用于轮胎胎面槽的疏水图案的制作方法

1.本发明涉及用于轮胎胎面槽的疏水图案，以得到具有增加的排水能力的胎面。


背景技术：

2.充气轮胎领域的部分研究集中在获得在湿路面抓地力方面具有改进性能的胎面上。
3.如本领域技术人员所知，胎面在潮湿条件下的路面上的抓地力是胎面本身去除在路面和胎面之间形成的水层的能力的函数。该水层必然会使胎面在路面上的有效抓地力打折。为了便于去除水层，胎面设有槽。事实上，通过胎面的槽实现了排水步骤。
4.在这方面，重要的是解释充气轮胎在潮湿条件下的性能如何提供第一排水步骤和接触步骤，其中，在第一排水步骤中从胎面去除位于胎面和路面之间的水层，在接触步骤中胎面的花纹块贴附至路面。排水步骤越短并且去除的水越多，则湿路面抓地就越有效。
5.众所周知，用于缩短排水步骤以及增大排水量的解决方案是增加胎面内的槽的体积。这种解决方案虽然成功地使排水步骤更短且更有效，但会导致胎面和路面之间的接触面减小，从而损害接触步骤本身，并因此损害制动和转向动作。此外，已知槽的体积的增加会对胎面的耐磨性产生负面影响。
6.在轮胎行业中已知，胎面的槽的特定表面纹理可以有利于更快地使水排空。这样的解决方案具有仅影响槽表面而不影响槽的数量和/或尺寸的巨大优点，因此不会减少胎面本身和路面之间的接触表面。
7.仍然需要对轮胎胎面的槽表面进行改进，以便赋予更好的疏水特性以增强排水性。


技术实现要素：

8.根据本发明的第一方面，提供了一种用于充气轮胎的胎面，该胎面包括：
9.多个槽，该槽包括：
10.槽表面；和
11.在槽表面上的配置中彼此间隔开的多个元件，
12.其中每个元件具有限定体积的形状，该形状包括：
13.在平行于槽表面的平面中的第一截面形状，其中第一截面形状的在槽表面处限定的最小尺寸限定了元件的基部的宽度w，其中0.1mm≤w
14.≤3mm；
15.在垂直于槽表面的平面中的第二截面形状，其中第二截面形状的从槽表面处的基部到顶部的最大尺寸限定了元件的高度h，其中0.1mm≤h
16.≤3mm；并且
17.高度h除以宽度w的纵横比至少为1且至多为30；
18.其中，配置包括：
19.在元件之间的空间中的空隙体积；和
20.在0.5至0.75之间的空隙率，其中空隙率被限定为配置中的空隙体积相对于元件的总体积的比率。
21.本发明人已经获悉，通过在充气轮胎的胎面的槽的表面中的至少一个表面上配置间隔开的元件，可以改变槽表面的物理性质。尤其地，可以通过在槽表面上结合元件来改变槽表面的疏水特性。
22.在本发明的范围内，表面的疏水特性对应于由静态水滴与所述表面接触时形成的接触角。因此，大于90
°
的接触角将会对应于具有疏水特性的表面，而小于90
°
的接触角将会对应于具有亲水特性的表面。
23.应当理解，元件之间的空间由如下的三维空间限定：在配置中的元件之间可用的三维空间，即，在槽表面的平面和越过元件的顶部的平面之间(这两个平面以高度h分开)可用的三维空间。这些元件可以被认为是来自槽表面的突起，即使它们是通过从初始的槽表面去除材料、即降低槽表面而创建的。当从胎面外部观察时，槽表面是槽内的最低的表面。因此，空隙体积可以被认为是元件总体积的负值。换言之，由元件之间的总可用面积乘以它们的高度h来限定空隙体积。无论是通过向初始的槽表面添加材料还是从初始的槽表面去除材料来形成元件，都可以限定空隙体积。
24.可以获悉，空隙率被限定为配置中的总空隙体积相对于元件的总体积的比率，例如在槽表面上的配置的任意给定总体体积中总空隙体积除以总元件体积。例如，如果空隙率为0.5，则元件的体积是配置内的空隙体积的两倍。空隙率越大，总空隙体积越大，并且相邻元件之间的空间越大，这预计至少在新形成配置时增大由元件提供的接触角。
25.然而，已经发现将空隙率限制为0.75是有益的，使得元件的相对体积保持大于空隙体积。发明人已经意识到，元件的体积对于它们的耐久性很重要，并且增大它们的体积提供了抗老化性，其中元件随着时间的推移的侵蚀往往会趋于降低槽表面的疏水特性。因此，空隙率被选择为在0.5和0.75之间，因为已经发现这一点在新形成配置时的良好疏水表现和在胎面的使用寿命期间的抗老化性之间提供了平衡。在一些优选的实施方式中，空隙率被选择为例如在0.55和0.75之间、例如在0.6和0.75之间、例如在0.65和0.75中间、例如在0.7和0.75中间、例如在0.5和0.7之间、例如0.5和0.65之间、例如0.5和0.6之间、例如0.5和0.55之间。
26.多个元件被配置在槽表面上意味着它们物理地与槽表面不同，无论是从表面突出还是通过压印到表面中而被创建。元件在槽表面上的效果是改变表面的疏水特性。在一些实施方式中，多个元件配置在多个槽表面中的至少两个、例如至少三个槽表面上。在一些实施方式中，多个元件配置在基本上所有的槽表面上，例如槽表面完全被元件覆盖。在优选的实施方式中，元件从槽表面突出。优选地，在使元件在槽表面上突出的配置中，元件彼此间隔开。
27.可以获悉，槽可以具有一个或多个槽表面。例如，槽可以具有基部表面和两个侧壁表面，从而槽在垂直于轮胎胎面的表面的平面中具有基本上u形的截面。然而可以获悉，槽可以具有任何合适和/或期望的截面，并且因此包括任何合适和/或期望数量的表面。在一些实施方式中，槽可以仅包括直的表面，例如具有多边形的截面。在一些实施方式中，槽可以包括弯曲表面，例如半圆形的截面。在一些实施方式中，槽可以包括弯曲的和/或直的表
面的任何合适和/或期望的组合，例如具有直的侧面和弯曲(例如圆顶形状)的基部表面的子弹形状。
28.可以获悉，槽表面的疏水特性可能直接受到元件大小(例如元件体积)、元件形状(例如第一截面形状和第二截面形状、纵横比)和相邻元件之间的空间(例如空隙体积)中的一项或多项的影响。因此，空隙率可以被认为是值得关注的关键参数，因为它将元件的体积与由元件之间的空间限定的空隙体积联系起来。
29.在一些实施方式中，第二截面形状可以是任何合适和/或期望的形状。例如，元件的总体形状通常可以是圆柱形、圆锥形、立方体形、长方体形、多边形、锥体形、抛物线形或双曲线形。在一组实施方式中，第二截面形状是正方形或矩形。因此，该元件可以具有圆柱体或三棱柱的总体形状。
30.根据本发明的第二方面，提供了一种用于充气轮胎的胎面，该胎面包括多个槽，该槽包括：
31.槽表面；和
32.在槽表面上的配置中彼此间隔开的多个元件，
33.其中每个元件具有限定体积的圆柱体或三棱柱的形状；以及
34.其中，配置包括：
35.在元件之间的空间中的空隙体积；和
36.在0.5至0.75之间的空隙率，其中空隙率被限定为配置中的空隙体积相对于元件的总体积的比率。
