具有胎面的车辆充气轮胎的制作方法

本发明涉及一种具有胎面的车辆充气轮胎，其中，该胎面具有在径向外侧安排的胎面区段，其中，该胎面区段具有材料条带，该材料条带近似地在圆周方向上以多圈螺旋状地安排，其中，在该胎面区段的区域中，该材料条带在该材料条带的纵向方向上具有至少两个层，其中，该第一层由第一橡胶化合物形成并且该第二层由不同于该第一橡胶化合物的第二橡胶化合物形成，其中，该第一层和该第二层将该胎面区段的径向外表面连接到该胎面区段的径向内表面上。本发明还涉及一种用于生产这种类型的车辆充气轮胎的方法。

背景技术：

对车辆充气轮胎的胎面有不同的要求。由于胎面与道路直接接触，重要的是，胎面的径向外表面在整个使用期间内在附着、抓地、以及制动性能方面具有有利的性能。此外，良好的操作性能、低滚动阻力、以及低噪声排放都是有利的。在用于在冬季驾驶条件下使用的轮胎的情况下，应确保在雪地操作方面的有利性能、干式操作、湿式制动性能、侧偏刚度、以及滚动阻力。

总体上，在这些性能方面无法这样实施胎面使得所有性能得到同等程度的改善。已知这样的轮胎，其胎面表面具有包括不同的橡胶化合物的多个区域。

因此，de112006004011t5披露了一种轮胎，该轮胎具有在径向外侧安排的胎面区域，该胎面区域由具有不同的橡胶化合物的两个层的材料条带形成，其中，一种化合物具有导电的设计并且另一种化合物不具有导电的设计。在此，在该胎面的轴向中心，材料条带中的导电化合物的体积比比在胎肩区域中更小。这种类型的胎面是通过缠绕挤出的多层材料条带来生产的。在具有较短的生产周期的情况下，这种类型的轮胎被认为具有小的滚动阻力以及用于消除静电荷的能力。

从ep0875367a2中已知一种在开篇所述类型的轮胎。在此，胎面区段在胎面的整个轴向宽度上延伸，并且材料条带的这两个层的橡胶化合物在硬度上相异。通过具有不同的硬度的橡胶化合物的这种组合，该轮胎应该在易于生产的同时具有有利的附着性。然而，带有硬度不同的区域的胎面由于在这些区域的刚度上的差异而具有不利的噪声排放特征以及不利的不均匀磨损。

技术实现要素：

本发明的基本目的在于提供一种车辆充气轮胎，该车辆充气轮胎在行驶期间具有更低的噪声排放和更均匀的磨损并且在两个其他性能之间的至少一个目标冲突方面得到改进。此外，该轮胎应是易于生产的。

根据本发明，该目的通过以下事实实现：在硫化状态下，该第一橡胶化合物和该第二橡胶化合物具有近似相同的肖氏a硬度，根据diniso7619-1在室温下确定，并且在硫化状态下，该第一橡胶化合物和该第二橡胶化合物在至少一个另外的物理特性方面相异。

已经发现，该目的可以很好地通过两个层来实现，这两个层中的橡胶化合物具有近似相同的肖氏a硬度，但在至少一个另外的物理特性方面彼此相异。在行驶期间与道路接触的该胎面区段的径向外表面由或部分地由近似环形地缠绕的化合物条带形成，这些化合物条带具有两个包括不同的橡胶化合物的层。因此，由包括不同的橡胶化合物的区域形成接触表面。在硫化状态下，该第一层和该第二层的这两种橡胶化合物在此情况下具有近似相同的肖氏a硬度，其结果是，与具有对应的胎面的情况(其中这两个层具有不同的肖氏a硬度)相比，该胎面具有更低的噪声排放和更均匀的磨损。“近似相同的肖氏a硬度”应被看成是指彼此相差至多1.5肖氏a的肖氏a硬度。

同时，该第一和第二橡胶化合物在硫化状态下在至少一个另外的物理特性方面(例如，在300％的伸长率下在其回弹性方面或在其应力值方面)相异，其结果是，该第一和第二橡胶化合物在不同的要求方面得到改进。因此，该胎面在两个另外的特性之间的目标冲突方面得到改进。优选的是，这两种化合物在该另外的物理特性方面相差至少3％、特别优选地至少10％，其中，相应较低的值被看作100％。

