐、酮亚胺、酸酐，例如4,4’-(4,4’-异亚丙基二苯氧基)双(邻苯二甲酸酐)聚酸酐和苯均四酸二酐。
特别地，优选多胺。含胺固化剂优选选自脂族多胺、脂环族多胺、芳族多胺及其混合物。多胺化合物包括脂族多胺，如乙二胺、二乙烯三胺和三乙烯四胺，特别地1,8-二氨基辛烷；脂环族多胺，如1,3-双(氨基甲基)环己烷；具有芳族环的脂族胺，如间苯二甲胺、对苯二甲胺；以及芳族多胺，间苯二胺、2,2-双(4-氨基苯基)丙烷、二氨基二苯甲烷、二氨基二苯砜、2,2-双(4-氨基苯基)对二异丙苯，特别地3,3’-二氨基联苯胺。
还更优选地，固化剂为芳族多胺，优选为包含至少两个伯胺官能团的芳族多胺，所述至少两个伯胺官能团位于至少一个(即一个或多个)具有6个碳原子的芳族环上。
包含至少两个伯胺官能团(其位于至少一个具有6个碳原子的芳族环上)的芳族多胺固化剂是公知的并在申请WO2018002538的第13页至第19页有描述。
含胺固化剂优选选自间苯二甲胺、对苯二甲胺、1,3-双(氨基甲基)环己烷、1,8-二氨基辛烷、3,3’-二氨基联苯胺、4,4’-亚甲基双[2,6-二乙基苯胺]、亚甲基双(3-氯-2,6-二乙基苯胺)、1-甲基-3,5-二乙基-2,6-二氨基苯、3,5-二乙基甲苯-2,4-二胺、2-甲基-4,6-双(甲硫基)-1,3-苯二胺、4-甲基-2,6-双(甲硫基)-1,3-苯二胺以及这些化合物的混合物。
还更优选地，含胺固化剂选自4,4’-亚甲基双[2,6-二乙基苯胺]、亚甲基双(3-氯-2,6-二乙基苯胺)、1-甲基-3,5-二乙基-2,6-二氨基苯、3,5-二乙基甲苯-2,4-二胺、2-甲基-4,6-双(甲硫基)-1,3-苯二胺、4-甲基-2,6-双(甲硫基)-1,3-苯二胺以及这些化合物的混合物。
固化剂的量在1phr至15phr的范围内，更优选在1phr至10phr，还更优选2phr至8phr的范围内；低于示出的最小值时，目标技术效果被证明是不足的，而高于示出的最大值时，存在对未处理状态下的组合物加工产生不利影响的风险。
还更优选地，环氧树脂选自聚[(邻甲苯基缩水甘油醚)-共-甲醛]、聚[(苯基缩水甘油醚)-共-甲醛]以及这些的混合物，含胺固化剂选自4,4’-亚甲基双[2,6-二乙基苯胺]、亚甲基双(3-氯-2,6-二乙基苯胺)、1-甲基-3,5-二乙基-2,6-二氨基苯、3,5-二乙基甲苯-2,4-二胺、2-甲基-4,6-双(甲硫基)-1,3-苯二胺、4-甲基-2,6-双(甲硫基)-1,3-苯二胺以及这些化合物的混合物。
所述周向增强元件52的交联体系可以为轮胎橡胶组合物的领域的技术人员已知的任何类型的体系。交联体系可特别地基于硫和/或过氧化物和/或双马来酰亚胺。
优选地，交联体系基于硫；则交联体系被称为硫化体系。硫可以以任何形式提供，特别是以分子硫和/或给硫剂的形式提供。还优选存在至少一种硫化促进剂，并且任选地，还优选可以使用各种已知的硫化活化剂或已知的硫化延迟剂，所述硫化活化剂例如为氧化锌、硬脂酸或等效化合物(例如硬脂酸盐和过渡金属盐)、胍衍生物(特别是二苯胍)。
在所述周向增强元件52的组合物中，硫以在0.3phr至10phr之间，更优选0.3phr至5phr之间的优选含量使用。在所述周向增强元件52的组合物中，主硫化促进剂以在0.5phr至10phr之间，更优选0.5phr至5phr之间的优选含量使用。
使用的促进剂可以是能够在硫的存在下充当二烯弹性体的硫化促进剂的任何化合物，特别是噻唑型促进剂及其衍生物，或者次磺酰胺、秋兰姆、二硫代氨基甲酸盐、二硫代磷酸盐、硫脲和黄原酸盐型的促进剂。可提及的这些促进剂的例子特别是以下化合物：2-巯基苯并噻唑二硫化物(缩写为MBTS)、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺(CBS)、N,N-二环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺(DCBS)、N-(叔丁基)-2-苯并噻唑次磺酰胺(TBBS)、N-(叔丁基)-2-苯并噻唑次磺酰亚胺(TBSI)、四苄基秋兰姆二硫化物(TBZTD)、二苄基二硫代氨基甲酸锌(ZBEC)以及这些化合物的混合物。
尽管对于实施本发明不是必需的，但所述周向增强元件52的组合物可以包含增塑剂。
按照轮胎橡胶组合物领域的技术人员已知的方式，该增塑剂优选选自：具有高玻璃化转变温度(Tg)的烃类树脂，即Tg大于20℃，优选大于30℃；具有低Tg的烃类树脂，即Tg在-40℃至20℃的范围内；增塑油；以及这些的混合物。优选地，增塑剂选自具有高Tg的烃类树脂、增塑油及其混合物。
