重型貨車輪胎的改進(jìn)胎面的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及重型貨車輪胎的胎面，其具有總厚度E和總體積V，該胎面具有至少一個連續(xù)花紋溝（2），并包括：胎面厚度中的至少兩個磨損層I、II，每個磨損層具有最多等于胎面總厚度的75%的厚度；多個外部空腔（21）和徑向并完全定位在嶄新狀態(tài)下的胎面表面（11）的內(nèi)側(cè)的多個內(nèi)部空腔（22），每個內(nèi)部空腔通過連接通道連接至外部空腔，該胎面具有總空隙體積Vc，其至少等于與總體積V和總空隙體積的總和相等的體積的7%并且最多等于所述體積的12%，該胎面還具有小于總空隙體積Vc的各磨損層的有效空隙體積Ve，該有效空隙體積滿足以下關(guān)系：0.4St<Ve<0.8St，其中0.4和0.8是以毫米表示的高度，St是由在工作載荷和壓力的靜態(tài)條件下測得的胎面的接觸塊的外部輪廓限定的表面的表面積，并且該胎面被設(shè)計(jì)為使得至少第一磨損層I由橡膠混合物制成，該橡膠混合物基于具有根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ASTM?D5992-96測量的高于-40℃的動態(tài)Tg的至少一種材料，并包含作為主要成分的Tg>-65℃的SBR共聚物。
【專利說明】重型貨車輪胎的改進(jìn)胎面
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及裝配到重型貨車上的輪胎的胎面，并且更特別地涉及所述胎面的胎面花紋以及制造該胎面的橡膠混合物。
【背景技術(shù)】
[0002]在雨天(潮濕天氣下)駕駛要求盡最大可能迅速地除去各輪胎與道路接觸的接觸塊(接觸印痕)中的水，以確保制造胎面的材料與道路接觸。為此，在胎面上形成花紋溝，所述花紋溝通過其尺寸(深度和寬度)保持在接觸塊中與道路相通并因此允許排出未圍繞輪胎前面和側(cè)面被推移的水。
[0003]花紋溝可具有任何形狀的橫截面并且就其在胎面表面上的遵循路線而言可沿任何方向定向。此處，花紋溝在胎面表面上的遵循路線指所述花紋溝在所述表面上形成的邊角遵循的平均幾何路線。
[0004]對于預(yù)定用于重型貨車的轉(zhuǎn)向或承載軸的輪胎，通常的實(shí)踐是這些輪胎的胎面設(shè)有縱向花紋溝，所述縱向花紋溝的深度大體上等于胎面的總厚度(不包括可被設(shè)置以允許花紋溝被局部地更新的任何厚度)。該深度在所述軸上通常處于13mm和18mm之間。對于預(yù)定用于傳動軸的輪胎，花紋溝深度可差不多或大約達(dá)到24mm。
[0005]對于現(xiàn)有技術(shù)中的這種輪胎，總空隙體積含量通常處于預(yù)定用于在行駛期間被磨耗的胎面的體積的15%和25%之間。據(jù)發(fā)現(xiàn)，在嶄新狀態(tài)下，所述輪胎在接觸塊中具有相對大的可用空隙體積；例如，對于尺寸為315/70R22.5的輪胎，在接觸塊中通向胎面表面的該空隙體積平均為IOOcm3左右。對于所述輪胎，該值在由ETRTO標(biāo)準(zhǔn)限定的其標(biāo)稱充氣和靜態(tài)負(fù)載條件下獲得。
[0006]此外，為了提高輪胎在道路上的抓地力，已知的實(shí)踐是形成在胎面表面上產(chǎn)生邊角的刀槽花紋。刀槽花紋為具有小平均寬度的細(xì)狹槽，并且在通常負(fù)載條件下，當(dāng)經(jīng)過其中輪胎與道路接觸的接觸塊時，限定該刀槽花紋的材料的壁可至少部分地彼此接觸，以限制剛度損失。所述刀槽花紋的深度可等于待磨耗的胎面的厚度或者小于該厚度。
[0007]雖然花紋溝或者更籠統(tǒng)的空腔對于排水而言必不可少，但是由此導(dǎo)致的表面積的減小對胎面的磨損性能可能具有明顯的影響，并且因此可能由于磨損速度的增加而縮短輪胎的使用壽命。輪胎的其他方面的性能，特別是與運(yùn)行、駕駛時的路面噪音、滾動阻力有關(guān)的性能也可能受到影響。還發(fā)現(xiàn)，形成為具有等于待磨耗的胎面高度的工作深度的這些花紋溝可能產(chǎn)生耐久性的問題。在某些駕駛條件下，例如石頭的異物可能卡入這些花紋溝中并且侵襲這些花紋溝的底部而導(dǎo)致在橡膠中出現(xiàn)裂紋。
