轮胎和轮胎成型用模具的制作方法
轮胎和轮胎成型用模具的制作方法
【专利摘要】提供了一种具有改善的冰上和雪上性能的轮胎以及在制造(成型)这种轮胎时使用的轮胎成型用模具。提供了在胎面表面的至少一部分上具有由网眼状延伸的凹部分隔开的多个突起部的轮胎。各凹部的宽度为50μm以下。轮胎成型用模具包括用于成型轮胎胎面表面的胎面表面成型面，并且在胎面表面成型面的至少一部分上形成由以网眼状延伸的突起部分隔开的多个凹部，各突起部的宽度为50μm以下。
【专利说明】轮胎和轮胎成型用模具
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种轮胎和轮胎成型用模具，并且更特别地涉及冰上性能和雪上性能优异的轮胎和用于制造这种轮胎的轮胎成型用模具。
【背景技术】
[0002]传统上，已制出各种设计用于改善冬用的轮胎的冰上性能和雪上性能。
[0003]例如，在专利文献I中提出一种如下的技术:通过在形成于胎面的各花纹块上设置多个刀槽来增加接地面(contact patch)内的边缘成分并且同时改善轮胎的抓雪效果和在冰雪路面(有冰的路面和积雪路面)上的行驶性能。
[0004]另外，例如专利文献2提出一种如下的技术:在具有包括冠部橡胶和基部橡胶的所谓冠部-基部结构的胎面橡胶的轮胎上，利用发泡橡胶作为冠部橡胶，由此显著地改善了轮胎的除水性和冰上性能及雪上性能。
[0005]还有，如图1的(a)所示，对于轮胎的胎面I的表面特性，专利文献3提出了一种如下的技术:通过在胎面部的表面设置具有尖锐端部形状的突起部2来增大表面的粗糙度、增加轮胎表面与路面之间的摩擦力并且改善轮胎的冰上性能和雪上性能。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本特开2002-192914号公报
[0009]专利文献2:日本特开平11-301217号公报
[0010]专利文献3:日本特开2009-67378号公报
【发明内容】
[0011]发明要解决的问题
[0012]然而，在专利文献I中公开的在各花纹块上设置刀槽的技术中，存在如下问题:如果刀槽数量增加得太多，则会降低花纹块刚性并且花纹块可能容易发生塌陷，这导致接地面积的减少并且使冰上性能和雪上性能劣化。
[0013]另外，在专利文献2中公开的使用发泡橡胶用于冠部橡胶的技术中，存在着由于发泡橡胶的使用而引起整个花纹块的刚性减小的情况，使得轮胎的耐磨耗性并不总是充分的。
[0014]此外，在专利文献3中公开的在胎面部的表面设置具有尖锐端部形状的突起部的技术中，由于突起部的刚性低的事实，特别是当轮胎上载置有大负载时，例如在由于车辆的俯冲等使前轮上的负载增大时，存在着突起部塌陷并且不能获得期望的性能的情况。即，在胎面部的表面设置具有尖锐端部形状的突起部的技术中，如图1的(b)所示，存在如下情况:突起部2由于与路面T接触而塌陷，除水用的空隙3的体积减小，除水性降低，于是可能不能获得期望的冰上性能和雪上性能。因此，在专利文献3中公开的技术中，依然存在进一步改善冰上性能和雪上性能的空间。[0015]另外，作为发明人对应用专利文献1-3中公开的技术的轮胎反复研究的结果，还发现以下问题:尽管不清楚原因，但是在这些传统轮胎上、特别是在新轮胎上不能充分地获得冰上性能和雪上性能。因此，在专利文献1-3中公开的技术中，依然存在进一步改善特别是新轮胎的冰上性能和雪上性能的空间。
[0016]本发明的目的在于解决上述问题，并且提供一种具有改善的冰上性能和雪上性能的轮胎以及用于制造(成型)该轮胎的轮胎成型用模具。
[0017]用于解决问题的方案
[0018]为了解决上述问题发明人进行了深入研究。
[0019]结果，本发明人通过以下发现完成了本发明:通过在胎面的表面形成预定的细微结构，能够抑制轮胎的花纹块刚性及除水性的降低，由此获得轮胎的进一步改善的冰上性能和雪上性能，并且即使当轮胎是新品时也展现充分的冰上性能和雪上性能。
[0020]基于上述发现做出本发明，并且其主要特征概括如下。
[0021]本发明提供一种轮胎，其特征在于，在胎面表面的至少一部分包括由以网眼状延伸的凹部分隔开的多个突起部，凹部的宽度为50 μ m以下。
[0022]采用这种方式，通过在胎面表面的至少一部分上形成由以网眼状延伸的凹部分隔开的多个突起部，能够改善除水性并同时改善轮胎的冰上性能和雪上性能。另外，通过将凹部的宽度设定为50 μ m以下，能够改善除水性，并且确保突起部的刚性，充分地增大胎面表面与路面之间的摩擦力。
[0023]在这里使用的术语“凹部的宽度”是指当从轮胎径向外侧观察时胎面表面上的相邻的突起部之间的凹部的最小距离(以下，“凹部的宽度”也被称作“突起部之间的距离”)。并且，可以例如通过用电子显微镜对胎面表面成像来测量“凹部的宽度”。另外，“胎面表面”是指轮胎的当被安装在适用轮辋上、被设定预定的空气压力并且在静止状态下竖直地安置在平板上时，在施加与轮胎的预定的负载对应的负载时与平板接触的表面。注意，“适用轮辋”是指根据轮胎生产或使用地域的标准而由日本的JATMA (日本机动车轮胎制造者协会)年鉴、欧洲的ETRTO (欧洲轮胎和轮辋技术组织)标准手册和美国的TRA (轮胎和轮辋协会)年鉴规定的轮辋，“预定的负载”是指由JATMA等的上述标准规定的最大轮胎负载，并且“预定的空气压力”是指与具有适用尺寸的轮胎的预定的负载对应的空气压力(最大空气压力)。
[0024]另外，本发明的轮胎成型用模具是一种轮胎成型用模具，其特征在于，该轮胎成型用模具包括:胎面表面成型面，其用于成型轮胎的胎面表面；在该胎面表面成型面的至少一部分形成由以网眼状延伸的突起部分隔开的多个凹部，突起部的宽度为50μπι以下。
[0025]采用这种方式，通过在胎面表面成型面的至少一部分上形成由以网眼状延伸的突起部分隔开的多个凹部，并且通过将突起部的宽度设定为50 μ m以下，能够成型在胎面表面的至少一部分上具有以网眼状延伸的具有预定的宽度的凹部并且冰上性能和雪上性能优异的轮胎。
[0026]在这里使用的“突起部的宽度”是指当从轮胎径向外侧观察时在胎面表面上的相邻凹部之间的突起部的最小距离(以下，“突起部的宽度”也被称作“凹部之间的距离”)。另外，可以例如通过用电子显微镜对胎面表面成型面成像来测量“突起部的宽度”。
[0027]发明的效果[0028]根据本发明，能够提供具有改善的冰上性能和雪上性能的轮胎和能够用于成型这种轮胎的轮胎成型用模具。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1的(a)是示意性地示出传统的轮胎的胎面表面的示意性截面图，图1的(b)是示意性地示出当轮胎上置有负载时轮胎的胎面表面与路面接触的状态的示意性截面图。
[0030]图2是根据本发明的实施方式的轮胎的轮胎宽度方向截面图。
[0031]图3是示意性地示出图2中示出的轮胎的胎面表面的一部分的形状的放大图，其中，(a)是平面图，(b)是轮胎宽度方向截面图。
[0032]图4是示出图2中示出的轮胎的胎面表面的SEM图像(扫描型电子显微镜图像)。
[0033]图5是示意性地示出根据本发明的实施方式的轮胎成型用模具的一部分的示意性立体图。
[0034]图6是示意性地示出图5中示出的轮胎成型用模具的胎面成型面的一部分的形状的放大图，其中，(a)是平面图，(b)是宽度方向截面图。
[0035]图7的(a)至图7的(C)示出了轮胎的胎面表面的一部分的形状的其它示例。
[0036]图8的(a)和图8的(b)是用于说明突起部的体积和尺寸的图。
【具体实施方式】
[0037]以下，说明本发明的轮胎和轮胎成型用模具。本发明的轮胎的特征在于，在胎面部的胎面表面(接触路面的表面)的至少一部分上形成预定的细微结构，并且胎面部具有预定的表面特性(胎面表面特性)。另外，本发明的轮胎成型用模具用于制造本发明的轮胎，该轮胎成型用模具的特征在于，胎面表面成型面通过在模具的内表面、具体地在用于成型轮胎的胎面表面的胎面表面成型面的至少一部分上形成预定的细微结构而具有预定的表面特性。
