用于增强橡胶物品的钢帘线以及使用该钢帘线的充气子午线轮胎的制作方法
用于增强橡胶物品的钢帘线以及使用该钢帘线的充气子午线轮胎的制作方法
【专利摘要】提供了一种用于增强橡胶物品的钢帘线，使得当所述钢帘线应用于轮胎的带束时能够在不降低轮胎的耐久性的情况下使轮胎轻量化，该钢帘线特别是在涂橡胶之后处理材的特性优异的用于增强橡胶物品的钢帘线。此外提供了使用该钢帘线的充气子午线轮胎。用于增强橡胶物品的钢帘线包括：芯，该芯通过在不捻合在一起的情况下并行地配置两个芯丝（1）而形成；和N（2≤N≤4）个鞘丝（2），该N个鞘丝围绕芯捻合在一起。当芯丝（1）的直径为d1，鞘丝（2）的直径为d2时，d1>d2。
【专利说明】用于增强橡胶物品的钢帘线以及使用该钢帘线的充气子午
线轮胎
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于增强橡胶物品的钢帘线以及使用该钢帘线的充气子午线轮胎(下文中，也分别简称为“钢帘线”和“轮胎”)，更具体地，涉及当应用于轮胎的带束时能够在不降低轮胎的耐久性的情况下实现轻量化的用于增强橡胶物品的钢帘线，特别地，涉及在涂橡胶之后处理材(treat)的特性优异的用于增强橡胶物品的钢帘线以及使用该钢帘线的充气子午线轮胎。
【背景技术】
[0002]目前，构成乘用车辆的子午线轮胎的骨架的胎体所用的增强构件、特别是一般用作胎体的胎冠部的增强构件的带束主要以如下方式构成:使用由涂橡胶的钢帘线相对于轮胎赤道面倾斜地配置的层构成的两个以上钢带束层，并且带束层中的钢帘线彼此交叉。
[0003]近年来，环境性能的重要性在增加，对于采用钢帘线作为增强构件的橡胶物品或轮胎的轻量化的要求在增·长。轮胎轻量化的方法的示例包括减少带束处理材中橡胶的使用量和减少带束的厚度的方法。然而，当带束处理材中橡胶的使用量减少时，第一带束层的帘线与第二带束层的帘线之间的距离变短，容易发生所谓的带束边缘剥离(BES)并且耐久性降低，在所述带束边缘剥离(BES)中，在带束宽度方向上的端部的帘线端起源的橡胶剥离容易在帘线之间传播。作为改善该BES的方法，已知与正常轮胎相比增大带束端部的橡胶的厚度的方法。当然，也因而增加了轮胎的重量，这有悖于作为期望目的的轮胎的轻量化。
[0004]除了减少带束处理材中橡胶的使用量以外的轮胎轻量化的方法的示例包括减少轮胎中钢的使用量的方法，例如，能够想到减少钢帘线的端部数量的方法。然而，当减少钢帘线的端部数量时，带束的刚性降低，这不是优选的。在该情况下，做出了关于改善轮胎的轻量化或耐久性的许多提案。例如，专利文献I为了轮胎轻量化的目的而提出了具有M(M=2至5) +N (N=I至3)结构并且丝的数量满足N > M的钢帘线。专利文献2为了改善带束的耐久性而公开了具有2+3结构的钢帘线。除此之外，专利文献3至专利文献7为了改善轮胎的增强构件要求的各种物理特性或可加工性而公开了具有2+3结构的钢帘线。
[0005]现有技术文献[0006]专利文献[0007]专利文献1:日本特开2001-98480号公报[0008]专利文献2:日本实开平3-128689号公报[0009]专利文献3:日本特开平6-306784号公报[0010]专利文献4:日本特开平7-126992号公报[0011]专利文献5:日本特开2001-98460号公报[0012]专利文献6:日本特开2006-328557号公报[0013]专利文献7:日本特开2007-63706号公报
【发明内容】
[0014]发明要解决的问题
[0015]然而，即使专利文献I的钢帘线也远不能满足当前要求的轮胎轻量化的需求，需要进一步轻量化的技术。尽管专利文献2的钢帘线通过增加橡胶对钢帘线的浸透性而具有改善的耐久性，但是没有研究轮胎的轻量化。此外，现状是，对于专利文献3至专利文献7的钢帘线，关于轮胎轻量化的研究也不是必然令人满意的。
[0016]此外，从生产性的观点出发，具有M+N结构的钢帘线传统地由搓捻型捻线机制造。在通过使用搓捻型捻线机制造的钢帘线中，扭矩被施加至构成钢帘线的钢丝，由此由分别具有相当不同的扭矩的钢丝来构成具有M+N结构的钢帘线。为此原因，在通过对具有M+N结构的钢帘线涂橡胶而形成的橡胶-钢帘线复合体(下文中，称为处理材)中，在裁切过程中裁切该处理材，处理材的端部弹起并卷曲，可加工性劣化，这也已成为问题。现状是，专利文献I至专利文献7并没有充分地考察该问题。
[0017]因此，本发明的目的在于提供当应用于轮胎的带束时能够在不降低轮胎的耐久性的情况下实现轻量化的用于增强橡胶物品的钢帘线以及使用该钢帘线的充气子午线轮胎。
[0018]本发明的另一目的在于提供在涂橡胶之后处理材的特性优异的用于增强橡胶物品的钢帘线以及使用该钢帘线的充气子午线轮胎。
[0019]用于解决问题的方案
[0020]为了解决上述问题，本申请的发明人深入地研究后发现，在具有2+N结构的钢帘线中，如果芯丝的直径和鞘丝的直径满足预定的关系，则能够在保持带束的帘线之间的距离的情况下使带束处理材的重量减少，如果芯丝的平均波形率和鞘丝的平均波形率满足预定的关系,则能够改善处理材的特性，由此完成了本发明。
[0021]换言之，本发明的用于增强橡胶物品的钢帘线是如下用于增强橡胶物品的钢帘线，其包括:芯，所述芯通过在不捻合在一起的情况下并行地配置两个芯丝而形成；和满足2 < N < 4的N个鞘丝，所述N个鞘丝围绕所述芯捻合在一起，
[0022]其中，设所述芯丝的直径为dl，所述鞘丝的直径为d2，则dl>d2。
[0023]在本发明中，所述dl与所述d2的比值优选地为1.1以上并且小于1.7。在本发明中，所述dl与所述d2的比值优选地为1.1以上并且小于1.4。此外，在本发明中，设所述芯丝的平均波形率为H1，所述鞘丝的平均波形率为H2，优选地，H1>H2。再者，在本发明中，所述Hl优选地为70%至110%。在本发明中，优选地，所述dl为0.16mm至0.32mm，所述d2为
0.12mm至0.29mm。此外，在本发明中，所述鞘丝的数量优选地为三个。
[0024]本发明的充气子午线轮胎是如下充气子午线轮胎，其包括:胎体，所述胎体由至少一个胎体层构成，所述至少一个胎体层环状地桥架在左右一对胎圈芯之间；胎面部，所述胎面部配置在所述胎体的胎冠区域的轮胎径向外侧以形成接地部；和带束，所述带束由至少两个带束层构成，所述至少两个带束层配置在所述胎面部和所述胎体的胎冠区域之间以形成增强部，
[0025]其中，作为所述带束的第一层的第一带束层和作为所述带束的第二层的第二带束层两者以使得上述本发明的用于增强橡胶物品的钢帘线在带束宽度方向上并行地配置并且埋设在涂覆橡胶中的方式形成。
[0026]在本发明中，所述dl与所述d2的比值优选地为1.1以上并且小于1.7。在本发明中，所述dl与所述d2的比值优选地为1.1以上并且小于1.4。此外，在本发明中，设所述芯丝的平均波形率为H1，所述鞘丝的平均波形率为H2，优选地，H1>H2。再者，在本发明中，所述Hl优选地为70%至110%。优选地，所述dl为0.16mm至0.32mm,所述d2为0.12mm至
0.29mm。此外，在本发明中，所述鞘丝的数量优选地为三个。再者，在本发明中，在所述第二带束层的端部处、所述第一带束层的钢帘线与所述第二带束层的钢帘线之间的橡胶层的厚度优选地大于在轮胎中央部处、所述第一带束层的钢帘线与所述第二带束层的钢帘线之间的橡胶层的厚度。在本发明中，所述带束层的厚度优选地为0.85mm至1.65mm。
[0027]发明的效果
[0028]根据本发明，能够提供当应用至轮胎的带束时能够在不降低轮胎的耐久性的情况下实现轻量化的用于增强橡胶物品的钢帘线、特别地能够提供在涂橡胶之后处理材的性能优异的用于增强橡胶物品的钢帘线，并且能够提供使用该钢帘线的充气子午线轮胎。
【专利附图】
【附图说明】
