充氣輪胎胎面和具有所述胎面的充氣輪胎的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種充氣輪胎胎面以及具有所述胎面的充氣輪胎，并且特別地，本發(fā) 明涉及一種借助于在花紋塊的正面?zhèn)缺谏显O置的增強部具有提高的雪上性能和冰上性能 的充氣輪胎胎面，以及一種具有所述胎面的充氣輪胎。
【背景技術】
[0002] 冬用輪胎/冬季輪胎（也被稱為"無釘輪胎"）作為可在覆蓋有雪或冰的冬季路面 上行駛的輪胎是眾所周知的。冬用輪胎一般設有多個已知為刀槽花紋的通向接觸表面的窄 切口，借助于已知的"邊緣"效果和水膜去除效果、并且還通過使用比用于非冬季使用的輪 胎更柔軟的混合物來提高對冬季路面的附著力。
[0003] 冬用輪胎中與路面產生摩擦力的機制實際上依據路面積雪或者結冰而不同，因此 已知的是，即使使用了柔軟的混合物并且在作為地面接觸元件的花紋塊中設置了大量窄切 口以提高冰上性能，其結果是花紋塊的剛度將會降低，并且這將妨礙雪上性能的任何提高。
[0004] 已知在花紋塊的側壁上引入增強部作為用于同時獲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，專利文件1(主要參考附圖3)描述了一種充氣輪胎，其中通過在設有三個窄 切口和一個副花紋溝的花紋塊中的面向橫向花紋溝和副橫向花紋溝的花紋塊側壁上設置 采用具有80度至95度的JIS A硬度的橡膠的增強部實現了雪上性能和冰上性能之間的平 衡。
[0006] 此外，專利文件2 (主要參考附圖2)描述了一種技術，其中通過使用其中將以重量 計至少50份的碳黑和/或二氧化硅（硅石）與含有30wt% (重量百分比）或更多的玻璃 (態(tài)）轉化溫度為_60°C或更高的橡膠組分的以重量計100份的二烯基橡膠組合的組合物， 并且通過在花紋塊的側壁上設置采用具有-30°C或更低的脆化溫度的橡膠的增強部實現了 雪上性能和冰上性能之間的平衡。
[0007] 此外，作為在先申請的專利文件3(主要參考附圖1)描述了一種充氣輪胎胎面， 其借助于在花紋塊側壁的至少50%的區(qū)域上將具有200MPa或者更高的材料模量（彈性模 量）的增強層（增強部）設置成小于〇.5mm的厚度的事實來實現雪上性能和冰上性能之間 的平衡。
[0008] 作為用于同時獲得良好的冰上性能和雪上性能的手段，專利文件4(主要參考附 圖3)描述了一種借助于花紋塊沿著旋轉方向傾斜的事實來實現雪上性能和冰上性能之間 的平衡的充氣輪胎。
[0009] 現有技術文件
[0010] 專利文件
[0011] 專利文件 I :JP 7-047814 A
[0012] 專利文件 2 :JP 2010-105509 A
[0013] 專利文件 3 :PCT/JP2011/079188 (TO 2013/088570 宣傳冊）
[0014] 專利文件 4 :JP 2009-292229 A

【發(fā)明內容】

[0015] 本發(fā)明所要解決的問題
[0016] 然而，利用在專利文件1、2、3和4中描述的充氣輪胎實現雪上性能和冰上性能之 間的高水平平衡是很困難的，且特別是雪上性能的提高不足，并從冬季路面上的行駛安全 性的觀點來說，存在對一種可以實現雪上性能和冰上性能之間的更高水平的平衡的充氣輪 胎的需求。
[0017] 本發(fā)明意在解決上述現有技術的問題，并且其目的在于提供一種在花紋塊的側壁 上設置增強部的、可以實現雪上性能與冰上性能之間的更高水平的平衡的充氣輪胎胎面， 以及提供一種具有這種胎面的充氣輪胎。
[0018] 解決問題的手段