所述周向增强元件52的组合物优选不包含任何增塑烃类树脂(具有高Tg或低Tg)，或包含小于19phr，优选小于15phr，还更优选小于10phr的增塑烃类树脂。还更优选地，所述周向增强元件52的组合物根本不包含任何增塑烃类树脂。
还有利地，所述周向增强元件52的组合物不包含任何在20℃下为液体的增塑油，或包含小于33phr，优选小于15phr的所述增塑油。
然而，使用增塑油可以被证明对促进周向增强元件52的制备和实施是有用的。因此，优选地，所述周向增强元件(52)的组合物包含0至25phr，优选5phr至小于15phr的至少一种在20℃下为液体的增塑油。
可以使用已知对弹性体具有增塑性质的任何在20℃下为液体的增塑油(无论其为芳族性质还是非芳族性质)。在室温(20℃)下，这些油(具有或多或少的粘性)为液体(即，作为提醒，具有呈现其容器形状的能力的物质)，这特别不同于在室温下自然为固体的具有高Tg的烃类树脂。液体增塑油所具有的Tg有利地小于-20℃，优选小于-40℃。
特别适合使用的增塑油选自环烷油(高粘度或低粘度，特别为氢化或未氢化的环烷油)、石蜡油、MES(介质提取溶剂化物)油、TDAE(经处理的蒸馏芳族提取物)油、RAE(残余芳族提取物)油、TRAE(经处理的残余芳族提取物)油、SRAE(安全残余芳族提取物)油、矿物油、植物油、醚增塑剂、酯增塑剂、磷酸酯增塑剂、磺酸酯增塑剂以及这些化合物的混合物的增塑油。在20℃下为液体的增塑油优选选自石蜡油、MES(介质提取溶剂化物)油、TDAE(经处理的蒸馏芳族提取物)油、植物油以及这些的混合物，优选选自石蜡油。
周向增强元件52的组合物还可以任选地包含通常用于轮胎橡胶组合物中的全部或部分常见添加剂，例如颜料、保护剂(例如，抗臭氧蜡、化学抗臭氧剂和抗氧化剂)和抗疲劳剂。
可用于本发明的情况中的橡胶组合物可以在适当的混合器中使用本领域技术人员公知的两个连续的制备阶段制造：
-热机械加工或捏合的第一阶段(称为“非生产”阶段)，其可以在单个热机械步骤中进行，在此过程中，将所有必需组分(特别是弹性体基质、增强填料以及除了交联体系之外的各种其他任选的添加剂)引入到合适的混合器(例如标准密闭式混合器(例如班伯里型))中。可以通过热机械捏合将任选的填料一次性或分多份地掺入到弹性体中。如果填料已被全部或部分地掺入到母料形式的弹性体(例如，如申请WO 97/36724或WO 99/16600中所描述的)中，则直接捏合母料，并且在适当情况下掺入存在于组合物中的非母料形式的其他弹性体或填料以及除了交联体系之外的各种其他任选的添加剂。非生产阶段可以在高温(高达在110℃至200℃之间，优选在130℃至185℃之间的最高温度)下进行通常在2分钟至10分钟之间的时间。
-在将第一非生产阶段的过程中获得的混合物冷却至较低温度(通常低于120℃，例如在40℃至100℃之间)之后，在开放式混合器(例如，开炼机)中进行的机械加工的第二阶段(称为“生产”阶段)。然后掺入交联体系，接下来将组合的混合物混合数分钟，例如在5分钟至15分钟之间。
例如，在申请EP-A-0501227、EP-A-0735088、EP-A-0810258、WO 00/05300和WO 00/05301中已经描述了这些阶段。
然后将由此获得的最终组合物挤出为或与另一种橡胶组合物共挤出为橡胶半成品(或成型元件)的形式，所述橡胶半成品(或成型元件)可例如用作周向增强元件或者在共挤出的情况下例如用作胎面。然后，根据本领域技术人员已知的技术，这些产品可用于制造轮胎。
组合物可以处于未处理状态(在交联或硫化之前)或处于固化状态(在交联或硫化之后)，或者可以是可用于轮胎中的半成品。组合物可以在轮胎内以本领域技术人员已知的方式例如在130℃至200℃之间的温度和压力下进行交联。
本发明更特别地涉及这样的轮胎，其旨在装配具有四轮或更多轮的机动车辆(乘用车辆，特别是运动类型，或SUV(“运动型多用途车辆”的缩写)类型)，或者旨在装配两轮车辆(特别是摩托车)、或者航空器，选自货车、“重载型”车辆(即地铁、大客车、重型道路运输车辆(卡车、牵引车和拖车)或越野车辆(例如农业车辆或施工场地车辆))的工业车辆，或者其他运输或搬运车辆。本发明可以同样很好地应用于称为“充气轮胎”的充气组件或非充气轮胎组件。
IV-优选的实施方案
鉴于上述内容，下面描述本发明的优选实施方案:
1.轮胎(1)，其具有外侧(E)和内侧(I)，所述轮胎包括胎冠增强件(6)和径向外胎面(5)，所述胎面(5)包括多个至少部分地沿周向定向的胎面花纹块(51)和多个至少部分地沿周向延伸的沟槽(71、72、73、74)，每个周向沟槽(71、72、73、74)由轴向内侧面(7i)、轴向外侧面(7e)和沟槽底部(7b)界定，所述胎面花纹块(51)中的至少一个具有至少一个周向增强元件(52)，所述周向增强元件(52)由组合物制成，所述组合物的动力学剪切模量G*至少是胎面中花纹块的其余部分的组合物的动力学剪切模量G*的两倍，所述周向增强元件(52)的轴向宽度随着径向上越来越接近外部而逐渐减小，所述轴向宽度的最大值(520)小于所述胎面花纹块的轴向宽度(510)的40％，其特征在于，所述周向增强元件(52)的组合物基于至少一种二烯弹性体、至少一种增强填料、至少一种环氧树脂、至少一种含胺固化剂和至少一种交联体系，所述增强填料包括根据标准D6556-2016测量的STSA比表面积大于或等于90m2/g的炭黑。
2.根据实施方案1所述的轮胎，其中，所述周向增强元件(52)的所述轴向宽度的最大值(520)小于所述花纹块的轴向宽度(510)的30％。
3.根据前述实施方案中任一个所述的轮胎，其中，所述周向增强元件(52)沿径向以高度“h”延伸，所述高度“h”对应于胎面的厚度“p”的50％至100％，优选50％至75％。
4.根据前述实施方案中任一个所述的轮胎，其中，所述周向增强元件(52)至少部分地形成所述胎面花纹块(51)中所述至少一个胎面花纹块(51)的轴向内侧面(7i)或轴向外侧面(7e)。
5.根据实施方案1至3中任一个所述的轮胎，其中，沿轴向在所述周向增强元件(52)和相邻的轴向内侧面(7i)之间，并且沿径向从内侧向外侧推移，至少在以占胎面厚度“p”的5％的值位于磨损极限上方的径向高度位置与周向增强元件(52)的径向端部之间，在轴向宽度“A”上具有覆盖层(51a)，所述覆盖层(51a)由与胎面中胎面花纹块(51)的其余部分相同的组合物制成，所述轴向宽度“A”介于所述胎面花纹块的轴向宽度(510)的4％至15％之间。
6.根据前述实施方案中任一个所述的轮胎，其中，胎面具有径向内层(8)，所述径向内层(8)插在胎冠增强件(6)和所述胎面花纹块(51)之间。
7.根据前述实施方案中任一个所述的轮胎，其中，所述周向增强元件(52)的径向内表面位于所述胎面(5)内。
8.根据实施方案1至6中任一个所述的轮胎，其中，所述周向增强元件(52)的径向内表面与所述胎冠增强件(6)的径向外表面接触。
9.根据前述实施方案中任一个所述的轮胎，其包括延伸基部(610)，所述延伸基部(610)从周向增强元件(52)沿轴向延伸。
10.根据实施方案9所述的轮胎，其中，所述延伸基部(610)由与所述周向增强元件(52)的材料相同的材料制成。
11.根据实施方案9或10(当它们引用实施方案1至8时)所述的轮胎，其包括至少两个周向增强元件(52)，并且其中，所述延伸基部(610)沿径向设置在胎面的插在胎冠增强件(6)和所述胎面花纹块(51)之间的径向内层(8)上，并且沿轴向覆盖胎面的在两个周向增强元件(52)之间的径向内层(8)，优选位于沟槽(71、72、73、74)的外侧。
12.根据实施方案9至11(当它们引用实施方案1至8时)中任一个所述的轮胎，其中，所述延伸基部(610)还沿径向设置在胎面的插在胎冠增强件(6)和所述胎面花纹块(51)之间的径向内层(8)上，并且沿轴向覆盖胎面的在周向增强元件(52)和胎肩(2)之间的径向内层(8)。
13.根据前述实施方案中任一个所述的轮胎，其中，由在子午平面中的一个或多个周向增强元件(52)的两个侧壁的截面所形成的角度(α)在10度至50度之间，优选在35度至45度之间。
14.根据前述实施方案中任一个所述的轮胎，其中，所述周向增强元件(52)具有轴向对称形状。
15.根据前述实施方案中任一个所述的轮胎，其中，所述周向增强元件(52)的组合物的二烯弹性体选自聚丁二烯、天然橡胶、合成聚异戊二烯、丁二烯共聚物、异戊二烯共聚物以及这些弹性体的混合物。
16.根据前述实施方案中任一个所述的轮胎，其中，所述周向增强元件(52)的组合物的二烯弹性体为异戊二烯弹性体。
17.根据前述实施方案中任一个所述的轮胎，其中，所述周向增强元件(52)的组合物的二烯弹性体选自天然橡胶(NR)、合成聚异戊二烯(IR)、各种异戊二烯共聚物、以及这些弹性体的混合物。
18.根据前述实施方案中任一个所述的轮胎，其中，所述周向增强元件(52)的组合物的二烯弹性体选自天然橡胶、合成顺式-1,4-聚异戊二烯以及这些的混合物，更优选为天然橡胶。
19.根据前述实施方案中任一个所述的轮胎，其中，所述周向增强元件(52)的组合物中二稀弹性体的含量在50phr至100phr，更优选60phr至100phr，更优选70phr至100phr，还更优选80phr至100phr，非常优选90phr至100phr的范围内。