[0008]此外，花紋溝引起壓縮剛度和抗剪剛度的降低，因?yàn)樗龌y溝限定出與由刀槽花紋限定的部分相比更容易變形的材料部分。這是因?yàn)?，在刀槽花紋的情況下，限定所述刀槽花紋的材料壁至少在經(jīng)過與道路接觸的接觸塊時可彼此接觸。在存在花紋溝的情況下，剛度的減小引起變形的增大并且導(dǎo)致胎面磨損性能的降低:對于設(shè)定的行程觀察到更大的磨損(其對應(yīng)于胎面磨損速度增大)。此外，還注意到，滾動阻力增大并且從而裝配有所述輪胎的車輛的燃料消耗量增大，這是與制造胎面的材料的變形周期有關(guān)的滯后損失增大的結(jié)果。
[0009]制造胎面的材料通常根據(jù)輪胎的用途進(jìn)行選擇:一般地，通過使用天然橡膠使得 可獲得低滯后水平(因此獲得低輪胎發(fā)熱)以及對侵襲和碎塊的良好抵抗力。這是通常應(yīng)用 基于天然橡膠的材料來形成重型貨車的輪胎胎面的原因。通過使用具有比天然橡膠的Tg 高的Tg的非異戊二烯二烯彈性體、例如SBR共聚物使得能夠提高在潮濕表面上的抓地力。 然而，這是在損害滯后水平以及滾動阻力的情況下獲得的；這是優(yōu)選使用使得可以與在重 型貨車輪胎的胎面中使用相匹配地維持滯后水平的官能化SBR的原因。然而，雖然伴隨有 濕路面抓地力的明顯提高，但是這種彈性體的使用引起對撞擊碎塊抵抗力的降低，并且特 別是當(dāng)迎著障礙物駕駛時撞擊胎面的側(cè)向部分時更是如此。
[0010]定義:
[0011]本說明書中的胎面花紋指預(yù)定用于接觸道路的胎面的部分的幾何形狀，該胎面花 紋由通過切口(花紋溝、刀槽花紋、井、空腔)彼此限定的隆起元件形成。
[0012]胎面的總體積等于在必須移除輪胎以便可以通過翻新修補(bǔ)其胎面或者可以利用 新輪胎替換之前在行駛時可被磨耗的材料總體積。
[0013]胎面的總空隙(或空腔)體積等于嶄新狀態(tài)下通向或不通向胎面表面的所有空隙 體積的總和。此處，空隙指花紋溝、井或者任何種類的空腔，所述空腔預(yù)定用于通向道路接 觸塊并且不時地參與接觸塊的排水。
[0014]區(qū)塊是形成于胎面上的隆起元件，并由空隙或花紋溝限定，且包括側(cè)壁和預(yù)定用 于在行駛期間接觸道路的接觸面。
[0015]赤道中央面是垂直于輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線并且經(jīng)過輪胎上徑向距離所述旋轉(zhuǎn)軸線最 遠(yuǎn)的點(diǎn)的平面。該赤道面大致將輪胎分成兩個大體上相等的半部。
[0016]徑向方向指垂直于輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線的方向(該方向?qū)?yīng)于胎面厚度方向)。
[0017]軸向方向指平行于輪胎的旋轉(zhuǎn)軸線的方向。
[0018]周向(圓周)方向指垂直于軸向方向和徑向方向的方向。
[0019]輪胎的常規(guī)行駛條件或工作條件是由E.T.R.T.0.標(biāo)準(zhǔn)所限定的那些條件；這些 工作條件規(guī)定對應(yīng)于由其額定負(fù)載和速度代碼所指示的輪胎承載能力的基準(zhǔn)充氣壓力。這 些工作條件還可以稱為“標(biāo)稱條件”或“使用條件”。
[0020]在本說明書中，除非明確指出，否則所有的百分比(％)均指按重量計(jì)的百分比 (%)。
[0021]“phr”指每百份彈性體中的含量。
[0022]由措辭“在A和B之間”表述的任何數(shù)值范圍表示大于A且小于B的所有值(值A(chǔ) 和B被排除在該組之外)，而由措辭“從A到B”表述的任何數(shù)值范圍表示至少等于A且最多 等于B的所有值的組(值A(chǔ)和B包含在該組中)。
[0023]按慣例，本文隨意和可互換地使用術(shù)語“彈性體”和“橡膠”。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0024]本發(fā)明旨在提供一種預(yù)定用于裝配到重型貨車上的輪胎的胎面，并且其通過提供 改善的濕路面抓地性能的材料與特定類型的胎面花紋的明智組合使得能夠獲得良好的性能兼顧和特別良好的抗沖擊性。
[0025]為此，本發(fā)明的一個主題是一種具有總厚度E和總體積V的重型貨車輪胎的胎面，該胎面具有預(yù)定用于接觸道路的胎面表面并且還具有:
[0026]-胎面厚度中的至少兩個磨損層1、II，每個磨損層具有最多等于胎面總厚度E的75%的厚度，