37.在第二方面的实施方式中，槽表面上的配置包括形式为圆柱体和/或三棱柱的多个元件。以此方式，已经证实了水滴和表面之间的接触角被增大到确保更短的排水步骤的程度。事实上，如本领域技术人员已知的那样，水滴与表面之间的接触角越大，水从表面排空的趋势就越大，因此排水步骤就会越短。
38.根据该第二方面的至少一些实施方式还可以包括第一方面的特征中的一个或多个特征。在根据该第二方面的一些实施方式中，圆柱体或三棱柱的形状包括在平行于槽表面的平面中的第一截面形状，其中第一截面形状的在槽表面处限定的最小尺寸限定了元件的宽度w，其中0.1mm≤w≤3mm。根据该第二方面的一些实施方式，圆柱体或三棱柱的形状包括在垂直于槽表面的平面中的第二截面形状，其中第二截面形状距槽表面的最大尺寸限定了元件的高度h，其中0.1mm≤h≤3mm。在根据该第二方面的一些实施方式中，圆柱体或三棱柱的形状包括高度h除以宽度w的纵横比，其至少为1且至多为30。
39.发明人已经发现，通常元件体积越大，元件的顶部的表面积越大并且接触角(例如，包括元件的槽表面的接触角)越小，因此当元件新形成时，可见的槽表面变得不那么疏水。因此可以认为，使元件的体积最小化将得到更大的接触角，从而产生具有改进的疏水特性的胎面。减小元件的体积也将趋于使元件之间的空间增大，从而使空隙率增大。
40.然而，发明人还已经获悉，当元件随着轮胎胎面老化(例如通过在道路上使用轮胎)而受到侵蚀时，元件赋予槽表面的疏水特性可能会发生变化。发明人已经发现，限制空隙率使得元件的体积相对于空隙体积不太小是有益的。已经发现，通常在较大体积的元件中接触角随时间的变化较小。
41.因此，发明人已经获悉，元件的体积越小，元件对抗老化的性能就越低，因此元件
就会被侵蚀得越快，并且元件赋予的疏水特性可能受到影响。然而，预测老化将如何影响元件的几何形状并因此影响槽表面的疏水特性可能并不简单。发明人已经获悉，可以在使元件的体积最大化以提供改进的抗老化性和使突起的顶部的表面积最小化之间达成折衷。
42.在第一方面的一些实施方式中，第二截面形状可以是任何合适和/或期望的形状。然而本发明人已经惊讶地发现，可以通过为元件选择第二截面形状来找到折衷方案，该第二截面形状在基部(例如，与槽表面相邻)处的尺寸宽于在顶部(例如，将与水接触的表面)处的尺寸。发明人已经发现，通过使元件在基部处更宽，可以增大元件体积，而不会对表面疏水特性产生负面影响，例如通过减少元件的顶部的表面积。因此本发明人已经惊讶地发现，下述情况是期望的，即：将元件构造为具有第二截面形状，该第二截面形状不是矩形的，使得元件是非柱形的结构(例如，不是包括从元件的基部到顶部的恒定宽度的元件形状)。这样的元件不具有圆柱形或三棱柱形状。
43.每个元件具有下述形状：例如，如果第一截面形状具有宽度和长度两者，其可以在垂直于槽表面的平面中包括多于一个的第二截面形状。对于槽表面的疏水特性而言最值得关注的第二截面形状是包括在槽表面处限定的最小尺寸的第二截面形状，即包括元件在其基部处的宽度w的第二截面形状。因此，在优选的实施方式中，第二截面形状包括宽度w和高度h，其中在第二截面形状的基部处的宽度w大于在第二截面形状的顶部处的相应的宽度w'。换言之，第二截面形状从其基部(在槽表面处)到其顶部表面(离槽表面最远处)逐渐变窄。优选地，第二截面形状被选择为不是矩形的或正方形的。
44.这一点本身就被认为是具有新颖性和创造性。因此，当从第三方面来看时，本发明提供了一种用于充气轮胎的胎面，该胎面包括多个槽，该槽包括：
45.槽表面；和
46.在槽表面上的配置中彼此间隔开的多个元件，
47.其中，每个元件具有的形状包括：
48.在平行于槽表面的平面中的第一截面形状，其中第一截面形状的在槽表面处限定的最小尺寸限定了元件的基部的宽度w；
49.在垂直于槽表面的平面中的第二截面形状，其中第二截面形状的从槽表面处的基部到顶部的最大尺寸限定了元件的高度h；
50.其中第二截面形状包括宽度w和高度h，其中在第二截面形状的基部处的宽度w大于在第二截面形状的顶部处的相应的宽度w'。
51.通过使元件在基部处更宽，可以增大它们的体积，而不会对第二截面形状的顶部提供的表面疏水特性产生负面影响。本发明人已经发现，这样的元件表现出改进的抗老化性。因此，本发明人已经发现有利的是，具有宽的基部的第二截面形状的元件的配置能够实现在使元件体积最大化以改进抗老化性和使元件与静态水滴之间的接触面积最小化之间的良好折衷。可以理解，第二截面形状的顶部处的相应的宽度w'是在与基部处的宽度w相同的取向上测量的宽度。
52.根据该第三方面的至少一些实施方式还可以包括第一方面的特征中的一个或多个特征。在根据该第三方面的一些实施方式中，每个元件的形状限定体积，并且其中该配置包括：在元件之间的空间中的空隙体积；以及在0.5至0.75之间的空隙率，其中空隙率被限定为配置中的空隙体积相对于元件的总体积的比率。在根据该第三方面的一些实施方式
中，元件的宽度w被选择为0.1mm≤w≤3mm。在根据该第三方面的一些实施方式中，元件的高度h被选择为0.1mm≤h≤3mm。在根据该第三方面的一些实施方式中，形状包括高度h除以宽度w的纵横比，其至少为1且至多为30。
53.此外，本发明人已经发现，当元件在顶部表面(例如，与水滴接触的表面)上具有更大程度的曲率时，静态水滴的接触角增大。因此，本发明人已经发现，例如在静态水滴和包括柱形元件的配置(例如，包括矩形的第二截面形状)的槽之间形成的接触角小于(例如，相较而言不那么疏水)静态水滴和包括具有弯曲的、有圆角的、倒圆角的或倒斜角的顶部的第二截面形状的元件的配置之间的接触角。当圆角(fillet)的曲率半径(例如顶部变圆的程度)越大或斜率(例如倒斜角或曲线)越小(例如，当圆角越大或斜率越小时，静态水滴和元件之间形成的接触角越大，例如变得更疏水)时，可以进一步观察到这种效果。
54.在一些实施方式中，第二截面形状通常从其基部到其顶部逐渐变窄，例如具有直的侧边。例如，第二截面形状通常可以是三角形、截头三角形或梯形。然而，本发明人进一步发现，避免第二截面形状的侧边和顶部之间有角是有益的。如上所述，在一些优选的实施方式中，第二截面形状包括弯曲的、有圆角的、倒圆角的或倒斜角的顶部。在至少一些实施方式中，第二截面形状从其基部到其顶部逐渐变窄，包括从基部延伸到顶部的侧边以及侧边和顶部之间的弯曲或成角度的过渡，其中顶部是平坦的。侧边可以以约90
°
的角度(例如，具有有圆角的或倒斜角的顶部的柱形)，或者以25
°
和85
°
之间的内角(例如，具有截头的顶部的三角形)从基部延伸到顶部。侧边可以是直的或弯曲的。