[0019] 為了實現上述目的，本發(fā)明提供了一種借助于至少一種橡膠組合物形成的充氣輪 胎胎面，其特征在于：所述至少一種橡膠組合物具有彈性模量Et ;所述胎面包括：至少一 個周向主花紋溝、多個副花紋溝以及由所述周向主花紋溝和所述副花紋溝限定的多個花紋 塊；所述多個花紋塊中的至少一個花紋塊包括：構成當所述輪胎行駛（滾動）時至少部分 地接觸路面的接觸表面的上表面、沿著所述輪胎的周向方向定位的兩個正面?zhèn)缺诤脱刂?述輪胎的軸向方向定位的兩個側面?zhèn)缺?；花紋塊的上表面具有在與兩個正面?zhèn)缺谙嘟坏奈?置處形成的兩個正面邊緣；花紋塊具有在兩個正面?zhèn)缺谥械闹辽僖粋€上設置的增強部；增 強部借助于具有彈性模量Ef的材料形成，并且增強部的彈性模量Ef和橡膠組合物的彈性 模量Et具有由在標準ASTM D882-09中定義的拉伸試驗所獲得的數值，并且增強部的彈性 模量Ef是橡膠組合物的彈性模量Et的至少20倍；花紋塊的增強部具有在0· Imm和2. Omm 之間的平均厚度，并且被設置為在正面?zhèn)缺诘闹辽?0%的區(qū)域上至少面向副花紋溝；并且 兩個正面?zhèn)缺诒恍纬蔀槭沟闷湎鄬τ谏媳砻娴慕嵌确謩e形成角度Tl和角度T2,角度Tl和 角度T2均小于90°。
[0020] 此處，"花紋溝"是指具有一定寬度和深度的、通過借助于另一表面（底表面）連接 在通常使用條件下不相互接觸的兩個相對的表面（壁表面、側壁）所構成的空間。
[0021] 此外，"主花紋溝"是指主要負責排放流體并且在胎面中形成的各種類型的花紋溝 中具有相對大的寬度的花紋溝。在許多情況中，"主花紋溝"是指沿著輪胎的周向方向以直 線形、Z形或者波浪形方式延伸的花紋溝，但是也包括主要負責排放流體并且相對于輪胎的 旋轉方向以一定角度延伸的具有相對大的寬度的花紋溝。
[0022] 此外，除了"主花紋溝"以外的花紋溝被稱為"副花紋溝"。
[0023] 此外，"邊緣"是指花紋塊的上表面與正面?zhèn)缺诨蛘邆让鎮(zhèn)缺谥g的相交部（花紋 塊的上表面上的邊緣部分或者花紋塊的上表面上相對于正面?zhèn)缺诨騻让鎮(zhèn)缺诘倪吔纾?。?紋塊的形成接觸表面的一部分的上表面由諸如這些邊緣的邊緣限定。如果在上表面與正面 側壁或者側面?zhèn)缺谥g形成斜面，則所述斜面部分被認為是上表面的一部分。在花紋塊的 上表面和正面?zhèn)缺谥g沿著旋轉方向的相交部被稱為"正面邊緣"。
[0024] 此外，"彈性模量"是指由從標準ASTM D882-09中定義的拉伸試驗獲得的拉伸試 驗曲線所計算出的拉伸彈性模量E。也就是說，橡膠組合物的彈性模量Et和增強部的彈性 模量Ef是由從標準ASTM D882-09中定義的拉伸試驗獲得的拉伸試驗曲線計算出的。如在 "POLYMER PHYSICS (聚合物物理學）"（牛津大學，ISBN 978-0-19-852059-7,第 7. 7 章第 296頁）中所描述，拉伸彈性模量E與彈性剪切模量G具有以下關系。
[0025] E = 2G(l+v)
[0026] 此處，V是泊松比，橡膠材料的泊松比為非常接近〇. 5的數值。
[0027] 此外，當確認形成增強部的材料的彈性模量Ef是形成胎面的橡膠組合物的彈性 模量Et的至少20倍時，還可以通過利用復合彈性模量（材料的動態(tài)剪切模量：G*) M替代上 述彈性模量Et和彈性模量Ef來作出該確認。借助于使用由原始組合物（生組合物）模制的 試樣或者與硫化后的組合物結合的試樣的粘度分析儀（viscoanalyser:Metravib VB4000) 來測量由G'表示的儲存彈性模量和由G"表示的損失彈性模量，其為已知的動態(tài)性能。在 標準ASTM D 5992-96 (1996年最初批準、2006年9月公布的版本）的圖X2. 1 (圓形方法） 中描述了所使用的試樣。試樣的直徑"d"為IOmm(因此，試樣具有78. 5_2的圓形橫截面）， 橡膠混合物的各部分的厚度"L"為2mm，并且比值"d/L"為5 (在ASTM標準的X2. 4段中描 述，不同于標準ISO 2856中推薦的數值為2的比值"d/L"）。在試驗中，在IOHz的頻率下 測量經受單純交變正弦剪切負載的包含已硫化橡膠組合物的試樣的響應。在試驗期間施加 的最大剪切應力為〇.7MPa。通過使溫度從Tmin (低于橡膠材料的玻璃轉化溫度（Tg)的溫 度）開始直至在100°C附近的最高溫度Tmax以I. 5°C /分鐘的速率變化來進行所述測量。 在試驗開始之前，使試樣在Tmin下穩(wěn)定大約20分鐘，以便在試樣中獲得令人滿意的溫度均 一性。所獲得的結果是在預定溫度下的儲存彈性模量（G')和損失彈性模量（G")。使用 以下公式以儲存彈性模量和損失彈性模量的絕對值定義復合彈性模量(T:
【主權項】
1. 充氣輪胎胎面，所述充氣輪胎胎面借助于至少一種橡膠組合物形成，其特征在于： 所述至少一種橡膠組合物具有彈性模量Et ; 所述胎面包括：至少一個周向主花紋溝、多個副花紋溝以及由所述周向主花紋溝和所 述副花紋溝限定的多個花紋塊； 所述多個花紋塊中的至少一個花紋塊包括：構成當所述輪胎行駛時至少部分地接觸路 面的接觸表面的上表面、沿著所述輪胎的周向方向定位的兩個正面?zhèn)缺诤脱刂鲚喬サ?軸向方向定位的兩個側面?zhèn)缺冢? 所述花紋塊的上表面具有在與所述兩個正面?zhèn)缺谙嘟坏奈恢锰幮纬傻膬蓚€正面邊 緣； 所述花紋塊具有在所述兩個正面?zhèn)缺诘闹辽僖粋€上設置的增強部； 所述增強部借助于具有彈性模量Ef的材料形成，并且所述增強部的彈性模量Ef和所 述橡膠組合物的彈性模量Et具有由在標準ASTMD882-09中定義的拉伸試驗所獲得的數 值，并且所述增強部的彈性模量Ef為所述橡膠組合物的彈性模量Et的至少20倍； 所述花紋塊的增強部具有在〇. Imm和2. Omm之間的平均厚度，并且被設置為在所述正 面?zhèn)缺诘闹辽俚扔?0%的區(qū)域上至少面向所述副花紋溝；以及 所述兩個正面?zhèn)缺诒恍纬蔀槭沟闷湎鄬τ谒錾媳砻娴慕嵌确謩e形成角度Tl和角度T2,角度Tl和角度T2均小于90°。
2.根據權利要求1所述的充氣輪胎胎面，其特征在于，角度Tl和角度T2均為85°或 者更小。
3.根據權利要求1或2所述的充氣輪胎胎面，其特征在于，角度Tl和角度T2均為60° 或者更大。
4.根據權利要求3所述的充氣輪胎胎面，其特征在于，角度Tl和角度T2均為70°或 者更大。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的充氣輪胎胎面，其特征在于，角度Tl和角度T2 彼此不同。
6. 根據權利要求1至5中任一項所述的充氣輪胎胎面，其特征在于，角度T2大于角度 Tlo
7.根據權利要求6所述的充氣輪胎胎面，其特征在于，角度Tl和角度T2滿足以下關 系： T2ST# 〇
8.根據權利要求1至7中任一項所述的充氣輪胎胎面，其特征在于，角度Tl為80°或 者更小。
9.根據權利要求1至8中任一項所述的充氣輪胎胎面，其特征在于，角度T2在75°和 85°之間。
10. 根據權利要求1至9中任一項所述的充氣輪胎胎面，其特征在于，在所述正面?zhèn)缺?上設置的增強部被設置為至少部分地沿著所述正面邊緣的寬度方向延伸。
11. 根據權利要求1至10中任一項所述的充氣輪胎胎面，其特征在于，所述增強部在所 述至少一個正面?zhèn)缺诘闹辽俚扔?〇%的區(qū)域上設置。
12. 根據權利要求11所述的充氣輪胎胎面，其特征在于，所述增強部在所述至少一個 正面?zhèn)缺诘恼麄€區(qū)域上設置。
13. 根據權利要求12所述的充氣輪胎胎面，其特征在于，所述增強部在所述兩個正面 側壁的整個區(qū)域上設置。
14. 充氣輪胎，其特征在于，其包括根據權利要求1至13中任一項所述的胎面。
【專利摘要】一種充氣輪胎胎面，其中在輪胎胎面(1)的每個花紋塊(5)的正面壁(52、53)上設置增強部(6)，以便在提高雪上性能的同時提高冰上性能，以及具有這種胎面的充氣輪胎，其中由具有增強部(6)的兩個正面壁與花紋塊的上表面形成的角度(T1、T2)均小于90°。
【IPC分類】B60C11-00
【公開號】CN104870216
【申請?zhí)枴緾N201380067960
【發(fā)明人】金子秀一
【申請人】米其林企業(yè)總公司, 米其林研究和技術股份公司
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2013年12月27日
【公告號】WO2014104339A1