CN101443203A

CN101443203A - 充气轮胎

Info

Publication number: CN101443203A
Application number: CNA2007800177175A
Authority: CN
Inventors: 北原宏太
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2006-05-15
Filing date: 2007-05-14
Publication date: 2009-05-27
Also published as: EP2018978A1; JP2007302203A; US20090188600A1; WO2007132798A1; EP2018978A4

Abstract

本发明提供一种充气轮胎。通过在谋求轮胎重量的轻重量化的同时抑制带束层边部脱层的发生，高度地使轮胎的轻重量性和带束层耐久性并存。带束层中的第1层带束层即第1带束层(5a)和第2层带束层即第2带束层(5b)均是以将5～7根长丝直径为0.18～0.26mm的单根长丝帘线(6)并丝而成的束为单位沿带束层宽度方向并列设置单根长丝帘线(6)并埋设于涂覆橡胶(8)中而成的，而且第2带束层端部的、第1带束层与第2带束层的单根长丝帘线(6)之间的橡胶层厚度为轮胎中央部的第1带束层与第2带束层的单根长丝帘线(6)之间的橡胶层厚度的1.3～3.0倍。

Description

充气轮胎

技术领域

本发明涉及一种充气轮胎(以下也简称作“轮胎”)，具体涉及一种通过改良带束层帘线而使耐久性和轻重量性并存的充气轮胎，特别是适合用于乘用车用的充气轮胎。

背景技术

近年来，为了提高汽车的燃耗性能，因此使轮胎轻重量化的要求日益升高。考虑使以往的采用捻接钢丝帘线的带束层部轻重量化时，若以确保拉伸强度为恒定以上作为前提，则只能减小钢丝带束层的涂覆厚度。

从这样的方面考虑，开发出不加捻金属单根长丝而将金属单根长丝用作带束层用帘线的技术，迄今提出了各种方案。例如在专利文献1中，出于提高燃耗性能及改良乘坐舒适性的目的，提出了具有这样的带束层的充气子午线轮胎，即，不加捻金属线材(单根长丝)，而是将金属线材以3或4根并丝而成的束为单位沿带束层的宽度方向排列而埋设于橡胶中而成的带束层。另外，在专利文献2中，为了解决在应对轮胎的轻重量化需求时由金属线折断引起的耐久性降低等问题，提出了带束层是由金属单根长丝在规定条件下沿带束帘布层宽度方向排列并埋设于包覆橡胶中而成的3层带束帘布层构成的充气子午线轮胎。

在专利文献3中，为了抑制发生带束层端脱层，获得带束层耐久性的改良和轮胎重量的轻重量化并存的充气子午线轮胎，还公开有使第2层带束层即第2带束层端部中的第1带束层和第2带束层的单根长丝帘线之间的厚度为轮胎中央部的厚度的1.3～3.0倍的技术。

专利文献1：日本特开平11-208210号公报(权利要求书等)

专利文献2：日本特开2001-334810号公报(权利要求书等)

专利文献3：日本特开2005-349999号公报(权利要求书等)

像迄今提出的方案那样，通过将单根长丝帘线应用于带束层，即使在结合帘线中心之间的厚度地进行设计的情况下，也可以确保层间的橡胶厚度，通过结合层间的厚度地进行设计可以谋求轮胎的轻重量化，但另一方面却存在以下问题。首先，由于轮5-胎径向上的帘线间隔变密，因此，存在自相邻帘线产生的裂纹易于发展这样的问题。其次，由于钢丝帘线在带束层面内所占的使用量较大，因此，存在层间剪切应变增加这样的问题。作为存在这样的问题的结果，与使用通常的加捻帘线的情况相比，在使用单根长丝帘线的带束层中易于发生带束层边部脱层(BES)。另外，虽然可通过增加涂覆橡胶的厚度来抑制发生BES(belt edge separation)，但重量也会理所当然地增加，因此，会违背期望的目的、即轮胎的轻重量化。

采用上述专利文献3中所述的技术，在带束层中采用了单根长丝帘线的轮胎中，通过在成为BES起点的带束层端部增加带束层间橡胶的厚度，可以抑制带束层端的应变而提高耐BES性。但是，在这种情况下，根据帘线的配置条件也存在无法获得充分的耐BES性的情况，寻求一种用于获得更优良的耐BES性的技术。

发明内容

因此，本发明的目的在于消除上述以往技术中的问题，通过在谋求轮胎重量的轻重量化的同时抑制带束层边部脱层的发生，提供一种使轮胎的轻量性和带束层耐久性更高度地并存的充气轮胎。

本发明人基于深入研究的结果发现，在应用了单根长丝帘线的带束层中，除了增大帘线之间的橡胶厚度之外，还将帘线的长丝直径及帘线根数限定在规定的范围，可以同时消除单根长丝帘线的代表性的、相邻帘线之间的裂纹发展以及在层间剪切应变较大的轮胎中产生的耐BES性的问题，从而可以获得更高度地实现轻重量性和耐久性并存的轮胎，完成了本发明。

