专利名称：有含内周橡胶花纹硬拉条的胎面胶料的轮胎的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种轮胎、尤其一种有高凸橡胶胎面的摩托车轮胎，该 胎面含有一种延伸到胎面行驶表面并成为其一部分的中心内周向橡胶 花紋稳定元素或花紋硬拉条，和多种另外间隔开的、配置于胎面外胎冠 橡胶层内的内周向橡胶花紋硬拉条，其中 一个或多个可以任选地是该胎 面行驶表面的一部分。在一种实施方案中，该胎面外胎冠橡胶层的各段 是实质上彼此分离的，因而可以是实质上动态彼此非相关的，将其分离 的是从下面胎面基部橡胶层沿径向朝外延伸到所述外胎冠橡胶层的所 述周向橡胶花紋硬拉条中的 一个或多个。
背景技术：
高性能轮胎例如摩托车轮胎有高凸(凸面形状)橡胶胎面，该胎面 在横截面上是锐弯(高度凸起)的，以便在范围广泛的行驶条件下，包 括该摩托车在拐弯处陡然倾斜时，提供与路面的良好接触。在范围广泛 的行驶条件下有一致接地面积或"轮胎接地印痕"的此类摩托车胎面的 稳定性的维持，对于尤其诸如在各种不同地形、例如在摩托车赛道上的 摩托车操纵来说会是重要的。促进赛车条件下相对高转弯速度时高摩托 车转弯功率和良好胎面側向稳定性，是高度凸起摩托车胎面的一个重要考虑。在历史上，美国专利No.6,988,520提出一种有高度凸起胎面构型的 摩托车轮胎，该胎面提供一种由2种不同胎面胶料组成的双橡胶行驶表 面。该胎面由一个相对软的第一胎面橡胶层组成，而在该较软的第一胎 面层上配置一个较硬的第二胎面橡胶层。进而，EP-A-774367专利公报提出2种不同胎面胶料用于摩托车赛 车轮胎的用途，其中该胎面的 一侧配备高抓地力胶料而另 一 侧配备较硬 的胶料。该轮胎构型是为摩托车赛道提供的，其中该赛道的弯曲大部分 在相同方向上。日本专利7>开61-211106也提出一种由三个独立胶^H"区形成的胎面 的摩托车轮胎，其中每一个胶料区都有全胎面厚度。在本发明的描述中，"凸起"或"凸起值"这一术语涉及"H/W" 比，即从胎面外行驶表面到该胎面外沿之间 一条沿轴向延伸的想像线的 轴向距离"H"或"高度"除以从该胎面外行驶表面的中心到该胎面的 外沿、尤其该轮胎的延伸行驶表面(例如当该摩托车以相当大角度转弯 时)的外沿的径向距离"W"或"宽度"的比值。高度凸起(凸面形状) 的高性能摩托车轮胎胎面可以有例如约0.4 ~约0.8范围内的H/W比。"轴向"和"轴向上"这些术语系指一个平行或实质上平行于该轮 胎的意向旋转轴的方向。"径向"和"径向上"这些术语系指在与该轮胎的意向旋转轴成直 角(约90。)或实质上成直角的意义上沿径向朝外或沿径向朝里的方向。 在本发明的描述中，胶料、橡胶组合物、共混胶和混炼胶是可以互 换地使用的术语，除非另有指出，系指已经与橡胶配合剂混合的橡胶。 "橡胶"和"弹性体"这些术语是互换地使用的，除非另有指出。"phr" 这一术语系指一种橡胶组合物中每100重量份橡胶的某一组分重量份 额。这样的术语是业内众所周知的。