CN104010833A - 轮胎和轮胎成型用模具 - Google Patents

Abstract

在本发明的轮胎中，在胎面部的胎面表面的至少一部分上形成具有预定范围的曲率半径的多个突起部。此外，在本发明的轮胎成型用模具中，在胎面表面成型面的至少一部分上形成具有预定范围的曲率半径的多个凹部。

Description

轮胎和轮胎成型用模具

技术领域

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

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。

例如，在专利文献1中提出一种如下的技术：通过在形成于胎面部的各花纹块上设置多个刀槽来增加接地面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。

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。

还有，如图1的(a)所示，对于轮胎的胎面部1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。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-192914号公报

专利文献2：日本特开平11-301217号公报

专利文献3：日本特开2009-67378号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，在专利文献1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降低。

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。

此外，例如，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。

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。

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。

用于解决问题的方案

为了解决上述问题发明人进行了深入研究。

结果，本发明人通过以下发现完成了本发明：通过在胎面部的胎面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。

基于上述发现做出本发明，并且其主要特征概括如下。

本发明的轮胎的特征在于在胎面部的胎面表面的至少一部分形成具有向轮胎径向外侧凸起的形状的多个突起部，该突起部具有位于胎面部的胎面表面的轮胎径向内侧的曲率中心，突起部的曲率半径为1μm以上且70μm以下。

通过在胎面部的胎面表面(行驶时与路面接触的表面)的至少一部分上形成多个突起部，能够在抑制花纹块的刚性降低的同时增大路面和轮胎表面之间的摩擦力以便改善轮胎的冰上性能和雪上性能。此外，因为突起部具有位于胎面部的胎面表面的轮胎径向内侧的曲率中心且突起部的曲率半径为1μm以上，所以这些突起部具有刚性高的形状。此外，通过将突起部的曲率半径设定在70μm以下能够抑制除水性的降低。

在本发明中，“曲率半径”表示在轮胎宽度方向截面视图中突起部的最大直径的0.5倍，其中以使得曲率半径最大的方式选择截面视图。可以通过使用电子显微镜对突起部的截面成像来测量如上所述的这种“曲率半径”。“向轮胎径向凸起的形状”的示例包括半球状、截头半球状等。

另外，本发明的轮胎成型用模具的特征在于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部的胎面表面，在该胎面表面成型面的至少一部分形成多个凹部，该凹部具有位于模具的外部的曲率中心，凹部的曲率半径为1μm以上且70μm以下。

通过在胎面表面成型面的至少一部分上以使得凹部具有位于模具的外部的曲率中心且凹部的曲率半径为1μm以上且70μm以下的方式形成多个凹部，能够成型如下的轮胎：在胎面部的胎面表面的至少一部分上形成具有位于胎面部的胎面表面的轮胎径向内侧的曲率中心且突起部的曲率半径为1μm以上且70μm以下的多个突起部并且冰上性能和雪上性能优异。

在本发明中，“曲率半径”表示在轮胎宽度方向截面视图中凹部的最大直径的0.5倍，其中以使得曲率半径最大的方式选择截面视图。可以通过使用电子显微镜对凹部的截面成像来测量如上所述的这种“曲率半径”。“凹部”的示例包括半球状凹部、截头半球状凹部等。

发明的效果

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。

附图说明

图1的(a)是示意性地示出传统的轮胎的胎面部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载置有负载的情况下轮胎的胎面部的胎面表面与路面接触的状态的示意性截面图。

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。

图3示意性地示出了图2中示出的轮胎的胎面部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。

图4示出了本发明的轮胎的示例的胎面部的胎面表面的SEM图像(扫描型电子显微镜图像)。

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。

图6示意性地示出了图5中示出的轮胎成型用模具的胎面表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。

图7的是轮胎的胎面部的胎面表面的一部分的形状的其它示例。

具体实施方式

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。

<轮胎>

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，本实施方式的轮胎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8b。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。