[0038]< 轮胎 >
[0039]图2是根据本发明的实施方式的轮胎的轮胎宽度方向截面图。如图2所示，根据本发明的实施方式的轮胎20具有:一对胎圈部4 ;一对胎侧部5，其各从各胎圈部4沿轮胎径向向外延伸；以及胎面部6，其在胎侧部5之间延伸。另外，轮胎20具有:胎体7，其在埋设在一对胎圈部4内的一对胎圈芯4a之间环状地延伸；以及带束8，其包括布置在胎体7的轮胎径向外侧的带束层8a和Sb。此外，由非发泡橡胶制成的胎面橡胶布置于带束8的轮胎径向外侧。
[0040]这里，在轮胎20的胎面表面的至少一部分(在本实施方式中，是整个胎面表面)上形成具有预定的形状的微小突起部。具体地，根据图3的(a)中示出的胎面部6的表面6a的放大平面图、图3的(b)中示出的胎面部6的表面6a侧的沿着轮胎宽度方向的放大截面图和图4中示出的胎面表面的一部分的SEM图像，根据本实施方式的轮胎在胎面部6的整个表面6a上具有由以网眼状延伸的凹部30分隔开的微小突起部(凸部)9。此外，尽管图3示出了突起部9是半球状的突起部的情况，但是在本发明的轮胎中，突起部可以是各种形状:如图7的(a)中示出的梯形截面形状，包括截头圆锥形状和截头棱锥形状；如图7的(b)中示出的矩形截面形状，包括圆柱形状和棱柱形状；以及如图7的(c)中示出的截头半球状。
[0041]另外，轮胎20在胎面表面的至少一部分上具有由以网眼状延伸的凹部30分隔开的多个突起部(凸部)9，其中各凹部的宽度需要为50 μ m以下。
[0042]采用这种方式，在胎面表面的至少一部分上形成了以网眼状延伸的凹部30，因此能够在轮胎与路面接触时通过利用由凹部提供的空隙来去除路面上的水膜(能够允许轮胎发挥除水性)。另外，形成了多个突起部9，因此能够通过增加胎面表面与路面之间的摩擦力来改善轮胎的冰上性能和雪上性能。此外，如果凹部30的宽度L被设定为50 μ m以下，则凹部30的宽度、即相邻的突起部之间的距离不会增加太多。因此，能够改善除水性，并且确保突起部的刚性，充分地增加胎面表面与路面之间的摩擦力。
[0043]这里，优选的是凹部30的宽度被设定为5μπι以上。采用这种方式，如果凹部30的宽度L被设定为5 μ m以上，则能够确保由凹部30提供的空隙来确保除水性。
[0044]另外，优选的是，由以网眼状延伸的凹部分隔开的突起部(凸部)9的外径D被设定在5 μ m至70 μ m的范围。如果突起部9的外径D被设定为5 μ m以上，则能够确保突起部的刚性，并且即使在轮胎上置有大负载的情况中，突起部也不易塌陷，因此可以确保除水性。如果突起部9的外径D被设定为70 μ m以下，则能够通过确保突起部之间的空隙的体积来改善除水性。
[0045]这里使用的术语“凹部的宽度”是指如图3的(a)所示在胎面表面的平面图中位于相邻的突起部9之间的凹部30的最小距离L。另外，“突起部的外径”是指如图3的(a)所示在胎面表面的平面图中突起部9的最大直径D。另外，“凹部的宽度”和“突起部的外径”可以例如通过用电子显微镜对胎面表面成像来测量。
[0046]另外，优选的是，在轮胎20的胎面表面的至少一部分上，以80个/mm2至320个/mm2的数量密度形成突起部9。由此，能够抑制花纹块刚性和除水性的减小并且同时能够充分地改善轮胎的冰上性能和雪上性能。
[0047]在轮胎20上，以80个/mm2以上的数量密度形成突起部9，因此，当胎面表面与路面接触时，能够通过利用突起部9之间的空隙去除路面上的任意水膜(能够允许轮胎发挥除水性)。另外，能够通过增加胎面表面与路面之间的摩擦力来改善轮胎的冰上性能和雪上性能。另外，在轮胎20上，突起部9的数量密度被设定为320个/mm2以下，因此可以确保突起部9的刚性，并且即使在轮胎上置有大负载的情况中，突起部9也不易塌陷，结果是可以确保除水性。除此以外，即使在形成了多个突起部9的情况中，也能够确保突起部9之间空隙的足够的体积以改善除水性。
[0048]此外，对于轮胎20，尽管原因不清楚，但是即使当轮胎是新的(处于未使用状态)时也能够发挥充分的冰上性能和雪上性能。
[0049]因此，利用轮胎20，通过抑制花纹块刚性和除水性的减小，即使当轮胎是新的时也能够进一步改善轮胎的冰上性能和雪上性能。
[0050]此外，对于本发明的轮胎，优选的是，以80个/mm2至320个/mm2的数量密度在胎面表面的面积的90%以上的范围形成突起部。如果以预定的数量密度在胎面表面的面积的90%以上的范围形成突起部，则能够充分地增加通过形成突起部而获得的效果。
[0051]这里，对于轮胎20，优选的是，以150个/mm2至250个/mm2的数量密度形成突起部9。如果突起部9的数量密度被设定为150个/mm2以上，则能够通过增加胎面表面与路面之间的摩擦力来改善轮胎的冰上性能和雪上性能。另外，如果突起部9的数量密度被设定为250个/mm2以下，则能够通过充分确保突起部9的刚性和突起部9之间空隙的足够的体积来改善除水性。
[0052]另外，对于轮胎20，优选的是，突起部9具有半球状形状。如果突起部9具有半球状形状，则突起部9不易塌陷并且可以确保除水性。
[0053]此外，对于轮胎20，如图3的(b)所示，优选的是形成在胎面表面上的突起部9的高度H为Iym至50μπι。如果高度H被设定为I μ m以上，则能够通过确保突起部9之间的空隙的足够的体积来改善除水性。另外，如果突起部9的高度H被设定为50 μ m以下，则能够通过增加突起部9的刚性充分地确保除水性。
[0054]这里，突起部9的高度是指通过突起部9的末端(轮胎径向外端)延伸的与轮胎径向线垂直的第一假想平面和在与突起部9的外轮廓线接触并且与轮胎径向线垂直的假想平面之中最靠近第一假想平面的第二假想平面之间的沿轮胎径向的距离。
[0055]注意，可以利用SEM或显微镜测量突起部9的高度。
[0056]此外，优选的是，在轮胎20的胎面表面的至少一部分上，以80个/mm2以上的数量密度形成具有4 X 15 μ HI3以上的体积并且满足条件X≤200ym、y≤200 μ m且z≤50 μ m的突起部，其中，X是表示各突起部的最大宽度的第一宽度(μ m)，y是表示突起部的在与测量第一宽度所在的方向垂直的方向上的最大宽度的第二宽度(μ m)，并且z是表示突起部的高度(Pm)。其中，X和y需要与ζ垂直(参见图8的(a)和的(b))。由此，能够进一步抑制花纹块刚性和除水性的减小并且同时改善了轮胎的冰上性能和雪上性能。 [0057]即，在轮胎20的胎面表面的至少一部分上，以80个/mm2以上的数量密度形成具有4X 15Um3以上的体积并满足条件X≤200ym、y≤200μπι且ζ≤50 μ m的突起部，其中，X是作为各突起部的最大宽度的第一宽度(μ m)，y是作为突起部的在与测量第一宽度所在的方向垂直的方向上的最大宽度的第二宽度(μ m)，并且ζ是突起部的高度(ym),因此能够抑制花纹块刚性和除水性的降低，并且同时充分地改善了轮胎的冰上性能和雪上性能。
[0058]即，在胎面表面的表面特性上，在胎面表面的至少一部分上以80个/mm2以上的数量密度形成在图8的(a)中示出的假想方块(200μπιΧ200μπιΧ50μπι)内的具有4Χ 15Um3以上的体积的突起部。因此，能够确保突起部之间的除水用的空间，并且同时各突起部可以相对均匀地与路面接触以由此确保突起部的足够的接地面积。
[0059]此外，对于本发明的轮胎，尽管也可以在胎面表面上形成具有小于4Χ105μ m3的体积的突起部或者具有不满足条件X≤200 μ m、y≤200 μ m和Z≤50 μ m的突起部，但优选的是，不满足上述条件的突起部的数量是突起部的总数的10%以下。如果不满足上述条件的突起部以10%以下地存在，则可以充分地获得前述效果。
