有含內周橡膠花紋硬拉條的胎面膠料的輪胎的製作方法

2023-05-14 16:48:26 2

專利名稱：有含內周橡膠花紋硬拉條的胎面膠料的輪胎的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種輪胎、尤其一種有高凸橡膠胎面的摩託車輪胎，該 胎面含有一種延伸到胎面行駛表面並成為其一部分的中心內周向橡膠 花紋穩定元素或花紋硬拉條，和多種另外間隔開的、配置於胎面外胎冠 橡膠層內的內周向橡膠花紋硬拉條，其中 一個或多個可以任選地是該胎 面行駛表面的一部分。在一種實施方案中，該胎面外胎冠橡膠層的各段 是實質上彼此分離的，因而可以是實質上動態彼此非相關的，將其分離 的是從下面胎面基部橡膠層沿徑向朝外延伸到所述外胎冠橡膠層的所 述周向橡膠花紋硬拉條中的 一個或多個。
背景技術：
高性能輪胎例如摩託車輪胎有高凸(凸面形狀)橡膠胎面，該胎面 在橫截面上是銳彎(高度凸起)的，以便在範圍廣泛的行駛條件下，包 括該摩託車在拐彎處陡然傾斜時，提供與路面的良好接觸。在範圍廣泛 的行駛條件下有一致接地面積或"輪胎接地印痕"的此類摩託車胎面的 穩定性的維持，對於尤其諸如在各種不同地形、例如在摩託車賽道上的 摩託車操縱來說會是重要的。促進賽車條件下相對高轉彎速度時高摩託 車轉彎功率和良好胎面側向穩定性，是高度凸起摩託車胎面的一個重要考慮。在歷史上，美國專利No.6,988,520提出一種有高度凸起胎面構型的 摩託車輪胎，該胎面提供一種由2種不同胎面膠料組成的雙橡膠行駛表 面。該胎面由一個相對軟的第一胎面橡膠層組成，而在該較軟的第一胎 面層上配置一個較硬的第二胎面橡膠層。進而，EP-A-774367專利公報提出2種不同胎面膠料用於摩託車賽 車輪胎的用途，其中該胎面的 一側配備高抓地力膠料而另 一 側配備較硬 的膠料。該輪胎構型是為摩託車賽道提供的，其中該賽道的彎曲大部分 在相同方向上。日本專利7>開61-211106也提出一種由三個獨立膠^H"區形成的胎面 的摩託車輪胎，其中每一個膠料區都有全胎面厚度。在本發明的描述中，"凸起"或"凸起值"這一術語涉及"H/W" 比，即從胎面外行駛表面到該胎面外沿之間 一條沿軸向延伸的想像線的 軸向距離"H"或"高度"除以從該胎面外行駛表面的中心到該胎面的 外沿、尤其該輪胎的延伸行駛表面(例如當該摩託車以相當大角度轉彎 時)的外沿的徑向距離"W"或"寬度"的比值。高度凸起(凸面形狀) 的高性能摩託車輪胎胎面可以有例如約0.4 ~約0.8範圍內的H/W比。"軸向"和"軸向上"這些術語係指一個平行或實質上平行於該輪 胎的意向旋轉軸的方向。"徑向"和"徑向上"這些術語係指在與該輪胎的意向旋轉軸成直 角(約90。)或實質上成直角的意義上沿徑向朝外或沿徑向朝裡的方向。 在本發明的描述中，膠料、橡膠組合物、共混膠和混煉膠是可以互 換地使用的術語，除非另有指出，係指已經與橡膠配合劑混合的橡膠。 "橡膠"和"彈性體"這些術語是互換地使用的，除非另有指出。"phr" 這一術語係指一種橡膠組合物中每100重量份橡膠的某一組分重量份 額。這樣的術語是業內眾所周知的。