这里，在轮胎20的胎面部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的整个胎面表面6a上形成有多个如下的微小突起部9：其具有向轮胎径向外侧凸起的形状(在图示的示例中为半球状)且具有位于胎面部的胎面表面的轮胎径向内侧的曲率中心和在1μm以上且70μm以下的曲率半径。

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，只要突起部的形状具有位于胎面部的胎面表面的轮胎径向内侧的曲率中心，突起部可以具有如图7中示出的截头半球状的各种形状。

另外，在轮胎20中，因为在轮胎的胎面部的胎面表面上形成多个突起部9，所以能够在抑制花纹块刚性和除水性的降低的同时充分地改善冰上性能和雪上性能。

具体地，形成有多个突起部9的轮胎20在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水膜(即，发挥除水性)，并且增大胎面部的胎面表面与路面之间的摩擦力，由此改善轮胎的冰上性能和雪上性能。

此外，在轮胎20中，因为突起部9具有向轮胎径向外侧凸起的形状(在图示的示例中为半球状)、位于胎面部的胎面表面的轮胎径向内侧的曲率中心和1μm以上的曲率半径，所以突起部9具有刚性高的形状。

此外，在轮胎20中，因为突起部的曲率半径为70μm以下，所以确保了突起部9之间的空隙的体积以改善排水性。

在轮胎20中，因为轮胎20通过形成具有预定的形状的微小突起部9而在抑制了除水性的降低的同时改善了冰上性能和雪上性能，所以无需形成太多刀槽和/或使用发泡橡胶。

此外，尽管不清楚原因，但是轮胎20能够在是新品时(处于未使用状态)时发挥足够的冰上性能和雪上性能。

因此，轮胎20在抑制花纹块刚性的降低和除水性的降低的同时即使是新品时也能够改善冰上性能和雪上性能。本发明的轮胎可以在胎面部的表面上形成具有位于胎面部的胎面表面的轮胎径向内侧的曲率中心且小于1μm或大于70μm的曲率半径的突起部。然而，在这种情况中，优选的是，具有位于胎面部的胎面表面的轮胎径向内侧的曲率中心且小于1μm或大于70μm的曲率半径的突起部的数量为突起部的总数量的10％以下。当具有位于胎面部的胎面表面的轮胎径向内侧的曲率中心且小于1μm或大于70μm的曲率半径的突起部的比例为全部突起部的10％以下时，能够通过形成突起部获得足够良好的效果。

可以利用电子显微镜对胎面部成像来测量“具有小于1μm或大于70μm的曲率半径的突起部的数量”。

在轮胎20中，优选的是，突起部9的曲率半径为1μm以上且50μm以下。突起部9的曲率半径为1μm以上确保了突起部9的刚性足够高，由此确保了足够的除水性。突起部9的曲率半径为50μm以下，即使在形成多个突起部9时也充分确保了突起部9之间的间隙的体积，以充分地改善除水性。

另外，对于轮胎20，优选的是，突起部9具有半球状形状。这是因为如果突起部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。

此外，对于轮胎20，优选的是，形成在胎面部的胎面表面上的突起部9的高度H为1μm至50μm。这是因为如果高度H被设定为1μm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50μm以下，则能够通过增加突起部9的刚性充分地确保除水性。

这里，突起部的高度是指通过突起部的末端(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着轮胎径向的距离。

可以例如通过用SEM或显微镜来测量突起部9的高度。

在本发明中，优选地是，形成于胎面部的胎面表面的至少一部分上的多个突起部为具有5μm至70μm的外径D的实心泡状突起部。通过在胎面部的胎面表面(行驶时与路面接触的表面)的至少一部分上形成多个实心泡状突起部，能够在抑制花纹块刚性降低的同时进一步增大轮胎表面与路面之间的摩擦力以进一步改善轮胎的冰上性能和雪上性能。在这方面，将实心泡状突起部的外径设定为在5μm至70μm的范围对于进一步抑制除水性的劣化是有效的。形成多个实心泡状突起部使得轮胎能够在与路面接触时利用实心泡状突起部之间的空隙去除路面上的水膜(即，发挥除水性)。此外，形成多个实心泡状突起部增大了胎面部的胎面表面与路面之间的摩擦力，由此改善了轮胎的冰上性能和雪上性能。