由于这两个层在该胎面区段的径向延伸部分上延伸，在该胎面区段的磨损寿命内获得所述的优点。由于这两个层被用作材料条带，该轮胎的区别之处还在于简单的生产工艺以及生产周期。

通过根据本发明实施的车辆充气轮胎，可以特别有效地通过根据本发明的特别的配置来确定一个或另一个性能，尤其在雪地上的操作、干式操作、湿式制动性能、侧偏刚度、以及滚动阻力。

就在雪地上的操作性能与湿式制动性能之间的目标冲突而言，特别有利的是：该第一和第二橡胶化合物在其回弹性方面相差至少2％、优选地至少5％；在这种情况下，具有较大的回弹性的橡胶化合物具有23％至75％的回弹性；并且该另外的橡胶化合物、即具有较低的回弹性的橡胶化合物具有8％至50％的回弹性，其中该回弹性是在各自情况下根据din53512在室温下确定的。在此，相对于其他橡胶化合物具有较高的回弹性的橡胶化合物的突出之处在于较高的玻璃转化温度以及相应地较高的阻尼，其结果是特别有利的湿式制动性能。在一个实施例中，该第一橡胶化合物是具有较大的回弹性的橡胶化合物。在另一个实施例中，该第二橡胶化合物是具有较大的回弹性的橡胶化合物。

获得在干式操作与滚动阻力和侧偏刚度的目标冲突方面有利的本发明的实施例，其方式为，该第二橡胶化合物具有根据din53504在300％的伸长率下在室温下确定的应力值，该应力值比该第一橡胶化合物的应力值高至少1.0mpa、优选地至少1.5mpa。在这种情况下，该第一橡胶化合物的突出之处在于特别有利的干式操作，并且该第二橡胶化合物的突出之处在于在滚动阻力和侧偏刚度方面的特别有利的性能。

在本发明的另一个优选实施例中，该第一和第二橡胶化合物各自具有48肖氏a至75肖氏a、尤其55肖氏a至68肖氏a硬度。如果这两种橡胶化合物被实施为具有在这些硬度范围内的近似相同的硬度，则可获得的、期望的性能改进是特别明显的。

还有利的是：在该第一层与该第二层之间的界面具有相对于该车辆充气轮胎的径向方向为-80°至80°的每圈的平均倾斜角度，该第一层的体积与该第二层的体积的比每圈是1:1至10:1，和/或该第一层的每圈的平均截面厚度和/或该第二层的每圈的平均截面厚度是0.5mm至5mm、优选地是0.5mm至1mm。例如，可以通过在该材料条带的相邻的圈之间的重叠程度和/或通过在该材料条带内的这些层的几何形状来调节该界面的平均倾斜角度。每圈的平均倾斜角度是由该界面和该径向方向围成的角度，该角度根据算术平均数在每圈的界面的延伸部分上进行平均。还根据算术平均数对每圈的平均截面厚度进行平均。在径向方向上以及在轴向方向上的任何各向异性导致了纵向的和横向的操作性能的有利解耦。此外，这种类型的轮胎的突出之处在于改善的胎面稳定性。

便利的是，在每圈材料条带中该第一层的体积与该第二层的体积的比在该胎面的整个轴向宽度上不是恒定的，而是在轴向方向上改变。这允许根据不同的要求、相对于该轮胎的轴向宽度有利地改善胎面表面的性能。

特别有利的实施例允许对在胎肩区域中与在轴向地在这些胎肩区域之间的区域中的胎面表面有不同的要求：该胎面在至少一个胎肩区域中具有胎面区段，并且轴向向内地相对于该胎面区段具有在径向外侧安排的、该胎面的另一个区段，并且在该另一个区段中的第二橡胶化合物的体积密度小于在该胎面区段中的第二橡胶化合物的体积密度，优选地，在该另一个区段中的第二橡胶化合物的体积密度等于0。优选的是，这两个胎肩区域具有这种类型的胎面区段。优选地，该第二橡胶化合物的擅长之处在于尤其在胎肩区域中重要的性能，例如滚动阻力和干式操作；并且该第一橡胶化合物的擅长之处在于尤其在中间区域中重要的性能，例如制动性能。在此，材料条带可以形成或可以部分地形成该或这些胎面区段以及该另一个胎面区段。