55.在一些优选的实施方式中，第二截面形状通常可以是半圆形、抛物线形、双曲线形或半椭圆形。在一些实施方式中，第二截面形状通常是抛物线形或双曲线形(例如，元件在其总体形状上是抛物面或双曲面，例如在基部处被截头的连续弯曲的结构)。
56.在一些实施方式中，第二截面形状是多边形形状，优选地在顶部处是扁平的或倒圆角的(例如，用以创建从形状的侧边到顶部的逐渐过渡)。在一些实施方式中，第二截面形状是四条边的多边形，例如正方形或矩形，具有四个大于90
°
的内角和两个等于或小于90
°
的内角(例如，优选地，其中等于或小于90
°
的两个角在截面的基部处与槽表面相邻)，例如梯形。在一些实施方式中，第二截面形状是倒圆角的梯形。在一些实施方式中，第二截面形状是六条边的多边形，例如在元件的顶部表面处具有倒斜角边缘的切口的正方形或矩形。在一些实施方式中，第二截面形状包括从侧边过渡到顶部的弯曲边缘，例如在顶部处具有有圆角的切口例如用以创建从元件的侧边到顶部表面的逐渐过渡的正方形或矩形。在一些实施方式中，第二截面形状是截头的或扁平的双曲线，例如包括平坦的顶部的双曲线形状，例如在最窄部分处被截头使得截面的基部具有大于截面的顶部的宽度。在一些实施方式中，第二截面形状是截头的或扁平的抛物线，例如包括平坦的顶部的抛物线形状。在一些实施方式中，第二截面形状可以包括至少一个直边缘和至少一个弯曲边缘。
57.优选地，第二截面形状的顶部包括没有尖角的平坦顶部，例如顶部包括弯曲的侧边或倒圆角的边缘，使得三维元件包括从平坦的元件顶部表面过渡到侧表面的倒圆角的形状。例如在一些实施方式中，平坦的表面顶部可以通过正弦曲线或锥形函数过渡到形状的基部，使得元件的基部具有大于元件的顶部的宽度。
58.在一些实施方式中，第二截面形状在垂直于槽表面并且垂直于周向的平面中。在一些实施方式中，第二截面形状在垂直于槽表面并且平行于周向的平面中。
59.在一些实施方式中，高度h至少为0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm或0.9mm。在一些实施方式中，高度h至多为0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm或1mm。在一些实施方式中，高度h在0.1mm和1mm之间。在一些其它的实施方式，高度h至多为1.5mm、2mm、2.5mm或3mm。
60.在一些实施方式中，元件的纵横比大于1，例如第二截面形状的高度h大于第一截面形状的宽度w。在优选的实施方式中，元件的纵横比基本上大于1，例如高度h与宽度w的比率至少为1.5、2、3或4。
61.每个元件包括处在平行于槽表面的平面中的第一截面形状。在一些实施方式中，第一截面形状可以是任何合适和/或期望的几何形状。例如，第一截面形状可以是正方形、圆形、椭圆形、矩形、三角形、多边形、数学符号、代数符号、不规则多边形(例如多联骨牌、例如四格骨牌、例如五格骨牌)。可以获悉，可以独立于第二截面形状来选择或改变第一截面形状，从而使得元件可以具有许多种不同的三维形状。
62.在一些实施方式中，宽度w至少为0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm或0.9mm。在一些实施方式中，宽度w至多为0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm或1mm。在一些实施方式中，宽度w在0.1mm和1mm之间。在一些其它的实施方式中，宽度w至多为1.5mm、2mm、2.5mm或3mm。
63.在一些实施方式中，第一截面形状可以具有大致恒定的宽度，例如点状元件。在一些其它的实施方式中，第一截面形状可以具有大于宽度w的长度l。例如，第一截面形状可以是延伸的矩形(可选地具有弯曲的、有圆角的、倒圆角的或倒斜角的顶部)。更一般地，在一些实施方式中，第一截面形状是细长的条，限定了远大于宽度w的长度l。在一些实施方式中，长度l至少为1mm、2mm、3mm、4mm或5mm。在一些实施方式中，长度l至多为5mm、10mm、15mm或20mm。在一些实施方式中，长度l至多为30mm、40mm、50mm、60mm、70mm、80mm、90mm或100mm。在一些实施方式中，长度l在1mm和100mm之间。
64.在一些实施方式中，细长的条可以部分地或完全地沿着槽的周向延伸。例如在一些实施方式中，第一截面形状可以是延伸的矩形或条，其连接到自身并形成沿着槽表面的环。在一些实施方式中，条的长度l与宽度w的纵横比可以为7:1或更大、例如10:1或更大、例如15:1或更大。在一些实施方式中，延伸的矩形可以具有在7:1和x:1之间的纵横比，其中x等于其中d是胎面直径，并且w是槽宽度。这意味着，对于直径约为1000mm并且示例性槽宽度为20mm的大胎面而言，x为157。在一些其它的实施方式中，细长的条可以与槽的周向成非零角度地延伸，例如以至少30
°
、40
°
、45
°
、50
°
、60
°
、70
°
、80
°
的角度，或以约90
°
的角度(即垂直于槽的周向)延伸。
65.更一般地，可以获悉，第一截面形状可以相对于槽表面具有任何合适和/或期望的取向。在一些实施方式中，第一截面形状可以具有纵向轴线，该纵向轴线被取向为平行于槽表面和轮胎的圆周。例如，当第一截面形状是矩形时，该矩形可以被取向为使得其形成围绕轮胎的圆周延伸的一系列的线。在一些实施方式中，第一截面形状可以具有垂直于槽壁表面对准的纵向轴线，例如第一截面形状可以延伸越过槽的宽度。在一些实施方式中，第一截面形状可以斜向地延伸越过槽，例如线或延伸的矩形可以斜向地延伸越过槽表面。
66.为了确保元件表现出抗老化性，元件体积优选地大于约0.1mm3。在一些实施方式中，元件可以具有大于0.2mm3，例如大于0.25mm3、例如大于0.3mm3、例如大于0.35mm3、例如
大于0.4mm3、例如大于0.45mm3、例如大于0.5mm3、例如大于0.55mm3、例如大于0.6mm3的元件体积。本发明人已经认识到，即使在轮胎已经老化的情况下，将元件体积增大到0.1mm3以上也有助于维持相对高的接触角，但是如果体积太大，则该效果趋于停滞。如下所述，对于较大的元件体积而言，图案的空隙率可能会受到影响。因此，元件可以具有至多约0.5mm3、例如至多约0.6mm3、例如至多约0.7mm3、例如至多约0.8mm3、例如至多约0.9mm3、例如至多约1.0mm3、例如至多约1.1mm3、例如至多约1.2mm3、例如至多约1.3mm3、例如至多约1.4mm3、例如至多约1.5mm3的元件体积。在一些实施方式中，元件可以具有在0.1mm3和1.5mm3之间的元件体积。