[0029][图1]是钢帘线的短轴的比较图；(a)和(b)表示dl=d2的情况，(C)至(e)表示dl>d2的情况。
[0030][图2]是丝的振幅的说明图。
[0031][图3]是处理材的局部截面图，Ca)表示H1〈H2的情况，(b)表示H1>H2的情况。
[0032][图4]是示出本发明的充气子午线轮胎的一个适宜例的半部截面图。
[0033][图5]是充气子午线轮胎的带束的放大局部截面图；(a)表示传统轮胎，(b)表示根据本发明的轮胎。
[0034][图6]是示出根据本发明的充气子午线轮胎的适宜实施方式的带束层的端部附近的放大局部截面图。
【具体实施方式】
[0035]在下文中，将参照【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式。
[0036]本发明的钢帘线是用于增强橡胶物品的钢帘线，其包括:芯，该芯通过在不捻合在一起的情况下并行地配置两个芯丝(core filament)而形成；和N个、适宜地为二至四个、特别适宜地为三个鞘丝，该鞘丝围绕芯捻合在一起。
[0037]在本发明的钢帘线中，设芯丝的直径为dl，鞘丝的直径为d2，则dl>d2。
[0038]在图1中，(a)至(e)是钢帘线的短轴的比较图；(a)和(b)表示dl=d2的情况，(c)至(e)表示dl>d2的情况。如图所示，具有2+N (2 ≤N ≤4)结构(在例示图中为2+3结构)的钢帘线10的短轴由鞘丝2的直径控制(rule)。因此，如下所述，通过使鞘丝2的直径d2小于芯丝I的直径dl，能够使钢帘线的短轴小。因此，通过将本发明的钢帘线应用于例如构成轮胎的带束的第一带束层和第二带束层的增强构件，能够在保持第一带束层的钢帘线和第二带束层的钢帘线之间的距离的情况下使带束层的厚度薄。据此，能够在不降低抵抗BES的耐性、所谓的耐BES性的情况下实现带束的轻量化。另外，由于能够减少钢的使用量，所以能够进一步实现轮胎的轻量化。
[0039]在本发明的钢帘线中，dl/d2优选地为1.1以上并且小于1.7。如在下述本发明的充气子午线轮胎中详细说 明的，当本发明的钢帘线应用于构成轮胎的带束的第一带束层和第二带束层的增强构件时，能够在保持第一带束层的钢帘线和第二带束层的钢帘线之间的距离相等的情况下使第一带束层的轮胎径向内侧的厚度和第二带束层的轮胎径向外侧的厚度厚。据此，改善了带束层的粘合耐久性，同时，也确保了带束断裂强度。换言之，当dl/d2为1.7以上时，钢帘线10的弯曲变得柔软，抵抗芯丝I的易疲劳性降低。另一方面，当dl/d2小于1.1时，不能够确保第一带束层的轮胎径向内侧的厚度Gl和第二带束层的轮胎径向外侧的厚度G2。适宜地，dl/d2为1.1以上并且小于1.4。
[0040]设芯丝I的平均波形率(average corrugation rate)为HI,鞘丝2的平均波形率为H2，则本发明的钢帘线优选地满足H1>H2的关系。这里，设丝的振幅A的平均值为Aave.，则芯丝I和鞘丝2的平均波形率H (%)由下列公式限定:平均波形率H(%) =Aave./(2Xdl+d2) X100。振幅A的平均值Aave.是指解开钢帘线之后测量的丝的振幅的最大值Al和最小值A2的平均值。图2是示出丝的振幅的说明图。
[0041]作为构成轮胎的带束层的材料的处理材大体上通过并行地排列许多钢帘线并且在钢帘线的上下配置未硫化橡胶以对钢帘线涂橡胶而制造。在通过搓捻型捻线机(bunchertype strander)制造的具有2+N (N=2至4)结构的钢帘线中，芯丝I和鞘丝2的扭矩分别沿不同的方向发生。特别地，在具有满足dl>d2的关系的M+N结构的各丝中发生的扭矩大于具有dl=d2的关系的各丝的扭矩差。
[0042]图3是处理材的局部截面图；(a)是H1〈H2的情况，(b)是H1>H2的情况。如图3的(a)所示，当芯丝I的平均波形率Hl (%)小时，芯丝I的位置几乎不变，因此，芯丝I不与配置在钢帘线上下的涂覆橡胶3a、3b接触，仅鞘丝2与涂覆橡胶3a、3b接触。在该情况下，鞘丝2由于扭矩而产生的转动被涂覆橡胶3a、3b限制，芯丝I不与涂覆橡胶3a、3b接触，由此，当裁切处理材时发生芯丝I的由于扭矩而产生的转动，由此在处理材上产生卷曲。
[0043]因此，在本发明的钢帘线中，如图3的(b)所示，通过设定H1>H2并且通过在钢帘线的长度方向上设置芯丝I与涂覆橡胶3a、3b彼此接触的部分，防止了当裁切处理材时芯丝I的由于扭矩而产生的转动，从而避免了处理材的卷曲。适宜地，H1/H2的值为1.10至1.40。
[0044]在本发明的钢帘线中，芯丝I的平均波形率Hl (%)优选地为70%至110%。当Hl小于70%时，处理材可能受鞘丝2的平均波形率H2的影响而卷曲，这不是优选的。另一方面，当Hl大于110%时，钢帘线10的帘线特性可能会不稳定，这不是优选的。
[0045]在本发明的钢帘线中，芯丝I的直径dl优选地为0.16mm至0.32mm，鞘丝2的直径d2优选地为0.12mm至0.29mm。如果丝的直径高于上述范围，则即使在本发明的钢帘线被用作带束增强构件时，也不能够获得充分的轻量化效果。另一方面，当丝的直径小于上述范围时，带束强度可能会不充分。
[0046]当本发明的钢帘线用作带束增强构件时，优选地使用拉伸强度为2700N/mm2以上的钢帘线。作为具有高拉伸强度的钢丝，可以适宜地采用含碳量至少为0.72质量％的钢丝、特别是含碳量至少为0.82质量％的钢丝。在本发明中，不特别地限制诸如鞘丝2的捻合方向以及捻合节距等条件，而是根据传统方法适当地构造带束增强构件。
[0047]接着，将说明本发明的充气子午线轮胎。
[0048]图4是本发明的充气子午线轮胎的一个适宜例的半部截面图。示出的轮胎包括:胎面部11，该胎面部配置在胎体的胎冠区域并且形成接地部；一对胎侧部12，该一对胎侧部接续至胎面部11的两侧部并且向轮胎径向内侧延伸；和胎圈部13，该胎圈部接续至各胎侧部12的内周。
[0049]胎面部11、胎侧部12和胎圈部13由胎体14增强，该胎体14由从一个胎圈部13环状地延伸至另一个胎圈部13的一个胎体层构成。胎面部11由带束增强，该带束由配置在胎体14的胎冠区域的轮胎径向外侧的至少两个层、在示出例中由第一带束层15a和第二带束层15b这两个层构成，这些在下面将详细说明。这里，胎体14的胎体层的数量可以是多个，可以适宜地使用沿与轮胎周向大致垂直、例如呈70°至90°的角度的方向延伸的有机纤维帘线。
[0050]在本发明的轮胎中，以使得用于增强橡胶物品的钢帘线在轮胎宽度方向上并行地埋设在涂覆橡胶中从而长轴沿轮胎宽度方向的方式来形成第一带束层15a和第二带束层15b两者，其中，该钢帘线包括:芯，该芯通过在不捻合在一起的情况下并行地配置两个芯丝而形成4PN (2 < NS 4)个鞘丝，该N个鞘丝围绕芯捻合在一起，设芯丝的直径为dl，鞘丝的直径为d2，则dl>d2。通过使用本发明的钢帘线，能够在保持第一带束层15a的钢帘线和第二带束层15b的钢帘线之间的距离的情况下使带束层的厚度薄。据此，能够在不降低抵抗BES的耐性、所谓的耐BES性的情况下实现带束的轻量化。另外，由于能够减少钢的使用量，所以能够进一步实现轮胎的轻量化。
[0051]图5是充气子午线轮胎的带束的放大局部截面图；(a)表示传统轮胎，(b)表示根据本发明的轮胎。如图5的(a)所示，当鞘丝2沿纵向(轮胎径向)排列时，具有2+N(2 ≤ 4，在示出例中，N=3)结构的钢帘线10在纵向(轮胎径向)上具有较大的帘线直径。然而，如图5的(b)所示，由于在本发明的轮胎的钢帘线中，dl>d2，所以与传统钢帘线相比能够抑制纵向上的帘线直径的增加。结果，能够在保持第一带束层15a的钢帘线与第二带束层15b的钢帘线之间的距离D相同并且保持耐BES性的情况下使第一带束层15a的轮胎径向内侧的厚度Gl和第二带束层15b的轮胎径向外侧的厚度G2厚。据此，能够改善带束的粘合耐久性。