[0027]-總空隙體積Vc，其至少等于與胎面的總體積V和總空隙體積的總和相等的體積的7%且最多等于所述體積的12%，
[0028]-至少一個連續(xù)花紋溝，其包括通向嶄新狀態(tài)下的胎面表面的多個外部空腔和在徑向上并完全定位于嶄新狀態(tài)下的胎面表面的內(nèi)側(cè)的多個內(nèi)部空腔，第一磨損層延伸到胎面的厚度中直到外部空腔的徑向最里面的點(diǎn)處，各其他磨損層延伸到胎面厚度中直到所述磨損層的內(nèi)部空腔的最里面的點(diǎn)處，外部空腔具有最多等于胎面的總厚度E的75%的平均深度PU平均長度LI和橫截面積SI，內(nèi)部空腔具有最多等于胎面的厚度的75%的平均高度P2、平均長度L2和橫截面積S2，每個內(nèi)部空腔通過具有兩個端部的連接通道連接至外部空腔，所述端部具有等于由該連接通道連接的內(nèi)部空腔和外部空腔的橫截面積S1、S2的橫截面積，
[0029]-該胎面還具有各磨損層的有效空隙體積Ve，該有效空隙體積Ve有助于其中胎面與道路接觸的接觸塊的排水(排空)，其小于胎面的總空隙體積Vc，該有效空隙體積滿足以下公式:
[0030]0.4St<Ve<0.8St,
[0031]其中0.4和0.8是以毫米表示的高度，St是在額定負(fù)載和壓力的靜態(tài)條件下測量的由輪胎的接觸塊的外部輪廓限定的表面的表面積，其中輪胎安裝在其推薦輪輞上。
[0032]該胎面還被設(shè)計(jì)為使得至少第一磨損層由橡膠混合物制成，該橡膠混合物基于具有根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ASTM D5992-96測量的高于-40°C的動態(tài)Tg的至少一種材料并主要包含Tg>-65°C的SBR共聚物。
[0033]優(yōu)選地，選擇主要基于SBR的橡膠混合物，以使得其具有小于500%的60°C時的斷裂伸長率。更優(yōu)選地，該伸長率小于400%。
[0034]該斷裂伸長率優(yōu)選在取自于硫化輪胎的材料樣品上測得。在該方法(稱為“方法2”)中，試樣由所取的各樣品形成，以使得具有18mm的長度、1.1mm的寬度和0.3mm的厚度。以此方式從輪胎采樣試樣，以使其長度垂直于輪胎的周向方向延伸。然后，在伸長儀上以50mm/min的速度在60°C的溫度下拉伸該試樣直到其斷裂。通過監(jiān)視橫梁的位移和至少兩個試樣上的斷裂應(yīng)力來記錄斷裂變形。
[0035]另一種方法(稱為“方法I”)是在由法國標(biāo)準(zhǔn)NF T40-101 (1979年12月)限定的條件下測量該斷裂伸長率。在該方法中，在單軸拉伸測試中獲得斷裂伸長率。通過以500_/min的速度拉伸到斷裂點(diǎn)對2.5mm厚的“H2”試樣進(jìn)行測量。使用“Zwick”(商品名)光學(xué)伸長儀監(jiān)視變形，在60°C下進(jìn)行測量。
[0036]借助于輪胎的胎面花紋和所選擇的材料的組合，可以獲得提高的濕路面抓地性能。這是因?yàn)?，盡管與現(xiàn)有技術(shù)中使用的材料(這種傳統(tǒng)材料主要基于天然橡膠)相比，所選擇的材料的性能在斷裂性能方面降低，但是可以借助于該胎面花紋和該特定材料的組合獲得良好的磨損和行駛性能，同時在抗沖擊性、特別是花紋溝底部的抗斷裂性方面具有令人滿意性能。
[0037]記住，傳統(tǒng)混合物主要基于以Tg處于_108°C (BR)和-48°C (SBR)之間的SBR共聚物餾分的天然橡膠。該餾分意味著材料的動態(tài)Tg大約處于-55°C和_45°C之間。本發(fā)明中使用的溶液或方案包含大部分的Tg高于-65°C (該值對應(yīng)于天然橡膠的Tg)的SBR。
[0038]此處，各磨損層的有效空隙體積Ve指形成在胎面中以用于胎面的接觸塊的排水的空隙體積，該有效空隙體積在輪胎經(jīng)受標(biāo)準(zhǔn)使用條件時被確定。
[0039]本申請中的磨損層指與所述磨損層中具有最大深度的花紋溝相關(guān)的胎面的一部分。磨損層具有小于胎面的總厚度并等于存在于該磨損層中的花紋溝或空腔的最大深度的厚度。本發(fā)明的胎面包括至少兩個磨損層，其中一些花紋溝或空腔僅在所述磨損層之一中形成。當(dāng)然，可以并且甚至有利的是采用如下構(gòu)造，其中在前一磨損層已經(jīng)完全磨耗之前， 各磨損層開始工作或起作用；在所述情況下，在至少兩個磨損層之間存在交疊。一旦形成于磨損層中的空腔或花紋溝通向與道路接觸的輪胎的胎面表面，該磨損層開始起作用，以排出在雨天存在于所述道路上的水。第一磨損層對應(yīng)于嶄新狀態(tài)下朝向外側(cè)位于徑向最遠(yuǎn)處的胎面的部分。