67.在一些实施方式中，如上所述，元件可能不是点状的，而相反是可以作为具有远大于宽度w的长度l的细长的条延伸。对于这样的元件，元件体积可以是0.1mm3至1.5mm3范围的x倍，其中对于胎面直径d，x是πd。
68.可以获悉，空隙体积取决于元件的间隔开的配置，即元件之间的间隔。该配置中的相邻的元件之间的间隔可以至少由第一最近邻近物间隔s进行限定。在一些实施方式中，该配置的进一步特征在于第二最近邻近物间隔s2，其中第二最近邻近物间隔大于第一最近邻近物间隔。这种最近邻近物间隔可以被限定为随机的配置或有序的配置。
69.在一些实施方式中，多个元件的配置是随机的配置。尽管配置是随机的，但是在这种配置中元件可以以限定的平均间隔彼此间隔开。在一些实施方式中，多个元件的配置是有序的配置。这可以是单次出现的有序的配置，或者是可以被重复的有序的配置、例如图案。在一些优选的实施方式中，多个元件的配置是规则图案。可以获悉，可以以任何合适和/或期望的图案来配置元件。在一些实施方式中，图案可以是各向同性的图案，例如在所有方向上都相同。在一些实施方式中，图案可以是各向异性的，例如图案可以在不同方向上具有不同的最近邻近物间隔。
70.在一些实施方式中，图案可以是各向同性的。例如，图案可以是立方体图案，例如每个元件(例如中央元件)被配置为与四个最近邻近物的间隔是相等的，使得三个最近邻近物形成90度角或180度角，例如重复的正方形图案。在一些实施方式中，图案可以是重复的菱形图案，例如每个元件(例如中央元件)被配置为与四个最近邻近物的间隔是相等的，使得三个最近邻近物形成小于90度或180度的角度。在一些实施方式中，图案可以是重复的六边形图案，例如每个元件被配置为与六个最近邻近物的间隔是相等的。
71.在一些实施方式中，图案可以是各向异性的。例如，图案可以是矩形图案，例如每个元件(例如中央元件)具有相对于中央元件成180度的两个最近邻近元件和相对于中央元件成180度的两个第二最近邻近元件，其中第一最近邻近物间隔小于第二最近邻近物间隔。例如，图案可以是平行四边形图案，例如每个元件(例如中央元件)具有相对于中央元件成180度的两个最近邻近元件和相对于中央元件成180度的两个第二最近邻近元件，其中在任何给定的第一最近邻近物和中央元件和任何给定的第二最近邻近物之间形成的角度不是90度。
72.可以获悉，可以相对于第一截面形状的中央位置对图案进行限定，因此从第一截面面积的中央计算第一最近邻近物间隔s。因此，图案配置完全独立于元件的第一截面形状。
73.在一些实施方式中，元件在配置中以典型(typical)或平均的间隔彼此间隔开，该
间隔在50μm至500μm之间、例如100μm至500μm、例如大于100μm、例如大于200μm、例如大于300μm、例如大于400μm、例如小于500μm、例如小于400μm、例如小于300μm、例如小于200μm、例如小于100μm。在一些实施方式中，元件在配置中以在0.5mm和1.5mm之间的典型或平均的间隔彼此间隔开。在一些其它实施方式中，元件在配置中以至多2mm、2.5mm或3mm的典型或平均的间隔彼此间隔开。在各种实施方式中，该配置是各向同性的图案，并且该间隔是第一最近邻近物间隔。
74.可以获悉，可以通过任何合适和/或期望的方法形成元件。例如，可以通过下述方式从槽表面去除材料而在槽表面上形成元件：例如通过钻孔、铣削、离子铣削、机械加工、电火花加工、激光雕刻、激光蚀刻、等离子体蚀刻、化学蚀刻、光刻、x射线光刻、电子束光刻、利用等离子体、气体或液体进行的蚀刻、探针显微镜、原子力显微镜、纳米压痕显微镜、或蒸发。例如，可以通过下述方式使材料在槽表面处移位而在槽表面上形成元件：例如通过压花、冲压、模制、锻造。例如，可以通过在槽表面处沉积材料而在槽表面上形成元件，例如通过化学气相沉积、物理气相沉积、电镀、3d金属打印、增材制造、电纺丝。
75.在一些实施方式中使用了激光雕刻技术。因此，本发明扩展到根据本文公开的任何实施方式的使用激光雕刻技术制造胎面的方法。
76.在一些实施方式中使用了模制技术。因此，本发明扩展到根据本文公开的任何实施方式的使用模制技术制造胎面的方法。本发明还扩展到为了制造根据本文公开的任何实施方式的胎面而构造的模具。
77.在一些实施方式中，元件可以使用模制或铸造技术形成在槽表面上，其中模具包括元件图案的负型(negative)，该负型可以通过任何合适和/或期望的技术生产。例如，可以通过一种或多种合适的技术形成模具，例如钻孔、铣削、离子铣削、机械加工、电火花加工、电镀、激光蚀刻、3d金属打印、增材制造技术、等离子体蚀刻、化学蚀刻、光刻、x射线光刻、电子束光刻、压花、冲压、模制、锻造、利用等离子体、气体或液体进行的蚀刻、探针显微镜、原子力显微镜、纳米压痕显微镜、化学气相沉积、物理气相沉积、蒸发、电纺丝。
78.在一些实施方式中，多个元件的配置在整个槽表面上是基本相同的。这有助于确保可靠的疏水性能。在一些实施方式中，多个不同的配置可以存在于单个槽内。例如，槽的基部表面(例如基本上平行于充气轮胎的外表面的槽表面)可以包括元件的第一配置，并且槽的壁(例如基本上垂直于充气轮胎的表面的槽表面)可以包括元件的第二配置，其中第一配置和第二配置是不同的。在一些实施方式中，第一配置和第二配置可以包括具有相同的第一截面形状和/或第二截面形状和/或纵横比和/或体积的元件，但是元件在第一配置和第二配置中可能以不同的间隔彼此间隔开。在一些实施方式中，第一配置和第二配置可以具有相同的元件间隔，但是元件可以具有不同的第一截面形状和/或第二截面形状和/或纵横比和/或体积。可以理解，这些参数可以通过空隙率的限定范围而相互关联。
79.在一些实施方式中，单个槽表面可以包括多个元件配置。例如，槽表面可以包括配置的阵列。例如，槽表面可以包括沿着槽的周向延伸的第一配置和平行于第一配置延伸的第二配置，使得槽表面包括沿着槽的周向(例如围绕轮胎的圆周)延伸的两个不同的配置。在一些实施方式中，第一配置被配置成延伸越过槽的宽度，并且第二配置被配置成以与第一配置相邻的方式延伸越过槽的宽度，使得阵列包括沿着槽的周向交替的两个不同的配置。在各种实施方式中，槽表面可以包括任何合适和/或期望的数量和构造的配置，无论是
一个、两个还是更多个配置。
80.在一些实施方式中，多个槽沿着胎面的周向延伸(例如夏季轮胎)。在一些实施方式中，多个槽与胎面的周向成一定角度延伸，例如呈v形的槽布局(例如冬季轮胎)。
81.在一些实施方式中，槽均具有0.2mm至20mm的范围内的宽度。在一些实施方式中，槽均具有至少1mm、优选地至少1.6mm、进一步优选地至少2mm的深度。在一些实施方式中，槽均具有2mm至3mm的深度。