[0052]在本发明充气子午线轮胎中，dl/d2优选地为1.1以上并且小于1.7。通过满足该关系，能够改善粘合耐久性，同时，能够确保带束断裂强度。换言之，当dl/d2为1.7以上时，钢帘线10的弯曲变得柔软，抵抗芯丝I的易疲劳性在某些情况下降低。另一方面，当dl/d2小于1.1时，在某些情况下不能够确保第一带束层的轮胎径向内侧的厚度Gl和第二带束层的轮胎径向外侧的厚度G2。适宜地，dl/d2为1.1以上并且小于1.4。
[0053]此外，在本发明的充气子午线轮胎中，设芯丝I的平均波形率为H1，鞘丝2的平均波形率为H2，则优选地满足H1>H2的关系。这是因为，由于使用本发明的钢帘线的处理材不卷曲，并且帘线自身的特性稳定，所以处理材在轮胎的制造期间具有优异的可加工性。
[0054]在本发明的轮胎中，通过以使得构成层的帘线夹着赤道面彼此交叉的方式来层叠第一带束层15a和第二带束层15b而形成的交叉带束是优选的。可以在第一带束层15a和第二带束层15b的轮胎径向外侧进一步配置带束层，或者可以设置由通过对与轮胎周向大致平行排列的帘线涂橡胶而形成的层构成的周向带束层。对于这种帘线，可以适宜地使用由有机纤维构成的帘线。例如，可以适宜地使用由聚酯纤维、尼龙纤维、芳纶纤维或聚酮纤维构成的帘线。
[0055]在本发明的轮胎中，芯丝I的直径dl优选地为0.16mm至0.32mm，鞘丝2的直径d2优选地为0.12mm至0.29mm。当丝的直径大于上述范围时，则不能够获得充分的轻量化效果。另一方面，当丝的直径小于上述范围时，带束强度可能会不充分。
[0056]图6示出说明根据本发明的充气子午线轮胎的适宜实施方式的带束层的端部附近的放大局部截面图。如图所示，在本发明的轮胎中，在第二带束层15b的端部处第一带束层15a的钢帘线16与第二带束层15b的钢帘线16之间的橡胶层的厚度He优选地大于在轮胎中央部处的厚度H。。适宜地，He是H。的1.3至3.0倍，优选地为H。的1.8至2.6倍。通过在带束的端部处配置厚度厚的带束间橡胶17，能够进一步改善带束耐久性。当值小于
1.3时，不能够充分地获得该效果。另一方面，当值大于3.0时，轮胎的轻量化可能会不充分。
[0057]在本发明的轮胎中，从轮胎的轻量化和改善耐久性的观点出发，适宜地，带束层的厚度tl、t2为0.85mm至1.65mm,更适宜地，为0.95mm至1.35mm (见图6)。当带束层的厚度tl、t2小于0.85mm时,在某些情况下不能够获得充分的耐久性；另一方面，当带束层的厚度tl、t2为1.65mm以上时，在某些情况下不能够获得充分的轻量化效果。
[0058]此外，在本发明的轮胎中，带束中的钢帘线的端部数量优选地为22至75/50mm。当端部数量小于上述范围时，拉伸强度可能会不充分或者带束的刚性可能会降低，这不是优选的。另一方面，当端部数量大于上述范围时，变得难以确保帘线间隔，这使得难以有效地限制BES，并且带束耐久性可能会降低。
[0059]在本发明的轮胎中，为了确保带束强度，优选地使用拉伸强度为2700N/mm2以上的钢丝。作为拉伸强度高的钢丝，可以适宜地采用含碳量至少为0.72质量％的钢丝、特别是含碳量至少为0.82质量％的钢丝。在本发明中，不特别地限制诸如鞘丝2的捻合方向以及捻合节距等条件，而是根据传统方法适当地构造带束增强构件。
[0060]在本发明的充气子午线轮胎中，只要带束的结构满足上述要求，就不特别地限制其他具体的轮胎结构。本发明的充气子午线轮胎可以适宜地用作汽车轮胎。作为充填轮胎的气体，可以使用通常的空气或调整了氧气分压的空气以及诸如氮、氩或氦等非活性气体。
[0061]实施例
[0062]现在将通过实施例详细地说明本发明。
[0063]<实施例1-1至1-10和比较例1-1至I_6>
[0064]通过使用具有下方表I至表4中表示的结构的钢帘线作为带束增强构件来制造轮胎尺寸为195/65R15的轮胎。带束由三个带束层构成；下方表I至表4中表示的钢帘线被应用至第一带束层和第二带束层。钢帘线的植入角度设定成相对于轮胎周向为±26°。作为最外侧带束层，配置由通过对与轮胎周向大致平行排列的有机纤维帘线涂橡胶而形成的层构成的周向带束层。对于获得的各个轮胎，根据下述步骤评价轮胎的耐久性(BES性)和轮胎重量。
[0065]< 实施例 1-11、1-12 和比较例 1-7、1_8>
[0066]通过使用具有下方表5中表示的结构的钢帘线作为带束增强构件来制造轮胎尺寸为265/70R16的轮胎。带束由三个带束层构成；下方表5中表示的钢帘线被应用至第一带束层和第二带束层。钢帘线的植入角度设定成相对于轮胎周向为±24°。作为最外侧带束层，配置由通过对与轮胎周向大致平行排列的有机纤维帘线涂橡胶而形成的层构成的周向带束层。对于获得的各个轮胎，根据下述步骤评价轮胎的耐久性(BES性)和轮胎重量。[0067]<耐久性>
[0068]将各个试验轮胎安装于JATMA标准中限定的标准轮辋，然后，将轮胎充气至210kPa的内压并且安装于乘用车辆。施加两倍于正常载荷的载荷，使车辆在公路面上行驶20000km。然后，切开轮胎以比较带束端部的剥离长度。在与比较例1-1作比较的实施例1-1至1-4和比较例1-2中，在与比较例1-3作比较的实施例1-5和比较例1-4中，在与比较例
1-5作比较的实施例1-6和实施例1-7中，在与比较例1-6作比较的实施例1-8至1-10中，在与比较例1-7作比较的实施例1-11、1-12和比较例1-8中，进行指数化，同时，当耐久性与基准轮胎的耐久性相同或者比基准轮胎的耐久性好时记为“〇”，当比基准轮胎的耐久性差时记为“ X ”，如此进行评价。结果在表I至表5中一并列出。指数越小，耐久性越优异。
[0069]<轮胎重量>
[0070]测量各个轮胎的重量。在与比较例1-1作比较的实施例1-1至1-4和比较例1-2中，在与比较例1-3作比较的实施例1-5和比较例1-4中，在与比较例1-5作比较的实施例
1-6和实施例1-7中，在与比较例1-6作比较的实施例1-8至1-10中，在与比较例1_7作比较的实施例1-11、1_12和比较例1-8中，当轮胎重量减少200g以上时，将轮胎评价为“◎”，当轮胎重量减少IOO·g以上且不到200g时，将轮胎评价为“〇”。结果在表I至表5中列出。
[0071]〈综合评价〉
[0072]如果在耐久性和轮胎重量减少的评价中不存在“ X ”，则综合评价为“ O ” ；如果存在任何“ X ”，则综合评价为“ X ”。
[0073]<实施例2-1至2-6和比较例2-1至2_4>
[0074]通过使用具有下方表6至表8中表示的结构的钢帘线作为带束增强构件来制造轮胎尺寸为195/65R15的轮胎。带束由三个带束层构成；下方表6至表8中表示的钢帘线被应用至第一带束层和第二带束层。钢帘线的植入角度设定成相对于轮胎周向为±26°。作为最外侧带束层，配置由通过对与轮胎周向大致平行排列的有机纤维帘线涂橡胶而形成的层构成的周向带束层。对于获得的各个轮胎，根据下述步骤评价轮胎的耐久性(BES性)和轮胎重量。
[0075]<耐久性>
[0076]将各个试验轮胎安装于JATMA标准中限定的标准轮辋，然后，将轮胎充气至210kPa的内压并且安装于乘用车辆。施加两倍于正常载荷的载荷，使车辆在公路面上行驶20000km。然后，切开轮胎以比较带束端部的剥离长度。在与比较例2-1作比较的实施例
2-1至2-3和比较例2-2中，在与比较例2-3作比较的实施例2_4中，在与比较例2_4作比较的实施例2-5至2-6中，进行指数化，同时，当耐久性与基准轮胎的耐久性相同或者比基准轮胎的耐久性好时记为“〇”，当比基准轮胎的耐久性差时记为“ X ”，如此进行评价。结果在表6至表8中一并列出。指数越小，耐久性越优异。
[0077]<轮胎重量>