在考虑到在轴向方向上的改变要求的情况下，在纵向的与横向的操作性能之间获得有利的解耦：在该胎面区段内，每圈的平均倾斜角度在轴向方向上改变，该平均倾斜角度由在该材料条带的该第一层和该第二层之间的界面与径向方向围成。在此优选的是，每圈的平均倾斜角度在量上从轴向内侧向轴向外侧增大。这种类型的车辆充气轮胎(与在轴向内部区域中相比，在胎肩区域中具有相对陡峭的斜度)具有甚至更好的操作性能。

在考虑到在轴向方向上的改变要求的情况下，在纵向的与横向的操作性能之间获得特别有利的解耦，其方式为：该胎面在每个胎肩区域中具有胎面区段，并且这两个胎面区段在其每圈的平均倾斜角度的符号上相异，该平均倾斜角度由在相应的材料条带的该第一层和该第二层之间的界面与径向方向围成，优选地，每圈的平均倾斜角度在量上从轴向内侧向轴向外侧增大。

还获得积极的操作性能、尤其特别积极的侧偏特性，其方式为：该胎面在每个胎肩区域中具有胎面区段，并且这两个胎面区段在其每圈的平均倾斜角度的符号上相异，该平均倾斜角度由在相应的材料条带的该第一层和该第二层之间的界面与径向方向围成。在这种情况下，这两个胎面区段可以由或部分地由相同的材料条带形成。优选地，轴向地在这两个胎面区段之间的区域比在这两个胎面区段中每圈具有较少的橡胶化合物或不具有橡胶化合物。

在三个或更多个性能方面获得改善，其方式为：该材料条带具有由不同于该第一橡胶化合物和该第二橡胶化合物的橡胶化合物组成的第三层。该第三层可以、但是不一定被安排在该胎面区段的区域中的胎面上。有利的是，该第一橡胶化合物是常规的胎冠化合物，并且该第二橡胶化合物是常规的基底化合物，并且该第三层的橡胶化合物是与之不同的、具有有利的滚动阻力性能的橡胶化合物。

便利的是，该胎面具有包括导电材料的材料条带，其中，该导电材料以导电的方式将该胎面表面连接到该材料条带的径向向内地安排的导电部件上。由此产生用于径向向内地从胎面表面耗散静电荷的导电路径。

对于具有短的周期的简单的生产工艺而言，有利的是，该材料条带在该胎面的轴向宽度的至少80％上、优选地在整个轴向宽度上延伸。在此，该材料条带可以包括多个胎面区段。

在本发明的便利的实施例中，该胎面区段在该胎面的整个径向延伸部分上延伸。在另一个便利的实施例中，该胎面区段形成胎冠的至少一部分并且在该胎面的径向延伸部分的仅一部分上延伸，该胎面在径向方向上具有在径向外侧安排的胎冠层以及相对于该胎冠层位于径向内侧的基底层。

根据本发明实施的车辆充气轮胎尤其适合于作为用于汽车、厢式货车、商用车辆、工业用车辆或摩托车的轮胎，尤其是用于汽车的在冬季驾驶条件下使用的轮胎。

通过以下过程提供了一种用于生产根据本发明的车辆充气轮胎的特别简单且有利的方法，其中，为了形成在径向外侧安排的胎面区段，材料条带近似地螺旋状地在该车辆充气轮胎的圆周方向上缠绕，该材料条带包括该第一层和该第二层，并且，该多层材料条带通过共挤压法作为材料条带被挤出或通过切割经压延的多化合物织物并且通过将由此获得的零件连接在一起来进行生产。甚至当该材料条带的这些层很薄时，这种类型的生产方法确保高品质的胎面区段。此外，该方法的突出之处在于在短的周期内缠绕该多层材料条带。

附图说明

现在将通过示出了说明性实施例的示意图来解释本发明的进一步的特征、优点和细节。在附图中

图1示出了穿过包括本发明的一个实施例的车辆充气轮胎的胎面区域的部分截面，

图2至图6各自示意性地示出了该胎面的根据本发明的实施例。

具体实施方式

图1示意性地、并且通过举例示出了汽车轮胎的部分截面。该轮胎的常见的组成部分具体包括：胎面1、在胎面1的径向内侧安排并且包括多个帘线带层的带束结构2、以及任选地带束箍带、此外径向胎体3、在很大程度上气密的内衬4、以及侧壁(未示出)、以及胎圈区域(具有胎圈芯、芯型材、还以及可能在这些胎圈区域中设置的增强帘布层)。胎面1尤其以本身已知的方式配备有成型件(未示出)。