即，本发明的充气轮胎包括：胎体，由呈环状地横跨左右一对胎圈芯之间的至少1层胎体层构成；胎面部，配设于该胎体的胎冠区域的轮胎径向外侧而形成接地部；带束层，配置在该胎面部与上述胎体的胎冠区域之间而形成加强部，由至少2层带束层构成；其特征在于，

上述带束层中的第1层带束层即第1带束层和第2层带束层即第2带束层均是以将5～7根长丝直径为0.18～0.26mm的单根长丝帘线并丝而成的束为单位沿带束层宽度方向并列设置单根长丝帘线并埋设于涂覆橡胶中而成的，而且上述第2带束层端部的、第1带束层与第2带束层的单根长丝帘线之间的橡胶层厚度为轮胎中央部的第1带束层与第2带束层的单根长丝帘线之间的橡胶层厚度的1.3～3.0倍。

在本发明中，优选上述单根长丝帘线束间的带束层宽度方向距离大于0.4mm、小于1.2mm。另外，在本发明中，优选上述单根长丝帘线束的排列密度为18～32束/50mm。

采用本发明，可以通过将单根长丝帘线应用于带束层来降低轮胎重量，另一方面，对于产生的带束层耐久性的隐患，通过在使单根长丝帘线之间的橡胶层厚度适当的基础之上、将帘线的长丝直径及帘线根数限定在规定范围，可以更有效地抑制带束层边部脱层的发生，结果，可以实现高度地使轮胎重量的轻重量化和带束层耐久性的提高并存的充气轮胎。

附图说明

图1是表示本发明的一个较佳例子的充气轮胎的单侧剖视图。

图2是表示带束层的端部附近的放大局部剖视图。

附图标记说明

1、胎面部；2、胎侧部；3、胎圈部；4、胎体；5a、第1带束层；5b、第2带束层；6、单根长丝帘线；7、带束层间橡胶；8、带束层涂覆橡胶。

具体实施方式

下面，根据附图详细说明本发明的较佳实施方式。

图1表示本发明的一个实施方式的充气轮胎。图示的轮胎包括配设于胎体的胎冠区域而形成接地部的胎面部1、与该胎面部1的两侧部连续而向轮胎半径方向内方向延伸的一对胎侧部2、与各胎侧部2的内周侧连续的胎圈部3。

胎面部1、胎侧部2及胎圈部3通过由从一个胎圈部3到另一个胎圈部3以环状延伸的一层胎体层构成的胎体4来加强。胎面部1还通过以下详述的、由配设于胎体4的胎冠区域的轮胎径向外侧的至少2层、图示例子中为由第1带束层5a和第2带束层5b这2层构成的带束层来加强。在此，胎体4的胎体层也可以为多层，可以适合应用以与轮胎周向大致正交的方向、例如成70～90°的角度延伸的有机纤维帘线。

图2放大地表示本发明的轮胎中的带束层端部的宽度方向截面。如图示那样，在本发明中，带束层中的第1层带束层即第1带束层5a和第2层带束层即第2带束层5b均是以将5～7根、图示例子中为6根单根长丝帘线6并丝而成的束为单位沿带束层宽度方向并列设置单根长丝帘线6并埋设于涂覆橡胶8中而成的。

即，如上所述，为了抑制成为BES起点的带束层端的应变，可以通过增加帘线间橡胶的厚度来提高耐BES性。但是，在帘线之间的轮胎宽度方向距离、即帘线间隔w较密为0.4mm以下时会导致在相邻帘线之间易于产生裂纹，不仅带束层间橡胶的效果不充分而且与以往帘线相比耐BES性较差的结果。另外，在帘线间隔w极疏为1.2mm以上时，也会导致沿着帘线产生的裂纹发展较快、耐BES性仍然较差的结果。因此，在本发明中，通过将单根长丝帘线做成5～7根的束而应用于带束层，从而在保持总强度的同时将帘线间隔w确保为适当的范围，获得良好的耐BES性。因而，鉴于以上理由，在本发明中，优选单根长丝帘线束间的带束层宽度方向距离w大于0.4mm、小于1.2mm。

另外，在考虑到带束层折断性时，需要使单根长丝帘线的长丝直径为0.18～0.26mm，特别是0.20～0.24mm。在长丝直径小于0.18mm时，会导致8字转弯行驶时的扭曲波长(由轮胎的扭曲引起的波动在轮胎周向上的波长)变短、此时产生的表面应变增大、带束层折断性较差的结果。另一方面，在长丝直径大于0.26mm时，会导致表面应变增大、带束层折断性仍然较差的结果。