本發明的概要和實施按照本發明，提供一種輪胎、尤其一種有高度凸起胎面(凸面形狀， 該胎面的主要接地部分處於該周向胎面的軸向中心部分)的摩託車輪 胎，其中所述胎面包含一種胎冠/基部構造，有一個有胎面行駛表面的外 胎面胎冠橡膠層和 一 個下面的胎面基部橡膠層(在所述胎面胎冠橡膠層 下面)；其中所述外胎面胎冠橡膠層含有一個中心周向橡膠花紋硬拉條和 多個、至少2個、較好至少3個另外單個隔開(彼此隔開且與所述中心 花紋硬拉條隔開)的周向內橡膠花紋硬拉條；其中所述中心和另外的橡膠花紋硬拉條是所述胎面基部橡膠層的 一部分，沿徑向朝外延伸到所述外胎面胎冠橡膠層而且是一種單元部 件，有與所述胎面基部橡膠層相同的橡膠組成，和其中所述中心內橡膠花紋硬拉條延伸到該胎面的行駛表面並成為 其一部分。實際上，所述中心和另外的內橡膠花紋硬4立條以及所述胎面基部橡 膠層的橡膠組合物是比外胎面胎冠橡膠層的橡膠組合物硬的橡膠組合物(例如更大的Shore A ( 100°C )硬度)，以促進外胎面胎冠橡膠層的 尺寸穩定性。實際上，所述外胎面胎冠橡膠層的橡膠組合物是比所述中心和另外 的內橡膠花紋硬拉條以及所述胎面基部橡膠層的橡膠組合物軟的(例如 更低的Shore A ( 100°C )硬度)。實際上，所述周向中心花紋硬拉條中成為該輪胎胎面的行駛表面的 一部分的部分縮短了該胎面的軸向中心線，並佔該胎面的行駛表面的約 20 ~約40%。實際上，所述周向中心花紋硬拉條將外胎面胎冠橡膠層分成2個軸 向周向胎面段，且所述胎面段之一配置於所述周向中心花紋硬拉條的每一側。在一種實施方案中，所述2個周向胎面段是由所述(較硬)周向中 心花紋硬拉條彼此分離的，從而促進該輪胎胎面、尤其所述外胎面胎冠 橡膠層的尺寸穩定性。在一種進一步實施方案中，所述2個周向胎面段是由所述(較硬) 周向中心花紋硬拉條彼此動態非相關的(在通常不完全將所述胎面段之 一發生的力傳遞給另一個胎面段的意義上)，從而促進該輪胎胎面、尤 其所述外胎面胎冠橡膠層的尺寸穩定性。在一種實施方案中，(除所述中心花紋硬拉條外)所述另外的周向 內橡膠花紋硬拉條的至少一部分實質上穿透所述外胎面胎冠橡膠層、從 而實質上將其分成個體亞段。因此，在另一種實施方案中，所述個體外胎面胎冠亞段的至少一部 分是由所述花紋硬拉條實質上彼此物理分離的，從而進一步促進該輪胎 胎面、尤其所述外胎面胎冠橡膠層的尺寸穩定性。因此，在另一種實施方案中，所迷個體外胎面胎冠亞段的至少一部 分是由所述花紋硬拉條在通常不完全將所述胎面段之一發生的力傳遞 給另一段的意義上實質上彼此動態非相關的，從而促進該輪胎胎面、尤 其所述外胎面胎冠橡膠層的尺寸穩定性。在一種所希望的實施中，該胎面基部橡膠層以及中心和另外的花紋 硬拉條的橡膠組合物比該胎面外胎冠橡膠層的橡膠組合物大至少5 Shore A ( IO(TC )硬度單位。在一種實施方案中，該胎面基部橡膠層及其相關中心和另外花紋硬拉條延伸的橡膠組合物有約46 ~約60範圍內的Shore A ( IOO'C )硬度 值，而且比所述胎面胎冠層橡膠組合物的Shore A ( 100'C )硬度大至少 5這樣的Shore A硬度單位。在一種進一步實施方案中，該胎面基部橡膠層及其相關中心和另外 花紋硬拉條延伸的橡膠組合物有約5.1 ~約9.0 MPa範圍內的100'C 300%啞鈴形試片拉伸模量，而且比所述胎面胎冠層橡膠組合物的所述拉 伸^t莫量大至少1 MPa。