82.本文的公开内容涉及在充气轮胎的胎面中形成的槽。因此，在由橡胶材料或橡胶型聚合物材料制成的槽表面的情况下对槽表面的疏水特性进行考量。在一些实施方式中，胎面由二烯橡胶化合物制成。二烯橡胶，例如天然橡胶、异戊二烯橡胶和丁二烯橡胶，包括衍生自具有共轭碳-碳双键的二烯烃的重复单元。可以通过二烯烃单体与其它单体的共聚来专门定制合成二烯橡胶的特性，它们具有广泛的应用、包括轮胎胎面的应用。苯乙烯-丁二烯橡胶(本文称为“sbr”)是通过苯乙烯和丁二烯聚合生产的丁二烯橡胶的一个示例。在一些实施方式中，胎面由含二氧化硅的二烯橡胶化合物，例如sbr二氧化硅化合物制成。
83.根据以下成分制成典型的sbr硅橡胶化合物(其中“phr”是每百份橡胶的份数)。
[0084][0085][0086]
s-sbr是利用溶液聚合工艺获得的聚合物，平均分子量分别在800-1500
×
103和500-900
×
103之间，其中苯乙烯含量在10％至45％之间并且乙烯基含量在20％和70％之间。
[0087]
br是一种由聚丁二烯构成的聚合物。
[0088]
二氧化硅是一种表面积为约170m2/g并且由evonik公司以ultrasil vn3的名称销售的填料。
[0089]
炭黑是n134。
[0090]
硅烷粘结剂由evonik公司以si75的名称销售。
[0091]
tbbs是用作硫化促进剂的化合物n-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺的缩写。
[0092]
dpg是用作硫化促进剂的二苯胍化合物的缩写。
附图说明
[0093]
借助以下非限制性示例和附图对本发明的一些实施方式进一步进行说明，在附图中：
[0094]
图1示出了充气轮胎的包括多个槽的胎面。
[0095]
图2示出了图1所示的胎面的特写，其中槽包括槽表面上的配置中的多个元件。
[0096]
图3a示出了图1和图2中所示胎面的槽的沿着a-a距离的特写；图3b示出了槽的沿着图1和图2所示a-a距离的截面，包括三个表面：两个壁和基部。
[0097]
图4示出了根据本发明的实施方式的槽表面上的配置中的元件的形状；
[0098]
图5示出了当元件在表面上是新的时，水滴和表面相互作用的接触角与配置在表面上的元件的体积之间的关系；
[0099]
图6示出了在元件已经老化后，水滴和表面相互作用的接触角与配置在表面上的元件的体积之间的关系；
[0100]
图7示出了图5和图6所示的数据的组合；
[0101]
图8示出了元件的实际接触面积与水滴和包含所述元件的表面之间形成的接触角之间的关系；
[0102]
图9示出了根据本发明的实施方式的元件在第一截面平面中的配置；
[0103]
图10的a示出了由根据本发明的实施方式的元件在图10的b中所示的配置形成的相应的空隙体积；
[0104]
图11示出了水滴和表面相互作用的接触角与该表面上的元件的配置所用的间隔参数之间的关系；
[0105]
图12示出了水滴和表面相互作用的接触角与由配置在该表面上的元件形成的空隙率之间的关系；
[0106]
图13示出了图11和图12所示的数据的组合；
[0107]
图14的a示出了根据本发明的实施方式的槽表面上的元件；图14的b示出了元件的第一截面形状；图14的c示出了元件的第二截面形状，并且图14的d示出了第二截面形状的顶部的特写；
[0108]
图15的a示出了根据本发明的实施方式的槽表面上的元件；图15的b示出了元件的第一截面形状；图15的c示出了元件的第二截面形状，并且图15的d示出了第二截面形状的顶部的特写；
[0109]
图16的a示出了根据本发明的实施方式的槽表面上的元件；图16的b示出了元件的第一截面形状；图16的c示出了元件的第二截面形状，并且图16的d示出了第二截面形状的弯曲侧边的特写；
[0110]
图17的a示出了根据本发明的实施方式的槽表面上的元件；图17的b示出了元件的第一截面形状；图17的c示出了元件的第二截面形状，并且图17的d示出了第二截面形状的侧边和到顶部的过渡的特写；
[0111]
图18的a示出了根据本发明的实施方式的槽表面上的元件；图18的b示出了元件的第一截面形状；图18的c示出了元件的第二截面形状，并且图18的d示出了第二截面形状的
侧边和到顶部的过渡的特写；
[0112]
图19的a示出了根据本发明的实施方式的槽表面上的元件；图19的b示出了元件的第一截面形状；图19的c示出了元件的第二截面形状，并且图19的d示出了第二截面形状的侧边和到顶部的过渡的特写；
[0113]
图20的a示出了根据本发明的实施方式的槽表面上的元件；图20的b示出了元件的第一截面形状；图20的c示出了元件的第二截面形状，并且图20的d示出了第二截面形状的侧边和到顶部的过渡的特写；
[0114]
图21的a示出了根据本发明的实施方式的槽表面上的元件；图21的b示出了元件的第一截面形状；图21的c示出了元件的在槽的一个平面中的第二截面形状；图21的d示出了元件的在槽的第二平面中的第二截面形状；
[0115]
图22的a示出了根据本发明的实施方式的槽表面上的元件；图22的b示出了元件的第一截面形状；图22的c示出了元件的在槽的一个平面中的第二截面形状；图22的d示出了元件的在槽的第二平面中的第二截面形状；图22的e示出了第二截面平面中的元件；
[0116]
图23示出了轮胎胎面的具有图22的元件的槽，该元件的纵向轴线沿着周向取向；
[0117]
图24示出了轮胎胎面的具有图22的元件的槽，该元件的纵向轴线垂直于周向取向；和
[0118]
图25的a至g示出了根据本发明的各个实施方式的多个元件的第一截面形状、第二截面形状和3d形状。
具体实施方式
[0119]
图1示出了充气轮胎100的胎面110，该胎面包括沿着胎面110的圆周平行于周向130延伸的多个槽120。
[0120]
图2示出了图1中所示的胎面110的特写，其中槽120包括沿着槽表面配置的多个元件，这些元件表示为槽120内的点。
[0121]
图3a和图3b示出了槽120的沿着图1和图2中所示a-a距离的特写。槽120在垂直于圆周轴线的轴向上具有u形的截面，因此槽120包括三个槽表面122：两个壁122b、122c和基部122a。槽120具有垂直于周向的宽度124和沿着周向延伸的长度126。
[0122]