此外，实心泡状突起部的形状为实心的泡状(例如，为半球状)允许力相对均匀地施加在实心泡状突起部上，由此当轮胎上被施加相对大的负载时，实心泡状突起部不易于塌陷并且能够确保除水性。

此外，将实心泡状突起部的外径D设定为5μm以上确保了实心泡状突起部的刚性，由此当轮胎上被施加有相对大的负载时，实心泡状突起部不易于塌陷并且能够确保除水性。此外，将实心泡状突起部的外径D设定为70μm以下确保了当形成有多个突起部时实心泡状突起部之间的空隙的体积，由此确保了除水性。

基于同样的理由，在本发明中，优选的是，实心泡状突起部的外径D在10μm至20μm。具体地，将实心泡状突起部的外径设定为10μm以上进一步增大了实心泡状突起部的刚性，由此实心泡状突起部能够充分地确保除水性。将实心泡状突起部的外径D设定为20μm以下更加可靠地确保了在形成有多个实心泡状突起部时实心泡状突起部之间的空隙的体积，由此确保了除水性。

在本发明中，如图3的(a)所示，“外径”表示在平面视图中实心泡状突起部的最大直径。可以例如通过用激光显微镜、电子显微镜等对胎面部的胎面表面成像来测量该“外径”。此外，在本发明中，“实心泡状突起部”表示具有泡状外形的实心的突起部，并且“实心泡状”的示例如上所述包括半球状、截头半球状的形状。

在本发明的轮胎中，优选的是，形成在胎面部的胎面表面的至少一部分上的多个突起部的外径D在5μm至70μm且该外径D为相邻突起部之间的距离L的大于0倍且100倍以下。通过在胎面部的胎面表面(行驶时与路面接触的表面)的至少一部分形成多个突起部，能够在抑制花纹块刚性的降低的同时进一步增大轮胎表面与路面之间的摩擦力以进一步改善轮胎的冰上性能和雪上性能。在这方面，将突起部的外径设定在5μm至70μm的范围且该外径是相邻突起部之间的距离的大于0倍且100倍以下而抑制了除水性的降低。具体地，如上所述，因为突起部的外径D被设定为5μm以上，所以确保了突起部的刚性，由此当轮胎上施加有相对大的负载时突起部不易于塌陷并且能够可靠地确保除水性。此外，因为突起部的外径D被设定为70μm以下，所以即使形成有多个突起部时，也确保了突起部之间的空隙的体积，由此改善了除水性。

此外，将突起部的外径D设定为大于0倍的彼此相邻的突起部之间的最短距离L，则充分增大了胎面部的胎面表面与路面之间的摩擦力，确保了突起部的刚性以改善除水性。此外，将突起部的外径D设定为突起部之间的最短距离L的100倍以下，则确保了突起部之间的空隙的体积，由此改善了除水性。

在这点上，基于同样的理由，更加优选的是，突起部的外径为10μm至20μm。

此外，在本发明的轮胎中，更加优选的是，突起部的外径D为突起部之间的最短距离L的30倍至100倍。将突起部的外径D设定为最短距离L的30倍以上，则充分增大了胎面部的胎面表面与路面之间的摩擦力，确保了突起部的刚性以改善除水性。此外，如上所述，将突起部的外径D设定为最短距离L的100倍以下，则确保了突起部之间的空隙的体积，由此改善了排水性。

在本发明中，“突起部之间的距离”表示如图3的(a)和图3的(b)所示的彼此相邻的突起部之间的最短距离。例如可以通过用电子显微镜对胎面部的胎面表面成像来测量这样的“突起部之间的距离”。

