具有用于胎体帘布层的超细钢丝帘线的用于客车的充气子午线轮胎的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于客车的充气子午线轮胎，其具有用于胎体帘布层的超细钢丝帘线，其中胎体帘布层与胎侧或邻近外侧上的反包部分的轮辋凸缘橡胶之间的粘合力，以及轮辋凸缘橡胶的刚度均大于胎体帘布层的抗弯刚度，从而在减小产生于胎体反包部分处的不好的空气进入的同时改进胎圈部分的耐久性。
【专利说明】具有用于胎体帘布层的超细钢丝帘线的用于客车的充气子 午线轮胎
[0001] 巧关申请
[0002] 本申请要求韩国专利申请号为10-2014-0126972,于2014年9月23日在韩国知识 产权局提交的专利申请的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
技术领域
[0003] 本发明设及用于客车的充气子午线轮胎，所述充气子午线轮胎具有用于胎体帘布 层的超细钢丝帘线，并且具体地设及运样一种具有用于胎体帘布层的超细钢丝帘线的用于 客车的充气子午线轮胎，其能够在减少由胎体反包部分处产生的空气泄漏的同时改进胎圈 部分的耐久性。
【背景技术】
[0004] 用于客车的充气子午线轮胎包括用于防止充入的空气泄漏的内衬橡胶层，W及一 层或两层胎体帘布层，所述帘布层由诸如聚醋纤维、人造纤维或尼龙等材料制成且被设置 在内衬橡胶层上。充气子午线轮胎还包括胎体帘布层反包部分、带束层、胎面橡胶、胎圈部 分、轮辆凸缘和由尼龙或钢制成的胎圈包布。所述胎体帘布层反包部分通过将环形钢丝圈 反包在胎体帘布层上而形成，所述带束层通过使用有机纤维帘线（例如一到四个钢丝帘线 或芳香族聚酷胺）来增强胎面部分内胎体帘布层的外侧而形成，所述胎面橡胶覆盖在带束 层上，W及所述胎圈部分通过使用胎圈增强填充物增强胎体帘布层的两个外侧而形成。
[0005] 传统充气子午线轮胎中使用的胎体帘布层通常有效地使用具有强度且成本上适 于制造轮胎的聚醋帘线。当前，随着车辆性能的改进和高速公路的增加，需要轮胎能够满足 极好的乘坐舒适性、行驶稳定性和高速驾驶的耐久性，并且对高性能轮胎的需求增加。作为 轮胎胎体帘布层的材料，在轮胎帘线的热性能方面具有高模量和微小改变的人造纤维帘线 能够有效地用于轮胎的设计。然而，由于人造纤维帘线断裂强度低，为了保持轮胎的耐久 性，需要增大帘线和橡胶的直径或者增加帘布的数量，运就不可避免的增加了轮胎的重量。 特别地，在当前关注燃料效率的趋势下，试图通过减小轮胎重量来减小轮胎的滚动阻力。在 此趋势下，人造纤维帘线在设计中具有局限性，因此很难减小胎体帘布层的重量。
[0006] 与人造纤维帘线相比，钢丝帘线在热性能和吸湿性能方面显示出高模量且没有物 理变化。因此，如果将钢丝帘线用作增强胎体帘布层的材料，可能会改善用于客车的充气子 午线轮胎的有关行驶、平点（flat spot)和乘坐舒适性等方面的性能，W及通过减小胎体帘 布层的重量来改善燃料效率。然而，传统钢丝帘线具有0.15mm或更大尺寸的大线直径。因 此，在形成轮胎的反包工艺中将胎体帘布层反包穿过钢丝圈是困难的或者不可能的。并且， 由于施加于胎圈部分的高张力帘布层，故需要通过增加胎侧或轮辆凸缘橡胶的厚度来对胎 圈部分进行加强，运就使设计存在局限性，例如轮胎重量的增加（尽管轮胎是制造的）。