[0060]在这里，对于轮胎20，为了相同的原因，优选的是，具有4X 15 μ m3以上的体积并满足条件X < 200 μ m、y < 200 μ m和ζ < 50 μ m的突起部的数量密度为150个/mm2以上，并且更优选地期望为150个/mm2以上且小于250个/mm2。另外，优选的是，突起部的体积为 5Χ105μπι3 以上。
[0061]此外，可以例如通过用电子显微镜放大胎面表面来测量本发明的“突起部的体积”和“突起部的宽度X、y和高度Z”。
[0062]对于轮胎，优选的是，形成有半球状形状的突起部的轮胎的胎面表面的十点平均粗糙度Rz是1.0 μ m至50 μ m。通过将Rz设定为1.0 μ m以上,可以确保除水用的空隙,而通过将Rz设定为50 μ m以下，可以确保与路面的接触面积。由此能够进一步改善轮胎的冰上性能和雪上性能。
[0063]此外，“十点平均粗糙度Rz”是指根据JIS B0601 (1994年)的规定而测量的值，其基准长度是0.8mm并且评价长度是4mm。
[0064]另外，优选的是，形成在轮胎的胎面表面上的突起部的局部顶峰之间的平均间隔S被设定为5.0 μ m至100 μ m。原因在于，通过将平均间隔S设定为5.0 μ m以上，可以确保除水用的空隙，而通过将平均间隔S设定为10ym以下，可以确保与路面的接触面积。由此能够进一步改善轮胎的冰上性能和雪上性能。
[0065]如在这里使用时，术语“局部顶峰之间的平均间隔”是指根据JIS Β0601 (1994年)的规定而测量的值，其基准长度是0.8mm并且平均长度是4_。
[0066]另外，不特别限制上述轮胎并且可以用下面的轮胎成型用模具制造上述轮胎。此夕卜，可以用通常的方法执行利用下面的轮胎成型用模具的轮胎的成型。
[0067]〈轮胎成型用模具〉
[0068]图5是示出在成型本发明的轮胎时使用的轮胎成型用模具的一部分的示意性局部立体图。
[0069]如图5所示，模具10具有用于轮胎的硫化成型的成型面11。成型面11具有用于成型胎面表面的胎面表面成型面11a，并且根据图示的示例，还具有用于成型胎侧部的外表面的胎侧成型面Ub和用于成型胎圈部的外表面的胎圈部成型面He。不特别限制成型面11，并且例如可以用铝形成成型面11。
[0070]本发明的轮胎的具有上述表面特性的胎面表面可以用包括具有与该表面特性对应的表面特性的胎面表面成型面Ila的轮胎成型用模具10形成。具体地，如图6的(a)中的胎面表面成型面Ila的放大平面图和图6的(b)中的轮胎成型用模具10的胎面表面成型面Ila侧的沿着宽度方向截取的放大截面图所示，根据本实施方式的轮胎成型用模具10在模具10的整个胎面表面成型面Ila上具有用以网眼状延伸的突起部40分隔开的多个凹部12。此外，尽管图6示出了凹部12是具有半球状形状的凹部的情况，但是本发明的模具的凹部12也可以是截头半球状、截头圆锥状、截头棱锥状、圆柱状或棱柱状的凹部。
[0071]在利用模具10的轮胎的硫化过程中，模具10的胎面表面成型面Ila的半球状的凹部由轮胎的胎面表面的突起部形状转换而来。另外，在制造的轮胎的胎面表面上形成了由以网眼状延伸的突起部(凸部)40分隔开的微小凹部12，其突起部的宽度为50 μ m以下。
[0072]采用这种方式，通过在胎面成型面的至少一部分上形成由以网眼状延伸的突起部分隔开的多个凹部，并且通过将突起部40的宽度I设定为50 μ m以下，能够成型冰上性能和雪上性能优异的且在胎面表面的至少一部分上具有预定的宽度(50μπι以下)的以网眼状延伸的凹部的轮胎。
[0073]在这里使用的术语“突起部的宽度”是指在胎面表面成型面的平面图中位于相邻的凹部之间的突起部的最小距离。另外，“凹部的外径”是指在胎面表面成型面的平面图中凹部的最大直径。并且，“突起部的宽度”和“凹部的外径”可以例如通过用电子显微镜对胎面表面成型面成像来测量。
[0074]另外，优选的是，突起部40的宽度I是5μπι以上。采用这种方式，如果胎面表面成型面的突起部40的宽度I被设定为5μπι以上，则能够确保由制造的轮胎的胎面表面上的凹部提供的空隙以确保除水性。
[0075]优选的是，在本发明的模具中，凹部12的外径d被设定为5 μ m至70 μ m。通过将凹部12的外径d设定在上述范围，能够确保突起部9的刚性，并且同时通过确保突起部9之间的空隙的体积来改善轮胎的胎面表面上的除水性。
[0076]这里，模具的胎面表面成型面的突起部的宽度可以通过调节喷砂材料(blastmaterial)的粒径来控制。具体地，通过增加喷砂材料的粒径，可以减小突起部的宽度。另夕卜，可以通过调节喷砂材料的粒径来控制凹部的外径。具体地，通过增大喷砂材料的粒径，可以使得凹部的外径变大。
[0077]以下，将说明用于成型模具10的胎面表面成型面Ila的方法。
[0078]可以经由喷砂材料喷砂过程来形成上述胎面表面成型面11a，其中特定的形状的喷砂材料被喷砂并被迫撞击成型面。另外，经由喷砂材料喷砂过程获得的轮胎成型用模具可以在胎面表面成型面的至少一部分上具有由以网眼状延伸的突起部40分隔开的多个上述凹部12，并且具有宽度I为50 μ m以下的多个突起部40，因此，利用该模具而经受了硫化成型的轮胎的胎面表面可以在胎面表面的至少一部分上具有由以网眼状延伸的凹部30分隔开的多个上述突起部(凸部)9，并且具有宽度I为50 μ m以下的多个凹部30。
[0079]这里，在喷砂材料喷砂过程中，优选的是，上述胎面表面成型面Ila(整个或部分地)通过喷砂具有15 μ m以下的球形度的球形喷砂材料并迫使其撞击成型面而形成。这是因为，通过将喷砂材料的球形度设定为15μπι以下，可以在模具的胎面表面成型面上形成具有期望特性的凹部。能够将通过利用该模具成型的轮胎的胎面表面设定为期望的表面形状。
[0080]另外，更加优选的是，在这里的喷砂材料的球形度被设定为10 μ m以下。通过将喷砂材料的球形度设定为1ym以下，可以在模具的胎面表面成型面上容易地形成具有期望特性的多个凹部，结果能够通过在利用该模具成型的轮胎的胎面表面上成型具有期望形状的多个突起部而成型具有更优异的冰上性能和雪上性能的轮胎。
[0081]此外，更加优选的是，在这里的喷砂材料的球形度被设定为5 μ m以下。通过将喷砂材料的球形度设定为5μπι以下，可以在模具的胎面表面成型面上容易地形成具有期望特性的凹部。
[0082]另外，优选的是，在喷砂材料喷砂过程中使用的喷砂材料的平均粒径被设定为10 μ m至1mm。通过将喷砂材料的平均粒径设定为10 μ m以上，可以更加容易地获得在胎面表面成型面上具有期望凹部形状的模具，并且在喷砂材料喷砂过程中，能够抑制高压喷砂的情况下喷砂材料向周围飞散。另一方面，通过将喷砂材料的平均粒径设定为Imm以下，能够抑制模具表面的过早磨耗。
[0083]基于相同的理由，优选的是，喷砂材料的平均粒径被设定为20μπι至0.7mm，更加优选地为30 μ m至0.5謹。
[0084]在这里使用的术语“平均粒径”是指通过用SEM对喷砂材料成像、然后从中随机取出10个喷砂材料、获得各喷砂材料的内切圆的直径和外接圆的直径的平均值并将10个喷砂材料的结果取平均值而获得的值。
[0085]这里，优选的是，喷砂材料的莫氏硬度被设定为2至10。通过将喷砂材料的莫氏硬度设定为2以上，可以更加容易地获得在胎面表面成型面上具有期望凹部形状的模具。另一方面，通过将喷砂材料的莫氏硬度设定为10以下，模具几乎不会过早劣化。
[0086]基于相同的理由，优选的是，喷砂材料的莫氏硬度被设定为3.0至9.0，更加优选为5.0至9.0。另外，优选的是，轮胎成型用模具的胎面表面成型面的莫氏硬度被设定为2.0至5.0，并且轮胎成型用模具的胎面表面成型面的莫氏硬度与喷砂材料的莫氏硬度之间的差被设定为3.0至5.0。
[0087]另外，优选的是，喷砂材料的比重被设定为0.5至20。这是因为，通过将喷砂材料的比重设定为0.5以上，可以通过抑制喷砂过程中喷砂材料的飞散来改善操作性。另一方面，通过将喷砂材料的比重设定为20以下，能够减少用于使喷砂材料加速所需的能量，并且能够抑制模具的过早磨耗。