20.根据前述实施方案中任一个所述的轮胎，其中，所述周向增强元件(52)的组合物的炭黑所具有的STSA比表面积在95m2/g至250m2/g的范围内。
21.根据前述实施方案中任一个所述的轮胎，其中，所述周向增强元件(52)的组合物的炭黑所具有的STSA比表面积在100m2/g至190m2/g的范围内。
22.根据前述实施方案中任一个所述的轮胎，其中，所述周向增强元件(52)的组合物的炭黑所具有的STSA比表面积在110m2/g至150m2/g的范围内。
23.根据前述实施方案中任一个所述的轮胎，其中，所述周向增强元件(52)的组合物的炭黑所具有的根据标准ASTM D3493-2018测量的COAN值大于或等于75ml/100g。
24.根据前述实施方案中任一个所述的轮胎，其中，所述周向增强元件(52)的组合物的炭黑所具有的COAN值在80ml/100g至140ml/100g的范围内。
25.根据前述实施方案中任一个所述的轮胎，其中，所述周向增强元件(52)的组合物的炭黑所具有的COAN值在90ml/100g至130ml/100g的范围内。
26.根据前述实施方案中任一个所述的轮胎，其中，所述周向增强元件(52)的组合物的炭黑所具有的根据标准ASTM D1510-2017测量的碘吸附值大于或等于100g/kg。
27.根据前述实施方案中任一个所述的轮胎，其中，所述周向增强元件(52)的组合物的炭黑所具有的碘吸附值在105g/kg至200g/kg的范围内。
28.根据前述实施方案中任一个所述的轮胎，其中，所述周向增强元件(52)的组合物的炭黑所具有的碘吸附值在115g/kg至170g/kg的范围内。
29.根据前述实施方案中任一个所述的轮胎，其中，所述周向增强元件(52)的组合物的炭黑占增强填料重量的50重量％以上。
30.根据前述实施方案中任一个所述的轮胎，其中，所述周向增强元件(52)的组合物的炭黑占增强填料重量的70重量％以上。
31.根据前述实施方案中任一个所述的轮胎，其中，所述周向增强元件(52)的组合物的炭黑占增强填料重量的90重量％以上。
32.根据前述实施方案中任一个所述的轮胎，其中，所述周向增强元件(52)的组合物的炭黑占增强填料重量的100重量％以上。
33.根据前述实施方案中任一个所述的轮胎，其中，所述周向增强元件(52)的组合物中增强填料的含量在20phr至200phr，优选25phr至150phr，更优选30phr至100phr的范围内。
34.根据前述实施方案中任一个所述的轮胎，其中，所述周向增强元件(52)的组合物的环氧树脂选自芳族环氧树脂、脂环族树脂、脂族环氧树脂以及这些的混合物。
35.根据前述实施方案中任一个所述的轮胎，其中，所述周向增强元件(52)的组合物的环氧树脂为芳族环氧树脂，优选为芳族酚醛清漆环氧树脂
36.根据前述实施方案中任一个所述的轮胎，其中，所述周向增强元件(52)的组合物的环氧树脂为芳族环氧树脂并选自2,2双[4-(缩水甘油基氧基)苯基]丙烷、聚[(邻甲苯基缩水甘油醚)-共-甲醛]、聚[(苯基缩水甘油醚)-共-甲醛]、聚[(苯基缩水甘油醚)-共-(羟基苯甲醛缩水甘油醚)]以及这些的混合物，更优选地，所述芳族环氧树脂选自聚[(邻甲苯基缩水甘油醚)-共-甲醛]、聚[(苯基缩水甘油醚)-共-甲醛]以及这些的混合物。
37.根据前述实施方案中任一个所述的轮胎，其中，所述周向增强元件(52)的组合物中含胺固化剂的含量在1phr至15phr，优选1phr至10phr，还更优选2phr至8phr的范围内。
38.根据前述实施方案中任一个所述的轮胎，其中，所述周向增强元件(52)的组合物的含胺固化剂选自脂族多胺、脂环族多胺、芳族多胺以及这些的混合物。
39.根据前述实施方案中任一个所述的轮胎，其中，所述周向增强元件(52)的组合物的含胺固化剂为包含至少两个伯胺官能团的芳族多胺，所述至少两个伯胺官能团位于至少一个具有6个碳原子的芳族环上。
40.根据前述实施方案中任一个所述的轮胎，其中，所述周向增强元件(52)的组合物的含胺固化剂选自间苯二甲胺、对苯二甲胺、1,3-双(氨基甲基)环己烷、1,8-二氨基辛烷、3,3’-二氨基联苯胺、4,4’-亚甲基双[2,6-二乙基苯胺]、亚甲基双(3-氯-2,6-二乙基苯胺)、1-甲基-3,5-二乙基-2,6-二氨基苯、3,5-二乙基甲苯-2,4-二胺、2-甲基-4,6-双(甲硫基)-1,3-苯二胺、4-甲基-2,6-双(甲硫基)-1,3-苯二胺以及这些化合物的混合物。
