专利名称：橡胶制品加强用钢丝帘线及充气轮胎的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种橡胶制品加强用钢丝帘线及充气轮胎，详细的说，涉及一种用作充气轮胎或工业用带等橡胶制品的加强件的钢丝帘线、及以该钢丝帘线为带束层的加强件的充气轮胎。在本发明中，特别涉及一种要用钢丝帘线加强的制品，特别是不会损失充气轮胎的耐久性而实现轻量化的制品。
背景技术：
在橡胶制品的典型例子、即充气轮胎中，作为降低其耐久性的主要原因，公知的是因割伤等从轮胎外部进入到轮胎内部的带束层等中的水分腐蚀带束层的帘线，因该腐蚀区域的扩大而将帘线和橡胶剥离开，从而产生脱层。
为了避免该脱层，所谓的橡胶渗透结构是有效的，该结构使橡胶充分渗入到帘线内部而不形成使水分传播到帘线的单纤维之间的间隙。该橡胶渗透结构通过较松地捻帘线而增大单纤维之间的间隙，从而实现了橡胶的浸透，特别适合于1×3或1×5结构的单股帘线。
但是，近年来，从充气轮胎的乘坐舒适性、操纵稳定性等性能方面考虑，需要刚性更高的钢丝帘线。另外，通过增加轮胎的带束层处的帘线的纬密，可以确保带束层的拉伸刚性，但这样不仅导致轮胎重量增大，而且由于在带束层的相邻帘线的间隔狭小，因此在以带束层宽度方向端部的帘线端为起点的橡胶剥离容易在相邻的帘线之间传播，容易导致所谓的带束层边缘脱层。
作为具有较高刚性的钢丝帘线，在日本特开2002-227081号公报中提出了2+4股结构的钢丝帘线。与因捻搓而产生柔软度的1×N结构的钢丝帘线相比，该钢丝帘线的刚性相对较高。
发明内容
但是，由于日本特开2002-227081号公报中记载的钢丝帘线被做成为将波浪螺旋褶子施加到由构成芯的2根钢线材组成的束上，因此在制造轮胎时，在对这种帘线施加拉力时，在芯线材与外鞘线材之间没有间隙，无法得到对芯内部充分的橡胶浸透性。因此，存在产生脱层现象这样的问题。
因此，本发明的一个目的在于提供一种以2+n(n＝3～5)结构为基础的钢丝帘线，该钢丝帘线在用钢丝帘线加强了的橡胶制品中，不会导致因在该帘线周边产生脱层而引起的耐久性的降低，可以提高橡胶制品的拉伸刚性，并且可以使该帘线的生产率大于1×N结构的帘线的生产率。
另外，本发明的另一目的在于提供一种充气轮胎，该充气轮胎通过将上述钢丝帘线作为带束层的加强件应用，由此同时满足了轻量化、耐久性和操纵稳定性。
为了解决上述课题，本发明的橡胶制品加强用钢丝帘线由芯和1层外鞘构成，上述芯是沿长度方向并列排列地配置2根未加捻的芯线材而成的，上述外鞘是将3根～5根外鞘线材绕上述芯加捻而成的，与帘线轴线正交的截面上的帘线轮廓形状为扁平；其特征在于，从帘线侧面看时芯线材相对于帘线轴线方向倾斜3°以下。
另外，本发明的充气轮胎的特征在于上述橡胶制品加强用钢丝帘线用作带束层的加强件。
采用本发明的钢丝帘线，由于不会导致因在橡胶制品的帘线周边产生脱层而引起的耐久性的降低，可以提高该橡胶制品的拉伸刚性，因此通过将该帘线特别地应用于轮胎，可以同时满足轮胎的轻量化、耐久性和操纵稳定性。
图1是实施例1的钢丝帘线的说明图。
图2是实施例1、3、4的钢丝帘线的放大剖视图。
图3是实施例2的钢丝帘线的放大剖视图。
图4是比较例的钢丝帘线的放大剖视图。
附图标记说明1芯线材2外鞘线材P间距具体实施方式
下面，具体说明本发明的实施方式。
本发明的橡胶制品加强用钢丝帘线由芯和一层外鞘构成，上述芯是沿长度方向并排排列地配置2根未加捻的芯线材而构成的，上述外鞘是绕芯加捻3根～5根外鞘线材而成的，在与帘线轴线正交的截面上的帘线轮廓形状为扁平状。通过做成这样的结构，与1×N结构的钢丝帘线相比，本发明的橡胶制品加强用钢丝帘线的刚性相对较高，并且帘线生产率也比1×N结构的帘线的生产率高。