图4示出了槽表面122上的配置400中的元件410的实施方式。可以参照元件410的在第一截面平面420和第二截面平面430中的截面形状对元件410进行描述。第一截面平面420是平行于槽的表面的平面，因此元件410的第一截面形状425基本上是元件在槽表面上的印迹(footprint)，并且因此限定了元件410的宽度w。第二截面平面430是垂直于槽表面并垂直于圆周轴线的平面，因此元件410的第二截面形状435限定了元件410的高度h。在该实施方式中，即使第二截面平面430被旋转90
°
，元件410的第二截面形状435也是相同的。换言之，元件410是点状的而不是细长的。
[0123]
在图4所示的实施方式中，第一截面形状425为正方形，第二截面形状435为具有平滑连续的弯曲侧边和平行的顶部和底部这两个边缘的截头双曲线。这是给出的示例，然而元件410可以具有各种不同的形状，如将从以下描述中获悉的。
[0124]
图5示出了在新形成时，静态水滴和包括多个元件410的槽之间形成的接触角与元件体积之间的反函数关系。
[0125]
如从图5中可以看出的，元件体积越大，元件410和静态水滴之间形成的接触角越小，例如表面变得越来越不疏水。从图5所示的趋势可以看出，元件体积大小最终会达到体积的进一步增大不会导致接触角显著减小的体积，例如对于图5中所示的数据而言，函数关系在大致136度趋于停滞。这可能被认为是因为体积变得如此之大，以至于当从元件处观察时，表面基本上是连续的，因此接触角趋向于成为在没有任何元件的情况下观察到的接触角。
[0126]
从图5所示的关系中可以清楚地看出，为了获得表现出良好疏水特性的槽表面122，需要具有最小元件体积的元件410，例如倾向于体积小于0.1mm3的针状结构。
[0127]
图6示出了与图5所示相同的关系(例如，静态水滴和多个元件之间形成的接触角与元件体积之间的关系)，但这是对于老化的表面而不是新的表面(如图5中所示)而言。从图6中所示的数据可以看出，当元件体积减小到0.15mm3以下时，静态水滴和本发明的元件410之间形成的接触面积快速下降(例如变得不那么疏水)。
[0128]
图6中所示的数据点与图5中所示的数据点直接对应。例如，图5中的数据点a和图6中的a'测量了相同元件410在两个不同时间段的接触角：当元件410新形成时，其体积大致为0.15mm3(图5)，在元件410已经老化并失去其75％的材料体积后，其体积为大致0.03mm3(图6)。
[0129]
图7示出了图5和图6的组合数据，示出了元件体积和与静态水滴形成的接触角之间的关系如何随元件体积而变化。
[0130]
因此图5、图6和图7示出了当具有较小的体积的元件410为新的时其疏水特性受到老化影响更大，使得较小的元件体积(例如数据点a/a'、b/b'和c/c')虽然最初是最疏水的(图5)，但相比于较大的体积更快地变得不那么疏水。因此，当表面122为新的时，其老化影响和疏水特性具有与元件体积相反的要求。
[0131]
相反，当较大体积的元件为新的时(例如数据点d和e所示，大于0.5mm3)，受到老化影响较小，因此在老化后疏水特性的变化较少(如数据点d'和e'所示)。例如图6示出了在老化后即使在元件体积已经损失了大致75％之后，元件410的d'和e'还维持了大致相同的疏水性(例如，与水的接触角)。
[0132]
从图7中可以看出，体积小于0.1mm3的元件410在胎面110老化后接触角急剧减小。因此，元件体积大于0.1mm3是有益的。
[0133]
发明人已经获悉，重要的是使元件410的体积最大化，以便改进抗老化性并随着轮胎胎面老化而保持疏水性。因此，本发明的目的是提供用于槽表面122的配置(例如图案)，其使得元件体积最大化，同时使元件410和水滴之间的接触面积(进而接触角)最小化。
[0134]
本发明设想的解决方案是提供具有下述形状的元件410，其基部比其顶部宽，例如包括倾斜的侧边和/或弯曲或成角度的顶部表面(例如有圆角的侧边、例如倒斜角的侧边、例如斜切的侧边)。每个元件的顶部表面可以被认为是表示其相对于与槽接触的水滴的实际接触面积。
[0135]
图8示出了元件410的实际接触面积(相对于包括平坦的顶部的柱表面标准化(normalised))和与静态水滴形成的接触角之间的关系。因此可以获悉，100％的表面积表示直边柱形元件结构和平坦的顶部表面(例如，包括矩形或正方形的第二截面形状)。因此，通过在与水滴接触的表面处将截面形状的角倒圆角，使得平坦的顶部变得越来越小，从而
减小了实际接触面积。
[0136]
可以看出，当接触面积随着元件的第二截面形状的角的倒圆角程度增大而减小时，接触角增大(例如，顶部表面变得越来越疏水)。
[0137]
因此发明人已经获悉，通过使元件形状的侧边倒圆角或成角度，可以产生包括有利的疏水特性的表面，同时仍然保持提供改进的抗老化性的高的元件体积。
[0138]
图9示出了根据本发明的实施方式的元件的图案(在平行于槽表面的第一截面平面420中)的截面。在所示的图案(例如，立方体图案)中，元件411被示出为具有第一最近邻近物412和第二最近邻近物413两者，其中第一最近邻近物具有比第二最近邻近物间隔s'小的间隔距离s。对于所示的立方体图案，第二最近邻近物413限定了围绕中央元件411的正方形(例如，中央元件411被定位在正方形的中央)，并且第一最近邻近物412沿着由第二最近邻近物413限定的正方形的边的中点定位。
[0139]
最近邻近物间隔s、s'被限定为元件411的第一截面形状的中央到中央的距离，例如中央元件411的第一截面形状的中央与第一和/或第二最近邻近物的截面形状的中央之间的距离。
[0140]
图10的b示出了槽表面122和槽表面122上的突出配置中的多个锥形元件410(作为示例)的三维表示。在该示例中，配置包括立方体图案。可以看出，该配置中的元件410的总体积是所有锥形元件410的31ah之和，其中a是槽表面122处的基部的面积，而h是锥形元件410的高度。图10的a示出了形成为总元件体积的负体积的三维空隙体积415，例如，空隙体积是由元件410之间的空间形成的体积。如图10的a所示，空隙体积415并不占据与总元件体积相同的体积或空间，因此空隙体积415可以被认为嵌在元件410周围，以在整个槽表面122上创建达到高度h的实体体积，例如空隙体积和元件体积具有锁钥嵌合(lock-and-key fit)。可以获悉，空隙体积415与总元件体积的组合可能不会完全填充槽的可用体积(例如，如图3所示的槽)。
[0141]
图11示出了根据本发明的实施方式的静态水滴和多个元件410之间形成的接触角与元件410之间的空间(以毫米计)之间的函数关系。如从所示的数据中可以看出，随着空隙面积减小，例如元件410之间的间隔s减小，静态水滴与元件410之间的接触角减小。因此本发明人惊讶地获悉，根据本发明在元件410之间具有较大的空隙体积是有利的。