[0007] 为了解决上述问题，韩国实用新型申请号为1997-0016686(1997. 6. 30)的实用新 型公开了一种用于胎体帘布层的超细钢丝帘线，其线直径为0. 04mm至0. 14mm W形成钢 丝帘线，W及韩国专利公开号为10-2005-0063863(2005. 6. 29)的文献公开了一种具有用 于胎体帘布层的钢丝帘线的充气子午线轮胎，其包括一组钢忍线和四到屯组钢侧线，且其 技术特征在于：所述侧线在其径向方向上螺旋状地缠绕在忍线外周表面的周围，且具有比 忍线更小的线直径0. 04mm至0. 14mm，从而缠绕在一起后钢丝帘线的最终直径为0. 2mm至 0. 5mm W及断裂力为2化奸至35kgf。采用传统技术的轮胎在性能方面有诸多优势，例如由 高胎侧刚度而带来的改进的行驶稳定性，由轮胎凹凸方面的极佳的均一性而带来的改进的 乘坐舒适性等。此外，即使行驶期间产生的热量使轮胎的溫度升高，也不会改变帘线的物理 性能，从而即使行驶时间长，也不会使轮胎的性能降低。
[0008] 然而，根据青睐行驶稳定性运一设计趋势，轮胎的结构改变为具有宽的胎面宽度， 大的轮辆直径和低的轮胎宽高比，由此具有超细钢丝帘线的胎体加强层的轮胎得W发展。 然而，运种轮胎存在问题，例如在成形和固化工艺期间由于胎体反包部分的分离而导致的 制造缺陷，并且当轮胎的胎体帘布层的反包高度低时，运种分离问题变得更加频繁。运种情 况下，由于轮胎胎圈的耐久性快速下降，所W具有因低宽高比而带来的胎体帘布层的反包 高度降低的运种结构的轮胎受限于将超细钢丝帘线用作胎体帘布层的增强材料。例如，韩 国专利注册号为10-0346067的文献公开了一种具有改进的耐腐蚀性的钢丝轮胎帘线及其 制造方法。
【发明内容】
[0009] 基于上述背景，本发明的目的是提供一种用于客车的充气子午线轮胎，所述轮胎 具有用于胎体帘布层的超细钢丝帘线，其中，通过阻止胎体帘布层在胎体反包部分中分离， 在轮胎中把由具有小线直径的超细线制成的钢丝帘线用作胎体帘布层的增强材料，即使轮 胎具有低宽高比，也可使用超细钢丝帘线帘布层，W及通过设计所述轮胎，W满足胎体帘布 层的抗弯强度、超细帘布层的粘合力和轮辆凸缘橡胶的刚度之间的关系，最终提高胎圈耐 久性，同时提高轮胎的性能如行驶稳定性。
[0010] 为了完成上述目标，根据本发明的一个方面，提供了一种用于客车的充气子午线 轮胎，所述轮胎将具有0. 14mm或更短线直径的超细钢丝帘线用作胎体帘布层的增强材料， 其中，胎体帘布层的弯曲力Fp满足W下胎体帘布层的反包高度h、轮辆凸缘橡胶的抗张强度 Mw和轮辆凸缘橡胶的厚度t之间的关系式：
[0011] 0<FP<(0. 025Xh) + 〇VXd。
[0012] 所述胎体帘布层的弯曲力Fp能够大于由有机纤维制成的胎体帘布层的弯曲力 Fpf。
[0013] 超细钢丝帘线的线直径为0. 04mm至0. 14mm，W及断裂力为25k奸至35kgf。
[0014] 根据本发明，当设计一种产品W满足本发明中用于胎体帘布层和胎体覆盖橡胶的 超细钢丝帘线的粘合力与轮辆凸缘橡胶的抗张强度之间的关系式时，可将超细钢丝帘线用 于胎体帘布层，运样即使轮胎具有低宽高比也不会引起因胎体帘布层的分离导致的工艺问 题，并且能够改进使用该超细钢丝帘线的轮胎的整体性能，如行驶稳定性、乘坐舒适性等。 也就是说，如果通过减小超细钢丝帘线的线直径来减小用于胎体帘布层的超细钢丝帘线的 弯曲力，那么能够成比例地减小胎体帘布层的反包高度或轮辆凸缘橡胶的厚度。运种情况 下，能够设计具有如下特征的轮胎：减小轮胎重量的同时，不会引起胎体帘布层的分离或者 降低胎圈的耐久性。
【附图说明】
[0015] 下文中结合相应附图对本发明进行了详细地描述，W利于更清晰地理解本发明的 上述目标、其他目标、特征和其他优势。其中：
[0016] 图1是示出根据本发明实施例的超细钢丝帘线的部分立体图；
[0017] 图2是示出图1的超细钢丝帘线的横截面图；
[0018] 图3是示出本发明中描述的比较例的超细钢丝帘线的部分立体图；W及
[0019] 图4是示出图3的超细钢丝帘线的横截面图。
【具体实施方式】