41.根据实施方案1至39中任一个所述的轮胎，其中，所述周向增强元件(52)的组合物的含胺固化剂选自4,4’-亚甲基双[2,6-二乙基苯胺]、亚甲基双(3-氯-2,6-二乙基苯胺)、1-甲基-3,5-二乙基-2,6-二氨基苯、3,5-二乙基甲苯-2,4-二胺、2-甲基-4,6-双(甲硫基)-1,3-苯二胺、4-甲基-2,6-双(甲硫基)-1,3-苯二胺以及这些化合物的混合物。
42.根据前述实施方案中任一个所述的轮胎，其中，所述周向增强元件(52)的组合物不包含任何增塑烃类树脂，或包含小于19phr，优选小于15phr，还更优选小于10phr的增塑烃类树脂。
43.根据前述实施方案中任一个所述的轮胎，其中，所述周向增强元件(52)的组合物不包含任何增塑烃类树脂。
44.根据前述实施方案中任一个所述的轮胎，其中，所述周向增强元件(52)的组合物不包含任何在20℃下为液体的增塑油，或包含小于33phr，优选小于15phr的所述增塑油。
45.根据实施方案1至43中任一个所述的轮胎，其中，所述周向增强元件(52)的组合物包含0至25phr，优选5phr至小于15phr的至少一种在20℃下为液体的增塑油。
46.根据实施方案44或45所述的轮胎，其中，在20℃下为液体的增塑油选自环烷油、石蜡油、MES(介质提取溶剂化物)油、TDAE(经处理的蒸馏芳族提取物)油、RAE(残余芳族提取物)油、TRAE(经处理的残余芳族提取物)油和SRAE(安全残余芳族提取物)油、矿物油、植物油、醚增塑剂、酯增塑剂、磷酸酯增塑剂、磺酸酯增塑剂以及这些的混合物。
47.根据实施方案44或45所述的轮胎，其中，在20℃下为液体的增塑油选自石蜡油、MES(介质提取溶剂化物)油、TDAE(经处理的蒸馏芳族提取物)油、植物油以及这些的混合物，优选选自石蜡油。
48.根据前述实施方案中任一个所述的轮胎，其中，所述周向增强元件(52)的组合物的交联体系为基于分子硫和/或基于给硫剂的硫化体系。
49.根据前述实施方案中任一个所述的轮胎，其中，所述周向增强元件(52)的组合物不包含任何增强树脂。
50.根据前述实施方案中任一个所述的轮胎，其中，胎面的其余部分的组合物所具有的在60℃下以10Hz并在0.7MPa的交变剪切应力下测量的动力学剪切模量G*小于或等于1.3MPa，优选小于1.1MPa。
V-实施例
V-1所使用的测量和测试
动力学性质
根据标准ASTM D5992-96，在粘度分析仪(Metravib VA4000)上测量动力学性质G*和tan(δ)。根据标准ASTM D 1349-09，在标准温度条件(23℃)下，记录经受10Hz频率下的简单交变正弦剪切应力的硫化组合物样品(厚度为2mm并且横截面为79mm2的圆柱状试样)的响应。从0.01％至10％(向外循环)，然后从10％至0.01％(返回循环)进行应变振幅扫描。
采用的结果为复数动力学剪切模量G*和损耗因子tan(δ)。在向外循环中记录5％变形下的G*值以及表示为tan(δ)的损耗因子。
向外循环中5％变形下的G*结果和23℃下的tan(δ)结果按照基数100的性能来表示，值100分配给对照。大于100的结果表明所考虑的实施例的组合物分别更硬并具有更低的滞后性，这分别表现为对于所考虑的应用而言更好的刚度和改善(更低)的滚动阻力。
门尼粘度
使用如法国标准ISO 289-1(2015年)中描述的振荡稠度计。门尼指数测量根据如下原理进行：将处于未处理状态(即固化前)的橡胶组合物在加热至100℃的圆柱形室中进行模制。在预热1分钟之后，转子以2rpm在试样内旋转，在旋转4分钟之后测量用于维持该运动的工作扭矩。门尼指数(ML 1+4)以“门尼单位”(MU，1MU为0.83N.m(牛顿.米))表示。
门尼指数结果按照基数100的性能(即值100任意分配给对照)来表示，以便连续比较不同受测样品组合物的门尼指数(即其加工性)。根据以下运算计算出受测样品组合物的基数100的值：(对照的门尼指数值/样品的门尼指数值)*100。大于100的结果表明性能有所改善，即所考虑的样品组合物显示出其粘度有所降低，证明其加工性相对于对照组合物是更好的。
撕裂性
在为使试样断裂而以500mm/分钟拉伸的试样上测量撕裂强度和变形。拉伸试样由平行六面体形状的橡胶板材组成，其具有2mm的厚度、150mm的长度以及13mm的宽度，两个侧边在长度方向上各自覆盖有圆柱形橡胶珠状体(直径为5mm)以锚固于拉伸测试设备的夹固部。在开始测试前，用刀片在中间长度处对齐于试样的长度方向制造出长度为17mm的三个极细小的切口，每个端部处有一个切口，试样的中心处有一个切口。测定为获得断裂而施加的力(N/mm)，并且测量断裂伸长和断裂应力。断裂应力(CR)和断裂伸长是材料在抗开裂性方面的内聚性的描述指标。这些测量根据法国标准NF T 40-101(1979年12月)在温度(23±2℃)和湿度(50±5％相对湿度)的标准条件下进行。