[0088]基于相同的理由，优选的是，喷砂材料的比重被设定为0.8至18，更加优选地为
1.2 至 15。
[0089]不特别限制喷砂材料的材料，并且优选地是例如使用锆石(zircon)、铁、铸钢或陶瓷作为材料。
[0090]这里，在喷砂材料喷砂过程中，优选的是，利用10kPa至100kPa的高压空气向上述模具的胎面表面成型面上喷砂喷砂材料30秒至10分钟。
[0091]通过在10kPa以上的压力下将喷砂材料喷砂30秒以上，能够使得胎面表面成型面遍布上述期望的形状，而通过在100kPa以下的压力下将喷砂材料喷砂10分钟以下，能够抑制对胎面表面成型面造成损坏。
[0092]另外，优选的是，通过调节材料的比重和喷砂压力，喷砂材料的喷砂速度被设定为
0.3 (m/s)至10 (m/s),更加优选为0.5 (m/s)至7 (m/s)。在这种情况下,优选的是，用于喷砂喷砂材料的喷嘴与轮胎成型用模具之间的距离被设定为50 (mm)至200 (mm)。
[0093]此外，喷砂材料的上述喷砂时间是指对于单个模具的喷砂时间，例如，在利用9个模具成型单个轮胎的情况下，优选的是，将喷砂材料向用于成型单个轮胎的9个模具的胎面表面成型面上喷砂总共270秒至90分钟。
[0094]另外，向单个模具的胎面表面成型面上喷砂喷砂材料可以通过操作者在考虑模具的形状等的情况下使喷砂位置移位来进行。采用这种方式，能够更加均匀地喷砂喷砂材料。
[0095]另外，在模具10中，优选的是，各凹部12的形状是半球状。这是因为，通过将各凹部12的形状形成为半球状，能够在轮胎的胎面表面上形成半球状的突起部9。注意，能够通过调节喷砂材料的粒径、喷砂速度和喷砂角度来控制各凹部12的形状。
[0096]此外，在模具10中，优选的是，各凹部12的深度h被设定为I μπι至50 μπι。通过将各凹部12的深度h设定为Iym至50 μπι，能够在轮胎的胎面表面上形成具有Iym至50 μ m高度的突起部9。此外，能够通过调节喷砂材料的喷砂速度来控制各凹部12的深度ho具体地，如果增加喷砂材料的喷砂速度，则可以增大深度h。
[0097]此外，各凹部12的深度是指与通过凹部12的最深部(径向内端)延伸的与径向线垂直的第三假想平面和在接触凹部12的外轮廓线且与径向线垂直的假想平面之中最靠近第三假想平面的第四假想平面之间的沿径向的距离。注意，术语“径向”是指与圆环状的胎面表面成型面的径向对应的方向、即与通过利用模具10成型的轮胎的轮胎径向对应的方向。另外，可以用SEM或显微镜来测量凹部12的深度。[0098]另外，模具10是具有用于成型轮胎的胎面表面的胎面表面成型面的轮胎成型用的模具，并且优选的是，以80个/mm2至320个/mm2的数量密度在胎面表面成型面的至少一部分上形成多个突起部。采用这种方式，能够在抑制花纹块刚性减小和除水性减小的同时成型冰上性能和雪上性能优异的轮胎。
[0099]这里，对于本发明的模具，优选的是，在胎面表面成型面的面积的90%以上的范围以80个/mm2至320个/mm2的数量密度形成凹部。如果以预定的数量密度将凹部形成为覆盖胎面表面成型面的面积的90%以上，则能够在轮胎的胎面表面上形成足够数量的突起部。
[0100]另外，在模具10中，更加优选的是，凹部12的数量密度为150个/mm2至250个/mm2。通过将凹部12的数量密度设定为150个/mm2至250个/mm2，能够在轮胎的胎面表面上形成具有150个/mm2至250个/mm2的数量密度的突起部9。
[0101]此外，能够通过调节喷砂材料的粒径和颗粒数量来控制凹部12的数量密度。具体地，如果增加喷砂材料的颗粒数量，则可以增大数量密度。另外，如果增大喷砂材料的粒径，则可以减小数量密度。
[0102]此外，模具10是具有用于成型轮胎的胎面表面的胎面表面成型面的轮胎成型用模具，并且优选的是，在胎面表面成型面的至少一部分上以80个/mm2以上的数量密度形成具有4X 15 μ m3以上的体积并且满足以下条件:x’ ( 200ym、y’≤200 μ m且ζ’≤50 μ m的凹部，其中，x’表示作为各上述凹部的最大宽度的第一宽度(um)，y’表示作为各凹部的沿着与测量第一宽度所在的方向垂直的方向的最大宽度的第二宽度(μπι)，并且ζ’表示各凹部的深度(Pm)。
[0103]采用这种方式，能够成型冰上性能和雪上性能优异的轮胎，该轮胎在胎面表面的至少一部分上以4Χ105μπι3以上的体积且以80个/mm2以上的数量密度形成满足条件X ^ 200 μ m> y ^ 200 μηι?ζ^50μηι 的突起部。
[0104]此外，能够通过调节粒径和颗粒数量来控制凹部12的数量密度。具体地，如果增加喷砂材料的颗粒数量，则可以增加数量密度。另外，如果增大喷砂材料的粒径，则可以降低数量密度。另外，能够通过调节喷砂材料的喷砂速度来控制凹部12的体积。具体地，如果增加喷砂材料的喷砂速度，则可以增大体积。
[0105]这里，对于模具，在形成有凹部12的部分上，基于相同的理由，优选的是，均具有4Χ 15Um3以上的体积且满足条件X’ ( 200 μ m、y’≤200μπι和ζ’≤50 μπι的那些凹部的数量密度为150个/mm2以上，更优选为150个/mm2以上且小于250个/mm2。另外，优选的是凹部的体积为5 X 15 μ m3以上。
[0106]注意，可以例如通过用显微镜放大胎面表面成型面来测量本发明中的“凹部的体积”和“凹部的宽度x’、y’和高度ζ’”。
[0107]这里，优选的是，模具的胎面表面成型面的十点平均粗糙度Rz是1.0 μ m至50 μ m。这是因为，能够成型胎面表面具有1.0 μ m至50 μ m的十点平均粗糙度Rz的轮胎。
[0108]注意，通过将喷砂材料喷砂过程中使用的喷砂材料的平均粒径设定为50μπι至400 μ m,能够生产设置有十点平均粗糙度Rz在上述范围的胎面表面成型面的轮胎成型用模具。
[0109]另外，优选的是，模具的胎面表面成型面的凹部的局部顶峰之间的平均间隔是5.0 μ m至100 μ m。这是因为，能够成型在轮胎的胎面表面上形成的突起部的局部顶峰之间的平均间隔S为5.0 μ m至100 μ m的轮胎。
[0110]此外，通过将喷砂材料喷砂过程中使用的喷砂材料的平均粒径设定为50μπι至400 μ m,能够获得包括平均间隔在上述范围的胎面表面成型面的轮胎成型用模具。
[0111]以上，已经参照【专利附图】
【附图说明】了本发明的实施方式。然而，本发明的轮胎和轮胎成型用模具不特别地限于公开的实施方式，并且可以对本发明的轮胎和轮胎成型用模具做出适当的变更。
[0112]实施例
[0113]以下，将根据实施例进一步详细地说明本发明，但是本发明不限于所公开的实施例。
[0114](轮胎成型用模具的制造)
[0115]通过在改变喷砂条件(如喷砂压力和喷砂速度)的情况下将(陶瓷系)喷砂材料喷砂至由铝制成的轮胎成型用模具的胎面表面成型面来制造包括具有如表I所示的表面特性的胎面表面成型面的轮胎成型用模具I至轮胎成型用模具5。此外，用SEM和显微镜对制造的模具的胎面表面成型面的表面特性进行测量。
[0116][表 I]
[0117]
【权利要求】
1.一种轮胎，其特征在于，在胎面表面的至少一部分包括由以网眼状延伸的凹部分隔开的多个突起部， 所述凹部的宽度为50 μ m以下。
2.一种轮胎成型用模具，其特征在于，所述轮胎成型用模具包括: 胎面表面成型面，所述胎面表面成形面用于成型轮胎的胎面表面；在所述胎面表面成型面的至少一部分形成由以网眼状延伸的突起部分隔开的多个凹部， 所述突起部的宽度为50 μ m以下。
【文档编号】B60C11/00GK104039565SQ201280064865
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2012年12月28日 优先权日:2011年12月28日
【发明者】渡部亮一 申请人:株式会社普利司通