胎面1在地面接触区域中在该轮胎的宽度上延伸并且在胎肩区域5中终止。在这些胎肩中，可以设置由侧壁化合物组成的胎面终止区域。

图2至图6各自示意性地示出了该胎面的根据本发明的实施例。这些实施例适合于图1中展示的类型的汽车轮胎的胎面1，尤其适合于用于在冬季驾驶条件下使用的汽车轮胎的胎面。

在图2至图6中展示的胎面1各自具有在径向外侧安排的胎面区段6，其中，胎面区段6具有材料条带7，该材料条带近似地在圆周方向上以多圈螺旋状地安排。在胎面区段6的区域中，材料条带7在其纵向方向上具有至少两个层8、9，其中，第一层8由第一橡胶化合物形成并且第二层9由不同于该第一橡胶化合物的第二橡胶化合物形成，其中，第一层8和第二层9将胎面区段6的径向外表面10连接到该胎面区段6的径向内表面11上。

该第一和第二橡胶化合物的肖氏a硬度(根据diniso7619-1在室温下确定)是48肖氏a至75肖氏a、优选地是55肖氏a至68肖氏a，并且彼此相差至多1.5肖氏a。在硫化状态下，该第一和第二橡胶化合物此外在至少一个另外的物理特性方面相异。

在第一实施例中，在图2至图6中示出的胎面1中的每个胎面都具有第一和第二橡胶化合物，该第一和第二橡胶化合物在其回弹性方面相差至少2％、优选地至少5％，其中，具有较大的回弹性的该橡胶化合物具有23％至75％的回弹性，并且其中，该另外的橡胶化合物具有8％至50％的回弹性，在各自情况下根据din53512在室温下确定。在此，该第一橡胶化合物或该第二橡胶化合物可以是具有较高的回弹性的橡胶化合物。

在第二实施例中，在图2至图6中示出的胎面1中的每个胎面都具有第二橡胶化合物，该第二橡胶化合物的根据din53504在300％的伸长率下在室温下确定的应力值比该第一橡胶化合物的应力值高至少1.0mpa、优选地至少1.5mpa。

所示的胎面1是至少部分地通过以下过程生产的，其中，为了形成在径向外侧安排的胎面区段6，材料条带7近似地螺旋地在该车辆充气轮胎的圆周方向上缠绕，其中，材料条带7包括第一层8和第二层9。在这种情况下，该多层材料条带7尤其通过共挤压法作为材料条带被挤出，或通过切割经压延的多化合物织物并且通过将由此获得的零件连接在一起进行生产。

图2示出了由在圆周方向上以多圈螺旋状地安排的材料条带7形成的胎面1，其中，材料条带7在其整个长度上具有两层式设计。材料条带7在胎面1的整个轴向宽度上延伸，并且胎面区段6大体上在胎面1的整个轴向宽度上延伸。

在第一层8与第二层9之间的界面12具有相对于该车辆充气轮胎的径向方向rr为-80°至80°的每圈的平均倾斜角度13。此外，第一层8的体积相对于第二层9的体积的比每圈是1:1至10:1，并且第一层8的每圈的平均截面厚度14和/或第二层9的每圈的平均截面厚度15是0.5mm至1mm。

图3和图4各自示出了胎面1，该胎面在两个胎肩区域5中具有胎面区段6，并且轴向向内地相对于胎面区段6具有在径向外侧安排的、胎面1的另一个区段16，其中，在另一个区段16中的第二橡胶化合物的体积密度小于在胎面区段6中的第二橡胶化合物的体积密度。

在此，在图3中示出的说明性实施例在另一个区段16中还具有第二橡胶化合物。具体地讲，区段6和16由单一的材料条带7形成，其中，材料条带7的一圈第一层8的体积与这圈第二层9的体积的比在轴向方向上改变。