[0078]测量各个轮胎的重量。在与比较例2-1作比较的实施例2-1至2-3和比较例2_2中，在与比较例2-3作比较的实施例2-4中，在与比较例2-4作比较的实施例2-5至2_6中，当轮胎重量减少IOOg以上时，将轮胎评价为“◎”，当轮胎重量减少50g以上且不到IOOg时，将轮胎评价为“〇”，轮胎重量减少不足50g时，将轮胎评价为“ X ”。结果在表6至表8中一并列出。[0079]<帘线易疲劳性>
[0080]在各个测试轮胎安装于JATMA标准中限定的标准轮辋之后，施加1.05倍于正常载荷的载荷，并且将轮胎充气至IOOkPa的内压。通过使用装备有能够进行“8”字形行驶的自动驾驶系统的车辆，在以0.7G的转弯加速度、25km/h的速度在“8”字形测试跑道上行驶300圈之后，切开轮胎以比较带束断裂强度。在与作为100的比较例2-1作比较的实施例2-1至2-3和比较例2-2中，在与作为100的比较例2-3作比较的实施例2_4中，在与作为100的比较例2-5作比较的实施例2-5至2-6中，对钢帘线的断裂发生率进行指数化。当值小于100时，将评价表示为“◎”(良好)，当值为100以上并且小于110时，将评价表示为“〇”(相同)，当值为110以上时，将评价表示为“X”(差)。结果在表6至表8中一并列出。值越小，帘线易疲劳性越优异。
[0081]〈粘合耐久性〉
[0082]对于各个测试轮胎，在高温和高湿度区域利用正常内压和正常载荷进行50000km的实际行驶。然后，在室温下从橡胶剥离四个钢帘线以通过橡胶的附着量来评价粘合耐久性。在与比较例2-1作比较的实施例2-1至2-3和比较例2-2中，在与比较例2_3作比较的实施例2-4中，在与比较例2-4作比较的实施例2-5至2-6中，当橡胶的附着量大时，将评价表示为“◎”(良好)，当橡胶的附着量相同时，将评价表示为“〇”，当橡胶的附着量少时，将评价表示为“X”(差)。结果在表6至表8中一并列出。值越大，粘合耐久性越优异。
[0083]<处理材卷曲特性>
[0084]通过使具有下方 表6至表8中表示的结构的多个钢帘线并行以具有相同表中表示的端部数量并且从上方和下方对钢帘线涂覆未硫化橡胶来制造处理材。切开获得的各个处理材并且观察处理材中是否发生上升。在与比较例2-1作比较的实施例2-1至2-3和比较例2-2中，在与比较例2-3作比较的实施例2-4中，在与比较例2-4作比较的实施例2_5至
2-6中，当处理材卷曲特性被改善时，将评价表示为“〇”，当处理材卷曲特性相同或差时,将评价表示为“ X ”。获得的结果在表6至表8中列出。
[0085]<帘线特性稳定性>
[0086]将具有表6至表8中表示的结构的钢帘线熔切成长度为Im的试验片。通过使用投影器将试验片放大20倍以观察鞘丝从芯丝的上升。在与比较例2-1作比较的实施例2-1至
2-3和比较例2-2至2-3中，在与比较例2-4作比较的实施例2_4中，以及在与比较例2_6作比较的实施例2-5至2-6中，当帘线特性稳定性被改善时，将评价表示为“〇”，当帘线特性稳定性相同或差时，将评价表示为“X”。获得的结果在表6至表8中列出。
[0087]<综合评价>
[0088]如果在轮胎重量减少、帘线易疲劳性和粘合耐久性的评价中仅存在“ ◎”，则综合评价为“ ◎”;如果仅存在“ ◎ ”和“〇”，则综合评价为“〇”;如果不存在“ ◎ ”，则综合评价为“Λ” ;如果存在“ X ”，则综合评价为“ X ”。评价结果在表6至表8中列出。
[0089]<实施例3-1至3-5和比较例3_1>
[0090]通过使具有下方表9中表示的结构的多个钢帘线并行以具有同一表中表示的端部数量并且从上方和下方对钢帘线涂覆未硫化橡胶来制造处理材。处理材的厚度设定为
1.20mm。对于获得的处理材，根据下述步骤评价处理材的处理材卷曲特性和帘线特性稳定性。[0091 ] <处理材卷曲特性>
[0092]切开获得的处理材并且观察处理材中是否发生上升。与比较例3-1作比较，当处理材卷曲特性被改善时，将评价表示为“〇”，当处理材卷曲特性相同或差时，将评价表示为“X”。获得的结果在表9中列出。
[0093]<帘线特性稳定性>
[0094]将具有表9中表示的结构的钢帘线熔切成长度为Im的试验片。通过使用投影器将试验片放大20倍以观察鞘丝从芯丝的上升。与比较例3-1作比较，当帘线特性稳定性被改善时，将评价表示为“〇”，当帘线特性稳定性相同或差时，将评价表示为“ X ”。获得的结果在表9中列出。
[0095]<综合评价>
[0096]如果在处理材卷曲特性和帘线特性稳定性的评价中不存在“ X ”，则综合评价为“〇”;如果存在任何“ X ”，则综合评价为“ X ”。
[0097][表 I]
【权利要求】
1.一种用于增强橡胶物品的钢帘线，其包括:芯，所述芯通过在不捻合在一起的情况下并行地配置两个芯丝而形成；和满足2 < N < 4的N个鞘丝，所述N个鞘丝围绕所述芯捻合在一起，其中，设所述芯丝的直径为dl，所述鞘丝的直径为d2，则dl>d2。
2.根据权利要求1所述的用于增强橡胶物品的钢帘线，其特征在于，所述dl与所述d2的比值为1.1以上并且小于1.7。
3.根据权利要求1所述的用于增强橡胶物品的钢帘线，其特征在于，所述dl与所述d2的比值为1.1以上并且小于1.4。
4.根据权利要求1所述的用于增强橡胶物品的钢帘线，其特征在于，设所述芯丝的平均波形率为Hl，所述鞘丝的平均波形率为H2，则H1>H2。
5.根据权利要求1所述的用于增强橡胶物品的钢帘线，其特征在于，所述Hl为70%至110% O
6.根据权利要求1所述的用于增强橡胶物品的钢帘线，其特征在于，所述dl为0.16mm至 0.32mm,所述 d2 为 0.1 2mm 至 0.29_。
7.根据权利要求1所述的用于增强橡胶物品的钢帘线，其特征在于，所述鞘丝的数量为三个。
8.一种充气子午线轮胎，其包括:胎体，所述胎体由至少一个胎体层构成，所述至少一个胎体层环状地桥架在左右一对胎圈芯之间；胎面部，所述胎面部配置在所述胎体的胎冠区域的轮胎径向外侧以形成接地部；和带束，所述带束由至少两个带束层构成，所述至少两个带束层配置在所述胎面部和所述胎体的胎冠区域之间以形成增强部，其中，作为所述带束的第一层的第一带束层和作为所述带束的第二层的第二带束层两者以使得根据权利要求1所述的用于增强橡胶物品的钢帘线在带束宽度方向上并行地配置并且埋设在涂覆橡胶中的方式形成。
9.根据权利要求8所述的充气子午线轮胎，其特征在于，所述dl与所述d2的比值为1.1以上并且小于1.7。
10.根据权利要求8所述的充气子午线轮胎，其特征在于，所述dl与所述d2的比值为1.1以上并且小于1.4。
11.根据权利要求8所述的充气子午线轮胎，其特征在于，设所述芯丝的平均波形率为Hl，所述鞘丝的平均波形率为H2，则H1>H2。
12.根据权利要求8所述的充气子午线轮胎，其特征在于，所述Hl为70%至110%。
13.根据权利要求8所述的充气子午线轮胎，其特征在于，所述dl为0.16mm至0.32mm,所述 d2 为 0.1 2mm 至 0.29mm。
14.根据权利要求8所述的充气子午线轮胎，其特征在于，所述鞘丝的数量为三个。
15.根据权利要求8所述的充气子午线轮胎，其特征在于，在所述第二带束层的端部处、所述第一带束层的钢帘线与所述第二带束层的钢帘线之间的橡胶层的厚度大于在轮胎中央部处、所述第一带束层的钢帘线与所述第二带束层的钢帘线之间的橡胶层的厚度。
16.根据权利要求8所述的充气子午线轮胎，其特征在于，所述带束层的厚度为0.85mm至 1.65mm。
【文档编号】B60C9/00GK103442908SQ201280014980
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2012年3月23日 优先权日:2011年3月24日
【发明者】直井浩一, 松尾博行 申请人:株式会社普利司通