在此，在本发明中，重要的是从帘线侧面看的芯线材相对于帘线轴线方向倾斜3°以下，优选实质上是倾斜0°。其理由是通过使芯线材并列且笔直，从而抑制制造轮胎时对这样的帘线施加拉力时的帘线延伸，不会在芯与外鞘之间形成封闭空间。由此，由于橡胶容易渗入到芯线材与外鞘线材之间，因此可以避免因割伤等从轮胎外部渗入到内部的带束层等中的水分腐蚀带束层的帘线，从而可以避免因该腐蚀区域的扩大而在帘线与橡胶之间产生剥离的脱层。
在本发明的橡胶制品加强用钢丝帘线中，不是绕芯均匀地分散配置外鞘线材，而是优选为不均匀地配置外鞘线材(参照后述实施例中的图1)。通过做成这样的配置，可以减薄帘线上下方向的厚度，可以进一步减薄带束层的厚度，从而可以使轮胎轻量化。另外，可以改善相对于转向中的着地面部外侧所产生的带束层的压曲变形的柔软性及帘线弯折性。
另外，从轻量化方面考虑，优选本发明的橡胶制品加强用钢丝帘线的芯线材和外鞘线材的抗拉力为2.9kN/mm2(300kg/mm2)以上，而且，优选芯线材和外鞘线材的直径为在0.21mm～0.24mm范围内。如果该直径不足0.21mm，则难以确保带束层的强度，另一方面，如果该直径超过0.24mm，带束层的面外方向的弯曲刚性过大而使操纵稳定性降低。另外，芯线材与外鞘线材的线直径相同，这在生产率方面是有利的。
在本发明的充气轮胎中，将帘线层作为带束层来使用，该帘线层是将多根上述本发明的钢丝帘线相互并行地排列整齐而埋设于胶片中而成的，但带束层以外的轮胎结构不应受特别的限制，可以根据习惯采用适当的结构。
在此，在将本发明的钢丝帘线用作带束层的加强件时，将芯线材的并列方向做成沿着带束层宽度方向的配置是很重要的。通过做成这种配置，相对于沿着带束层面的方向上产生的面内弯曲变形的刚性增高，轮胎的操作稳定性提高。即，由于本发明的钢丝帘线并列排列有2根芯线材，并且芯线材彼此并列地相接触，因此芯线材彼此的摩擦力作用于芯的侧向弯曲变形，横方向的芯弯曲刚性变高，从而帘线的并列方向大致沿带束层的宽度方向的轮胎带束层的面内弯曲刚性变高。另外，由于本发明的钢丝帘线的上下方向的厚度比以往的圆形截面的钢丝帘线薄，因此能使橡胶制品、例如带束层的厚度变薄，重量变轻。
实施例下面，基于实施例和比较例，详细说明本发明。
实施例1图1表示2+4股结构的钢丝帘线。图1中，(a)是从上面看的局部侧视图，图b是图(a)中a-a、b-b、c-c、d-d、e-e的各位置上的、垂直于帘线轴线的截面的截面图。另外，(c)是从横向看的局部侧视图，(d)是(c)中a-a、b-b、c-c、d-d、e-e的各位置上的、垂直于帘线轴线的截面的截面图。在图1中，附图标记1是芯线材，附图标记2是外鞘线材，由于2根芯线材1在帘线轴线方向上基本是直线，因此两根芯被保持平行地保持着。另一方面，4根外鞘线材2以14mm的间距P加捻在芯线材1的外层上。
在制作这样的钢丝帘线时，由于减小了芯朝帘线轴线方向的倾斜，因此使捻线时的芯放卷张力比外鞘的放卷张力大，使加捻后的后续成形量合理化。
在图2中放大表示该钢丝帘线的与帘线轴线正交的一个截面。另外，将该钢丝帘线的规格(线材直径、线材抗拉力、从帘线侧面看的芯线材的倾斜(帘线长径方向的芯的倾斜和帘线短径方向的芯的倾斜，在此，“长径方向”是外鞘的每一节距内的帘线截面的最大直径方向，“短径方向”是与长径方向正交的方向))表示在后述的表1中。
