充气轮胎胎面和具有所述胎面的充气轮胎的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种充气轮胎胎面以及具有所述胎面的充气轮胎，并且特别地，本发 明涉及一种借助于在花纹块的正面侧壁上设置的增强部具有提高的雪上性能和冰上性能 的充气轮胎胎面，以及一种具有所述胎面的充气轮胎。
【背景技术】
[0002] 冬用轮胎/冬季轮胎（也被称为"无钉轮胎"）作为可在覆盖有雪或冰的冬季路面 上行驶的轮胎是众所周知的。冬用轮胎一般设有多个已知为刀槽花纹的通向接触表面的窄 切口，借助于已知的"边缘"效果和水膜去除效果、并且还通过使用比用于非冬季使用的轮 胎更柔软的混合物来提高对冬季路面的附着力。
[0003] 冬用轮胎中与路面产生摩擦力的机制实际上依据路面积雪或者结冰而不同，因此 已知的是，即使使用了柔软的混合物并且在作为地面接触元件的花纹块中设置了大量窄切 口以提高冰上性能，其结果是花纹块的刚度将会降低，并且这将妨碍雪上性能的任何提高。
[0004] 已知在花纹块的侧壁上引入增强部作为用于同时获得良好的冰上性能和良好的 雪上性能的手段是有效的。
[0005] 例如，专利文件1(主要参考附图3)描述了一种充气轮胎，其中通过在设有三个窄 切口和一个副花纹沟的花纹块中的面向横向花纹沟和副横向花纹沟的花纹块侧壁上设置 采用具有80度至95度的JIS A硬度的橡胶的增强部实现了雪上性能和冰上性能之间的平 衡。
[0006] 此外，专利文件2 (主要参考附图2)描述了一种技术，其中通过使用其中将以重量 计至少50份的碳黑和/或二氧化硅（硅石）与含有30wt% (重量百分比）或更多的玻璃 (态）转化温度为_60°C或更高的橡胶组分的以重量计100份的二烯基橡胶组合的组合物， 并且通过在花纹块的侧壁上设置采用具有-30°C或更低的脆化温度的橡胶的增强部实现了 雪上性能和冰上性能之间的平衡。
[0007] 此外，作为在先申请的专利文件3(主要参考附图1)描述了一种充气轮胎胎面， 其借助于在花纹块侧壁的至少50%的区域上将具有200MPa或者更高的材料模量（弹性模 量）的增强层（增强部）设置成小于〇.5mm的厚度的事实来实现雪上性能和冰上性能之间 的平衡。
[0008] 作为用于同时获得良好的冰上性能和雪上性能的手段，专利文件4(主要参考附 图3)描述了一种借助于花纹块沿着旋转方向倾斜的事实来实现雪上性能和冰上性能之间 的平衡的充气轮胎。
[0009] 现有技术文件
[0010] 专利文件
[0011] 专利文件 I :JP 7-047814 A
[0012] 专利文件 2 :JP 2010-105509 A
[0013] 专利文件 3 :PCT/JP2011/079188 (TO 2013/088570 宣传册）
[0014] 专利文件 4 :JP 2009-292229 A
【发明内容】
[0015] 本发明所要解决的问题
[0016] 然而，利用在专利文件1、2、3和4中描述的充气轮胎实现雪上性能和冰上性能之 间的高水平平衡是很困难的，且特别是雪上性能的提高不足，并从冬季路面上的行驶安全 性的观点来说，存在对一种可以实现雪上性能和冰上性能之间的更高水平的平衡的充气轮 胎的需求。
[0017] 本发明意在解决上述现有技术的问题，并且其目的在于提供一种在花纹块的侧壁 上设置增强部的、可以实现雪上性能与冰上性能之间的更高水平的平衡的充气轮胎胎面， 以及提供一种具有这种胎面的充气轮胎。
[0018] 解决问题的手段