【专利摘要】提供了一种用于增强橡胶物品的钢帘线，使得当所述钢帘线应用于轮胎的带束时能够在不降低轮胎的耐久性的情况下使轮胎轻量化，该钢帘线特别是在涂橡胶之后处理材的特性优异的用于增强橡胶物品的钢帘线。此外提供了使用该钢帘线的充气子午线轮胎。用于增强橡胶物品的钢帘线包括：芯，该芯通过在不捻合在一起的情况下并行地配置两个芯丝（1）而形成；和N（2≤N≤4）个鞘丝（2），该N个鞘丝围绕芯捻合在一起。当芯丝（1）的直径为d1，鞘丝（2）的直径为d2时，d1>d2。
【专利说明】用于增强橡胶物品的钢帘线以及使用该钢帘线的充气子午
线轮胎
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于增强橡胶物品的钢帘线以及使用该钢帘线的充气子午线轮胎(下文中，也分别简称为“钢帘线”和“轮胎”)，更具体地，涉及当应用于轮胎的带束时能够在不降低轮胎的耐久性的情况下实现轻量化的用于增强橡胶物品的钢帘线，特别地，涉及在涂橡胶之后处理材(treat)的特性优异的用于增强橡胶物品的钢帘线以及使用该钢帘线的充气子午线轮胎。
【背景技术】
[0002]目前，构成乘用车辆的子午线轮胎的骨架的胎体所用的增强构件、特别是一般用作胎体的胎冠部的增强构件的带束主要以如下方式构成:使用由涂橡胶的钢帘线相对于轮胎赤道面倾斜地配置的层构成的两个以上钢带束层，并且带束层中的钢帘线彼此交叉。
[0003]近年来，环境性能的重要性在增加，对于采用钢帘线作为增强构件的橡胶物品或轮胎的轻量化的要求在增·长。轮胎轻量化的方法的示例包括减少带束处理材中橡胶的使用量和减少带束的厚度的方法。然而，当带束处理材中橡胶的使用量减少时，第一带束层的帘线与第二带束层的帘线之间的距离变短，容易发生所谓的带束边缘剥离(BES)并且耐久性降低，在所述带束边缘剥离(BES)中，在带束宽度方向上的端部的帘线端起源的橡胶剥离容易在帘线之间传播。作为改善该BES的方法，已知与正常轮胎相比增大带束端部的橡胶的厚度的方法。当然，也因而增加了轮胎的重量，这有悖于作为期望目的的轮胎的轻量化。
[0004]除了减少带束处理材中橡胶的使用量以外的轮胎轻量化的方法的示例包括减少轮胎中钢的使用量的方法，例如，能够想到减少钢帘线的端部数量的方法。然而，当减少钢帘线的端部数量时，带束的刚性降低，这不是优选的。在该情况下，做出了关于改善轮胎的轻量化或耐久性的许多提案。例如，专利文献I为了轮胎轻量化的目的而提出了具有M(M=2至5) +N (N=I至3)结构并且丝的数量满足N > M的钢帘线。专利文献2为了改善带束的耐久性而公开了具有2+3结构的钢帘线。除此之外，专利文献3至专利文献7为了改善轮胎的增强构件要求的各种物理特性或可加工性而公开了具有2+3结构的钢帘线。
[0005]现有技术文献[0006]专利文献[0007]专利文献1:日本特开2001-98480号公报[0008]专利文献2:日本实开平3-128689号公报[0009]专利文献3:日本特开平6-306784号公报[0010]专利文献4:日本特开平7-126992号公报[0011]专利文献5:日本特开2001-98460号公报[0012]专利文献6:日本特开2006-328557号公报[0013]专利文献7:日本特开2007-63706号公报
【发明内容】
[0014]发明要解决的问题
[0015]然而，即使专利文献I的钢帘线也远不能满足当前要求的轮胎轻量化的需求，需要进一步轻量化的技术。尽管专利文献2的钢帘线通过增加橡胶对钢帘线的浸透性而具有改善的耐久性，但是没有研究轮胎的轻量化。此外，现状是，对于专利文献3至专利文献7的钢帘线，关于轮胎轻量化的研究也不是必然令人满意的。
[0016]此外，从生产性的观点出发，具有M+N结构的钢帘线传统地由搓捻型捻线机制造。在通过使用搓捻型捻线机制造的钢帘线中，扭矩被施加至构成钢帘线的钢丝，由此由分别具有相当不同的扭矩的钢丝来构成具有M+N结构的钢帘线。为此原因，在通过对具有M+N结构的钢帘线涂橡胶而形成的橡胶-钢帘线复合体(下文中，称为处理材)中，在裁切过程中裁切该处理材，处理材的端部弹起并卷曲，可加工性劣化，这也已成为问题。现状是，专利文献I至专利文献7并没有充分地考察该问题。
[0017]因此，本发明的目的在于提供当应用于轮胎的带束时能够在不降低轮胎的耐久性的情况下实现轻量化的用于增强橡胶物品的钢帘线以及使用该钢帘线的充气子午线轮胎。
[0018]本发明的另一目的在于提供在涂橡胶之后处理材的特性优异的用于增强橡胶物品的钢帘线以及使用该钢帘线的充气子午线轮胎。
[0019]用于解决问题的方案
[0020]为了解决上述问题，本申请的发明人深入地研究后发现，在具有2+N结构的钢帘线中，如果芯丝的直径和鞘丝的直径满足预定的关系，则能够在保持带束的帘线之间的距离的情况下使带束处理材的重量减少，如果芯丝的平均波形率和鞘丝的平均波形率满足预定的关系,则能够改善处理材的特性，由此完成了本发明。
[0021]换言之，本发明的用于增强橡胶物品的钢帘线是如下用于增强橡胶物品的钢帘线，其包括:芯，所述芯通过在不捻合在一起的情况下并行地配置两个芯丝而形成；和满足2 < N < 4的N个鞘丝，所述N个鞘丝围绕所述芯捻合在一起，
[0022]其中，设所述芯丝的直径为dl，所述鞘丝的直径为d2，则dl>d2。
[0023]在本发明中，所述dl与所述d2的比值优选地为1.1以上并且小于1.7。在本发明中，所述dl与所述d2的比值优选地为1.1以上并且小于1.4。此外，在本发明中，设所述芯丝的平均波形率为H1，所述鞘丝的平均波形率为H2，优选地，H1>H2。再者，在本发明中，所述Hl优选地为70%至110%。在本发明中，优选地，所述dl为0.16mm至0.32mm，所述d2为
0.12mm至0.29mm。此外，在本发明中，所述鞘丝的数量优选地为三个。
[0024]本发明的充气子午线轮胎是如下充气子午线轮胎，其包括:胎体，所述胎体由至少一个胎体层构成，所述至少一个胎体层环状地桥架在左右一对胎圈芯之间；胎面部，所述胎面部配置在所述胎体的胎冠区域的轮胎径向外侧以形成接地部；和带束，所述带束由至少两个带束层构成，所述至少两个带束层配置在所述胎面部和所述胎体的胎冠区域之间以形成增强部，
[0025]其中，作为所述带束的第一层的第一带束层和作为所述带束的第二层的第二带束层两者以使得上述本发明的用于增强橡胶物品的钢帘线在带束宽度方向上并行地配置并且埋设在涂覆橡胶中的方式形成。
[0026]在本发明中，所述dl与所述d2的比值优选地为1.1以上并且小于1.7。在本发明中，所述dl与所述d2的比值优选地为1.1以上并且小于1.4。此外，在本发明中，设所述芯丝的平均波形率为H1，所述鞘丝的平均波形率为H2，优选地，H1>H2。再者，在本发明中，所述Hl优选地为70%至110%。优选地，所述dl为0.16mm至0.32mm,所述d2为0.12mm至
0.29mm。此外，在本发明中，所述鞘丝的数量优选地为三个。再者，在本发明中，在所述第二带束层的端部处、所述第一带束层的钢帘线与所述第二带束层的钢帘线之间的橡胶层的厚度优选地大于在轮胎中央部处、所述第一带束层的钢帘线与所述第二带束层的钢帘线之间的橡胶层的厚度。在本发明中，所述带束层的厚度优选地为0.85mm至1.65mm。
[0027]发明的效果
[0028]根据本发明，能够提供当应用至轮胎的带束时能够在不降低轮胎的耐久性的情况下实现轻量化的用于增强橡胶物品的钢帘线、特别地能够提供在涂橡胶之后处理材的性能优异的用于增强橡胶物品的钢帘线，并且能够提供使用该钢帘线的充气子午线轮胎。
【专利附图】
【附图说明】
[0029][图1]是钢帘线的短轴的比较图；(a)和(b)表示dl=d2的情况，(C)至(e)表示dl>d2的情况。
[0030][图2]是丝的振幅的说明图。