本发明的概要和实施按照本发明，提供一种轮胎、尤其一种有高度凸起胎面(凸面形状， 该胎面的主要接地部分处于该周向胎面的轴向中心部分)的摩托车轮 胎，其中所述胎面包含一种胎冠/基部构造，有一个有胎面行驶表面的外 胎面胎冠橡胶层和 一 个下面的胎面基部橡胶层(在所述胎面胎冠橡胶层 下面)；其中所述外胎面胎冠橡胶层含有一个中心周向橡胶花紋硬拉条和 多个、至少2个、较好至少3个另外单个隔开(彼此隔开且与所述中心 花紋硬拉条隔开)的周向内橡胶花紋硬拉条；其中所述中心和另外的橡胶花紋硬拉条是所述胎面基部橡胶层的 一部分，沿径向朝外延伸到所述外胎面胎冠橡胶层而且是一种单元部 件，有与所述胎面基部橡胶层相同的橡胶组成，和其中所述中心内橡胶花紋硬拉条延伸到该胎面的行驶表面并成为 其一部分。实际上，所述中心和另外的内橡胶花纹硬4立条以及所述胎面基部橡 胶层的橡胶组合物是比外胎面胎冠橡胶层的橡胶组合物硬的橡胶组合物(例如更大的Shore A ( 100°C )硬度)，以促进外胎面胎冠橡胶层的 尺寸稳定性。实际上，所述外胎面胎冠橡胶层的橡胶组合物是比所述中心和另外 的内橡胶花紋硬拉条以及所述胎面基部橡胶层的橡胶组合物软的(例如 更低的Shore A ( 100°C )硬度)。实际上，所述周向中心花紋硬拉条中成为该轮胎胎面的行驶表面的 一部分的部分缩短了该胎面的轴向中心线，并占该胎面的行驶表面的约 20 ~约40%。实际上，所述周向中心花紋硬拉条将外胎面胎冠橡胶层分成2个轴 向周向胎面段，且所述胎面段之一配置于所述周向中心花紋硬拉条的每一侧。在一种实施方案中，所述2个周向胎面段是由所述(较硬)周向中 心花紋硬拉条彼此分离的，从而促进该轮胎胎面、尤其所述外胎面胎冠 橡胶层的尺寸稳定性。在一种进一步实施方案中，所述2个周向胎面段是由所述(较硬) 周向中心花紋硬拉条彼此动态非相关的(在通常不完全将所述胎面段之 一发生的力传递给另一个胎面段的意义上)，从而促进该轮胎胎面、尤 其所述外胎面胎冠橡胶层的尺寸稳定性。在一种实施方案中，(除所述中心花紋硬拉条外)所述另外的周向 内橡胶花紋硬拉条的至少一部分实质上穿透所述外胎面胎冠橡胶层、从 而实质上将其分成个体亚段。因此，在另一种实施方案中，所述个体外胎面胎冠亚段的至少一部 分是由所述花紋硬拉条实质上彼此物理分离的，从而进一步促进该轮胎 胎面、尤其所述外胎面胎冠橡胶层的尺寸稳定性。因此，在另一种实施方案中，所迷个体外胎面胎冠亚段的至少一部 分是由所述花紋硬拉条在通常不完全将所述胎面段之一发生的力传递 给另一段的意义上实质上彼此动态非相关的，从而促进该轮胎胎面、尤 其所述外胎面胎冠橡胶层的尺寸稳定性。在一种所希望的实施中，该胎面基部橡胶层以及中心和另外的花紋 硬拉条的橡胶组合物比该胎面外胎冠橡胶层的橡胶组合物大至少5 Shore A ( IO(TC )硬度单位。在一种实施方案中，该胎面基部橡胶层及其相关中心和另外花紋硬拉条延伸的橡胶组合物有约46 ~约60范围内的Shore A ( IOO'C )硬度 值，而且比所述胎面胎冠层橡胶组合物的Shore A ( 100'C )硬度大至少 5这样的Shore A硬度单位。在一种进一步实施方案中，该胎面基部橡胶层及其相关中心和另外 花紋硬拉条延伸的橡胶组合物有约5.1 ~约9.0 MPa范围内的100'C 300%哑铃形试片拉伸模量，而且比所述胎面胎冠层橡胶组合物的所述拉 伸^t莫量大至少1 MPa。