【专利摘要】提供了一种具有改善的冰上和雪上性能的轮胎以及在制造(成型)这种轮胎时使用的轮胎成型用模具。提供了在胎面表面的至少一部分上具有由网眼状延伸的凹部分隔开的多个突起部的轮胎。各凹部的宽度为50μm以下。轮胎成型用模具包括用于成型轮胎胎面表面的胎面表面成型面，并且在胎面表面成型面的至少一部分上形成由以网眼状延伸的突起部分隔开的多个凹部，各突起部的宽度为50μm以下。
【专利说明】轮胎和轮胎成型用模具
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种轮胎和轮胎成型用模具，并且更特别地涉及冰上性能和雪上性能优异的轮胎和用于制造这种轮胎的轮胎成型用模具。
【背景技术】
[0002]传统上，已制出各种设计用于改善冬用的轮胎的冰上性能和雪上性能。
[0003]例如，在专利文献I中提出一种如下的技术:通过在形成于胎面的各花纹块上设置多个刀槽来增加接地面(contact patch)内的边缘成分并且同时改善轮胎的抓雪效果和在冰雪路面(有冰的路面和积雪路面)上的行驶性能。
[0004]另外，例如专利文献2提出一种如下的技术:在具有包括冠部橡胶和基部橡胶的所谓冠部-基部结构的胎面橡胶的轮胎上，利用发泡橡胶作为冠部橡胶，由此显著地改善了轮胎的除水性和冰上性能及雪上性能。
[0005]还有，如图1的(a)所示，对于轮胎的胎面I的表面特性，专利文献3提出了一种如下的技术:通过在胎面部的表面设置具有尖锐端部形状的突起部2来增大表面的粗糙度、增加轮胎表面与路面之间的摩擦力并且改善轮胎的冰上性能和雪上性能。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本特开2002-192914号公报
[0009]专利文献2:日本特开平11-301217号公报
[0010]专利文献3:日本特开2009-67378号公报
【发明内容】
[0011]发明要解决的问题
[0012]然而，在专利文献I中公开的在各花纹块上设置刀槽的技术中，存在如下问题:如果刀槽数量增加得太多，则会降低花纹块刚性并且花纹块可能容易发生塌陷，这导致接地面积的减少并且使冰上性能和雪上性能劣化。
[0013]另外，在专利文献2中公开的使用发泡橡胶用于冠部橡胶的技术中，存在着由于发泡橡胶的使用而引起整个花纹块的刚性减小的情况，使得轮胎的耐磨耗性并不总是充分的。
[0014]此外，在专利文献3中公开的在胎面部的表面设置具有尖锐端部形状的突起部的技术中，由于突起部的刚性低的事实，特别是当轮胎上载置有大负载时，例如在由于车辆的俯冲等使前轮上的负载增大时，存在着突起部塌陷并且不能获得期望的性能的情况。即，在胎面部的表面设置具有尖锐端部形状的突起部的技术中，如图1的(b)所示，存在如下情况:突起部2由于与路面T接触而塌陷，除水用的空隙3的体积减小，除水性降低，于是可能不能获得期望的冰上性能和雪上性能。因此，在专利文献3中公开的技术中，依然存在进一步改善冰上性能和雪上性能的空间。[0015]另外，作为发明人对应用专利文献1-3中公开的技术的轮胎反复研究的结果，还发现以下问题:尽管不清楚原因，但是在这些传统轮胎上、特别是在新轮胎上不能充分地获得冰上性能和雪上性能。因此，在专利文献1-3中公开的技术中，依然存在进一步改善特别是新轮胎的冰上性能和雪上性能的空间。
[0016]本发明的目的在于解决上述问题，并且提供一种具有改善的冰上性能和雪上性能的轮胎以及用于制造(成型)该轮胎的轮胎成型用模具。
[0017]用于解决问题的方案
[0018]为了解决上述问题发明人进行了深入研究。
[0019]结果，本发明人通过以下发现完成了本发明:通过在胎面的表面形成预定的细微结构，能够抑制轮胎的花纹块刚性及除水性的降低，由此获得轮胎的进一步改善的冰上性能和雪上性能，并且即使当轮胎是新品时也展现充分的冰上性能和雪上性能。
[0020]基于上述发现做出本发明，并且其主要特征概括如下。
[0021]本发明提供一种轮胎，其特征在于，在胎面表面的至少一部分包括由以网眼状延伸的凹部分隔开的多个突起部，凹部的宽度为50 μ m以下。
[0022]采用这种方式，通过在胎面表面的至少一部分上形成由以网眼状延伸的凹部分隔开的多个突起部，能够改善除水性并同时改善轮胎的冰上性能和雪上性能。另外，通过将凹部的宽度设定为50 μ m以下，能够改善除水性，并且确保突起部的刚性，充分地增大胎面表面与路面之间的摩擦力。
[0023]在这里使用的术语“凹部的宽度”是指当从轮胎径向外侧观察时胎面表面上的相邻的突起部之间的凹部的最小距离(以下，“凹部的宽度”也被称作“突起部之间的距离”)。并且，可以例如通过用电子显微镜对胎面表面成像来测量“凹部的宽度”。另外，“胎面表面”是指轮胎的当被安装在适用轮辋上、被设定预定的空气压力并且在静止状态下竖直地安置在平板上时，在施加与轮胎的预定的负载对应的负载时与平板接触的表面。注意，“适用轮辋”是指根据轮胎生产或使用地域的标准而由日本的JATMA (日本机动车轮胎制造者协会)年鉴、欧洲的ETRTO (欧洲轮胎和轮辋技术组织)标准手册和美国的TRA (轮胎和轮辋协会)年鉴规定的轮辋，“预定的负载”是指由JATMA等的上述标准规定的最大轮胎负载，并且“预定的空气压力”是指与具有适用尺寸的轮胎的预定的负载对应的空气压力(最大空气压力)。
[0024]另外，本发明的轮胎成型用模具是一种轮胎成型用模具，其特征在于，该轮胎成型用模具包括:胎面表面成型面，其用于成型轮胎的胎面表面；在该胎面表面成型面的至少一部分形成由以网眼状延伸的突起部分隔开的多个凹部，突起部的宽度为50μπι以下。
[0025]采用这种方式，通过在胎面表面成型面的至少一部分上形成由以网眼状延伸的突起部分隔开的多个凹部，并且通过将突起部的宽度设定为50 μ m以下，能够成型在胎面表面的至少一部分上具有以网眼状延伸的具有预定的宽度的凹部并且冰上性能和雪上性能优异的轮胎。
[0026]在这里使用的“突起部的宽度”是指当从轮胎径向外侧观察时在胎面表面上的相邻凹部之间的突起部的最小距离(以下，“突起部的宽度”也被称作“凹部之间的距离”)。另外，可以例如通过用电子显微镜对胎面表面成型面成像来测量“突起部的宽度”。
[0027]发明的效果[0028]根据本发明，能够提供具有改善的冰上性能和雪上性能的轮胎和能够用于成型这种轮胎的轮胎成型用模具。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1的(a)是示意性地示出传统的轮胎的胎面表面的示意性截面图，图1的(b)是示意性地示出当轮胎上置有负载时轮胎的胎面表面与路面接触的状态的示意性截面图。
[0030]图2是根据本发明的实施方式的轮胎的轮胎宽度方向截面图。
[0031]图3是示意性地示出图2中示出的轮胎的胎面表面的一部分的形状的放大图，其中，(a)是平面图，(b)是轮胎宽度方向截面图。
[0032]图4是示出图2中示出的轮胎的胎面表面的SEM图像(扫描型电子显微镜图像)。
[0033]图5是示意性地示出根据本发明的实施方式的轮胎成型用模具的一部分的示意性立体图。
[0034]图6是示意性地示出图5中示出的轮胎成型用模具的胎面成型面的一部分的形状的放大图，其中，(a)是平面图，(b)是宽度方向截面图。
[0035]图7的(a)至图7的(C)示出了轮胎的胎面表面的一部分的形状的其它示例。
[0036]图8的(a)和图8的(b)是用于说明突起部的体积和尺寸的图。
【具体实施方式】
[0037]以下，说明本发明的轮胎和轮胎成型用模具。本发明的轮胎的特征在于，在胎面部的胎面表面(接触路面的表面)的至少一部分上形成预定的细微结构，并且胎面部具有预定的表面特性(胎面表面特性)。另外，本发明的轮胎成型用模具用于制造本发明的轮胎，该轮胎成型用模具的特征在于，胎面表面成型面通过在模具的内表面、具体地在用于成型轮胎的胎面表面的胎面表面成型面的至少一部分上形成预定的细微结构而具有预定的表面特性。