[0019] 为了实现上述目的，本发明提供了一种借助于至少一种橡胶组合物形成的充气轮 胎胎面，其特征在于：所述至少一种橡胶组合物具有弹性模量Et ;所述胎面包括：至少一 个周向主花纹沟、多个副花纹沟以及由所述周向主花纹沟和所述副花纹沟限定的多个花纹 块；所述多个花纹块中的至少一个花纹块包括：构成当所述轮胎行驶（滚动）时至少部分 地接触路面的接触表面的上表面、沿着所述轮胎的周向方向定位的两个正面侧壁和沿着所 述轮胎的轴向方向定位的两个侧面侧壁；花纹块的上表面具有在与两个正面侧壁相交的位 置处形成的两个正面边缘；花纹块具有在两个正面侧壁中的至少一个上设置的增强部；增 强部借助于具有弹性模量Ef的材料形成，并且增强部的弹性模量Ef和橡胶组合物的弹性 模量Et具有由在标准ASTM D882-09中定义的拉伸试验所获得的数值，并且增强部的弹性 模量Ef是橡胶组合物的弹性模量Et的至少20倍；花纹块的增强部具有在0· Imm和2. Omm 之间的平均厚度，并且被设置为在正面侧壁的至少70%的区域上至少面向副花纹沟；并且 两个正面侧壁被形成为使得其相对于上表面的角度分别形成角度Tl和角度T2,角度Tl和 角度T2均小于90°。
[0020] 此处，"花纹沟"是指具有一定宽度和深度的、通过借助于另一表面（底表面）连接 在通常使用条件下不相互接触的两个相对的表面（壁表面、侧壁）所构成的空间。
[0021] 此外，"主花纹沟"是指主要负责排放流体并且在胎面中形成的各种类型的花纹沟 中具有相对大的宽度的花纹沟。在许多情况中，"主花纹沟"是指沿着轮胎的周向方向以直 线形、Z形或者波浪形方式延伸的花纹沟，但是也包括主要负责排放流体并且相对于轮胎的 旋转方向以一定角度延伸的具有相对大的宽度的花纹沟。
[0022] 此外，除了"主花纹沟"以外的花纹沟被称为"副花纹沟"。
[0023] 此外，"边缘"是指花纹块的上表面与正面侧壁或者侧面侧壁之间的相交部（花纹 块的上表面上的边缘部分或者花纹块的上表面上相对于正面侧壁或侧面侧壁的边界）。花 纹块的形成接触表面的一部分的上表面由诸如这些边缘的边缘限定。如果在上表面与正面 侧壁或者侧面侧壁之间形成斜面，则所述斜面部分被认为是上表面的一部分。在花纹块的 上表面和正面侧壁之间沿着旋转方向的相交部被称为"正面边缘"。
[0024] 此外，"弹性模量"是指由从标准ASTM D882-09中定义的拉伸试验获得的拉伸试 验曲线所计算出的拉伸弹性模量E。也就是说，橡胶组合物的弹性模量Et和增强部的弹性 模量Ef是由从标准ASTM D882-09中定义的拉伸试验获得的拉伸试验曲线计算出的。如在 "POLYMER PHYSICS (聚合物物理学）"（牛津大学，ISBN 978-0-19-852059-7,第 7. 7 章第 296页）中所描述，拉伸弹性模量E与弹性剪切模量G具有以下关系。
[0025] E = 2G(l+v)
[0026] 此处，V是泊松比，橡胶材料的泊松比为非常接近〇. 5的数值。
[0027] 此外，当确认形成增强部的材料的弹性模量Ef是形成胎面的橡胶组合物的弹性 模量Et的至少20倍时，还可以通过利用复合弹性模量（材料的动态剪切模量：G*) M替代上 述弹性模量Et和弹性模量Ef来作出该确认。借助于使用由原始组合物（生组合物）模制的 试样或者与硫化后的组合物结合的试样的粘度分析仪（viscoanalyser:Metravib VB4000) 来测量由G'表示的储存弹性模量和由G"表示的损失弹性模量，其为已知的动态性能。在 标准ASTM D 5992-96 (1996年最初批准、2006年9月公布的版本）的图X2. 1 (圆形方法） 中描述了所使用的试样。试样的直径"d"为IOmm(因此，试样具有78. 5_2的圆形横截面）， 橡胶混合物的各部分的厚度"L"为2mm，并且比值"d/L"为5 (在ASTM标准的X2. 4段中描 述，不同于标准ISO 2856中推荐的数值为2的比值"d/L"）。在试验中，在IOHz的频率下 测量经受单纯交变正弦剪切负载的包含已硫化橡胶组合物的试样的响应。在试验期间施加 的最大剪切应力为〇.7MPa。通过使温度从Tmin (低于橡胶材料的玻璃转化温度（Tg)的温 度）开始直至在100°C附近的最高温度Tmax以I. 5°C /分钟的速率变化来进行所述测量。 在试验开始之前，使试样在Tmin下稳定大约20分钟，以便在试样中获得令人满意的温度均 一性。所获得的结果是在预定温度下的储存弹性模量（G')和损失弹性模量（G")。使用 以下公式以储存弹性模量和损失弹性模量的绝对值定义复合弹性模量(T:
【主权项】
1. 充气轮胎胎面，所述充气轮胎胎面借助于至少一种橡胶组合物形成，其特征在于： 所述至少一种橡胶组合物具有弹性模量Et ; 所述胎面包括：至少一个周向主花纹沟、多个副花纹沟以及由所述周向主花纹沟和所 述副花纹沟限定的多个花纹块； 所述多个花纹块中的至少一个花纹块包括：构成当所述轮胎行驶时至少部分地接触路 面的接触表面的上表面、沿着所述轮胎的周向方向定位的两个正面侧壁和沿着所述轮胎的 轴向方向定位的两个侧面侧壁； 所述花纹块的上表面具有在与所述两个正面侧壁相交的位置处形成的两个正面边 缘； 所述花纹块具有在所述两个正面侧壁的至少一个上设置的增强部； 所述增强部借助于具有弹性模量Ef的材料形成，并且所述增强部的弹性模量Ef和所 述橡胶组合物的弹性模量Et具有由在标准ASTMD882-09中定义的拉伸试验所获得的数 值，并且所述增强部的弹性模量Ef为所述橡胶组合物的弹性模量Et的至少20倍； 所述花纹块的增强部具有在〇. Imm和2. Omm之间的平均厚度，并且被设置为在所述正 面侧壁的至少等于70%的区域上至少面向所述副花纹沟；以及 所述两个正面侧壁被形成为使得其相对于所述上表面的角度分别形成角度Tl和角度T2,角度Tl和角度T2均小于90°。
2.根据权利要求1所述的充气轮胎胎面，其特征在于，角度Tl和角度T2均为85°或 者更小。
3.根据权利要求1或2所述的充气轮胎胎面，其特征在于，角度Tl和角度T2均为60° 或者更大。
4.根据权利要求3所述的充气轮胎胎面，其特征在于，角度Tl和角度T2均为70°或 者更大。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的充气轮胎胎面，其特征在于，角度Tl和角度T2 彼此不同。
6. 根据权利要求1至5中任一项所述的充气轮胎胎面，其特征在于，角度T2大于角度 Tlo
7.根据权利要求6所述的充气轮胎胎面，其特征在于，角度Tl和角度T2满足以下关 系： T2ST# 〇
8.根据权利要求1至7中任一项所述的充气轮胎胎面，其特征在于，角度Tl为80°或 者更小。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的充气轮胎胎面，其特征在于，角度T2在75°和 85°之间。
10. 根据权利要求1至9中任一项所述的充气轮胎胎面，其特征在于，在所述正面侧壁 上设置的增强部被设置为至少部分地沿着所述正面边缘的宽度方向延伸。
11. 根据权利要求1至10中任一项所述的充气轮胎胎面，其特征在于，所述增强部在所 述至少一个正面侧壁的至少等于9〇%的区域上设置。
12. 根据权利要求11所述的充气轮胎胎面，其特征在于，所述增强部在所述至少一个 正面侧壁的整个区域上设置。
13. 根据权利要求12所述的充气轮胎胎面，其特征在于，所述增强部在所述两个正面 侧壁的整个区域上设置。
14. 充气轮胎，其特征在于，其包括根据权利要求1至13中任一项所述的胎面。
【专利摘要】一种充气轮胎胎面，其中在轮胎胎面(1)的每个花纹块(5)的正面壁(52、53)上设置增强部(6)，以便在提高雪上性能的同时提高冰上性能，以及具有这种胎面的充气轮胎，其中由具有增强部(6)的两个正面壁与花纹块的上表面形成的角度(T1、T2)均小于90°。
【IPC分类】B60C11-00
【公开号】CN104870216
【申请号】CN201380067960
【发明人】金子秀一
【申请人】米其林企业总公司, 米其林研究和技术股份公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2013年12月27日
【公告号】WO2014104339A1