在本发明的轮胎中，优选的是，在胎面部的胎面表面的至少一部分中均匀地形成外径D为70μm以下的多个突起部。

如上所述在胎面部的胎面表面(行驶时与路面接触的表面)的至少一部分中均匀地形成多个突起部使得能够在抑制花纹块刚性降低的同时以各向同性的方式增大轮胎表面与路面之间的摩擦力并且进一步改善轮胎的冰上性能和雪上性能。突起部的外径为70μm以下抑制了除水性的降低。

简而言之，均匀地形成多个突起部使得能够各向同性地增大摩擦力并改善除水性。并且，将突起部的外径设定为70μm以下，如上所述地确保了突起部之间的空隙的体积以改善除水性。

在本发明中，“均匀”表示突起部的数量密度在胎面部的胎面表面的任意截面中是大致恒定的。具体地，“均匀”表示数量密度最大的截面处的突起部的数量密度为数量密度最小的截面处的突起部的数量密度的3倍以下的状态。

这里，优选的是，形成有半球状的突起部的轮胎的胎面部的胎面表面的十点平均粗糙度Rz为1.0μm至50μm。

原因在于通过将Rz设定为1.0μm以上，可以确保除水用的空隙，而通过将Rz设定为50μm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。

这里使用的术语“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。

另外，优选的是，形成在轮胎的胎面部的胎面表面上的突起部9的局部顶峰的平均间隔S被设定为5.0μm至100μm。

原因在于，通过将间隔S设定为5.0μm以上，可以确保除水用的空隙，而通过将间隔S设定为100μm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。

在这里使用的术语“局部顶峰的平均间隔”是指根据JIS B0601(1994年)的规定而测量的值，其基准长度是0.8mm并且平均长度是4mm。

优选的是，突起部的外径的基于数量的分布包括：外径5μm以上且小于30μm的突起部：50％-60％，外径30μm以上且小于50μm的突起部：15％-20％，以及外径50μm以上且70μm以下的突起部：10％-20％。

如上所述设定的突起部的外径的基于数量的分布使得突起部被密集地设置，因此增大了轮胎的接地面积，由此有助于轮胎的冰上和雪上性能的改善。

在这点上，容许存在外径小于5μm及外径大于70μm的突起部，只是其比例优选地为突起部的总数量的10％以下。

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。此外，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。

<轮胎成型用模具>

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。

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具有用于成型胎面部的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部成型面11b和用于成型胎圈部的外表面的胎圈部成型面11c。

不特别限制成型面11，并且例如可以用铝形成成型面11。

本发明的轮胎的胎面部的具有上述表面特性的胎面表面可以用包括具有前述表面特性的胎面表面成型面11a的轮胎硫化模具10形成。具体地，如图6的(a)中的胎面表面成型面11a的放大平面图和图6的(b)中的模具10的胎面表面成型面11a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在用于成型轮胎的胎面部的胎面表面的整个胎面表面成型面11a上具有多个凹部12。凹部12具有位于模具10的外部(即，圆环状的模具10的轮胎径向内侧)的曲率中心，凹部12的曲率半径为1μm以上且70μm以下。尽管图6分别示出了凹部12是半球状的凹部的情况，但是凹部12可以是诸如截头半球状的凹部。

即，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11a的表面形状被转换为轮胎的胎面部的胎面表面的表面形状。结果，在制造的轮胎的胎面部的胎面表面上形成了多个如下的突起部9：其具有向轮胎径向外侧凸起的形状(在本实施方式中为半球状)、位于胎面部的胎面表面的轮胎径向内侧的曲率中心和在1μm以上且70μm以下的曲率半径。因此，能够成型冰上性能和雪上性能优异的轮胎。本发明的模具可以形成具有位于该模具的外部的曲率中心且小于1μm或大于70μm的曲率半径的凹部。然而，在这种情况下，优选的是，具有位于模具的外部的曲率中心且小于1μm或大于70μm的曲率半径的凹部的数量为凹部的总数量的10％以下。当具有位于模具的外部的曲率中心且小于1μm或大于70μm的曲率半径的凹部的数量占全部凹部的10％以下时，能够在轮胎的胎面部的胎面表面上形成足够数量的突起部。