在一種實施方案中，該胎面外胎冠橡膠層的橡膠組合物有約35 ~約 45範圍內的100 °C Shore A硬度值。在一種進一步實施方案中，該胎面外胎冠橡膠層的橡膠組合物有約 2.5 約4.9MPa範圍內的100°C 300%啞鈴形試片拉伸才莫量。實際上，所述胎面可以含有例如合計2~ 18、替而代之6至且包括 10個所述另外花紋硬拉條。所述另外花紋硬拉條可以以相等數目配置在所述中心內花紋硬拉 條的每一側(在軸向上)。實際上，該中心花紋硬拉條可以以一種能提供有約(近似)相等軸 向行駛表面寬度的所述2個胎面胎冠橡膠層部分的方式縮短該胎面的軸 向中線(EP)。實際上，對於一種任選的不對稱輪胎胎面來說，該中心花紋硬拉條 可以以一種能提供有不相等行駛表面的所述2個胎面胎冠橡膠層部分的 方式縮短該胎面的軸向中線(EP)。例如一側胎面胎冠外橡膠層部分可 以比另一個胎面胎冠外橡膠層部分多佔該胎面行駛表面的至少20%。對 於一個進一步實例來說， 一側胎面外橡膠層部分可以包含該胎面行駛表 面的約20~約30%,而另一側胎面胎冠外橡膠層可以包含該胎面行駛表 面的約40~約50%(其中所述中心花鄉丈硬拉條佔該胎面行駛表面的以上 所述約20 ~約40%)。實際上，對於一種不對稱輪胎胎面來說，所述另外橡膠花紋硬拉條 在所述外胎面胎冠橡膠層的所述兩側部分內可以是不相等分布的，從而 將所述外胎面胎冠橡膠層的所述兩側部分分成其中數目不等的亞部分。例如，在所述輪胎胎面的行駛表面含有2~ 18個亞部分(由來自所 述胎面基部橡膠層的所述花紋硬拉條延伸所產生)的情況下， 一側外胎 面層部分可以含有1-9個亞部分，另一個及其餘側胎面層部分含有其餘亞部分，只要所述胎面部分之一比另一個胎面部分多含有至少一個亞 部分即可。在一種實施方案中，雖然所述另外花鄉文硬拉條可以有各種形狀，便 較好它們有總體上三角形形狀構型，其底邊是胎面基部橡膠層的一部分 (而且有相同橡膠組成)，而其頂點(可以是一種截短的頂點)延伸到 該胎面的行駛表面。在這樣的情況下，雖然各另外的花紋硬拉條可能構 成該胎面的行駛表面的<約1%,但隨著胎面磨損，它終究可能構成該輪胎胎面的行駛表面的例如可多達5%或更多，從而隨著該胎面在使用期 間的磨損進一步提高該外胎面胎冠橡膠層的尺寸穩定性(例如軸向穩定性)。在一種實施方案中，這樣的三角形無論是否有截短的頂點都可以是 實質上等邊形狀的，因而有約60。的內角。實際上，所述胎面較好有凸面，且W/L比在約0.4 約0.8範圍內。實際上，總體上平均胎面厚度在輪胎中線(EP)(軸向中線)可以 ,人約4 約8mm不等，在胎面側外邊可以大約5 ~約12mm不等，有點 因各輪胎的尺寸及其意向用途而異。實際上，胎面基部橡膠層典型地延伸過該胎面的寬度或該寬度的大 部分而且除其形成所述中心花紋硬拉條和所述另外花紋硬拉條的所述 延伸外可以有諸如總胎面厚度的約8 ~約90、替而代之約8 ~約20%範 圍內的厚度，即所述外胎面胎冠橡膠層和所迷胎面基部橡膠層的組合， 這在某種程度上取決於該胎面中要考慮的部分，還取決於輪胎尺寸及其 意向用途。附圖描述本發明的進一步方面將從以下實施方案與所附示意圖相結合的描 述變得顯而易見，其中