断裂应力(CR)和断裂伸长(AR)的结果按照基数100的性能来表示，值100分配给对照。两个描述指标大于100的结果表明所考虑的实施例的组合物具有更好的材料内聚性，因此抗开裂性更强。
V-2橡胶组合物的测试
下面示出的实施例的目的是比较根据本发明的组合物(C1)与三种对照组合物(T1、T2和T3)的在刚度、滞后性和内聚性之间的性能折衷。
对照组合物T2与组合物T1的区别仅在于炭黑的等级。
根据本发明的组合物C1与对照组合物T3的区别仅在于炭黑的等级。
根据本发明的组合物C1与对照组合物T2的区别仅在于树脂的化学性质。
组合物的各种成分的含量在表1中示出，并以phr表示(重量份/一百重量份弹性体)。
[表1]
T1 T2 T3 C1
二烯弹性体(1) 100 100 100 100
ZnO(2) 3.00 3.00 3.00 3.00
抗氧化剂(3) 2.50 2.50 2.50 2.50
硬脂酸 2.00 2.00 2.00 2.00
CBS(4) 2.00 2.00 2.00 2.00
硫 3.00 3.00 3.00 3.00
固化树脂(5) 12.00 12.00 (-) (-)
HMT3H(6) 4.00 4.00 (-) (-)
固化树脂(7) (-) (-) 12.00 12.00
固化剂(8) (-) (-) 4.00 4.00
炭黑(9) 70.00 (-) 70.00 (-)
炭黑(10) (-) 70.00 (-) 70.00
1.二烯弹性体：天然橡胶；
2.来自Umicore的工业级氧化锌；
3.N-(1,3-二甲基丁基)-N-苯基-对-苯二胺：来自Flexsys的Santoflex 6-PPD；
4.N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺：来自Flexsys的Santocure CBS
5.PF硬树脂：由Perstorp以名称Peracit 4536K出售的Phénorez型酚醛树脂；
6由Degussa出售的六甲氧基甲基四胺；
7.固化树脂：环氧酚醛清漆树脂：由Huntsman以名称Araldite ECN1299出售的聚[(邻甲苯基缩水甘油醚)-共-甲醛]；
8.含胺固化剂：由Albemarle Louvain以名称Ethacure 300出售的二甲基硫基甲苯二胺；
9.由Cabot出售的ASTM N326(ASTM D1565-14)级炭黑；根据标准ASTM D6556-2016测量的STSA表面积为76m2/g，根据标准ASTM D3493-2018测量的COAN值为68ml/100g，根据标准ASTM D1510-2017测量的碘吸附值为82g/kg。
10.由Cabot出售的ASTM N115(ASTM D1565-14)级炭黑；根据标准ASTM D6556-2016测量的STSA表面积为124m2/g，根据标准ASTM D3493-2018测量的COAN值为97ml/100g，根据标准ASTM D1510-2017测量的碘吸附值为160g/kg。
橡胶组合物的制备：
对于以下测试，橡胶组合物以如下方式制备：将以下物质引入到密闭式混合器中，所述密闭式混合器填充了70体积％并且其初始容器温度为约50℃：二烯弹性体、待测试的炭黑、待测试的树脂和固化剂，以及在混合一至两分钟之后，除了硫化体系之外的各种其他成分。然后在一个步骤中进行热机械加工(非生产阶段)(总共捏合时间等于约6分钟)，直至达到约165℃的最大“滴落”温度。
收集并冷却由此获得的混合物，然后将硫化体系(硫和促进剂)加入到70℃的开放式混合器(均精整机)中，混合所有物质(生产阶段)约5分钟至6分钟。
随后将由此获得的组合物以板材的形式进行压延，以便在固化前后测量其物理性质或机械性质。
使橡胶组合物在压力下在150℃交联(或固化)40分钟。
表2示出了固化前的机械性质(门尼指数)和固化后的机械性质。
表2
T1 T2 T3 C1
门尼指数(ML 1+4)，以基数100计 100 143 100 143
断裂应变(DR)，以基数100计 100 98 100 107
断裂应力(CR)，以基数100计 100 102 100 111
在23℃、5％下的G*，以基数100计 100 144 100 154
在23℃下的Tan(δ)max，以基数100计 100 94 100 96