[0040]0.4mm和0.8mm的高度對應(yīng)于在雨天可能存在于道路上并且需要能夠被排出或收集以便維持胎面與道路之間的良好接觸的水的平均高度。所述平均高度乘以表面積Se -由其中胎面與同一道路接觸的接觸塊的輪廓確定并以mm2表示的表面積(此處考慮了對應(yīng)于通向胎面表面的空腔的表面積)_給出當(dāng)輪胎經(jīng)受其標(biāo)稱使用條件(內(nèi)部充氣壓力和承載負(fù)荷)時的有效空隙體積Ve的指示。如果該體積Ve小于Se的0.4倍，則其不足以達(dá)到充分排水并且水于是留在輪胎與道路之間的界面處。如果該體積Ve大于Se的0.8倍，則從獲得適當(dāng)?shù)奶ッ鎰偠鹊挠^點(diǎn)看該體積被認(rèn)為過大。
[0041]優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的胎面被設(shè)計(jì)為使得其所有磨損層由同一橡膠混合物制成。
[0042]根據(jù)優(yōu)選的替換形式，連續(xù)花紋溝的內(nèi)部空腔和外部空腔被設(shè)計(jì)為使得內(nèi)部空腔和外部空腔的平均長度之間的差值最多等于最長平均長度的20% (即，0.80≤ LI/ L2 ( 1.2≤1.20，內(nèi)部空腔和外部空腔的平均橫截面積之間的差值最多等于最大平均面積的 20% (BP,0.80 ≤S1/S2 ≤1.20)，并且每個外部空腔通過連接通道連接至同一花紋溝的至少兩個內(nèi)部空腔，該連接通道提供所述內(nèi)部空腔和所述外部空腔的連續(xù)(連通)性。所述連接通道具有允許水在拾起水的外部空腔與內(nèi)部空腔之間流動的功能。
[0043]根據(jù)另一優(yōu)選變型，該胎面還包括通向嶄新狀態(tài)下的胎面表面的多個刀槽花紋， 每個刀槽花紋連接同一花紋溝的兩個相繼的外部空腔、至少兩個連接通道和至少一個內(nèi)部空腔。這些刀槽花紋被設(shè)置，以使得胎面更易于模制和脫模。
[0044]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選變型，對于包括通向嶄新狀態(tài)下的胎面表面的多個外部空腔和徑向并完全定位在嶄新狀態(tài)下的胎面表面的內(nèi)側(cè)的多個內(nèi)部空腔的每個連續(xù)花紋溝，內(nèi)部空腔的總體積至少等于嶄新狀態(tài)下所述花紋溝的總體積的30%并且最多等于所述總體積的 60%。
[0045]為了確保持久的耐磨性，通過形成空腔或者通過形成花紋溝在每個磨損層內(nèi)形成必需的空隙體積是明智的。花紋溝在以下方面不同于空腔，即，其通向輪胎的接觸塊的外偵牝以允許移除存在于雨天道路上的水。因此，有利的是，形成一種與根據(jù)本發(fā)明的胎面磨損程度無關(guān)的花紋溝網(wǎng)，其允許水從接觸塊流走，該花紋溝網(wǎng)被形成為使得限制與在胎面中形成部分空隙有關(guān)的剛度的減小。
[0046]有利的是，至少第一磨損層的橡膠混合物包含作為增強(qiáng)填料的二氧化硅(硅石)。
[0047]更有利的是，所述橡膠混合物的SBR共聚物關(guān)于二氧化硅被官能化。
[0048]根據(jù)本發(fā)明的胎面的另一有益變型，該胎面的所有磨損層具有相同組分。
[0049]本發(fā)明擴(kuò)展至通過翻新或更換預(yù)定用于裝配到重型貨車上并設(shè)有如上文描述的胎面的任何一種輪胎以修補(bǔ)磨損后的輪胎外部部分而制造的任何胎面。
[0050]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)從以下參考作為非限制性實(shí)例示出本發(fā)明主題的一實(shí)施例的附圖所給出的說明中顯而易見。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0051]圖1描繪了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的胎面的平面圖；
[0052]圖2示出了沿線I1-1I剖開的圖1的胎面的局部剖視圖；