[0038]< 轮胎 >
[0039]图2是根据本发明的实施方式的轮胎的轮胎宽度方向截面图。如图2所示，根据本发明的实施方式的轮胎20具有:一对胎圈部4 ;一对胎侧部5，其各从各胎圈部4沿轮胎径向向外延伸；以及胎面部6，其在胎侧部5之间延伸。另外，轮胎20具有:胎体7，其在埋设在一对胎圈部4内的一对胎圈芯4a之间环状地延伸；以及带束8，其包括布置在胎体7的轮胎径向外侧的带束层8a和Sb。此外，由非发泡橡胶制成的胎面橡胶布置于带束8的轮胎径向外侧。
[0040]这里，在轮胎20的胎面表面的至少一部分(在本实施方式中，是整个胎面表面)上形成具有预定的形状的微小突起部。具体地，根据图3的(a)中示出的胎面部6的表面6a的放大平面图、图3的(b)中示出的胎面部6的表面6a侧的沿着轮胎宽度方向的放大截面图和图4中示出的胎面表面的一部分的SEM图像，根据本实施方式的轮胎在胎面部6的整个表面6a上具有由以网眼状延伸的凹部30分隔开的微小突起部(凸部)9。此外，尽管图3示出了突起部9是半球状的突起部的情况，但是在本发明的轮胎中，突起部可以是各种形状:如图7的(a)中示出的梯形截面形状，包括截头圆锥形状和截头棱锥形状；如图7的(b)中示出的矩形截面形状，包括圆柱形状和棱柱形状；以及如图7的(c)中示出的截头半球状。
[0041]另外，轮胎20在胎面表面的至少一部分上具有由以网眼状延伸的凹部30分隔开的多个突起部(凸部)9，其中各凹部的宽度需要为50 μ m以下。
[0042]采用这种方式，在胎面表面的至少一部分上形成了以网眼状延伸的凹部30，因此能够在轮胎与路面接触时通过利用由凹部提供的空隙来去除路面上的水膜(能够允许轮胎发挥除水性)。另外，形成了多个突起部9，因此能够通过增加胎面表面与路面之间的摩擦力来改善轮胎的冰上性能和雪上性能。此外，如果凹部30的宽度L被设定为50 μ m以下，则凹部30的宽度、即相邻的突起部之间的距离不会增加太多。因此，能够改善除水性，并且确保突起部的刚性，充分地增加胎面表面与路面之间的摩擦力。
[0043]这里，优选的是凹部30的宽度被设定为5μπι以上。采用这种方式，如果凹部30的宽度L被设定为5 μ m以上，则能够确保由凹部30提供的空隙来确保除水性。
[0044]另外，优选的是，由以网眼状延伸的凹部分隔开的突起部(凸部)9的外径D被设定在5 μ m至70 μ m的范围。如果突起部9的外径D被设定为5 μ m以上，则能够确保突起部的刚性，并且即使在轮胎上置有大负载的情况中，突起部也不易塌陷，因此可以确保除水性。如果突起部9的外径D被设定为70 μ m以下，则能够通过确保突起部之间的空隙的体积来改善除水性。
[0045]这里使用的术语“凹部的宽度”是指如图3的(a)所示在胎面表面的平面图中位于相邻的突起部9之间的凹部30的最小距离L。另外，“突起部的外径”是指如图3的(a)所示在胎面表面的平面图中突起部9的最大直径D。另外，“凹部的宽度”和“突起部的外径”可以例如通过用电子显微镜对胎面表面成像来测量。
[0046]另外，优选的是，在轮胎20的胎面表面的至少一部分上，以80个/mm2至320个/mm2的数量密度形成突起部9。由此，能够抑制花纹块刚性和除水性的减小并且同时能够充分地改善轮胎的冰上性能和雪上性能。
[0047]在轮胎20上，以80个/mm2以上的数量密度形成突起部9，因此，当胎面表面与路面接触时，能够通过利用突起部9之间的空隙去除路面上的任意水膜(能够允许轮胎发挥除水性)。另外，能够通过增加胎面表面与路面之间的摩擦力来改善轮胎的冰上性能和雪上性能。另外，在轮胎20上，突起部9的数量密度被设定为320个/mm2以下，因此可以确保突起部9的刚性，并且即使在轮胎上置有大负载的情况中，突起部9也不易塌陷，结果是可以确保除水性。除此以外，即使在形成了多个突起部9的情况中，也能够确保突起部9之间空隙的足够的体积以改善除水性。
[0048]此外，对于轮胎20，尽管原因不清楚，但是即使当轮胎是新的(处于未使用状态)时也能够发挥充分的冰上性能和雪上性能。
[0049]因此，利用轮胎20，通过抑制花纹块刚性和除水性的减小，即使当轮胎是新的时也能够进一步改善轮胎的冰上性能和雪上性能。
[0050]此外，对于本发明的轮胎，优选的是，以80个/mm2至320个/mm2的数量密度在胎面表面的面积的90%以上的范围形成突起部。如果以预定的数量密度在胎面表面的面积的90%以上的范围形成突起部，则能够充分地增加通过形成突起部而获得的效果。
[0051]这里，对于轮胎20，优选的是，以150个/mm2至250个/mm2的数量密度形成突起部9。如果突起部9的数量密度被设定为150个/mm2以上，则能够通过增加胎面表面与路面之间的摩擦力来改善轮胎的冰上性能和雪上性能。另外，如果突起部9的数量密度被设定为250个/mm2以下，则能够通过充分确保突起部9的刚性和突起部9之间空隙的足够的体积来改善除水性。
[0052]另外，对于轮胎20，优选的是，突起部9具有半球状形状。如果突起部9具有半球状形状，则突起部9不易塌陷并且可以确保除水性。
[0053]此外，对于轮胎20，如图3的(b)所示，优选的是形成在胎面表面上的突起部9的高度H为Iym至50μπι。如果高度H被设定为I μ m以上，则能够通过确保突起部9之间的空隙的足够的体积来改善除水性。另外，如果突起部9的高度H被设定为50 μ m以下，则能够通过增加突起部9的刚性充分地确保除水性。
[0054]这里，突起部9的高度是指通过突起部9的末端(轮胎径向外端)延伸的与轮胎径向线垂直的第一假想平面和在与突起部9的外轮廓线接触并且与轮胎径向线垂直的假想平面之中最靠近第一假想平面的第二假想平面之间的沿轮胎径向的距离。
[0055]注意，可以利用SEM或显微镜测量突起部9的高度。
[0056]此外，优选的是，在轮胎20的胎面表面的至少一部分上，以80个/mm2以上的数量密度形成具有4 X 15 μ HI3以上的体积并且满足条件X≤200ym、y≤200 μ m且z≤50 μ m的突起部，其中，X是表示各突起部的最大宽度的第一宽度(μ m)，y是表示突起部的在与测量第一宽度所在的方向垂直的方向上的最大宽度的第二宽度(μ m)，并且z是表示突起部的高度(Pm)。其中，X和y需要与ζ垂直(参见图8的(a)和的(b))。由此，能够进一步抑制花纹块刚性和除水性的减小并且同时改善了轮胎的冰上性能和雪上性能。 [0057]即，在轮胎20的胎面表面的至少一部分上，以80个/mm2以上的数量密度形成具有4X 15Um3以上的体积并满足条件X≤200ym、y≤200μπι且ζ≤50 μ m的突起部，其中，X是作为各突起部的最大宽度的第一宽度(μ m)，y是作为突起部的在与测量第一宽度所在的方向垂直的方向上的最大宽度的第二宽度(μ m)，并且ζ是突起部的高度(ym),因此能够抑制花纹块刚性和除水性的降低，并且同时充分地改善了轮胎的冰上性能和雪上性能。
[0058]即，在胎面表面的表面特性上，在胎面表面的至少一部分上以80个/mm2以上的数量密度形成在图8的(a)中示出的假想方块(200μπιΧ200μπιΧ50μπι)内的具有4Χ 15Um3以上的体积的突起部。因此，能够确保突起部之间的除水用的空间，并且同时各突起部可以相对均匀地与路面接触以由此确保突起部的足够的接地面积。
[0059]此外，对于本发明的轮胎，尽管也可以在胎面表面上形成具有小于4Χ105μ m3的体积的突起部或者具有不满足条件X≤200 μ m、y≤200 μ m和Z≤50 μ m的突起部，但优选的是，不满足上述条件的突起部的数量是突起部的总数的10%以下。如果不满足上述条件的突起部以10%以下地存在，则可以充分地获得前述效果。
[0060]在这里，对于轮胎20，为了相同的原因，优选的是，具有4X 15 μ m3以上的体积并满足条件X < 200 μ m、y < 200 μ m和ζ < 50 μ m的突起部的数量密度为150个/mm2以上，并且更优选地期望为150个/mm2以上且小于250个/mm2。另外，优选的是，突起部的体积为 5Χ105μπι3 以上。