在一种实施方案中，该胎面外胎冠橡胶层的橡胶组合物有约35 ~约 45范围内的100 °C Shore A硬度值。在一种进一步实施方案中，该胎面外胎冠橡胶层的橡胶组合物有约 2.5 约4.9MPa范围内的100°C 300%哑铃形试片拉伸才莫量。实际上，所述胎面可以含有例如合计2~ 18、替而代之6至且包括 10个所述另外花紋硬拉条。所述另外花紋硬拉条可以以相等数目配置在所述中心内花紋硬拉 条的每一侧(在轴向上)。实际上，该中心花紋硬拉条可以以一种能提供有约(近似)相等轴 向行驶表面宽度的所述2个胎面胎冠橡胶层部分的方式缩短该胎面的轴 向中线(EP)。实际上，对于一种任选的不对称轮胎胎面来说，该中心花紋硬拉条 可以以一种能提供有不相等行驶表面的所述2个胎面胎冠橡胶层部分的 方式缩短该胎面的轴向中线(EP)。例如一侧胎面胎冠外橡胶层部分可 以比另一个胎面胎冠外橡胶层部分多占该胎面行驶表面的至少20%。对 于一个进一步实例来说， 一侧胎面外橡胶层部分可以包含该胎面行驶表 面的约20~约30%,而另一侧胎面胎冠外橡胶层可以包含该胎面行驶表 面的约40~约50%(其中所述中心花乡丈硬拉条占该胎面行驶表面的以上 所述约20 ~约40%)。实际上，对于一种不对称轮胎胎面来说，所述另外橡胶花紋硬拉条 在所述外胎面胎冠橡胶层的所述两侧部分内可以是不相等分布的，从而 将所述外胎面胎冠橡胶层的所述两侧部分分成其中数目不等的亚部分。例如，在所述轮胎胎面的行驶表面含有2~ 18个亚部分(由来自所 述胎面基部橡胶层的所述花紋硬拉条延伸所产生)的情况下， 一侧外胎 面层部分可以含有1-9个亚部分，另一个及其余側胎面层部分含有其余亚部分，只要所述胎面部分之一比另一个胎面部分多含有至少一个亚 部分即可。在一种实施方案中，虽然所述另外花乡文硬拉条可以有各种形状，便 较好它们有总体上三角形形状构型，其底边是胎面基部橡胶层的一部分 (而且有相同橡胶组成)，而其顶点(可以是一种截短的顶点)延伸到 该胎面的行驶表面。在这样的情况下，虽然各另外的花紋硬拉条可能构 成该胎面的行驶表面的<约1%,但随着胎面磨损，它终究可能构成该轮胎胎面的行驶表面的例如可多达5%或更多，从而随着该胎面在使用期 间的磨损进一步提高该外胎面胎冠橡胶层的尺寸稳定性(例如轴向稳定性)。在一种实施方案中，这样的三角形无论是否有截短的顶点都可以是 实质上等边形状的，因而有约60。的内角。实际上，所述胎面较好有凸面，且W/L比在约0.4 约0.8范围内。实际上，总体上平均胎面厚度在轮胎中线(EP)(轴向中线)可以 ,人约4 约8mm不等，在胎面側外边可以大约5 ~约12mm不等，有点 因各轮胎的尺寸及其意向用途而异。实际上，胎面基部橡胶层典型地延伸过该胎面的宽度或该宽度的大 部分而且除其形成所述中心花紋硬拉条和所述另外花紋硬拉条的所述 延伸外可以有诸如总胎面厚度的约8 ~约90、替而代之约8 ~约20%范 围内的厚度，即所述外胎面胎冠橡胶层和所迷胎面基部橡胶层的组合， 这在某种程度上取决于该胎面中要考虑的部分，还取决于轮胎尺寸及其 意向用途。附图描述本发明的进一步方面将从以下实施方案与所附示意图相结合的描 述变得显而易见，其中