[0053]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的胎面的平面圖；
[0054]圖4示出了沿線IV-1V剖開的圖3的胎面的剖視圖；
[0055]圖5示出了圖3中所示的胎面的局部視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0056]圖1示出了與市場上銷售的315/70R22.5尺寸的胎面花紋XZE2對應(yīng)的根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的胎面10的平面圖。
[0057]該胎面的胎面花紋設(shè)計(jì)被表示為SO ;在下文中，該胎面花紋SO被視為參考胎面花紋。
[0058]對于所討論的輪胎，該參考胎面花紋SO包括深度(等于15mm)對應(yīng)于預(yù)定用于在行駛期間磨耗的胎面的總厚度E的四個縱向花紋溝2。前述參考胎面花紋SO還包括具有窄寬度和淺深度(最多等于2mm)的橫向花紋溝3?？v向花紋溝限定肋4。
[0059]在對應(yīng)于胎面處于嶄新且未磨損狀態(tài)的初始狀態(tài)中，該參考胎面花紋SO具有在接觸塊中可提供的、在標(biāo)稱充氣壓力和負(fù)載條件下測得的總空隙體積，其較大且在該情況下等于100cm3。該體積在如下靜態(tài)條件下測得:負(fù)載等于3250kg并且充氣壓力等于9巴。
[0060]圖2示出了沿圖1的胎面的線I1-1I剖開的剖視圖。圖2示出了限定高度等于縱向花紋溝的深度的肋4的縱向花紋溝2，該深度與待磨耗的胎面的厚度E —致。
[0061]在該特定情況下，僅存在一個磨損層，因?yàn)橛煽v向花紋溝形成的總空隙體積完全通向初始狀態(tài)(當(dāng)輪胎是嶄新的時)下的胎面表面，并且該空隙體積隨著胎面逐漸磨耗減小。
[0062]該參考胎面花紋SO具有等于待磨耗的胎面花紋的總體積的19%的總空隙體積。
[0063]所有花紋溝具有等于胎面厚度的深度。
[0064]該參考胎面花紋SO具有有效空隙體積Ve，該有效空隙體積Ve大于將Imm乘以對應(yīng)于在額定負(fù)載和壓力的靜態(tài)條件下測得的胎面的接觸塊的外部輪廓限定的表面的表面積St (mm2)而得到的體積。
[0065]對于該參考胎面花紋S0，單一磨損層中用于排出接觸塊中的水的有效空隙體積Ve等于胎面的總空隙體積Vt的100%，因?yàn)樗械目障毒ㄏ驆湫螺喬サ奶ッ姹砻?。[0066]圖3示出了落入本發(fā)明的范圍內(nèi)的胎面的胎面花紋SI的平面圖，其與包含含量為 40phr或更高的非異戊二烯合成二烯彈性體的混合物相結(jié)合，并且作為主要(就重量而言) 增強(qiáng)填料，包含至少一種炭黑。
[0067]該胎面用于自身預(yù)定用于裝配到重型貨車的轉(zhuǎn)向軸上的、尺寸為315/70R22.5的 輪胎。
[0068]該圖3示出了嶄新狀態(tài)的胎面10的一部分，該胎面10具有預(yù)定用于在行駛期間 接觸道路的胎面表面11。該胎面10包括在嶄新狀態(tài)下沿周向方向連續(xù)的三個花紋溝2。 每個花紋溝2由一系列的通向嶄新狀態(tài)下的胎面表面11的具有長度LI的細(xì)長形狀的多個 外部空腔21和完全位于嶄新狀態(tài)下的胎面的內(nèi)側(cè)(內(nèi)部)的具有長度L2的多個內(nèi)部空腔 形成。連接通道23被形成，以將內(nèi)部空腔22和外部空腔21連接在一起，并且從而在該花 紋溝的主方向上提供花紋溝2的連續(xù)性。當(dāng)在花紋溝的主方向(在該情況下為沿周向方向) 上測量時，所述連接通道23具有在該情況下小于長度LI和L2的非零長度Li。如同花紋 溝2在徑向方向上沿波形線行進(jìn)，該花紋溝包括一系列的通向嶄新狀態(tài)下的胎面表面的部 分(外部空腔)和交替的完全位于嶄新狀態(tài)下的胎面的內(nèi)側(cè)的部分(內(nèi)部空腔)，連接通道在 內(nèi)部空腔和外部空腔的體積之間提供了連續(xù)性，即，提供了流體從外部流向內(nèi)部的可能性， 反之亦然。因此，當(dāng)外部空腔與道路接觸時，存在于道路上的水可通過外部空腔排向內(nèi)部空 腔。當(dāng)然，在輪胎與道路接觸的接觸塊中必須總是存在至少一個完全或部分敞開的外部空 腔。外部空腔的尺寸和內(nèi)部空腔的尺寸被確定，以使得在與道路接觸的給定長度上滿足該 條件。