对照组合物T1、T2和T3的动力学剪切模量G*为25MPa、36MPa和22MPa。根据本发明的组合物C1的动力学剪切模量G*为34MPa。
上述表2所示的结果表明，与对照组合物T1相比，对照组合物T2在刚度(23℃下的G*max)方面具有显著改善，同时仍保持了良好的滞后性性质(23℃下的tan(δ)max)和在未经处理时的加工性，而且配混物的内聚性(DR和CR)基本上没有改变。与对照组合物T3相比，本发明的组合物C1在刚度方面也具有显著的改善，同时仍保持了良好的滞后性性质和在未经处理时的加工性。此外，其出人意料地在内聚性性质方面具有显著的改善。还将注意到，与对照组合物T2相比，根据本发明的组合物C1在配混物的刚度/滞后性/内聚性性能的折衷方面具有改善。
V-3：橡胶组合物的测试
以下示出的实施例的目的是比较根据本发明的组合物(C2、C3、C4)与具有不同炭黑含量的三种对照组合物(T4、T5和T4)的在刚度、滞后性和内聚性之间的性能折衷。
根据本发明的组合物C2、C3和C4与对照组合物(T4、T5、T6)的区别仅在于所使用的炭黑等级。
组合物的各种成分的含量在表3中示出，并以phr表示(重量份/一百重量份弹性体)。
[表3]
T4 C2 T5 C3 T6 C4
二烯弹性体(1) 100 100 100 100 100 100
ZnO(2) 7.50 7.50 7.50 7.50 7.50 7.50
抗氧化剂(3) 2.66 2.66 2.66 2.66 2.66 2.66
硬脂酸 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80
CBS(4) 3.20 3.20 3.20 3.20 3.20 3.20
硫 3.20 3.20 3.20 3.20 3.20 3.20
固化树脂(7) 16.00 16.00 16.00 16.00 16.00 16.00
固化剂(8) 7.46 7.46 7.46 7.46 7.46 7.46
炭黑(10) (-) 50.00 (-) 62.50 (-) 75.00
炭黑(11) 50.00 (-) 62.50 (-) 75.00 (-)
成分1、2、3、4、7、8和10是测试V-2中使用的成分。
11.由Cabot出售的ASTM N772(ASTM D1565-14)级炭黑；根据标准ASTM D6556-2016测量的STSA表面积为76m2/g，根据标准ASTM D3493-2018测量的COAN值为68ml/100g，根据标准ASTM D1510-2017测量的碘吸附值为82g/kg。
根据第V-2节提及的方案来制备组合物T4至T6和C2至C4。
使橡胶组合物在压力下在150℃交联(或固化)40分钟。
表4示出了固化后的机械性质。
表4
T4 C2 T5 C3 T6 C4
断裂应变(DR)，以基数100计 100 102 100 106 100 103
断裂应力(CR)，以基数100计 100 125 100 115 100 105
在23℃、5％下的G*，以基数100计 100 360 100 375 100 253
在23℃下的Tan(δ)max，以基数100计 100 65 100 71 100 72
组合物T2、T5和T6的动力学剪切模量G*分别为5MPa、8MPa和15MPa。根据本发明的组合物C2、C3和C4的动力学剪切模量G*分别为18MPa、30MPa和28MPa。
上述表4所示的结果表明，尽管本发明的组合物的滞后性性质略差于相应的对照组合物，但观察到本发明的所有组合物在低变形下的刚度性质都得到了非常显著的提高并且在内聚性性质方面都得到了显著的改善。根据本发明的组合物在配混物的刚度/滞后性/内聚性性能的折衷方面具有改善。

Claims (15)

1.轮胎(1)，其具有外侧(E)和内侧(I)，所述轮胎包括胎冠增强件(6)和径向外胎面(5)，所述胎面(5)包括多个至少部分地沿周向定向的胎面花纹块(51)和多个至少部分地沿周向延伸的沟槽(71、72、73、74)，每个周向沟槽(71、72、73、74)由轴向内侧面(7i)、轴向外侧面(7e)和沟槽底部(7b)界定，所述胎面花纹块(51)中的至少一个具有至少一个周向增强元件(52)，所述周向增强元件(52)由组合物制成，所述组合物的动力学剪切模量G*至少是胎面中花纹块的其余部分的组合物的动力学剪切模量G*的两倍，所述周向增强元件(52)的轴向宽度随着径向上越来越接近外部而逐渐减小，所述轴向宽度的最大值(520)小于所述胎面花纹块的轴向宽度(510)的40％，其特征在于，所述周向增强元件(52)的组合物基于至少一种二烯弹性体、至少一种增强填料、至少一种环氧树脂、至少一种含胺固化剂和至少一种交联体系，所述增强填料包括根据标准D6556-2016测量的STSA比表面积大于或等于90m2/g的炭黑。