圖1的提供旨在說明一種有以用於高性能賽車為意圖的寬凸面胎面 (2)的摩託車輪胎(1 )的橫截面，其中凸面胎面(2)是高度凸起的， 而且含有內橡膠花紋硬拉條。所說明的凸面形狀輪胎胎面(2)意在成為凸度值(H/W)為約0.6 (附圖中不一定確切)的代表。該輪胎胎面的胎冠/胎冠基部構造包含一個外胎面胎冠層(3)和一個下面的胎面基部層(4)。就本附圖陳述而言，胎面基部橡膠層(4)包含一種比外胎面胎冠 橡膠層(3)的橡膠組合物硬的橡膠組合物。中心花紋硬拉條(4A)是所述胎面基部橡膠層(4)的一部分及其 經由所述胎面胎冠層(3)至胎面行駛表面(7)並包括其一部分的延伸， 這縮短了該胎面的軸向中線(EP)。中心花紋硬拉條(4A)將外胎面胎冠橡膠層分成2個實質上相等的 側面部分(5A)和(5B)。這2個部分(5A)和(5B )是由所述中心 花紋硬拉條(4A)彼此物理分離和動態非相關的，以促進輪胎胎面、尤 其摩託車的輪胎胎面在轉彎機動期間的尺寸穩定性。胎面行駛表面(7 )的中心部分一 由作為較硬的胎面基部橡膠層(4 ) 的延伸的中心花紋石更拉條(4A)組成一佔胎面m史表面(7)的約25% 以上。顯示了 6個另外間隔開的花紋硬拉條(4B)，它們是在中心花紋硬 拉條(4A)的每一側均勻分布的，即每一側3個。花紋硬拉條(4B)有 總體上三角構型，而且從胎面基部橡膠層(4)沿徑向朝外延伸到並穿 過胎面胎冠層(3),且其頂點延伸到該輪胎的行駛表面(7)。外胎面 胎冠層(3)分成胎面胎冠層(3)的一個側面部分(5A)中的各個亞部 分(3A)和胎面胎冠層(3)的另一個側面部分(5B)中的各個亞部分 (3B)。胎面胎冠外層(3)的較軟橡膠是為促進良好著地力(抓地力)而 提供的，當摩託車轉彎時尤其如此，此時該輪胎大部分以如下方式與垂 直部位成一個顯著角度該輪胎與地面接觸的大部分涉及該胎面較軟橡 膠組合物(3)的2個分離、非相關軸向側面部分之一，從而促進該輪 胎的更強抓地力和控制。胎面基部橡膠層(4)—包括作為胎面基部橡膠層(4)的延伸的中 心花紋硬拉條(4A )和多個另外花紋硬拉條(4B )—的較硬橡膠的提供 是為了促進直線車輛(摩託車)行駛中的低溫發生(較冷行駛)以及尺 寸穩定性，此時輪胎(1 )大部分成直立姿態，以促進該輪胎在如此行 駛條件下的控制。就本描述性附圖而言，胎面胎冠橡膠層(3)的性能包括約35 ~約 49的IO(TC Shore A硬度值，和<5 MPa即約2.5 ~約4.9 MPa的IO(TC和300%延伸時300%啞鈴形試片拉伸才莫量。反之，就本描述性附圖而言，胎面基部較硬橡膠層(4)的性能包 括約46 ~約60範圍內而且比所述胎面胎冠橡膠層(3 )的Shore A硬度 大至少5單位的100。C Shore A硬度，以及約5.1 ~約9 MPa且比所述 胎面胎冠橡膠層(3)大至少1 MPa的IOO'C和300%延伸時300%啞鈴 形試片拉伸模量。以下實施例的提供是為了更好地理解本發明。份額和百分率是按重 量計的，除非另有指出。實施例為類似於圖1的摩託車輪胎胎面構型、這裡標識為樣品A和樣品B 的摩託車輪胎胎面製備了橡膠組合物。