[0061]此外，可以例如通过用电子显微镜放大胎面表面来测量本发明的“突起部的体积”和“突起部的宽度X、y和高度Z”。
[0062]对于轮胎，优选的是，形成有半球状形状的突起部的轮胎的胎面表面的十点平均粗糙度Rz是1.0 μ m至50 μ m。通过将Rz设定为1.0 μ m以上,可以确保除水用的空隙,而通过将Rz设定为50 μ m以下，可以确保与路面的接触面积。由此能够进一步改善轮胎的冰上性能和雪上性能。
[0063]此外，“十点平均粗糙度Rz”是指根据JIS B0601 (1994年)的规定而测量的值，其基准长度是0.8mm并且评价长度是4mm。
[0064]另外，优选的是，形成在轮胎的胎面表面上的突起部的局部顶峰之间的平均间隔S被设定为5.0 μ m至100 μ m。原因在于，通过将平均间隔S设定为5.0 μ m以上，可以确保除水用的空隙，而通过将平均间隔S设定为10ym以下，可以确保与路面的接触面积。由此能够进一步改善轮胎的冰上性能和雪上性能。
[0065]如在这里使用时，术语“局部顶峰之间的平均间隔”是指根据JIS Β0601 (1994年)的规定而测量的值，其基准长度是0.8mm并且平均长度是4_。
[0066]另外，不特别限制上述轮胎并且可以用下面的轮胎成型用模具制造上述轮胎。此夕卜，可以用通常的方法执行利用下面的轮胎成型用模具的轮胎的成型。
[0067]〈轮胎成型用模具〉
[0068]图5是示出在成型本发明的轮胎时使用的轮胎成型用模具的一部分的示意性局部立体图。
[0069]如图5所示，模具10具有用于轮胎的硫化成型的成型面11。成型面11具有用于成型胎面表面的胎面表面成型面11a，并且根据图示的示例，还具有用于成型胎侧部的外表面的胎侧成型面Ub和用于成型胎圈部的外表面的胎圈部成型面He。不特别限制成型面11，并且例如可以用铝形成成型面11。
[0070]本发明的轮胎的具有上述表面特性的胎面表面可以用包括具有与该表面特性对应的表面特性的胎面表面成型面Ila的轮胎成型用模具10形成。具体地，如图6的(a)中的胎面表面成型面Ila的放大平面图和图6的(b)中的轮胎成型用模具10的胎面表面成型面Ila侧的沿着宽度方向截取的放大截面图所示，根据本实施方式的轮胎成型用模具10在模具10的整个胎面表面成型面Ila上具有用以网眼状延伸的突起部40分隔开的多个凹部12。此外，尽管图6示出了凹部12是具有半球状形状的凹部的情况，但是本发明的模具的凹部12也可以是截头半球状、截头圆锥状、截头棱锥状、圆柱状或棱柱状的凹部。
[0071]在利用模具10的轮胎的硫化过程中，模具10的胎面表面成型面Ila的半球状的凹部由轮胎的胎面表面的突起部形状转换而来。另外，在制造的轮胎的胎面表面上形成了由以网眼状延伸的突起部(凸部)40分隔开的微小凹部12，其突起部的宽度为50 μ m以下。
[0072]采用这种方式，通过在胎面成型面的至少一部分上形成由以网眼状延伸的突起部分隔开的多个凹部，并且通过将突起部40的宽度I设定为50 μ m以下，能够成型冰上性能和雪上性能优异的且在胎面表面的至少一部分上具有预定的宽度(50μπι以下)的以网眼状延伸的凹部的轮胎。
[0073]在这里使用的术语“突起部的宽度”是指在胎面表面成型面的平面图中位于相邻的凹部之间的突起部的最小距离。另外，“凹部的外径”是指在胎面表面成型面的平面图中凹部的最大直径。并且，“突起部的宽度”和“凹部的外径”可以例如通过用电子显微镜对胎面表面成型面成像来测量。
[0074]另外，优选的是，突起部40的宽度I是5μπι以上。采用这种方式，如果胎面表面成型面的突起部40的宽度I被设定为5μπι以上，则能够确保由制造的轮胎的胎面表面上的凹部提供的空隙以确保除水性。
[0075]优选的是，在本发明的模具中，凹部12的外径d被设定为5 μ m至70 μ m。通过将凹部12的外径d设定在上述范围，能够确保突起部9的刚性，并且同时通过确保突起部9之间的空隙的体积来改善轮胎的胎面表面上的除水性。
[0076]这里，模具的胎面表面成型面的突起部的宽度可以通过调节喷砂材料(blastmaterial)的粒径来控制。具体地，通过增加喷砂材料的粒径，可以减小突起部的宽度。另夕卜，可以通过调节喷砂材料的粒径来控制凹部的外径。具体地，通过增大喷砂材料的粒径，可以使得凹部的外径变大。
[0077]以下，将说明用于成型模具10的胎面表面成型面Ila的方法。
[0078]可以经由喷砂材料喷砂过程来形成上述胎面表面成型面11a，其中特定的形状的喷砂材料被喷砂并被迫撞击成型面。另外，经由喷砂材料喷砂过程获得的轮胎成型用模具可以在胎面表面成型面的至少一部分上具有由以网眼状延伸的突起部40分隔开的多个上述凹部12，并且具有宽度I为50 μ m以下的多个突起部40，因此，利用该模具而经受了硫化成型的轮胎的胎面表面可以在胎面表面的至少一部分上具有由以网眼状延伸的凹部30分隔开的多个上述突起部(凸部)9，并且具有宽度I为50 μ m以下的多个凹部30。
[0079]这里，在喷砂材料喷砂过程中，优选的是，上述胎面表面成型面Ila(整个或部分地)通过喷砂具有15 μ m以下的球形度的球形喷砂材料并迫使其撞击成型面而形成。这是因为，通过将喷砂材料的球形度设定为15μπι以下，可以在模具的胎面表面成型面上形成具有期望特性的凹部。能够将通过利用该模具成型的轮胎的胎面表面设定为期望的表面形状。
[0080]另外，更加优选的是，在这里的喷砂材料的球形度被设定为10 μ m以下。通过将喷砂材料的球形度设定为1ym以下，可以在模具的胎面表面成型面上容易地形成具有期望特性的多个凹部，结果能够通过在利用该模具成型的轮胎的胎面表面上成型具有期望形状的多个突起部而成型具有更优异的冰上性能和雪上性能的轮胎。
[0081]此外，更加优选的是，在这里的喷砂材料的球形度被设定为5 μ m以下。通过将喷砂材料的球形度设定为5μπι以下，可以在模具的胎面表面成型面上容易地形成具有期望特性的凹部。
[0082]另外，优选的是，在喷砂材料喷砂过程中使用的喷砂材料的平均粒径被设定为10 μ m至1mm。通过将喷砂材料的平均粒径设定为10 μ m以上，可以更加容易地获得在胎面表面成型面上具有期望凹部形状的模具，并且在喷砂材料喷砂过程中，能够抑制高压喷砂的情况下喷砂材料向周围飞散。另一方面，通过将喷砂材料的平均粒径设定为Imm以下，能够抑制模具表面的过早磨耗。
[0083]基于相同的理由，优选的是，喷砂材料的平均粒径被设定为20μπι至0.7mm，更加优选地为30 μ m至0.5謹。
[0084]在这里使用的术语“平均粒径”是指通过用SEM对喷砂材料成像、然后从中随机取出10个喷砂材料、获得各喷砂材料的内切圆的直径和外接圆的直径的平均值并将10个喷砂材料的结果取平均值而获得的值。
[0085]这里，优选的是，喷砂材料的莫氏硬度被设定为2至10。通过将喷砂材料的莫氏硬度设定为2以上，可以更加容易地获得在胎面表面成型面上具有期望凹部形状的模具。另一方面，通过将喷砂材料的莫氏硬度设定为10以下，模具几乎不会过早劣化。
[0086]基于相同的理由，优选的是，喷砂材料的莫氏硬度被设定为3.0至9.0，更加优选为5.0至9.0。另外，优选的是，轮胎成型用模具的胎面表面成型面的莫氏硬度被设定为2.0至5.0，并且轮胎成型用模具的胎面表面成型面的莫氏硬度与喷砂材料的莫氏硬度之间的差被设定为3.0至5.0。
[0087]另外，优选的是，喷砂材料的比重被设定为0.5至20。这是因为，通过将喷砂材料的比重设定为0.5以上，可以通过抑制喷砂过程中喷砂材料的飞散来改善操作性。另一方面，通过将喷砂材料的比重设定为20以下，能够减少用于使喷砂材料加速所需的能量，并且能够抑制模具的过早磨耗。
[0088]基于相同的理由，优选的是，喷砂材料的比重被设定为0.8至18，更加优选地为