[0031][图3]是处理材的局部截面图，Ca)表示H1〈H2的情况，(b)表示H1>H2的情况。
[0032][图4]是示出本发明的充气子午线轮胎的一个适宜例的半部截面图。
[0033][图5]是充气子午线轮胎的带束的放大局部截面图；(a)表示传统轮胎，(b)表示根据本发明的轮胎。
[0034][图6]是示出根据本发明的充气子午线轮胎的适宜实施方式的带束层的端部附近的放大局部截面图。
【具体实施方式】
[0035]在下文中，将参照【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式。
[0036]本发明的钢帘线是用于增强橡胶物品的钢帘线，其包括:芯，该芯通过在不捻合在一起的情况下并行地配置两个芯丝(core filament)而形成；和N个、适宜地为二至四个、特别适宜地为三个鞘丝，该鞘丝围绕芯捻合在一起。
[0037]在本发明的钢帘线中，设芯丝的直径为dl，鞘丝的直径为d2，则dl>d2。
[0038]在图1中，(a)至(e)是钢帘线的短轴的比较图；(a)和(b)表示dl=d2的情况，(c)至(e)表示dl>d2的情况。如图所示，具有2+N (2 ≤N ≤4)结构(在例示图中为2+3结构)的钢帘线10的短轴由鞘丝2的直径控制(rule)。因此，如下所述，通过使鞘丝2的直径d2小于芯丝I的直径dl，能够使钢帘线的短轴小。因此，通过将本发明的钢帘线应用于例如构成轮胎的带束的第一带束层和第二带束层的增强构件，能够在保持第一带束层的钢帘线和第二带束层的钢帘线之间的距离的情况下使带束层的厚度薄。据此，能够在不降低抵抗BES的耐性、所谓的耐BES性的情况下实现带束的轻量化。另外，由于能够减少钢的使用量，所以能够进一步实现轮胎的轻量化。
[0039]在本发明的钢帘线中，dl/d2优选地为1.1以上并且小于1.7。如在下述本发明的充气子午线轮胎中详细说 明的，当本发明的钢帘线应用于构成轮胎的带束的第一带束层和第二带束层的增强构件时，能够在保持第一带束层的钢帘线和第二带束层的钢帘线之间的距离相等的情况下使第一带束层的轮胎径向内侧的厚度和第二带束层的轮胎径向外侧的厚度厚。据此，改善了带束层的粘合耐久性，同时，也确保了带束断裂强度。换言之，当dl/d2为1.7以上时，钢帘线10的弯曲变得柔软，抵抗芯丝I的易疲劳性降低。另一方面，当dl/d2小于1.1时，不能够确保第一带束层的轮胎径向内侧的厚度Gl和第二带束层的轮胎径向外侧的厚度G2。适宜地，dl/d2为1.1以上并且小于1.4。
[0040]设芯丝I的平均波形率(average corrugation rate)为HI,鞘丝2的平均波形率为H2，则本发明的钢帘线优选地满足H1>H2的关系。这里，设丝的振幅A的平均值为Aave.，则芯丝I和鞘丝2的平均波形率H (%)由下列公式限定:平均波形率H(%) =Aave./(2Xdl+d2) X100。振幅A的平均值Aave.是指解开钢帘线之后测量的丝的振幅的最大值Al和最小值A2的平均值。图2是示出丝的振幅的说明图。
[0041]作为构成轮胎的带束层的材料的处理材大体上通过并行地排列许多钢帘线并且在钢帘线的上下配置未硫化橡胶以对钢帘线涂橡胶而制造。在通过搓捻型捻线机(bunchertype strander)制造的具有2+N (N=2至4)结构的钢帘线中，芯丝I和鞘丝2的扭矩分别沿不同的方向发生。特别地，在具有满足dl>d2的关系的M+N结构的各丝中发生的扭矩大于具有dl=d2的关系的各丝的扭矩差。
[0042]图3是处理材的局部截面图；(a)是H1〈H2的情况，(b)是H1>H2的情况。如图3的(a)所示，当芯丝I的平均波形率Hl (%)小时，芯丝I的位置几乎不变，因此，芯丝I不与配置在钢帘线上下的涂覆橡胶3a、3b接触，仅鞘丝2与涂覆橡胶3a、3b接触。在该情况下，鞘丝2由于扭矩而产生的转动被涂覆橡胶3a、3b限制，芯丝I不与涂覆橡胶3a、3b接触，由此，当裁切处理材时发生芯丝I的由于扭矩而产生的转动，由此在处理材上产生卷曲。
[0043]因此，在本发明的钢帘线中，如图3的(b)所示，通过设定H1>H2并且通过在钢帘线的长度方向上设置芯丝I与涂覆橡胶3a、3b彼此接触的部分，防止了当裁切处理材时芯丝I的由于扭矩而产生的转动，从而避免了处理材的卷曲。适宜地，H1/H2的值为1.10至1.40。
[0044]在本发明的钢帘线中，芯丝I的平均波形率Hl (%)优选地为70%至110%。当Hl小于70%时，处理材可能受鞘丝2的平均波形率H2的影响而卷曲，这不是优选的。另一方面，当Hl大于110%时，钢帘线10的帘线特性可能会不稳定，这不是优选的。
[0045]在本发明的钢帘线中，芯丝I的直径dl优选地为0.16mm至0.32mm，鞘丝2的直径d2优选地为0.12mm至0.29mm。如果丝的直径高于上述范围，则即使在本发明的钢帘线被用作带束增强构件时，也不能够获得充分的轻量化效果。另一方面，当丝的直径小于上述范围时，带束强度可能会不充分。
[0046]当本发明的钢帘线用作带束增强构件时，优选地使用拉伸强度为2700N/mm2以上的钢帘线。作为具有高拉伸强度的钢丝，可以适宜地采用含碳量至少为0.72质量％的钢丝、特别是含碳量至少为0.82质量％的钢丝。在本发明中，不特别地限制诸如鞘丝2的捻合方向以及捻合节距等条件，而是根据传统方法适当地构造带束增强构件。
[0047]接着，将说明本发明的充气子午线轮胎。
[0048]图4是本发明的充气子午线轮胎的一个适宜例的半部截面图。示出的轮胎包括:胎面部11，该胎面部配置在胎体的胎冠区域并且形成接地部；一对胎侧部12，该一对胎侧部接续至胎面部11的两侧部并且向轮胎径向内侧延伸；和胎圈部13，该胎圈部接续至各胎侧部12的内周。
[0049]胎面部11、胎侧部12和胎圈部13由胎体14增强，该胎体14由从一个胎圈部13环状地延伸至另一个胎圈部13的一个胎体层构成。胎面部11由带束增强，该带束由配置在胎体14的胎冠区域的轮胎径向外侧的至少两个层、在示出例中由第一带束层15a和第二带束层15b这两个层构成，这些在下面将详细说明。这里，胎体14的胎体层的数量可以是多个，可以适宜地使用沿与轮胎周向大致垂直、例如呈70°至90°的角度的方向延伸的有机纤维帘线。
[0050]在本发明的轮胎中，以使得用于增强橡胶物品的钢帘线在轮胎宽度方向上并行地埋设在涂覆橡胶中从而长轴沿轮胎宽度方向的方式来形成第一带束层15a和第二带束层15b两者，其中，该钢帘线包括:芯，该芯通过在不捻合在一起的情况下并行地配置两个芯丝而形成4PN (2 < NS 4)个鞘丝，该N个鞘丝围绕芯捻合在一起，设芯丝的直径为dl，鞘丝的直径为d2，则dl>d2。通过使用本发明的钢帘线，能够在保持第一带束层15a的钢帘线和第二带束层15b的钢帘线之间的距离的情况下使带束层的厚度薄。据此，能够在不降低抵抗BES的耐性、所谓的耐BES性的情况下实现带束的轻量化。另外，由于能够减少钢的使用量，所以能够进一步实现轮胎的轻量化。
[0051]图5是充气子午线轮胎的带束的放大局部截面图；(a)表示传统轮胎，(b)表示根据本发明的轮胎。如图5的(a)所示，当鞘丝2沿纵向(轮胎径向)排列时，具有2+N(2 ≤ 4，在示出例中，N=3)结构的钢帘线10在纵向(轮胎径向)上具有较大的帘线直径。然而，如图5的(b)所示，由于在本发明的轮胎的钢帘线中，dl>d2，所以与传统钢帘线相比能够抑制纵向上的帘线直径的增加。结果，能够在保持第一带束层15a的钢帘线与第二带束层15b的钢帘线之间的距离D相同并且保持耐BES性的情况下使第一带束层15a的轮胎径向内侧的厚度Gl和第二带束层15b的轮胎径向外侧的厚度G2厚。据此，能够改善带束的粘合耐久性。