樣品A意圖成為摩託車輪胎胎面的外胎面胎冠橡膠層的較軟、促進 胎面抓地力的橡膠組合物。樣品B意圖成為摩託車輪胎胎面的下面胎面基部橡膠層以及以上 所述中心內花紋硬拉條和另外的內花紋硬拉條的較硬(較堅韌)橡膠組 合物。這些橡膠組合物說明於以下表1中，其中份額是以重量計的，除非 另有指出。表1樣品(重量份)材料 較軟的A 較硬的B 非生產性混合步驟S-SBR橡膠1 80 100S-SBR橡膠2 20 0炭黑3 90 86硬脂酸4 1.3 1.4氧化鋅 4 4.1橡膠加工油和聚合物填充油 78 65抗氧化劑和加工助劑 16.5 13.4生產性混合步驟硫磺 1.7 2促進劑5 2.6 3.6J有機溶劑溶液聚合製備的苯乙烯/丁二烯(SBR)橡膠 2有機溶劑溶液聚合製備的苯乙烯/丁二烯(SBR)橡膠 3高結構SFA型橡膠補強炭黑 4主要包含硬脂酸(例如至少90 wt。/。硬脂酸) 5次磺醯胺型和二苯胍型硫化促進劑表1中樣品的各種物理性能報告於表2中。表2樣品性能 較軟的A 較硬的B Shore A硬度(在165'C硫化約21分鐘)，100。C (ASTM-2240) 39 48應力-應變拉伸強度(啞鈴形試片)(MPa) 9.8 9.3伸長率(啞鈴形試片)(％) 601 453模量(300%)， 100'C，啞鈴形試片(MPa) 3.6 5.7製備一種200/70R420尺寸的高度凸起摩託車輪胎，其胎面有胎冠/ 胎面基部構造和第 一周向橡膠花紋硬拉條以及6個另外間隔開的橡膠花 紋硬拉條，類似於圖1的摩託車輪胎，其橡膠組合物包含用於胎面胎冠 橡膠層的實施例1的較軟樣品A和用於胎面基部橡膠層以及中心和另外 的內橡膠花紋硬拉條的實施例I的較硬樣品B。觀察到所得到的摩託車輪胎能提供轉彎條件下良好的準確性和側 向穩定性，其中該胎面胎冠較軟橡膠層(橡膠樣品A)的側面部分和亞 部分涉及接地條件和直行條件，其中中心較硬橡膠花紋硬拉條部分(橡 膠樣品B)主要涉及接地。雖然某些代表性實施方案已經為說明本發明之目的而顯示，但對於本行業內技術人員來說顯而易見的是，只要不背離本發明的範圍就可以 對其進行各種改變和修飾。
權利要求
1.一種有高度凸起胎面的輪胎，其特徵在於所述胎面包含一種胎冠/胎面基部構造，該構造有一個有胎面行駛表面的外胎面胎冠橡膠層和一個下面的胎面基部橡膠層；其中所述外胎面胎冠橡膠層含有一個中心周向橡膠花紋硬拉條和多個至少2個另外個體間隔開的周向內橡膠花紋硬拉條；其中所述中心和另外的橡膠花紋硬拉條是所述胎面基部橡膠層的一部分，這一部分沿徑向朝外延伸到所述外胎面胎冠橡膠層而且是所述胎面基部橡膠層的一個單元部分並具有與其相同的橡膠組成；其中所述中心內橡膠花紋硬拉條延伸到該胎面的行駛表面並成為其一部分；其中所述中心和另外的內橡膠花紋硬拉條和所述胎面基部橡膠層的橡膠組合物有比所述外胎面胎冠橡膠組合物的Shore A(100℃)硬度大的Shore A(100℃)硬度；其中所述周向中心橡膠花紋硬拉條中成為該輪胎胎面的行駛表面的一部分的那些部分縮短了該胎面的軸向中心線，並佔該胎面的行駛表面的20～40％，且其中所述輪胎的凸度W/L在0.4～0.8範圍內；其中所述周向中心橡膠花紋硬拉條將外胎面胎冠橡膠層分成2個周向胎面段，所述胎面段之一配置在所述周向中心橡膠花紋硬拉條的每一側；和其中所述2個周向胎面段是彼此分離的，而且是因所述周向中心橡膠花紋硬拉條而彼此動態非相關的。