可以通过用电子显微镜对胎面表面成型面成像来测量“具有小于1μm或大于70μm的曲率半径的凹部的数量”。

以下，将说明用于成型模具10的胎面表面成型面11a的方法。

可以经由喷砂材料(blast material)喷砂过程来形成上述胎面表面成型面11a，由此特定的形状的喷砂材料被喷砂并被迫撞击成型面。另外，经由如上所述这样的喷砂材料喷砂处理获得的轮胎成型用模具的胎面表面成型面具有多个如下的凹部12：其具有位于模具10的外部的曲率中心和在1μm至70μm的曲率半径，由此利用该模具硫化成型的轮胎的胎面部的胎面表面具有多个如下的突起部：其具有在轮胎径向上凸起的形状、位于胎面部的胎面表面的轮胎径向内侧的曲率中心和在1μm至70μm的曲率半径。

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11a(整个或部分地)通过喷砂具有15μm以下的球形度的球形喷砂材料并迫使其撞击胎面表面成型面而形成。

这是因为，通过将喷砂材料的球形度设定为15μm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，并且能够将通过利用模具成型的轮胎的胎面部的胎面表面成型为期望的表面形状。

此外，更加优选的是，在这里的喷砂材料的球形度被设定为10μm以下。

这是因为，通过将喷砂材料的球形度设定为10μm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模具成型的轮胎的胎面部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。

另外，更加优选的是，在这里的喷砂材料的球形度被设定为5μm以下。

这是因为，采用这种方式，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。

这里，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10μm至1mm。

这是因为，通过将喷砂材料的平均粒径设定为10μm以上，可以更加容易地获得在其胎面表面成型面上具有期望的凹部形状的模具，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，而通过将喷砂材料的平均粒径设定为1mm以下，能够抑制模具表面的过早磨耗。

基于相同的理由，优选的是，喷砂材料的平均粒径被设定为20μm至0.7mm，更加优选地为30μm至0.5mm。

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。

此外，优选的是，喷砂材料的莫氏硬度被设定为2至10。

这是因为，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其胎面表面成型面上具有期望的凹部形状的模具。另一方面，通过将喷砂材料的莫氏硬度设定为10以下，模具几乎不会过早降低。

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与喷砂材料的莫氏硬度之间的差被设定为3.0至5.0。

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。

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。

这里，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。

另外，在喷砂材料喷砂过程中，优选的是，利用100kPa至1000kPa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。

这是因为，通过在100kPa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1000kPa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。

此外，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)。

这里，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。

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在操作者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。

优选的是，模具10具有多个如下的凹部12：其具有位于模具的外部的曲率中心和1μm以上且50μm以下的曲率半径。通过该配置，能够成型如下的轮胎：使得轮胎的胎面部的胎面表面的至少一部分上形成具有向轮胎径向外侧凸起的形状、位于胎面部的胎面表面的轮胎径向内侧的曲率中心和在1μm以上且50μm以下的曲率半径的多个突起部，即，能够成型冰上性能和雪上性能优异的轮胎。可以通过调节喷砂材料的粒径、喷砂角度等控制凹部12的曲率半径。具体地，喷砂材料的粒径越大，凹部12的曲率半径越大。

另外，在模具10中，优选的是，凹部12的形状是半球状。这是因为，通过将凹部12的形状形成为半球状，能够在胎面部的胎面表面上形成半球状的突起部9。此外，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凹部12的形状。