[0020] 下文将结合相应附图对本发明的优选实施例进行描述。参考附图，其中相同的附 图标记表示贯穿多个附图中的相同或相应的部分。在本发明的实施例中，将省略对一些公 知的功能和结构的描述，运些公知的功能和结构会使本发明的主旨不清晰。
[0021] 根据本发明，为解决例如下述的问题：形成轮胎的帘布反包工艺之后，用于胎体帘 布层的超细钢丝帘线的分离，或胎圈耐久性的降低，提出了一种设计产品的方法，从而与用 于胎体帘布层的超细钢丝帘线的弯曲力相比，胎体帘布层的超细钢丝帘线的粘合力更高， 且轮辆凸缘橡胶的强度更高。相应地，如下述公式1表示的关系将建立。
[002引[公式U
[0023] Fp<Fa+Fr
[0024] 其中，Fp指用于胎体帘布层的超细钢丝帘线的弯曲力，Fa指用于胎体帘布层的超 细钢丝帘线的粘合力，W及Fk指轮辆凸缘橡胶的强度。
[00巧]用于胎体帘布层的超细钢丝帘线的弯曲力Fp与超细钢丝帘线的弯曲力Fs和帘线 的数量N成比例，W及钢丝帘线的弯曲力Fs由线的数量η和线直径d所决定，如下文的公 式2所示：
[002引[公式引
[0027] Fp= NXFs= NX2400(nXd")
[0028] 此处，钢丝帘线的强度与杨氏模量、线的扭转角度和线的数量η成比例，并且与线 直径d(与线的截面力矩成比例）的四次方成比例。在公式2中，除线的数量和线直径外， 其余所有参数都简化为常量。
[0029] 用于胎体帘布层的超细钢丝帘线的粘合力Fa和轮辆凸缘橡胶的强度F K，与胎体帘 布层的反包高度h、在伸长50%时的轮辆凸缘橡胶的抗张强度MwW及轮辆凸缘橡胶的厚度 t具有一种关系，所述关系如下文的公式3和公式4所示：
[0030] [公式引
[0031] 0. 025 Xh
[0032] 公式3是从轮胎的设计经验中获得的，并且其作为比例式示出了粘合力和胎体帘 布层的反包高度之间的关系。
[003引[公式"
[0034] iRpXt
[0035] 相应地，下文中的公式5示出了用于胎体帘布层的超细钢丝帘线的弯曲力Fp。
[003引[公式引
[0037] Fp< (0. 025Xh) + (MRFXt)
[0038] 如果Fp为零（0)，那么胎体帘布层的反张力也变为零（0)，运是一种理想的状态。 当然，由于钢丝帘布层是由具有基本固有刚度和厚度的材料制成的，实际上，零（0)状态是 不可能的。因此，公式5可表示为下述的公式6。
[00測[公式6]
[0040] 0<Fp< (0. 025Xh) + (MRFXt)
[0041] 此处，Fp= 0意味着当反包胎体帘布层时，其保持在没有排斥力的状态，运是最适 合的状态。然而，用于胎体帘布层的超细钢丝帘线的弯曲力Fp大于由传统有机纤维制成的 胎体帘布层的弯曲力Fpf，故本发明基于此设计，W及由有机纤维制成的胎体帘布层可被定 义为Fp或更多。相应地，公式6可被修改为下述的公式7。
[004引[公式7]
[0043] Fpf<Fp< (0. 025 X h) + (Mrf X t)
[0044] 下文将详细描述本发明的技术方案，其在用于客车的具有低宽高比的充气子午线 轮胎中使用用于胎体帘布层的超细钢丝帘线。
[0045] 超细钢丝帘线100如图1和图2所示形成，所述超细钢丝帘线100在根据本发明 的实施例中被用作胎体帘布层的增强材料。超细钢丝帘线100包括两条设置在其中屯、部分 中的忍线102和104,和屯至九条侧线106,所述侧线106的线直径为0. 04mm至0. 14mm，并 且在由忍线102和104环其自身而形成的虚圆的外侧扭转W形成2+n的结构。通常，因为 形成超细钢丝帘线100的线直径为0. 15mm或更大，所W用于超细钢丝帘线中的线直径范围 的上限值被限制为0. 14mm或更小，W及根据使用高碳钢丝线的现有技术，拉拽0. 04mm或更 小的钢丝帘线是不可能的，由此其下限值被限制为0. 04mm或更大。