[0052]在本发明充气子午线轮胎中，dl/d2优选地为1.1以上并且小于1.7。通过满足该关系，能够改善粘合耐久性，同时，能够确保带束断裂强度。换言之，当dl/d2为1.7以上时，钢帘线10的弯曲变得柔软，抵抗芯丝I的易疲劳性在某些情况下降低。另一方面，当dl/d2小于1.1时，在某些情况下不能够确保第一带束层的轮胎径向内侧的厚度Gl和第二带束层的轮胎径向外侧的厚度G2。适宜地，dl/d2为1.1以上并且小于1.4。
[0053]此外，在本发明的充气子午线轮胎中，设芯丝I的平均波形率为H1，鞘丝2的平均波形率为H2，则优选地满足H1>H2的关系。这是因为，由于使用本发明的钢帘线的处理材不卷曲，并且帘线自身的特性稳定，所以处理材在轮胎的制造期间具有优异的可加工性。
[0054]在本发明的轮胎中，通过以使得构成层的帘线夹着赤道面彼此交叉的方式来层叠第一带束层15a和第二带束层15b而形成的交叉带束是优选的。可以在第一带束层15a和第二带束层15b的轮胎径向外侧进一步配置带束层，或者可以设置由通过对与轮胎周向大致平行排列的帘线涂橡胶而形成的层构成的周向带束层。对于这种帘线，可以适宜地使用由有机纤维构成的帘线。例如，可以适宜地使用由聚酯纤维、尼龙纤维、芳纶纤维或聚酮纤维构成的帘线。
[0055]在本发明的轮胎中，芯丝I的直径dl优选地为0.16mm至0.32mm，鞘丝2的直径d2优选地为0.12mm至0.29mm。当丝的直径大于上述范围时，则不能够获得充分的轻量化效果。另一方面，当丝的直径小于上述范围时，带束强度可能会不充分。
[0056]图6示出说明根据本发明的充气子午线轮胎的适宜实施方式的带束层的端部附近的放大局部截面图。如图所示，在本发明的轮胎中，在第二带束层15b的端部处第一带束层15a的钢帘线16与第二带束层15b的钢帘线16之间的橡胶层的厚度He优选地大于在轮胎中央部处的厚度H。。适宜地，He是H。的1.3至3.0倍，优选地为H。的1.8至2.6倍。通过在带束的端部处配置厚度厚的带束间橡胶17，能够进一步改善带束耐久性。当值小于
1.3时，不能够充分地获得该效果。另一方面，当值大于3.0时，轮胎的轻量化可能会不充分。
[0057]在本发明的轮胎中，从轮胎的轻量化和改善耐久性的观点出发，适宜地，带束层的厚度tl、t2为0.85mm至1.65mm,更适宜地，为0.95mm至1.35mm (见图6)。当带束层的厚度tl、t2小于0.85mm时,在某些情况下不能够获得充分的耐久性；另一方面，当带束层的厚度tl、t2为1.65mm以上时，在某些情况下不能够获得充分的轻量化效果。
[0058]此外，在本发明的轮胎中，带束中的钢帘线的端部数量优选地为22至75/50mm。当端部数量小于上述范围时，拉伸强度可能会不充分或者带束的刚性可能会降低，这不是优选的。另一方面，当端部数量大于上述范围时，变得难以确保帘线间隔，这使得难以有效地限制BES，并且带束耐久性可能会降低。
[0059]在本发明的轮胎中，为了确保带束强度，优选地使用拉伸强度为2700N/mm2以上的钢丝。作为拉伸强度高的钢丝，可以适宜地采用含碳量至少为0.72质量％的钢丝、特别是含碳量至少为0.82质量％的钢丝。在本发明中，不特别地限制诸如鞘丝2的捻合方向以及捻合节距等条件，而是根据传统方法适当地构造带束增强构件。
[0060]在本发明的充气子午线轮胎中，只要带束的结构满足上述要求，就不特别地限制其他具体的轮胎结构。本发明的充气子午线轮胎可以适宜地用作汽车轮胎。作为充填轮胎的气体，可以使用通常的空气或调整了氧气分压的空气以及诸如氮、氩或氦等非活性气体。
[0061]实施例
[0062]现在将通过实施例详细地说明本发明。
[0063]<实施例1-1至1-10和比较例1-1至I_6>
[0064]通过使用具有下方表I至表4中表示的结构的钢帘线作为带束增强构件来制造轮胎尺寸为195/65R15的轮胎。带束由三个带束层构成；下方表I至表4中表示的钢帘线被应用至第一带束层和第二带束层。钢帘线的植入角度设定成相对于轮胎周向为±26°。作为最外侧带束层，配置由通过对与轮胎周向大致平行排列的有机纤维帘线涂橡胶而形成的层构成的周向带束层。对于获得的各个轮胎，根据下述步骤评价轮胎的耐久性(BES性)和轮胎重量。
[0065]< 实施例 1-11、1-12 和比较例 1-7、1_8>
[0066]通过使用具有下方表5中表示的结构的钢帘线作为带束增强构件来制造轮胎尺寸为265/70R16的轮胎。带束由三个带束层构成；下方表5中表示的钢帘线被应用至第一带束层和第二带束层。钢帘线的植入角度设定成相对于轮胎周向为±24°。作为最外侧带束层，配置由通过对与轮胎周向大致平行排列的有机纤维帘线涂橡胶而形成的层构成的周向带束层。对于获得的各个轮胎，根据下述步骤评价轮胎的耐久性(BES性)和轮胎重量。[0067]<耐久性>
[0068]将各个试验轮胎安装于JATMA标准中限定的标准轮辋，然后，将轮胎充气至210kPa的内压并且安装于乘用车辆。施加两倍于正常载荷的载荷，使车辆在公路面上行驶20000km。然后，切开轮胎以比较带束端部的剥离长度。在与比较例1-1作比较的实施例1-1至1-4和比较例1-2中，在与比较例1-3作比较的实施例1-5和比较例1-4中，在与比较例
1-5作比较的实施例1-6和实施例1-7中，在与比较例1-6作比较的实施例1-8至1-10中，在与比较例1-7作比较的实施例1-11、1-12和比较例1-8中，进行指数化，同时，当耐久性与基准轮胎的耐久性相同或者比基准轮胎的耐久性好时记为“〇”，当比基准轮胎的耐久性差时记为“ X ”，如此进行评价。结果在表I至表5中一并列出。指数越小，耐久性越优异。
[0069]<轮胎重量>
[0070]测量各个轮胎的重量。在与比较例1-1作比较的实施例1-1至1-4和比较例1-2中，在与比较例1-3作比较的实施例1-5和比较例1-4中，在与比较例1-5作比较的实施例
1-6和实施例1-7中，在与比较例1-6作比较的实施例1-8至1-10中，在与比较例1_7作比较的实施例1-11、1_12和比较例1-8中，当轮胎重量减少200g以上时，将轮胎评价为“◎”，当轮胎重量减少IOO·g以上且不到200g时，将轮胎评价为“〇”。结果在表I至表5中列出。
[0071]〈综合评价〉
[0072]如果在耐久性和轮胎重量减少的评价中不存在“ X ”，则综合评价为“ O ” ；如果存在任何“ X ”，则综合评价为“ X ”。
[0073]<实施例2-1至2-6和比较例2-1至2_4>
[0074]通过使用具有下方表6至表8中表示的结构的钢帘线作为带束增强构件来制造轮胎尺寸为195/65R15的轮胎。带束由三个带束层构成；下方表6至表8中表示的钢帘线被应用至第一带束层和第二带束层。钢帘线的植入角度设定成相对于轮胎周向为±26°。作为最外侧带束层，配置由通过对与轮胎周向大致平行排列的有机纤维帘线涂橡胶而形成的层构成的周向带束层。对于获得的各个轮胎，根据下述步骤评价轮胎的耐久性(BES性)和轮胎重量。
[0075]<耐久性>
[0076]将各个试验轮胎安装于JATMA标准中限定的标准轮辋，然后，将轮胎充气至210kPa的内压并且安装于乘用车辆。施加两倍于正常载荷的载荷，使车辆在公路面上行驶20000km。然后，切开轮胎以比较带束端部的剥离长度。在与比较例2-1作比较的实施例
2-1至2-3和比较例2-2中，在与比较例2-3作比较的实施例2_4中，在与比较例2_4作比较的实施例2-5至2-6中，进行指数化，同时，当耐久性与基准轮胎的耐久性相同或者比基准轮胎的耐久性好时记为“〇”，当比基准轮胎的耐久性差时记为“ X ”，如此进行评价。结果在表6至表8中一并列出。指数越小，耐久性越优异。
[0077]<轮胎重量>