图1的提供旨在说明一种有以用于高性能赛车为意图的宽凸面胎面 (2)的摩托车轮胎(1 )的横截面，其中凸面胎面(2)是高度凸起的， 而且含有内橡胶花紋硬拉条。所说明的凸面形状轮胎胎面(2)意在成为凸度值(H/W)为约0.6 (附图中不一定确切)的代表。该轮胎胎面的胎冠/胎冠基部构造包含一个外胎面胎冠层(3)和一个下面的胎面基部层(4)。就本附图陈述而言，胎面基部橡胶层(4)包含一种比外胎面胎冠 橡胶层(3)的橡胶组合物硬的橡胶组合物。中心花紋硬拉条(4A)是所述胎面基部橡胶层(4)的一部分及其 经由所述胎面胎冠层(3)至胎面行驶表面(7)并包括其一部分的延伸， 这缩短了该胎面的轴向中线(EP)。中心花紋硬拉条(4A)将外胎面胎冠橡胶层分成2个实质上相等的 侧面部分(5A)和(5B)。这2个部分(5A)和(5B )是由所述中心 花紋硬拉条(4A)彼此物理分离和动态非相关的，以促进轮胎胎面、尤 其摩托车的轮胎胎面在转弯机动期间的尺寸稳定性。胎面行驶表面(7 )的中心部分一 由作为较硬的胎面基部橡胶层(4 ) 的延伸的中心花紋石更拉条(4A)组成一占胎面m史表面(7)的约25% 以上。显示了 6个另外间隔开的花紋硬拉条(4B)，它们是在中心花紋硬 拉条(4A)的每一侧均匀分布的，即每一侧3个。花紋硬拉条(4B)有 总体上三角构型，而且从胎面基部橡胶层(4)沿径向朝外延伸到并穿 过胎面胎冠层(3),且其顶点延伸到该轮胎的行驶表面(7)。外胎面 胎冠层(3)分成胎面胎冠层(3)的一个側面部分(5A)中的各个亚部 分(3A)和胎面胎冠层(3)的另一个侧面部分(5B)中的各个亚部分 (3B)。胎面胎冠外层(3)的较软橡胶是为促进良好着地力(抓地力)而 提供的，当摩托车转弯时尤其如此，此时该轮胎大部分以如下方式与垂 直部位成一个显著角度该轮胎与地面接触的大部分涉及该胎面较软橡 胶組合物(3)的2个分离、非相关轴向侧面部分之一，从而促进该轮 胎的更强抓地力和控制。胎面基部橡胶层(4)—包括作为胎面基部橡胶层(4)的延伸的中 心花紋硬拉条(4A )和多个另外花紋硬拉条(4B )—的较硬橡胶的提供 是为了促进直线车辆(摩托车)行驶中的低温发生(较冷行驶)以及尺 寸稳定性，此时轮胎(1 )大部分成直立姿态，以促进该轮胎在如此行 驶条件下的控制。就本描述性附图而言，胎面胎冠橡胶层(3)的性能包括约35 ~约 49的IO(TC Shore A硬度值，和<5 MPa即约2.5 ~约4.9 MPa的IO(TC和300%延伸时300%哑铃形试片拉伸才莫量。反之，就本描述性附图而言，胎面基部较硬橡胶层(4)的性能包 括约46 ~约60范围内而且比所述胎面胎冠橡胶层(3 )的Shore A硬度 大至少5单位的100。C Shore A硬度，以及约5.1 ~约9 MPa且比所述 胎面胎冠橡胶层(3)大至少1 MPa的IOO'C和300%延伸时300%哑铃 形试片拉伸模量。以下实施例的提供是为了更好地理解本发明。份额和百分率是按重 量计的，除非另有指出。实施例为类似于图1的摩托车轮胎胎面构型、这里标识为样品A和样品B 的摩托车轮胎胎面制备了橡胶组合物。样品A意图成为摩托车轮胎胎面的外胎面胎冠橡胶层的较软、促进 胎面抓地力的橡胶组合物。