此外，在模具10中，优选的是，各凹部12的深度h被设定为1μm至50μm。这是因为通过将各凹部12的深度h设定为1μm至50μm，能够在轮胎的胎面部的胎面表面上形成具有1μm至50μm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h。具体地，如果增大喷砂材料的喷砂速度，则可以增大深度h。

这里，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。

此外，可以用SEM或显微镜来测量凹部12的深度。

本发明的模具为轮胎成型用的模具，其具有用于成型轮胎的胎面部的胎面表面的胎面表面成型面，优选的是，在前述胎面表面成型面的至少一部分上具有外径为5μm至70μm的破泡状(collapsed foam-like)凹部。通过在胎面表面成型面的至少一部分上形成多个外径为5μm至70μm的破泡状凹部，能够成型在胎面部的胎面表面的至少一部分上具有多个外径为5μm至70μm的实心泡状突起部且冰上性能和雪上性能优异的轮胎。

在本发明中，“外径”表示在平面视图中破泡状凹部的最大直径。可以例如通过用电子显微镜对模具的胎面表面成型面成像来测量该“外径”。此外，在本发明中，“破泡状凹部”表示具有在泡状体破碎(collapse)的情况下在该泡状体所在的位置处形成的具有与该泡状体的外形对应的形状的凹部，并且“破泡状凹部”的示例包括半球状、截头半球状的凹部。

可以在本发明的模具的胎面表面成型面上形成具有小于5μm或大于70μm的外径d的破泡状凹部。然而，在这种情况中，优选的是，具有小于5μm或大于70μm的外径d的破泡状凹部的数量占破泡状凹部的总数量的10％以下。当具有小于5μm或大于70μm的外径d的破泡状凹部的数量占全部破泡状凹部的10％以下时，能够在轮胎的胎面部的胎面表面上形成足够数量的实心泡状突起部。

优选的是，模具10的破泡状凹部12的外径d为10μm至20μm。通过将破泡状凹部12的外径d设定为10μm至20μm，能够在轮胎的胎面部的胎面表面中形成具有10μm至20μm的外径D的实心泡状突起部9。

可以通过调节喷砂材料的粒径来控制破泡状凹部12的外径d。具体地，喷砂材料的粒径越大，破泡状凹部12的外径d越大。

可以通过用电子显微镜对胎面表面成型面成像来测量“具有小于5μm或大于70μm的外径d的破泡状凹部”的数量。

优选的是，模具10的破泡状凹部12具有半球状。具有半球状的破泡状凹部12能够在轮胎的胎面部的胎面表面处形成半球状的实心泡状突起部9。可以通过调节喷砂材料的粒径和喷砂角度来控制破泡状凹部12的形状。

此外，本发明的模具为轮胎成型用的模具，其具有用于成型轮胎的胎面部的胎面表面的胎面表面成型面，并且优选的是，胎面表面成型面的至少一部分具有多个如下的凹部：使得凹部具有在5μm至70μm的外径d，并且该外径d为凹部之间的距离I的大于0倍且100倍以下。

通过在胎面表面成型面的至少一部分上形成多个凹部并且将凹部的外径d设定为在5μm至70μm的范围，并且该外径d为凹部之间的距离I的大于0倍且100倍以下，能够成型胎面部的胎面表面的至少一部分上包括具有预定的外径的多个突起部、冰上性能和雪上性能优异的轮胎。即，利用该模具硫化处理轮胎时，将模具的胎面表面成型面的凹部形状转换成轮胎的胎面部的胎面表面的突起部的形状。结果，制造的轮胎的胎面部的胎面表面上形成具有在5μm至70μm范围的外径D并且该外径D为彼此相邻的突起部之间的距离L的大于0倍且100倍以下的突起部。