用后述的表1所示的纬密将制作成的钢丝帘线应用于由第1及第2分带束层构成的带束层，试作出规格185/70R14的轮胎。另外，带束层是这样配置的在帘布层上以钢丝帘线相对于轮胎赤道面向左倾斜22°的角度的方向配置内侧的第1分带束层，并且在第1分带束层上以钢丝帘线相对于轮胎赤道面向右倾斜22°的角度的方向配置第2分带束层。
将试作出的轮胎安装到JATMA标准所规定的标准轮辋上后，填充与JATMA YEAR BOOK下的最大载荷能力对应的内压，然后安装到乘用车上。在铺装路上行驶50000km后，剖开轮胎分别查看了因割伤而产生的腐蚀长度、在带束层端处的龟裂长度。在此，只要腐蚀长度为10mm以下，龟裂长度在20mm以下，就无耐久性问题。另外，对操纵稳定性而言，安装上各种轮胎后以相同的行驶方式在特定的试验路面上行驶，由3名试驾员进行感觉评价。该感觉评价是以10分为满分来进行的，是以3名试驾员的平均值算出的。只要数值为6.5以上，就无实用上的问题。将这些评价和调查结果列在后述的表1中。
实施例2～4、比较例作为实施例2～4和比较例制作了后述表1所示的规格的钢丝帘线。在图3中放大表示实施例2的钢丝帘线的与帘线轴线正交的一个截面。从图3可以得知在该钢丝帘线中，外鞘线材2绕着芯被基本平均地分散配置着。放大表示实施例3、4中的钢丝帘线的与帘线轴线正交的一个截面的图与图2相同。另外，在图4中放大表示比较例的钢丝帘线的与帘线轴线正交的一个截面。
与实施例1相同，使用这些钢丝帘线试作轮胎，进行了相同的评价。另外，用以实施例1为100时的指数示出了轮胎的带束层重量。数值越小，表示重量越轻。而且，对将与耐久性相关的评价项目、即腐蚀长度和龟裂长度各自的平均值相乘而得出的值加入轻量性(带束层重量)和操纵稳定性的评价结果，将由此得到的结果作为综合评价，并以10分为满分将其示出。在表1中列出这些评价结果。
表1
权利要求
1.一种橡胶制品加强用钢丝帘线，该橡胶制品加强用钢丝帘线由芯和1层外鞘构成，其在与帘线轴线正交的截面上的帘线轮廓形状是扁平的，上述芯是沿长度方向并列配置2根未加捻的芯线材而成的，上述外鞘是将3根～5根外鞘线材绕着上述芯加捻而成的，其特征在于，从帘线侧面看时芯线材相对于帘线轴线方向倾斜3°以下。
2.根据权利要求1所述的橡胶制品加强用钢丝帘线，其特征在于，上述外鞘线材不是绕着上述芯均匀地分散配置，而是不均匀地配置。
3.根据权利要求1所述的橡胶制品加强用钢丝帘线，其特征在于，上述芯线材和上述外鞘线材的抗拉力为2.9kN/mm2(300kg/mm2)以上。
4.根据权利要求1所述的橡胶制品加强用钢丝帘线，其特征在于，上述芯线材和上述外鞘线材的直径为0.21～0.24mm。
5.一种充气轮胎，其特征在于，将权利要求1～4中任一项所述的橡胶制品加强用钢丝帘线用作带束层的加强件。
6.根据权利要求5所述的充气轮胎，其特征在于，上述橡胶制品加强用钢丝帘线的芯的芯线材的并列方向是大致沿着带束层宽度方向的配置。
全文摘要
本发明提供一种橡胶制品加强用钢丝帘线和充气轮胎，通过将该钢丝帘线用作轮胎带束层的加强件，可以同时满足轮胎的轻量化、耐久性和操纵稳定性。本发明的橡胶制品加强用钢丝帘线由芯和1层外鞘构成，上述芯是沿长度方向并列排列地配置2根未加捻的芯线材(1)而成的，上述外鞘是将3根～5根外鞘线材(2)绕上述芯加捻而成的；与帘线轴线正交的截面上的帘线轮廓形状为扁平；从帘线侧面看时芯线材相对于帘线轴线方向倾斜3°以下。
文档编号B60C9/00GK1961113SQ20058001724
公开日2007年5月9日 申请日期2005年5月23日 优先权日2004年5月28日
发明者尾花直彦 申请人:株式会社普利司通