样品B意图成为摩托车轮胎胎面的下面胎面基部橡胶层以及以上 所述中心内花紋硬拉条和另外的内花紋硬拉条的较硬(较坚韧)橡胶组 合物。这些橡胶组合物说明于以下表1中，其中份额是以重量计的，除非 另有指出。表1样品(重量份)材料 较软的A 较硬的B 非生产性混合步骤S-SBR橡胶1 80 100S-SBR橡胶2 20 0炭黑3 90 86硬脂酸4 1.3 1.4氧化锌 4 4.1橡胶加工油和聚合物填充油 78 65抗氧化剂和加工助剂 16.5 13.4生产性混合步骤硫磺 1.7 2促进剂5 2.6 3.6J有机溶剂溶液聚合制备的苯乙烯/丁二烯(SBR)橡胶 2有机溶剂溶液聚合制备的苯乙烯/丁二烯(SBR)橡胶 3高结构SFA型橡胶补强炭黑 4主要包含硬脂酸(例如至少90 wt。/。硬脂酸) 5次磺酰胺型和二苯胍型硫化促进剂表1中样品的各种物理性能报告于表2中。表2样品性能 较软的A 较硬的B Shore A硬度(在165'C硫化约21分钟)，100。C (ASTM-2240) 39 48应力-应变拉伸强度(哑铃形试片)(MPa) 9.8 9.3伸长率(哑铃形试片)(％) 601 453模量(300%)， 100'C，哑铃形试片(MPa) 3.6 5.7制备一种200/70R420尺寸的高度凸起摩托车轮胎，其胎面有胎冠/ 胎面基部构造和第 一周向橡胶花紋硬拉条以及6个另外间隔开的橡胶花 紋硬拉条，类似于图1的摩托车轮胎，其橡胶组合物包含用于胎面胎冠 橡胶层的实施例1的较软样品A和用于胎面基部橡胶层以及中心和另外 的内橡胶花紋硬拉条的实施例I的较硬样品B。观察到所得到的摩托车轮胎能提供转弯条件下良好的准确性和側 向稳定性，其中该胎面胎冠较软橡胶层(橡胶样品A)的侧面部分和亚 部分涉及接地条件和直行条件，其中中心较硬橡胶花纹硬拉条部分(橡 胶样品B)主要涉及接地。虽然某些代表性实施方案已经为说明本发明之目的而显示，但对于本行业内技术人员来说显而易见的是，只要不背离本发明的范围就可以 对其进行各种改变和修饰。
权利要求
1.一种有高度凸起胎面的轮胎，其特征在于所述胎面包含一种胎冠/胎面基部构造，该构造有一个有胎面行驶表面的外胎面胎冠橡胶层和一个下面的胎面基部橡胶层；其中所述外胎面胎冠橡胶层含有一个中心周向橡胶花纹硬拉条和多个至少2个另外个体间隔开的周向内橡胶花纹硬拉条；其中所述中心和另外的橡胶花纹硬拉条是所述胎面基部橡胶层的一部分，这一部分沿径向朝外延伸到所述外胎面胎冠橡胶层而且是所述胎面基部橡胶层的一个单元部分并具有与其相同的橡胶组成；其中所述中心内橡胶花纹硬拉条延伸到该胎面的行驶表面并成为其一部分；其中所述中心和另外的内橡胶花纹硬拉条和所述胎面基部橡胶层的橡胶组合物有比所述外胎面胎冠橡胶组合物的Shore A(100℃)硬度大的Shore A(100℃)硬度；其中所述周向中心橡胶花纹硬拉条中成为该轮胎胎面的行驶表面的一部分的那些部分缩短了该胎面的轴向中心线，并占该胎面的行驶表面的20～40％，且其中所述轮胎的凸度W/L在0.4～0.8范围内；其中所述周向中心橡胶花纹硬拉条将外胎面胎冠橡胶层分成2个周向胎面段，所述胎面段之一配置在所述周向中心橡胶花纹硬拉条的每一侧；和其中所述2个周向胎面段是彼此分离的，而且是因所述周向中心橡胶花纹硬拉条而彼此动态非相关的。