在图4中示出的说明性实施例中，在另一个区段16中的第二橡胶化合物的体积密度等于0。因此，层19由不同于第一橡胶化合物的橡胶化合物形成。具体地讲，另一个区段16具有包括导电材料17的材料条带，其中，导电材料17以导电的方式将胎面表面18连接到该材料条带的径向向内地安排的导电部件上。具体地讲，区段6和16由不同的材料条带形成。然而，区段6和16还可以由如下材料条带形成：其第二层不是由在区段16的区域中的第二橡胶化合物形成，而是由与之不同的橡胶化合物形成、尤其由第一橡胶化合物和/或由导电材料17形成。

图5和图6各自示出了具有至少一个胎面区段6的胎面1，其中，在胎面区段6内，每圈的平均倾斜角度13在轴向方向改变，该平均倾斜角度由在该材料条带7的该第一层8和该第二层9之间的界面12与径向方向围成。此外，这两个胎肩区域至少在每圈的平均倾斜角度13的符号上相异，该平均倾斜角度由在相应的材料条带7的第一层8和第二层9之间的界面12与径向方向围成。

在此，图5中展示的胎面1与图4中展示的胎面1的不同之处本质上在于：在安排在胎肩区域5中的胎面区段6内，每圈的平均倾斜角度13在量上从轴向内侧向轴向外侧增大，并且这两个胎面区段6在其每圈的平均倾斜角度13的符号上相异，该平均倾斜角度由在相应的材料条带7的第一层8和第二层9之间的界面12与径向方向围成。

具体地讲，在图6中展示的胎面1由单一材料条带7形成。

在图2至图6中展示的胎面1大体上可以形成或可以部分地形成车辆充气轮胎的整个胎面或该胎面的径向外部区域(尤其“胎冠层”)。

下面的表1和表2包含用于化合物条带7的第一层8的橡胶化合物成分m11和m21、以及用于第二层9的橡胶化合物成分m12和m22的实例。这种类型的化合物条带7尤其适合于作为用于在图2至图6中展示的胎面1的化合物条带7。用量数据是以在橡胶工艺中常见的单位phr(每百份橡胶含量，partsperhundredrubber)给出的。在各自情况下，用量数据涉及基础聚合物的按质量计的比例；或在聚合物共混物的情况下，涉及基础共聚物的按质量计的比例。还给出了具有肖氏a硬度(根据diniso7619-1在室温下确定)和应力值(根据din53504在300％的伸长率下在室温下确定)以及回弹性(根据din53512在室温下确定)的物理特性。

表1

使用的物质

a)天然橡胶tsr

b)br：bunacb24，朗盛公司(lanxess)

c)sbr：intol1739，埃尼公司(eni)

d)sbr：sprintan^tmslr3402，斯泰隆公司(styron)

e)sbr：hp755b，日本合成橡胶公司(jsr)

f)二氧化硅1165mp，罗地亚公司(rhodia)

g)增塑剂vivatecc500，泰国基础公共有限公司(thaibasepubliccompanyltd.)

h)硅烷nxt，迈图公司(momentive)

i)硅烷si263，赢创公司(evonik)

j)其他添加剂：抗氧化剂6ppd、氧化锌、硬脂酸

k)硫和加速剂cbs

表2

使用的物质

a)天然橡胶tsr

b)br：bunacb24，朗盛公司(lanxess)

c)sbr：bunavsl5025-2，朗盛公司(lanxess)

d)sbr：sprintan^tmslr4602，斯泰隆公司(styron)

e)二氧化硅ultrasilvn3，赢创公司(evonik)

f)增塑剂vivatecc500，泰国基础公共有限公司(thaibasepubliccompanyltd.)

g)硅烷si263，赢创公司(evonik)

h)硅烷nxt，迈图公司(momentive)

i)其他添加剂：抗氧化剂6ppd、氧化锌、硬脂酸

j)硫和加速剂cbs

附图标记说明

1胎面

2带束结构

3径向胎体

4内层

5胎肩区域

6胎面区段

7材料条带

8第一层

9第二层

10胎面区段的径向外表面

11胎面区段的径向内表面

12界面

13倾斜角度

14第一层的平均截面厚度

15第二层的平均截面厚度

16胎面的另一个区段

17导电材料

18胎面表面

19层

rr径向方向

ar轴向方向