2.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎，其中，所述周向增强元件(52)沿径向以高度“h”延伸，所述高度“h”对应于胎面的厚度“p”的50％至100％，优选50％至75％。
3.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎，其中，所述周向增强元件(52)至少部分地形成所述胎面花纹块(51)中所述至少一个胎面花纹块(51)的轴向内侧面(7i)或轴向外侧面(7e)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎，其中，二烯弹性体选自聚丁二烯、天然橡胶、合成聚异戊二烯、丁二烯共聚物、异戊二烯共聚物以及这些弹性体的混合物。
5.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎，其中，炭黑所具有的STSA比表面积在95m2/g至250m2/g的范围内，优选在100m2/g至190m2/g，更优选110m2/g至150m2/g的范围内。
6.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎，其中，炭黑所具有的根据标准ASTM D3493-2018测量的COAN值大于或等于75ml/100g，更优选在80ml/100g至140ml/100g，更优选90ml/100g至130ml/100g的范围内。
7.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎，其中，炭黑所具有的根据标准ASTM D1510-2017测量的碘吸附值大于或等于100g/kg，更优选在105g/kg至200g/kg，更优选115g/kg至170g/kg的范围内。
8.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎，其中，炭黑占增强填料重量的50重量％以上。
9.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎，其中，所述周向增强元件(52)的组合物中增强填料的含量在20phr至200phr，优选25phr至150phr，更优选30phr至100phr的范围内。
10.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎，其中，环氧树脂的含量在1phr至30phr，更优选5phr至25phr，更优选8phr至20phr的范围内。
11.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎，其中，环氧树脂选自芳族环氧树脂、脂环族酚醛清漆树脂、脂族环氧树脂及其混合物；更优选地，环氧树脂为芳族环氧树脂。
12.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎，其中，环氧树脂为芳族环氧树脂并选自2,2-双[4-(缩水甘油基氧基)苯基]丙烷、聚[(邻甲苯基缩水甘油醚)-共-甲醛]、聚[(苯基缩水甘油醚)-共-甲醛]、聚[(苯基缩水甘油醚)-共-(羟基苯甲醛缩水甘油醚)]及其混合物，更优选地，芳族酚醛清漆环氧树脂选自聚[(邻甲苯基缩水甘油醚)-共-甲醛]、聚[(苯基缩水甘油醚)-共-甲醛]及其混合物。
13.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎，其中，固化剂的含量在1phr至15phr，优选1phr至10phr，更优选2phr至8phr的范围内。
14.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎，其中，含胺固化剂选自脂族多胺、脂环族多胺、芳族多胺及其混合物。
15.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎，其中，胎面的其余部分的组合物所具有的在60℃下以10Hz并在0.7MPa的交变剪切应力下测量的动力学剪切模量G*小于或等于1.3MPa，优选小于1.1MPa。
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