2. 权利要求1的轮胎，其特征在于所述另外的周向内橡胶花紋硬拉 条的至少一部分实质上贯穿所述外胎面胎冠橡胶层延伸、从而实质上将 其分成各个亚段。
3. 权利要求1的轮胎，其特征在于该胎面基部橡胶层以及中心和另 外的花紋硬拉条的橡胶组合物比该胎面外胎冠橡胶层的橡胶组合物大 至少5 Shore A ( IO(TC )硬度单位。
4. 权利要求1的轮胎，其特征在于该胎面基部橡胶层及其相关中心 和另外的花紋硬拉条延伸部的橡胶组合物有46- 60范围内的Shore A(IO(TC )硬度值，而且比所述胎面胎冠层橡胶组合物的Shore A ( 100 °C )硬度大至少5个这样的Shore A硬度单位。
5. 权利要求1的轮胎，其特征在于该胎面基部橡胶层及其相关中心 和另外花紋硬4立条延伸部的橡胶组合物有5.1 9.0MPa范围内的IOO'C 300%哑铃形试片拉伸模量，而且比所述胎面胎冠层橡胶组合物的所述拉 伸模量大至少1 MPa。
6. 权利要求1的轮胎，其特征在于该胎面外胎冠橡胶层的橡胶组合 物有35 - 45范围内的IO(TC Shore A硬度值和2.5 4.9MPa范围的100 "C 300%哑铃形试片拉伸模量。
7. 权利要求1的轮胎，其特征在于所述另外的花紋硬拉条以相等数 目配置在所述中心内花紋硬拉条的每一侧。
8. 权利要求1的轮胎，其特征在于提供一种不对称轮胎胎面，其中 该中心花紋硬拉条以 一种能提供2个行驶表面宽度不等的胎面胎冠橡胶 层部分的方式缩短该胎面的轴向中线(EP)。
9. 权利要求1的轮胎，其特征在于提供一种不对称轮胎胎面，其中 所述另外的橡胶花紋硬拉条不等地分布在所述外胎面胎冠橡胶层的所 迷2个側面部分内，从而将所述外胎面胎冠橡胶层的所述2个側面部分 分成其中数目不等的亚部分；其中所述轮胎胎面的行驶表面含有由来自所述胎面基部橡胶层的 所述花紋硬拉条延伸部产生的2-18个亚部分，且其中一侧外胎面层部 分含有1~9个亚部分而其余另一侧胎面层部分含有其余亚部分，只要 所述胎面部分之一含有比另一胎面部分多至少一个亚部分即可。
10. 权利要求1的轮胎，其特征在于所述另外花紋硬拉条有总体上 三角形状构型，且顶点和截短顶点中至少 一个延伸到该胎面的行驶表 面。
全文摘要
本发明涉及一种轮胎、尤其一种有高度凸起橡胶胎面的摩托车轮胎，该胎面含有一个延伸到该轮胎胎面的行驶表面并成为其一部分的中心内周向橡胶花纹稳定元素或花纹硬拉条和多个配置在该胎面外胎冠橡胶层内的另外间隔开的内周向橡胶花纹硬拉条，其中一个或多个可以任选地成为该轮胎胎面的行驶表面的一部分。在一种实施方案中，该胎面的外胎冠橡胶层的各段是实质上彼此分离的，而且可以是因从下面的胎面基部橡胶层沿径向朝外延伸到所述外胎面胎冠橡胶层的所述周向橡胶花纹硬拉条中一个或多个而实质上彼此动态非相关的。
文档编号B60C11/00GK101259818SQ20081008340
公开日2008年9月10日 申请日期2008年3月5日 优先权日2007年3月5日
发明者C·J·瓦伦丁, D·R·沃特金斯 申请人:固特异轮胎和橡胶公司