[0069]外部空腔21的深度或多或少地確定在圖4中可見并且稍后描述的第一磨損層I 的厚度。
[0070]為了允許從模具中脫模所述花紋溝，刀槽花紋30徑向向外地延伸內(nèi)部空腔22。這 些刀槽花紋30設(shè)有徑向向外定向的井31，所述井通向嶄新狀態(tài)下的胎面表面，并通入內(nèi)部 空腔22。
[0071]插設(shè)于這些縱向花紋溝2之間，胎面10設(shè)有縱向延伸并完全形成在胎面10內(nèi)側(cè) 的通道40。這些通道40預(yù)定用于在大體上對應(yīng)于第一磨損層I的磨耗(優(yōu)選在第一層被 完全磨耗前不久)的一定程度的磨損之后在表面處顯現(xiàn)(其意味著通向胎面表面)。這些通 道40通過連接多個井42的刀槽花紋41朝向胎面表面延伸，這些井通向胎面表面11和通 道40。這些井與外部空腔21 —起有助于行駛期間接觸塊的排水。
[0072]圖4示出了由圖3中的線IV-1V標(biāo)識的剖面中的胎面的剖視圖。
[0073]該圖4以剖視圖示出了具有厚度E的胎面10和花紋溝2的橫截面，并且花紋溝2 的橫截面示出了外部空腔21，其具有面積SI，并以等于7mm的深度Pl延伸至胎面，該深度 Pl大約為胎面的總厚度E (此處等于Ilmm)的64%。該外部空腔21通過刀槽花紋30徑向 向外延伸并且連接至具有面積S2的內(nèi)部空腔22，內(nèi)部空腔22通過其高度P2確定第二磨損 層II。該第二磨損層II預(yù)定用于在第一磨損層I已經(jīng)被完全磨耗前不久顯現(xiàn)。該圖4還 示出了位于第二磨損層中的整個通道40，其自身通過刀槽花紋41徑向向外延伸。該通道具 有大體上等于內(nèi)部空腔22的面積S2的橫截面積。
[0074]通過各花紋溝2，如同每個磨損層在胎面表面上具有不同的空腔。第一磨損層展現(xiàn) 胎面表面上的外部空腔21，第二層II展現(xiàn)嶄新胎面表面上的內(nèi)部空腔22和通道40。磨損層I終止于外部空腔的底部的胎面厚度處，并且當(dāng)磨損層II已經(jīng)開始顯現(xiàn)時(一旦內(nèi)部空腔22在胎面表面上顯現(xiàn))該磨損層尚未完全磨耗。因此，在任何時刻，胎面具有適用于排出可能存在于道路上的任何水的空隙體積。
[0075]在內(nèi)部空腔22顯現(xiàn)之前，連接通道23繼續(xù)發(fā)揮其作用，并且特別是在由花紋溝2的外部空腔和內(nèi)部空腔形成的空隙體積之間提供連續(xù)性。
[0076]圖5示出了圖3中以V-V標(biāo)識的縱向截面的剖面圖。在該特定情況下，每個外部空腔21的長度LI等于150mm，每個內(nèi)部空腔22的長度L2等于IlOmm ;連接通道23的長度Li等于15mm。在該圖5中，可以看到，每個內(nèi)部空腔22通過刀槽花紋30朝向胎面表面11延伸。這于是使得胎面更易于模制。當(dāng)然，也可以使外部空腔21徑向向內(nèi)延伸到胎面的厚度中，以允許模具從內(nèi)部徑向脫模，所述胎面接著附接到處于制造過程中的輪胎上。
[0077]每個內(nèi)部空腔22具有類似于外部空腔21的尺寸；外部空腔和內(nèi)部空腔各自的長度LI和L2在該情況下非常相似。為了使胎面與胎面磨損程度無關(guān)地總是在其胎面表面上具有花紋溝或空隙元件，如在此處那樣，有利的是，使同一花紋溝2的內(nèi)部空腔22在外部空腔21已經(jīng)完全消失之前顯現(xiàn)。因此，第一磨損層I形成為在嶄新狀態(tài)下的胎面表面與外部空腔21的最里面的點(diǎn)之間延伸；第二層II則向下延伸至內(nèi)部空腔22的胎面最里面的點(diǎn)處。當(dāng)然，可以計(jì)劃使第二空腔僅在第一層已經(jīng)通過磨損完全消失之后顯現(xiàn)。還可以設(shè)置多于兩個(其為借助于圖3、4、5描述的例子)的數(shù)個磨損層。
[0078]通過這些措施，在嶄新狀態(tài)下可以具有高于設(shè)有常見花紋溝的相同胎面情況的總胎面剛度，其中每個常見花紋溝具有等于內(nèi)部空腔的最里面的點(diǎn)與嶄新狀態(tài)下的胎面表面之間的距離的總深度。至少在胎面磨損的第一階段(其指直到等于外部空腔深度的75%的胎面磨損程度)，通過該花紋溝執(zhí)行水的拾取和排出功能，因?yàn)槭占谕獠靠涨恢械乃闪魅脒B接通道和內(nèi)部空腔中。由此排出的水接著可以從另一外部空腔中再次出現(xiàn)。有利的是，各空腔之間的連接適于不阻礙流體在花紋溝內(nèi)部的流動。