可以在本发明的模具的胎面表面成型面上形成具有小于5μm或大于70μm的外径d的凹部。然而，在这种情况中，优选的是，具有小于5μm或大于70μm的外径d的凹部的数量占凹部的总数量的10％以下。当具有小于5μm或大于70μm的外径d的凹部的比例占全部凹部的10％以下时，能够在轮胎的胎面部的胎面表面上形成足够数量的突起部。在这一点上，如果本发明的模具的胎面表面成型面形成有具有小于5μm或大于70μm的外径d的凹部，则优选的是，全部凹部的外径d为凹部之间的最短距离I的大于0倍且100倍以下。通过将全部凹部的外径d设定为凹部之间的最短距离I的大于0倍且100倍以下，能够在轮胎的胎面部的胎面表面上形成两者间具有适当间距的突起部。优选的是，模具的凹部的外径d在10μm至20μm。通过分别将凹部的外径d设定在10μm至20μm，能够在轮胎的胎面部的胎面表面上形成具有10μm至20μm的外径D的突起部。可以通过调节喷砂材料的粒径等来控制凹部的外径d。具体地，喷砂材料的粒径越大，凹部的外径d越大。

此外，优选的是，模具的凹部的外径d为凹部之间的最短距离I的30倍以上且100倍以下。通过将凹部的外径d设定为最短距离I的30倍以上且100倍以下，能够在轮胎的胎面部的胎面表面上形成外径D为突起部之间的最短距离L的30倍以上且100倍以下的突起部。可以通过调节喷砂材料的粒径等来控制凹部之间的最短距离I。具体地，喷砂材料的粒径越大，最短距离I越小。

可以通过用电子显微镜对胎面表面成型面成像来测量“具有小于5μm或大于70μm的外径d的破泡状凹部的数量”。

在本发明中，“外径”如上所述地表示在平面图中凹部的最大直径。在本发明中“凹部之间的距离”表示彼此相邻的凹部之间的最短距离。“外径”和“凹部之间的距离”例如可以通过用电子显微镜对胎面表面成型面成像来测量。

本发明的轮胎成型用模具为轮胎成型用的模具，其具有用于成型轮胎的胎面部的胎面表面的胎面表面成型面，并且优选的是，在胎面表面成型面的至少一部分上均匀地形成具有70μm以下的外径的多个凹部。

通过在胎面表面成型面的至少一部分上均匀地形成具有70μm以下的外径的多个凹部，能够成型在胎面表面的至少一部分上包括具有70μm以下的外径的多个突起部且冰上性能和雪上性能优异的轮胎。

在这一点上，优选的是，在模具的胎面表面成型面的至少一部分上形成具有20μm以下的外径的多个凹部。通过如上所述的这样的配置，能够在成型的轮胎的胎面部的胎面表面的至少一部分上均匀地形成具有20μm以下的外径的多个突起部且冰上性能和雪上性能优异的轮胎。

在本发明中，“均匀”表示凹部的数量密度在胎面表面成型面的任意截面中是大致恒定的。具体地，“均匀”表示数量密度最大的截面处的凹部的数量密度为数量密度最小的截面处的凹部的数量密度的3倍以下的状态。

可以通过调节喷砂材料的粒径来控制凹部12的外径d。具体地，喷砂材料的粒径越大，凹部12的外径d越大。

可以通过减小喷砂材料的粒径来控制在胎面表面成型面上均匀地形成凹部。

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1.0μm至50μm。这是因为，能够成型具有十点平均粗糙度Rz为1.0μm至50μm的胎面部的胎面表面的轮胎。

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50μm至400μm，能够得到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。

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为5.0μm至100μm。这是因为，能够成型在胎面部的胎面表面上形成有局部顶峰之间的平均间隔S为5.0μm至100μm的突起部的轮胎。

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50μm至400μm，能够获得包括平均间隔S在上述范围的胎面表面成型面的轮胎成型用模具。

优选的是，模具的胎面表面成型面的凹部的外径的基于数量的分布包括：外径5μm以上且小于30μm的凹部：50％-60％，外径30μm以上且小于50μm的凹部：15％-20％，以及外径50μm以上且70μm以下的凹部：10％-20％。容许具有小于5μm或大于100μm的外径的凹部的存在，只是其比例优选地占全部凹部的数量的10％以下。