2. 權利要求1的輪胎，其特徵在於所述另外的周向內橡膠花紋硬拉 條的至少一部分實質上貫穿所述外胎面胎冠橡膠層延伸、從而實質上將 其分成各個亞段。
3. 權利要求1的輪胎，其特徵在於該胎面基部橡膠層以及中心和另 外的花紋硬拉條的橡膠組合物比該胎面外胎冠橡膠層的橡膠組合物大 至少5 Shore A ( IO(TC )硬度單位。
4. 權利要求1的輪胎，其特徵在於該胎面基部橡膠層及其相關中心 和另外的花紋硬拉條延伸部的橡膠組合物有46- 60範圍內的Shore A(IO(TC )硬度值，而且比所述胎面胎冠層橡膠組合物的Shore A ( 100 °C )硬度大至少5個這樣的Shore A硬度單位。
5. 權利要求1的輪胎，其特徵在於該胎面基部橡膠層及其相關中心 和另外花紋硬4立條延伸部的橡膠組合物有5.1 9.0MPa範圍內的IOO'C 300%啞鈴形試片拉伸模量，而且比所述胎面胎冠層橡膠組合物的所述拉 伸模量大至少1 MPa。
6. 權利要求1的輪胎，其特徵在於該胎面外胎冠橡膠層的橡膠組合 物有35 - 45範圍內的IO(TC Shore A硬度值和2.5 4.9MPa範圍的100 "C 300%啞鈴形試片拉伸模量。
7. 權利要求1的輪胎，其特徵在於所述另外的花紋硬拉條以相等數 目配置在所述中心內花紋硬拉條的每一側。
8. 權利要求1的輪胎，其特徵在於提供一種不對稱輪胎胎面，其中 該中心花紋硬拉條以 一種能提供2個行駛表面寬度不等的胎面胎冠橡膠 層部分的方式縮短該胎面的軸向中線(EP)。
9. 權利要求1的輪胎，其特徵在於提供一種不對稱輪胎胎面，其中 所述另外的橡膠花紋硬拉條不等地分布在所述外胎面胎冠橡膠層的所 迷2個側面部分內，從而將所述外胎面胎冠橡膠層的所述2個側面部分 分成其中數目不等的亞部分；其中所述輪胎胎面的行駛表面含有由來自所述胎面基部橡膠層的 所述花紋硬拉條延伸部產生的2-18個亞部分，且其中一側外胎面層部 分含有1~9個亞部分而其餘另一側胎面層部分含有其餘亞部分，只要 所述胎面部分之一含有比另一胎面部分多至少一個亞部分即可。
10. 權利要求1的輪胎，其特徵在於所述另外花紋硬拉條有總體上 三角形狀構型，且頂點和截短頂點中至少 一個延伸到該胎面的行駛表 面。
全文摘要
本發明涉及一種輪胎、尤其一種有高度凸起橡膠胎面的摩託車輪胎，該胎面含有一個延伸到該輪胎胎面的行駛表面並成為其一部分的中心內周向橡膠花紋穩定元素或花紋硬拉條和多個配置在該胎面外胎冠橡膠層內的另外間隔開的內周向橡膠花紋硬拉條，其中一個或多個可以任選地成為該輪胎胎面的行駛表面的一部分。在一種實施方案中，該胎面的外胎冠橡膠層的各段是實質上彼此分離的，而且可以是因從下面的胎面基部橡膠層沿徑向朝外延伸到所述外胎面胎冠橡膠層的所述周向橡膠花紋硬拉條中一個或多個而實質上彼此動態非相關的。
文檔編號B60C11/00GK101259818SQ20081008340
公開日2008年9月10日 申請日期2008年3月5日 優先權日2007年3月5日
發明者C·J·瓦倫丁, D·R·沃特金斯 申請人:固特異輪胎和橡膠公司