[0078]测量各个轮胎的重量。在与比较例2-1作比较的实施例2-1至2-3和比较例2_2中，在与比较例2-3作比较的实施例2-4中，在与比较例2-4作比较的实施例2-5至2_6中，当轮胎重量减少IOOg以上时，将轮胎评价为“◎”，当轮胎重量减少50g以上且不到IOOg时，将轮胎评价为“〇”，轮胎重量减少不足50g时，将轮胎评价为“ X ”。结果在表6至表8中一并列出。[0079]<帘线易疲劳性>
[0080]在各个测试轮胎安装于JATMA标准中限定的标准轮辋之后，施加1.05倍于正常载荷的载荷，并且将轮胎充气至IOOkPa的内压。通过使用装备有能够进行“8”字形行驶的自动驾驶系统的车辆，在以0.7G的转弯加速度、25km/h的速度在“8”字形测试跑道上行驶300圈之后，切开轮胎以比较带束断裂强度。在与作为100的比较例2-1作比较的实施例2-1至2-3和比较例2-2中，在与作为100的比较例2-3作比较的实施例2_4中，在与作为100的比较例2-5作比较的实施例2-5至2-6中，对钢帘线的断裂发生率进行指数化。当值小于100时，将评价表示为“◎”(良好)，当值为100以上并且小于110时，将评价表示为“〇”(相同)，当值为110以上时，将评价表示为“X”(差)。结果在表6至表8中一并列出。值越小，帘线易疲劳性越优异。
[0081]〈粘合耐久性〉
[0082]对于各个测试轮胎，在高温和高湿度区域利用正常内压和正常载荷进行50000km的实际行驶。然后，在室温下从橡胶剥离四个钢帘线以通过橡胶的附着量来评价粘合耐久性。在与比较例2-1作比较的实施例2-1至2-3和比较例2-2中，在与比较例2_3作比较的实施例2-4中，在与比较例2-4作比较的实施例2-5至2-6中，当橡胶的附着量大时，将评价表示为“◎”(良好)，当橡胶的附着量相同时，将评价表示为“〇”，当橡胶的附着量少时，将评价表示为“X”(差)。结果在表6至表8中一并列出。值越大，粘合耐久性越优异。
[0083]<处理材卷曲特性>
[0084]通过使具有下方 表6至表8中表示的结构的多个钢帘线并行以具有相同表中表示的端部数量并且从上方和下方对钢帘线涂覆未硫化橡胶来制造处理材。切开获得的各个处理材并且观察处理材中是否发生上升。在与比较例2-1作比较的实施例2-1至2-3和比较例2-2中，在与比较例2-3作比较的实施例2-4中，在与比较例2-4作比较的实施例2_5至
2-6中，当处理材卷曲特性被改善时，将评价表示为“〇”，当处理材卷曲特性相同或差时,将评价表示为“ X ”。获得的结果在表6至表8中列出。
[0085]<帘线特性稳定性>
[0086]将具有表6至表8中表示的结构的钢帘线熔切成长度为Im的试验片。通过使用投影器将试验片放大20倍以观察鞘丝从芯丝的上升。在与比较例2-1作比较的实施例2-1至
2-3和比较例2-2至2-3中，在与比较例2-4作比较的实施例2_4中，以及在与比较例2_6作比较的实施例2-5至2-6中，当帘线特性稳定性被改善时，将评价表示为“〇”，当帘线特性稳定性相同或差时，将评价表示为“X”。获得的结果在表6至表8中列出。
[0087]<综合评价>
[0088]如果在轮胎重量减少、帘线易疲劳性和粘合耐久性的评价中仅存在“ ◎”，则综合评价为“ ◎”;如果仅存在“ ◎ ”和“〇”，则综合评价为“〇”;如果不存在“ ◎ ”，则综合评价为“Λ” ;如果存在“ X ”，则综合评价为“ X ”。评价结果在表6至表8中列出。
[0089]<实施例3-1至3-5和比较例3_1>
[0090]通过使具有下方表9中表示的结构的多个钢帘线并行以具有同一表中表示的端部数量并且从上方和下方对钢帘线涂覆未硫化橡胶来制造处理材。处理材的厚度设定为
1.20mm。对于获得的处理材，根据下述步骤评价处理材的处理材卷曲特性和帘线特性稳定性。[0091 ] <处理材卷曲特性>
[0092]切开获得的处理材并且观察处理材中是否发生上升。与比较例3-1作比较，当处理材卷曲特性被改善时，将评价表示为“〇”，当处理材卷曲特性相同或差时，将评价表示为“X”。获得的结果在表9中列出。
[0093]<帘线特性稳定性>
[0094]将具有表9中表示的结构的钢帘线熔切成长度为Im的试验片。通过使用投影器将试验片放大20倍以观察鞘丝从芯丝的上升。与比较例3-1作比较，当帘线特性稳定性被改善时，将评价表示为“〇”，当帘线特性稳定性相同或差时，将评价表示为“ X ”。获得的结果在表9中列出。
[0095]<综合评价>
[0096]如果在处理材卷曲特性和帘线特性稳定性的评价中不存在“ X ”，则综合评价为“〇”;如果存在任何“ X ”，则综合评价为“ X ”。
[0097][表 I]
【权利要求】
1.一种用于增强橡胶物品的钢帘线，其包括:芯，所述芯通过在不捻合在一起的情况下并行地配置两个芯丝而形成；和满足2 < N < 4的N个鞘丝，所述N个鞘丝围绕所述芯捻合在一起，其中，设所述芯丝的直径为dl，所述鞘丝的直径为d2，则dl>d2。
2.根据权利要求1所述的用于增强橡胶物品的钢帘线，其特征在于，所述dl与所述d2的比值为1.1以上并且小于1.7。
3.根据权利要求1所述的用于增强橡胶物品的钢帘线，其特征在于，所述dl与所述d2的比值为1.1以上并且小于1.4。
4.根据权利要求1所述的用于增强橡胶物品的钢帘线，其特征在于，设所述芯丝的平均波形率为Hl，所述鞘丝的平均波形率为H2，则H1>H2。
5.根据权利要求1所述的用于增强橡胶物品的钢帘线，其特征在于，所述Hl为70%至110% O
6.根据权利要求1所述的用于增强橡胶物品的钢帘线，其特征在于，所述dl为0.16mm至 0.32mm,所述 d2 为 0.1 2mm 至 0.29_。
7.根据权利要求1所述的用于增强橡胶物品的钢帘线，其特征在于，所述鞘丝的数量为三个。
8.一种充气子午线轮胎，其包括:胎体，所述胎体由至少一个胎体层构成，所述至少一个胎体层环状地桥架在左右一对胎圈芯之间；胎面部，所述胎面部配置在所述胎体的胎冠区域的轮胎径向外侧以形成接地部；和带束，所述带束由至少两个带束层构成，所述至少两个带束层配置在所述胎面部和所述胎体的胎冠区域之间以形成增强部，其中，作为所述带束的第一层的第一带束层和作为所述带束的第二层的第二带束层两者以使得根据权利要求1所述的用于增强橡胶物品的钢帘线在带束宽度方向上并行地配置并且埋设在涂覆橡胶中的方式形成。
9.根据权利要求8所述的充气子午线轮胎，其特征在于，所述dl与所述d2的比值为1.1以上并且小于1.7。
10.根据权利要求8所述的充气子午线轮胎，其特征在于，所述dl与所述d2的比值为1.1以上并且小于1.4。
11.根据权利要求8所述的充气子午线轮胎，其特征在于，设所述芯丝的平均波形率为Hl，所述鞘丝的平均波形率为H2，则H1>H2。
12.根据权利要求8所述的充气子午线轮胎，其特征在于，所述Hl为70%至110%。
13.根据权利要求8所述的充气子午线轮胎，其特征在于，所述dl为0.16mm至0.32mm,所述 d2 为 0.1 2mm 至 0.29mm。
14.根据权利要求8所述的充气子午线轮胎，其特征在于，所述鞘丝的数量为三个。
15.根据权利要求8所述的充气子午线轮胎，其特征在于，在所述第二带束层的端部处、所述第一带束层的钢帘线与所述第二带束层的钢帘线之间的橡胶层的厚度大于在轮胎中央部处、所述第一带束层的钢帘线与所述第二带束层的钢帘线之间的橡胶层的厚度。
16.根据权利要求8所述的充气子午线轮胎，其特征在于，所述带束层的厚度为0.85mm至 1.65mm。
【文档编号】B60C9/00GK103442908SQ201280014980
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2012年3月23日 优先权日:2011年3月24日
【发明者】直井浩一, 松尾博行 申请人:株式会社普利司通
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