通过如上所述地设置模具的胎面表面成型面中凹部的外径的基于数量的分布，能够成型具有如下的突起部的外径的分布的轮胎：外径5μm以上且小于30μm的突起部：50％-60％，外径30μm以上且小于50μm的突起部：15％-20％，以及外径50μm以上且70μm以下的突起部：10％-20％。

此外，通过将用于在喷砂材料喷砂处理中使用的喷砂材料的粒径的基于数量的分布设定为包括：50μm以上且小于200μm的喷砂材料：10％-20％，200以上且小于300μm的喷砂材料：50％-60％，以及300μm以上且400μm以下的喷砂材料：10％-20％，能够获得如下的轮胎成型用模具：其配备有形成有外径分布满足上述范围的凹部的胎面表面成型面。在这方面，容许具有小于50μm的平均粒径的喷砂材料和具有大于400μm的平均粒径的喷砂材料的存在。

实施例

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。

(轮胎成型用模具的制造)

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1所示的表面特性的胎面表面成型面的轮胎成型用模具1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。

[表1]

(轮胎的制造)

分别利用制造的轮胎成型用模具1至轮胎成型用模具5根据通常方法来制造轮胎尺寸为205/55R16的轮胎1至轮胎5。另外，通过利用SEM和显微镜对制造的轮胎的胎面部的胎面表面的表面特性进行测量。结果如表2所示。

另外，用如下评价方法对制造的各轮胎的冰上性能和雪上性能进行评价。结果如表2所示。

<冰上性能>

一旦制造了各轮胎，就将轮胎装在适用轮辋上、以JATMA所规定的正规内压充填该轮胎并且将其安装在车辆上。然后，在各前轮上的负载为4.3KN并且在有冰道路上具有30km/h的速度的条件下对冰上摩擦系数进行测量。用轮胎1的冰上摩擦系数为100时的指数对各轮胎的冰上摩擦系数进行评价。结果如表2所示。如表2所示，数值越大，冰上摩擦系数越高并且冰上性能越优异。

<雪上性能>

一旦制造了各轮胎，就将轮胎装在适用轮辋上、以JATMA所规定的正规内压充填该轮胎并且将其安装在车辆上。另外，在各前轮上的负载为4.3KN并且在积雪道路上具有30km/h的速度的条件下对雪上摩擦系数进行测量。用轮胎1的雪上摩擦系数为100时的指数对各轮胎的雪上摩擦系数进行了评价。结果如表2所示。如表2所示，数值越大，雪上摩擦系数越高并且雪上性能越优异。

[表2]

如表2所示，可以理解：与根据传统例和比较例的轮胎进行比较，根据本发明的实施例的轮胎在冰上性能和雪上性能上更优异。

产业上的可利用性

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以及能够用于成型这样的轮胎的轮胎成型用模具。

附图标记的说明

1      胎面部

2      突起部

3      空隙

4      胎圈部

4a     胎圈芯

5      胎侧部

6      胎面部

7      胎体

8      带束

8a、8b 带束层

9      突起部

10     模具

11     成型面

11a    胎面表面成型面

11b    胎侧部成型面

11c    胎圈部成型面

12     凹部

20     轮胎

T      路面

Claims (2)

1.一种轮胎，其特征在于，在胎面部的胎面表面的至少一部分形成具有向轮胎径向外侧凸起的形状的多个突起部，该突起部具有位于所述胎面部的胎面表面的轮胎径向内侧的曲率中心，所述突起部的曲率半径为1μm以上且70μm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，所述胎面表面成型面用于成型轮胎的胎面部的胎面表面，在该胎面表面成型面的至少一部分形成多个凹部，该凹部具有位于所述模具的外部的曲率中心，所述凹部的曲率半径为1μm以上且70μm以下。