[0046] 备好的超细钢丝帘线100的直径为0. 3mm至0. 5mm，且断裂力为25k奸至35kgf。 此处，断裂力是指支撑用于客车的充气子午线轮胎中的负载所需的钢丝帘线的强度。超细 钢丝帘线支撑负载所需的最小强度应该是25k奸或更大。如果其强度超过35kgf，那么胎体 帘布层的强度就大于所需，因此运可能是一种过度设计。
[0047] 然而，超细钢丝帘线100能够具有，例如，1+n、m+n、1+m+n等结构，没有具体的限 审IJ。也就是说，在胎体帘布层的强度和弯曲应力的范围内，可使用多种类型的超细钢丝帘线 结构，而没有具体的限制。
[0048] 表1示出了对两种试制轮胎的物理属性和耐久性的比较，一种是根据本发明实施 例的超细钢丝帘线100的2巧X0. 095结构（两条忍线和屯条线直径分别为0. 095mm的侧 线），一种是用作比较例的传统超细钢丝帘线200。
[0049] 使用超细胎体帘布层的试制产品通过245/40R18的轮胎尺寸进行评估，并且根据 本发明制造了具有一反包高度的胎体帘布层和一厚度的轮辆凸缘的试制轮胎。
[0050] 在存在超细胎体帘布层的弯曲力的情况下，胎体帘布层的两端被安装到支撑部 上，并且其中屯、部分被向下按压，此后施加于胎体帘布层的力被测量。在存在胎体帘布层的 粘合力的情况下，通过施加一个恒力使邻近的胎体帘布层和橡胶层粘合到彼此之后，分离 两者所需的力被测量。随后，可根据环带层和胎圈的耐久性，W及车辆驾驶情绪（乘坐舒适 性和行驶稳定性）来评估产品的性能。
[0051] 从评估结果可看出，将具有小线直径的化7X0. 095超细钢丝帘线用作胎体帘布 层W减小超细钢丝帘线100的弯曲力的实施例能够充分保证产品的耐久性和其他性能，即 使胎体帘布层的反包高度降低和轮辆凸缘橡胶的厚度减小。
[0052] 然而，从评估结果可看出，在使用其中具有1X0. 13+6X0. 12结构（目P，使用一条 线厚度为0. 13mm的忍线202和六条线厚度为0. 12mm的侧线206)的超细钢丝帘线200作 为胎体帘布层的轮胎的比较例中，如果轮辆凸缘橡胶的厚度减小，那么胎圈耐久性将下降 8%。如果轮辆凸缘橡胶的厚度增大到2mm W改进胎圈的耐久性，那么耐久性和整体驾驶性 能都会被改进，因此，即使胎体帘布层的弯曲力由于整体驾驶性能的改进而增加，也可设计 运种产品。
[0053]
[0054]
[00巧]表1
[0056] 上文结合优选实施例对本发明进行了描述，本发明不受限于上述实施例，本领域 技术人员可W理解，在不脱离由随附的权利要求所限定的本发明的范围的情况下，可进行 各种修改和调整。
【主权项】
1. 一种用于客车的充气子午线轮胎，所述充气子午线轮胎将具有0. 14mm或更小线直 径的超细钢丝帘线用作胎体帘布层的增强材料， 其中所述胎体帘布层的弯曲力FP满足以下所述胎体帘布层的反包高度h、轮辋凸缘橡 胶的抗张强度MRF和轮辋凸缘橡胶的厚度t之间的关系式： 0〈FP〈（0. 025Xh) + (MRFXt)。2. 根据权利要求1所述的充气子午线轮胎，其特征在于，所述胎体帘布层的弯曲力F P 大于由有机纤维制成的胎体帘布层的弯曲力Fpf。3. 根据权利要求1所述的充气子午线轮胎，其特征在于，所述超细钢丝帘线的线直径 为0· 04mm至0· 14mm，以及断裂力为25kgf至35kgf。
【文档编号】B60C9/02GK105984284SQ201510092974
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年3月2日
【发明人】林东珉, 崔哲昊
【申请人】锦湖轮胎株式会社