1.2 至 15。
[0089]不特别限制喷砂材料的材料，并且优选地是例如使用锆石(zircon)、铁、铸钢或陶瓷作为材料。
[0090]这里，在喷砂材料喷砂过程中，优选的是，利用10kPa至100kPa的高压空气向上述模具的胎面表面成型面上喷砂喷砂材料30秒至10分钟。
[0091]通过在10kPa以上的压力下将喷砂材料喷砂30秒以上，能够使得胎面表面成型面遍布上述期望的形状，而通过在100kPa以下的压力下将喷砂材料喷砂10分钟以下，能够抑制对胎面表面成型面造成损坏。
[0092]另外，优选的是，通过调节材料的比重和喷砂压力，喷砂材料的喷砂速度被设定为
0.3 (m/s)至10 (m/s),更加优选为0.5 (m/s)至7 (m/s)。在这种情况下,优选的是，用于喷砂喷砂材料的喷嘴与轮胎成型用模具之间的距离被设定为50 (mm)至200 (mm)。
[0093]此外，喷砂材料的上述喷砂时间是指对于单个模具的喷砂时间，例如，在利用9个模具成型单个轮胎的情况下，优选的是，将喷砂材料向用于成型单个轮胎的9个模具的胎面表面成型面上喷砂总共270秒至90分钟。
[0094]另外，向单个模具的胎面表面成型面上喷砂喷砂材料可以通过操作者在考虑模具的形状等的情况下使喷砂位置移位来进行。采用这种方式，能够更加均匀地喷砂喷砂材料。
[0095]另外，在模具10中，优选的是，各凹部12的形状是半球状。这是因为，通过将各凹部12的形状形成为半球状，能够在轮胎的胎面表面上形成半球状的突起部9。注意，能够通过调节喷砂材料的粒径、喷砂速度和喷砂角度来控制各凹部12的形状。
[0096]此外，在模具10中，优选的是，各凹部12的深度h被设定为I μπι至50 μπι。通过将各凹部12的深度h设定为Iym至50 μπι，能够在轮胎的胎面表面上形成具有Iym至50 μ m高度的突起部9。此外，能够通过调节喷砂材料的喷砂速度来控制各凹部12的深度ho具体地，如果增加喷砂材料的喷砂速度，则可以增大深度h。
[0097]此外，各凹部12的深度是指与通过凹部12的最深部(径向内端)延伸的与径向线垂直的第三假想平面和在接触凹部12的外轮廓线且与径向线垂直的假想平面之中最靠近第三假想平面的第四假想平面之间的沿径向的距离。注意，术语“径向”是指与圆环状的胎面表面成型面的径向对应的方向、即与通过利用模具10成型的轮胎的轮胎径向对应的方向。另外，可以用SEM或显微镜来测量凹部12的深度。[0098]另外，模具10是具有用于成型轮胎的胎面表面的胎面表面成型面的轮胎成型用的模具，并且优选的是，以80个/mm2至320个/mm2的数量密度在胎面表面成型面的至少一部分上形成多个突起部。采用这种方式，能够在抑制花纹块刚性减小和除水性减小的同时成型冰上性能和雪上性能优异的轮胎。
[0099]这里，对于本发明的模具，优选的是，在胎面表面成型面的面积的90%以上的范围以80个/mm2至320个/mm2的数量密度形成凹部。如果以预定的数量密度将凹部形成为覆盖胎面表面成型面的面积的90%以上，则能够在轮胎的胎面表面上形成足够数量的突起部。
[0100]另外，在模具10中，更加优选的是，凹部12的数量密度为150个/mm2至250个/mm2。通过将凹部12的数量密度设定为150个/mm2至250个/mm2，能够在轮胎的胎面表面上形成具有150个/mm2至250个/mm2的数量密度的突起部9。
[0101]此外，能够通过调节喷砂材料的粒径和颗粒数量来控制凹部12的数量密度。具体地，如果增加喷砂材料的颗粒数量，则可以增大数量密度。另外，如果增大喷砂材料的粒径，则可以减小数量密度。
[0102]此外，模具10是具有用于成型轮胎的胎面表面的胎面表面成型面的轮胎成型用模具，并且优选的是，在胎面表面成型面的至少一部分上以80个/mm2以上的数量密度形成具有4X 15 μ m3以上的体积并且满足以下条件:x’ ( 200ym、y’≤200 μ m且ζ’≤50 μ m的凹部，其中，x’表示作为各上述凹部的最大宽度的第一宽度(um)，y’表示作为各凹部的沿着与测量第一宽度所在的方向垂直的方向的最大宽度的第二宽度(μπι)，并且ζ’表示各凹部的深度(Pm)。
[0103]采用这种方式，能够成型冰上性能和雪上性能优异的轮胎，该轮胎在胎面表面的至少一部分上以4Χ105μπι3以上的体积且以80个/mm2以上的数量密度形成满足条件X ^ 200 μ m> y ^ 200 μηι?ζ^50μηι 的突起部。
[0104]此外，能够通过调节粒径和颗粒数量来控制凹部12的数量密度。具体地，如果增加喷砂材料的颗粒数量，则可以增加数量密度。另外，如果增大喷砂材料的粒径，则可以降低数量密度。另外，能够通过调节喷砂材料的喷砂速度来控制凹部12的体积。具体地，如果增加喷砂材料的喷砂速度，则可以增大体积。
[0105]这里，对于模具，在形成有凹部12的部分上，基于相同的理由，优选的是，均具有4Χ 15Um3以上的体积且满足条件X’ ( 200 μ m、y’≤200μπι和ζ’≤50 μπι的那些凹部的数量密度为150个/mm2以上，更优选为150个/mm2以上且小于250个/mm2。另外，优选的是凹部的体积为5 X 15 μ m3以上。
[0106]注意，可以例如通过用显微镜放大胎面表面成型面来测量本发明中的“凹部的体积”和“凹部的宽度x’、y’和高度ζ’”。
[0107]这里，优选的是，模具的胎面表面成型面的十点平均粗糙度Rz是1.0 μ m至50 μ m。这是因为，能够成型胎面表面具有1.0 μ m至50 μ m的十点平均粗糙度Rz的轮胎。
[0108]注意，通过将喷砂材料喷砂过程中使用的喷砂材料的平均粒径设定为50μπι至400 μ m,能够生产设置有十点平均粗糙度Rz在上述范围的胎面表面成型面的轮胎成型用模具。
[0109]另外，优选的是，模具的胎面表面成型面的凹部的局部顶峰之间的平均间隔是5.0 μ m至100 μ m。这是因为，能够成型在轮胎的胎面表面上形成的突起部的局部顶峰之间的平均间隔S为5.0 μ m至100 μ m的轮胎。
[0110]此外，通过将喷砂材料喷砂过程中使用的喷砂材料的平均粒径设定为50μπι至400 μ m,能够获得包括平均间隔在上述范围的胎面表面成型面的轮胎成型用模具。
[0111]以上，已经参照【专利附图】
【附图说明】了本发明的实施方式。然而，本发明的轮胎和轮胎成型用模具不特别地限于公开的实施方式，并且可以对本发明的轮胎和轮胎成型用模具做出适当的变更。
[0112]实施例
[0113]以下，将根据实施例进一步详细地说明本发明，但是本发明不限于所公开的实施例。
[0114](轮胎成型用模具的制造)
[0115]通过在改变喷砂条件(如喷砂压力和喷砂速度)的情况下将(陶瓷系)喷砂材料喷砂至由铝制成的轮胎成型用模具的胎面表面成型面来制造包括具有如表I所示的表面特性的胎面表面成型面的轮胎成型用模具I至轮胎成型用模具5。此外，用SEM和显微镜对制造的模具的胎面表面成型面的表面特性进行测量。
[0116][表 I]
[0117]
【权利要求】
1.一种轮胎，其特征在于，在胎面表面的至少一部分包括由以网眼状延伸的凹部分隔开的多个突起部， 所述凹部的宽度为50 μ m以下。
2.一种轮胎成型用模具，其特征在于，所述轮胎成型用模具包括: 胎面表面成型面，所述胎面表面成形面用于成型轮胎的胎面表面；在所述胎面表面成型面的至少一部分形成由以网眼状延伸的突起部分隔开的多个凹部， 所述突起部的宽度为50 μ m以下。
【文档编号】B60C11/00GK104039565SQ201280064865
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2012年12月28日 优先权日:2011年12月28日
【发明者】渡部亮一 申请人:株式会社普利司通
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