[0142]
图12示出了根据本发明的实施方式的静态水滴和多个元件410之间形成的接触角与配置在表面上的元件图案的空隙率之间的函数关系。与图11类似，可以看出，随着空隙率的增大，元件410的间隔变得越来越大，接触角增大并且表面变得更加疏水。
[0143]
从图11和图12两者中可以看出，接触角与表面上的元件之间的一维和三维空间之间的关系在形状上看是正弦曲线。因此可以获悉，优选地选择能实现最佳空隙率的元件体积和元件之间的间隔。
[0144]
图13将图12和图6的数据进行组合以示出如何确定空隙率和元件体积之间的优化。如从图13中可以看出的，可以通过确定对应于空隙率和接触角之间关系的曲线与对应于元件体积和接触角之间关系的曲线在哪里相交来获得空隙率和元件体积的最佳范围。因此，对于图13中所示的示例，最佳范围可以确定为包括50％和65％之间的空隙率以及0.2mm3和0.6mm3之间的元件体积的图案。
[0145]
图14至图22示出了根据本发明的一些实施方式的元件形状在不同的截面和角度
下的各种实施方式。其中描绘的所有元件具有仅作为示例的0.6mm的高度h。
[0146]
图14的a示出了根据本发明的实施方式的槽表面122上的元件410a，其中第一最近邻近物间隔s为1.2mm。图14的b示出了元件410a在第一截面平面420中的第一截面形状425a为正方形，宽度w为0.6mm。图14的c示出了元件的第二截面形状435a，其是具有两对平行侧边和两个倒斜角角部的不规则六边形，例如，第二截面形状基本上是具有倒斜角顶部(即，侧边和顶部之间的两个倒斜角角部)的方柱形状。图14的c还示出了第二截面形状435a的基部处的宽度w大于第二截面形状的顶部处的相应的宽度w'。图14的d示出了倒斜角角部中的一个的特写，并且示出了该角部相对于侧边和顶部边缘以45
°
角被切掉，具有倒斜角深度为0.15mm的形状。
[0147]
图15的a至图15的d示出了槽表面122上的元件410b，它们与图14中所示的元件基本相同，区别仅在于图15中所示的元件具有曲率半径为0.15mm的倒圆角的(例如具有圆角的)而不是倒斜角的(如图14所示)顶角。然而，由于曲率半径等于倒斜角深度(例如0.15mm)，因此图14和图15中所示的两个元件的平坦的顶部表面的接触面积相同。可以看出，图15的c中所示的第二截面形状435b是具有圆角顶部的柱形，因此第二截面形状435b的基部处的宽度w大于第二截面形状435b的顶部处的相应的宽度w'。
[0148]
图16示出了槽表面122上的元件410c，与图14和图15类似，其具有正方形的第一截面形状425c，第一最近邻近物间隔为1.2mm并且宽度为0.6mm。与图14和图15相反，元件410c具有对应于截头双曲线的第二截面形状435c，例如具有被两个不平行的凹形弯曲边缘连接的两个平行的边缘。图16的c示出了第二截面形状435c的基部处的宽度w大于第二截面形状435c的顶部处的相应的宽度w'。图16的d示出了弯曲侧边具有0.15mm的深度，使得元件410c的基部具有0.3mm的宽度(例如，元件410c的顶部表面的面积为基部的面积的四分之一)。
[0149]
图17示出了槽表面122上的元件410d，它们是图14和图16中所示元件的组合，例如，第二截面形状435d包括截头双曲线，其具有倒斜角深度为0.15mm的倒斜角的顶部边缘。第一截面形状425d是宽度为0.9mm的正方形，使得顶部表面的宽度(例如，元件的接触水滴的表面积的平方根)为0.3mm。图17的c示出了第二截面形状435d的基部处的宽度w大于第二截面形状435d的顶部处的相应的宽度w'。
[0150]
图18示出了槽表面122上的元件410e，它们是图15和图16中所示元件的组合，例如第二截面形状435e包括具有曲率半径为0.15mm的圆角顶部边缘的截头双曲线。第一截面形状425e是宽度为0.9mm的正方形，使得顶部表面的宽度(例如，元件的接触水滴的表面积的平方根)为0.3mm。图18的c示出了第二截面形状435e的基部处的宽度w大于第二截形状435e的顶部处的相应的宽度w'。
[0151]
图19的a示出了根据本发明的实施方式的槽表面122上的元件410f，其中第一最近邻近物间隔s为1.0mm。图19的b示出了元件410f在第一截面平面420中的第一截面形状425f，其为具有0.6mm的宽度w的正方形。图19的c示出了元件的第二截面形状435f为扁平的抛物线，例如，具有扁平的顶部的抛物线，使得截面形状具有平行于槽表面122的两个平行的边缘和在顶部和侧边之间延伸的具有0.15mm的深度的两个凸形弯曲表面。图19的c示出，第二截面形状435f的基部处的宽度w大于第二截面形状435f的顶部处的相应的宽度w'。
[0152]
图20示出了与图19中所示元件相同的元件410g，两个实施方式之间的区别仅在于，图20中的第一最近邻近物间隔s为1.2mm(而图19中为1.0mm)。图20的c示出了第二截面
形状435g的基部处的宽度w大于第二截面形状435g的顶部处的相应的宽度w'。
[0153]
尽管图14至图20举例说明了整体具有点状形状的元件，但在图21至图22中可以看到一些细长的元件的示例。
[0154]
图21示出了根据本发明的实施方式的槽表面122上的元件410h，其中第一最近邻近物间隔s为0.4mm并且第二最近邻近物间隔s'为2mm(如图21的b所示)。图21的b示出了元件410h在第一截面平面420h中的第一截面形状425h，其是宽度w为0.2mm并且长度l为1.8mm的矩形的细长的条。可以获悉，元件的纵向轴线可以沿例如平行于胎面的周向或垂直于胎面的周向的任何合适和/或期望的方向取向。
[0155]
图21的c和图21的d示出了元件410h在垂直于槽表面122的两个平面中的不同的第二截面形状。可以获悉，如果元件410h以纵向轴线平行于周向的方式取向，则图21的d表示第二截面形状435h。相反，如果元件以纵向轴线垂直于圆周轴线的方式取向，则图21的c表示第二截面形状435h。在图21的d中，第二截面形状为矩形，其中纵横比大约为5。如本文所公开的，尽管未示出，但矩形形状的顶部可以是倒圆角的或倒斜角的。
[0156]
图22示出了根据本发明的实施方式的槽表面122上的元件410i，其中第一最近邻近物间隔s为0.4mm并且第二最近邻近物间隔s'为2mm。图22的b示出了元件410在第一截面平面420中的第一截面形状425i，其是宽度w为0.2mm并且长度l为1.8mm的矩形的细长的条。可以获悉，元件的纵向轴线可以沿例如平行于胎面的周向或垂直于胎面的周向的任何合适和/或期望的方向取向。