[0079]當(dāng)?shù)谝荒p層I已經(jīng)完全磨耗時，內(nèi)部空腔22在其整個長度上通向新胎面表面，并且可能接著起到儲存或多或少比例的存在于雨天道路上的水的儲存器的作用。
[0080]從尺寸觀點(diǎn)來看，剛才所描述的胎面花紋SI被限定如下:
[0081]-胎面花紋SI包括兩個磨損層，每個磨損層具有高度為7mm的花紋溝，所述兩層之間具有3mm的交疊(交疊指下一磨損層中的新花紋溝或空腔在一個磨損層的花紋溝或空腔消失之前顯現(xiàn));
[0082]-該胎面花紋SI具有等于與胎面材料的總體積V和總空隙體積的總和相等的體積的9%的總空隙體積Vc ；
[0083]-在初始狀態(tài)下通向胎面表面的胎面花紋SI的所有外部空腔具有等于胎面厚度的64%的深度；
[0084]-該胎面花紋SI的每個磨損層具有等于40cm3的總有效空隙體積Ve。以mm3表示的該體積Ve滿足公式0.4St<Ve<0.8St，表面積St以mm2表示。在該特定情況下，測得在額定負(fù)載和壓力的靜態(tài)條件下測量的由胎面的接觸塊的外部輪廓限定的表面的表面積St，其中輪胎安裝在其推薦輪輞上，并且該表面積等于60300mm2 (因此這里，24120〈40000〈48240)。
[0085]對于包括通向嶄新狀態(tài)下的胎面表面的多個外部空腔(21)和徑向并完全定位于嶄新狀態(tài)下的胎面表面(11)的內(nèi)側(cè)的多個內(nèi)部空腔的每個連續(xù)花紋溝(2)，內(nèi)部空腔的總體積至少等于嶄新狀態(tài)下的所述花紋溝的總體積的45%。該總體積等于內(nèi)部空腔、外部空腔和連接空腔的體積的總和。
[0086]與上文介紹的胎面相結(jié)合，已經(jīng)測試了下面參照的以A0、Al表示的各種混合物。 混合物AO為用于市售的參考胎面的常用混合物。
[0087]被稱為A0/S0的胎面(與胎面花紋AO相關(guān)的橡膠混合物A0)為用于與其他組合進(jìn)行比較的參考組合。
[0088]通過擴(kuò)展，稱為An/Sm的胎面對應(yīng)于與胎面花紋Sm (m=0或I)相關(guān)的橡膠混合物 An (n=0.1)。
[0089]總之，組分AO、Al在下文和表I中描述:
[0090]- AO 包含 40phr 的標(biāo)準(zhǔn) BR 和 54phr 的 N234 (CTAB=120m2/g)。
[0091]- Al包含75phr的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度Tg等于_48°C的標(biāo)準(zhǔn)SBR和56.5phr的N134 (CTAB=135m2/g)。
[0092]表I
[0093]
【權(quán)利要求】
1.重型貨車輪胎的胎面，其具有預(yù)定用于接觸道路的胎面表面，該胎面具有總厚度E和總體積V,該胎面具有: -胎面厚度中的至少兩個磨損層1、II，每個磨損層具有最多等于胎面的總厚度的75%的厚度， -總空隙體積Vc，其至少等于與胎面的總體積V和總空隙體積的總和相等的體積的7%且最多等于所述體積的12%， -至少一個連續(xù)花紋溝(2)，其包括通向嶄新狀態(tài)下的胎面表面的多個外部空腔(21)和徑向并完全定位在嶄新狀態(tài)下的胎面表面(11)的內(nèi)側(cè)的多個內(nèi)部空腔(22)，第一磨損層延伸到胎面的厚度中，直到所述外部空腔(21)的徑向最里面的點(diǎn)處，各其他磨損層延伸到胎面的厚度中，直到所述磨損層的內(nèi)部空腔(22)的最里面的點(diǎn)處，外部空腔(21)具有最多等于胎面的總厚度E的75%的平均深度P1、平均長度LI和橫截面積SI，內(nèi)部空腔(22)具有最多等于胎面厚度的75%的平均高度P2、平均長度L2和橫截面積S2，每個內(nèi)部空腔通過具有兩個端部的連接通道連 接至外部空腔，所述端部具有等于由該連接通道連接的內(nèi)部空腔和外部空腔的橫截面積S1、S2的橫截面積， -該胎面還具有各磨損層的有效空隙體積Ve，該有效空隙體積Ve有助于其中胎面與道路接觸的接觸塊的排水，并小于胎面的總空隙體積Vc，該有效空隙體積滿足以下公式:
0.4St<Ve<0.8St, 其中0.4和0.8是以毫米表示的高度，St是在額定負(fù)載和壓力的靜態(tài)條件下測量的由胎面的接觸塊的外部輪廓限定的表面的表面積，該輪胎安裝在其推薦輪輞上， 該胎面的特征在于，至少第一磨損層I由橡膠混合物制成，該橡膠混合物基于具有根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ASTM D5992-96測量的高于_40°C的動態(tài)Tg的至少一種材料并主要包含Tg>_65°C的SBR共聚物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的胎面，其特征在于，第一磨損層I的橡膠混合物具有小于500%的60°C時的斷裂伸長率，該伸長率由從胎面采樣的材料測得。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的胎面，其特征在于，第一磨損層I的橡膠混合物具有小于400%的60°C時的斷裂伸長率，該斷裂伸長率由沿平行于胎面的橫向方向的方向從胎面采樣的材料測得。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的胎面，其特征在于，所有磨損層1、II由橡膠混合物制成，該橡膠混合物基于具有根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ASTM D5992-96測量的高于_40°C的動態(tài)Tg的至少一種材料并主要包含Tg>-65°C的SBR共聚物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的胎面，其特征在于，所有磨損層1、11由具有小于500%的60°C時的斷裂伸長率的橡膠混合物制成，該斷裂伸長率由沿平行于胎面的橫向方向的方向從胎面采樣的材料測得。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的胎面，其特征在于，所述橡膠混合物包含作為增強(qiáng)填料的二氧化硅。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的胎面，其特征在于，所述橡膠混合物的SBR共聚物關(guān)于二氧化硅被官能化。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的胎面，其特征在于，這些內(nèi)部空腔(21)和外部空腔(22)被設(shè)計(jì)為使得內(nèi)部空腔和外部空腔的平均長度之間的差值最多等于最長平均長度的20% (BP,`0.80 ( L1/L2 ( 1.20)，所述內(nèi)部空腔和所述外部空腔的平均橫截面積之間的差值最多等于最大平均面積的20% (即，`0.80 ( S1/S2 ( 1.20)，并且連續(xù)花紋溝(2)的每個外部空腔(21)通過連接通道(23)連接至同一花紋溝的至少兩個內(nèi)部空腔(22)，所述連接通道(23) 提供所述內(nèi)部空腔和所述外部空腔之間的連續(xù)性。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的胎面，其特征在于，該胎面還包括通向嶄新狀態(tài)下的胎面表面的多個刀槽花紋(30)，每個所述刀槽花紋連接同一花紋溝的兩個相繼的外部空腔、至少兩個連接通道和至少一個內(nèi)部空腔。
10.根據(jù)權(quán)利要求8和9之一所述的胎面，其特征在于，對于包括通向嶄新狀態(tài)下的胎面表面的多個外部空腔(21)和徑向并完全定位在嶄新狀態(tài)下的胎面表面(11)的內(nèi)側(cè)的多個內(nèi)部空腔(22)的每個連續(xù)花紋溝(2)，所述內(nèi)部空腔的總體積至少等于嶄新狀態(tài)下的花紋溝的總體積的30%并且最多等于所述總體積的60%。
11.重型貨車的輪胎，其包括根據(jù)權(quán)利要求8至10中任一項(xiàng)所述的胎面。
【文檔編號】B60C1/00GK103459168SQ201280016327
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年3月30日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月1日
【發(fā)明者】J-D·希羅特, S·康邦, R·奧迪吉耶 申請人:米其林企業(yè)總公司, 米其林研究和技術(shù)股份公司