[0157]
图22的c示出了在垂直于槽表面122的平面中的一个平面中，元件410i的第二截面形状为矩形。图22的d和图22的e示出了在与槽表面122垂直的另一个平面中，元件410i的第二截面形状为梯形。在图22的d和图22的e中，第二截面形状为梯形，其中纵横比大约为4。如本文所公开的，尽管未示出，但梯形形状的顶部可以是倒圆角的或倒斜角的。图22的d和图22的e还示出，第二截面形状435i的基部处的宽度w大于第二截面形状435i的顶部处的相应的宽度w'。
[0158]
图23和图24示出了图22和图23所示元件在槽表面上的两种可能的取向。例如，延伸的矩形的元件可以被取向为使得第一截面形状的纵向轴线平行于轮胎的圆周(图23)。替选地，第一截面形状的纵向轴线可以被取向为垂直于轮胎的圆周，例如从槽壁延伸到槽壁和/或从基部延伸到胎面表面。
[0159]
图25的a至图25的g示出了根据本发明的各个实施方式的多个元件的第一截面中的形状(左)、第二截面中的形状(中央)和3d形状(右)。所有元件被示出为具有参照第一截面形状(左)限定的宽度w和参照第二截面形状(中央)限定的高度h。因此将获悉，宽度w被限定为第一截面形状的最小尺寸，并且高度h被限定为第二截面形状的最大延伸尺寸。
[0160]
图25的a示出了具有正方形的第一截面形状和扁平抛物线形的第二截面形状的元件(例如，形状与图19和图20所示的元件类似的元件)。
[0161]
图25的b示出了具有矩形的第一截面形状和截头或扁平的高斯曲线的第二截面形状的元件，例如具有平坦的顶部或不同宽度的两个平行表面(其具有在两者之间过渡的正弦形边缘)的高斯曲线。
[0162]
图25的c示出了具有圆形的第一截面形状和抛物线形的(例如在基部处被截头的)第二截面形状的元件，也类似于倒圆角的锥体。
[0163]
图25的d示出了具有三角形的第一截面形状和具有倒圆角的顶部的基本上三角形的第二截面形状使得三维形状为倒圆角的三角锥的元件。
[0164]
图25的e示出了具有六边形的第一截面形状和抛物线形的(例如在基部处被截头的)第二截面形状的元件。
[0165]
图25的f示出了具有圆形的第一截面形状和矩形的第二截面形状使得三维形状为圆柱体的元件。
[0166]
图25的g示出了具有三角形的第一截面形状和矩形的第二截面形状使得三维元件形状为三棱柱的元件。

技术特征：
1.一种用于充气轮胎的胎面，所述胎面包括：多个槽，所述槽包括：槽表面；和在所述槽表面上的配置中彼此间隔开的多个元件，其中每个元件具有限定体积的形状，所述形状包括：在平行于所述槽表面的平面中的第一截面形状，其中所述第一截面形状的在所述槽表面处限定的最小尺寸限定了所述元件的基部的宽度w，其中0.1mm≤w≤3mm；在垂直于所述槽表面的平面中的第二截面形状，其中所述第二截面形状的从所述槽表面处的所述基部到顶部的最大尺寸限定了所述元件的高度h，其中0.1mm≤h≤3mm；并且所述高度h除以所述宽度w的纵横比至少为1且至多为30；其中，所述配置包括：在所述元件之间的空间中的空隙体积；和在0.5至0.75之间的空隙率，其中所述空隙率被限定为所述配置中的所述空隙体积相对于所述元件的总体积的比率。2.根据权利要求1所述的胎面，其特征在于，所述第二截面形状包括所述宽度w和所述高度h，其中在所述第二截面形状的所述基部处的所述宽度w大于在所述第二截面形状的所述顶部处的相应的宽度w'。3.一种用于充气轮胎的胎面，所述胎面包括多个槽，所述槽包括：槽表面；和在所述槽表面上的配置中彼此间隔开的多个元件，其中，每个元件具有的形状包括：在平行于所述槽表面的平面中的第一截面形状，其中所述第一截面形状的在所述槽表面处限定的最小尺寸限定了所述元件的基部的宽度w；在垂直于所述槽表面的平面中的第二截面形状，其中所述第二截面形状的从所述槽表面处的所述基部到顶部的最大尺寸限定了所述元件的高度h；其中所述第二截面形状包括所述宽度w和所述高度h，其中在所述第二截面形状的所述基部处的所述宽度w大于在所述第二截面形状的所述顶部处的相应的宽度w'。4.根据前述权利要求中任一项所述的胎面，其特征在于，所述第二截面形状从所述基部到所述顶部大体上逐渐变窄。5.根据前述权利要求中任一项所述的胎面，其特征在于，所述第二截面形状包括弯曲的、有圆角的、倒圆角的或倒斜角的顶部。6.根据前述权利要求中任一项所述的胎面，其特征在于，所述第二截面形状大体上是抛物线形的或双曲线形的。7.根据前述权利要求中任一项所述的胎面，其特征在于，所述第一截面形状具有大于所述宽度w的长度l。8.根据前述权利要求中任一项所述的胎面，其特征在于，所述第一截面形状是限定了远大于所述宽度w的长度l的细长的条。9.根据前述权利要求中任一项所述的胎面，其特征在于，每个元件具有限定大于约0.1mm3的体积的形状。
10.根据前述权利要求中任一项所述的胎面，其特征在于，多个所述元件的所述配置是规则图案。11.根据前述权利要求中任一项所述的胎面，其特征在于，所述元件在所述配置中以典型或平均的间隔彼此间隔开，所述间隔在50μm和1.5mm之间。12.一种方法，其使用模制技术制造根据前述权利要求中任一项所述的胎面。13.一种模具，其被构造用于制造根据权利要求1至11中任一项所述的胎面。14.一种方法，其使用激光雕刻技术制造根据权利要求1至11中任一项所述的胎面。15.一种用于充气轮胎的胎面，所述胎面包括多个槽，所述槽包括：槽表面；和在所述槽表面上的配置中彼此间隔开的多个元件，其中每个元件具有限定体积的圆柱体或三棱柱的形状；以及其中，所述配置包括：在所述元件之间的空间中的空隙体积；和在0.5至0.75之间的空隙率，其中所述空隙率被限定为所述配置中的所述空隙体积相对于所述元件的总体积的比率。

技术总结
一种用于充气轮胎的胎面，胎面包括多个槽，槽包括：槽表面(122)；和在槽表面(122)上的配置中彼此间隔开的多个元件(410)。各元件(410)均具有限定体积的形状，该形状包括：在平行于槽表面(122)的平面(420)中的第一截面形状(425)；和在垂直于槽表面(122)的平面(430)中的第二截面形状(435)。配置包括在元件(410)之间的空间中的空隙体积以及在0.5至0.75之间的空隙率，其中空隙率被限定为配置中的空隙体积相对于元件(410)的总体积的比率。积相对于元件(410)的总体积的比率。积相对于元件(410)的总体积的比率。


技术研发人员：前田晋平 P
受保护的技术使用者：普利司通欧洲有限公司
技术研发日：2021.12.23
技术公布日：2023/10/20