另外，单根长丝帘线6的拉伸强度优选为2700N/mm²以上。作为具有较高抗拉强度的单根长丝帘线，适合使用含有至少0.7质量％、特别是至少0.8质量％的碳的材料。

另外，在本发明中，第2带束层5b端部的、第1带束层5a与第2带束层5b的单根长丝帘线6之间的橡胶层厚度H_E为轮胎中央部的第1带束层5a与第2带束层5b的单根长丝帘线6之间的橡胶层厚度H_C的1.3～3.0倍，优选为1.8～2.6倍。通过对以较薄厚度涂覆的单根长丝帘线在带束层端应用较厚厚度的带束层间橡胶，可以使轮胎的轻重量化和带束层耐久性并存。在该值小于1.3倍时，无法充分抑制带束层端脱层，另一方面，在该值大于3.0倍时，也不能说轮胎的轻重量化充分。

因而，在本发明中，将满足上述规定的长丝直径的单根长丝帘线以规定的帘线根数做成束而应用于带束层，在确保帘线间隔的同时使带束层端部的橡胶厚度与中心的橡胶厚度相比增加至1.3～3.0倍，不使带束层折断性变差就可以确保期望的耐BES性。结果，可以获得使优良的耐久性和轻重量性并存的充气轮胎。

另外，在本发明中，单根长丝帘线束的排列密度优选为18～32束/50mm左右。在排列密度过小时，难以确保拉伸强度，在排列密度过大时，难以确保帘线间隔，均不优选。

在本发明中，为了如上所述地使带束层端的第1带束层5a与第2带束层5b的单根长丝帘线6之间的橡胶层厚度H_E大于轮胎中央部的厚度H_C，在第2带束层5b端部的、第1带束层5a与第2带束层5b之间配设带束层间橡胶7即可。带束层间橡胶7的弹性模量优选为带束层涂覆橡胶8的弹性模量的1.02～2.0倍，特别是1.1～1.8倍。在为该弹性模量的范围内时，可以良好地抑制带束层端的应变，高维地使轮胎重量的轻重量化和带束层耐久性并存。

另外，带束层间橡胶7的损耗角正切(loss tngent)tanδ(25℃)优选为0.20以下，特别是带束层涂覆橡胶8的tanδ(25℃)的0.85～0.98倍。作为带束层间橡胶7，通过这样地使用低损失的橡胶，可抑制带束层端应变，并且可抑制轮胎温度的上升。

并且，在本发明中，优选在带束层间橡胶7中相对于橡胶成分100重量份配合0.5～3.0重量份的双马来酰亚胺。由此，可以在提高弹性模量的同时将损耗角正切tanδ(25℃)抑制得较低。作为双马来酰亚胺，可以适当使用下述通式(1)所示的双马来酰亚胺。具体而言，可例示出例如N，N’-1，2-亚苯基双马来酰亚胺、N，N’-1，3-亚苯基双马来酰亚胺、N，N’-1，4-亚苯基双马来酰亚胺、N，N’-(4，4’-二苯基甲烷)双马来酰亚胺、2，2-双[4-(4-马来酰亚氨基苯氧基)苯基]丙烷、双(3-乙基-5-甲基-4-马来酰亚胺基苯基]甲烷等，特别优选N，N’-(4，4’-二苯基甲烷)双马来酰亚胺，在配合到橡胶中时，可以含有这些中的一种以上。

(式中，R表示碳原子数6～18的芳香族基团或碳原子数7～24的烷基芳香族基团，x和y各自独立地表示0～3的任意整数)

作为胎体4侧的带束层的第1带束层5a和第2带束层5b相对于轮胎圆周方向的帘线排列角度优选为10°～30°，而且使第1带束层5a与第2带束层5b互相交错。

另外，本发明的轮胎涉及带束层构造的改良，对其他的构造及材质并没有特别的限制，可以采用已知的构造及材料。

实施例

下面，使用实施例更具体地说明本发明。

以下述表1所示的条件制作具有图1所示的2层钢丝带束层的构造的充气轮胎。轮胎规格为195/65R15，第1带束层5a和第2带束层5b的单根长丝帘线6的排列角度与轮胎圆周方向分别成+22°及-22°。另外，作为带束层间橡胶7的配合橡胶，使用包含天然橡胶100重量份、炭黑(N330)50重量份、钴盐(环烷酸钴)1.0重量份、氧化锌10重量份、硫化促进剂(N，N’-二环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺，大内新兴化学工业(株)制造，NOCCELER DZ)1.0重量份、硫6.0重量份、双马来酰亚胺(N，N’-(4，4’-二苯基甲烷)双马来酰亚胺)2.0重量份的橡胶。

就以比较例1为基准的重量增加程度(重量差)评价了获得的各实施例及比较例的轮胎。另外，按照下述地对耐BES性进行评价。将其结果一并表示于下述表1中。

耐BES性的评价

将各供试验用轮胎组装于由JATMA规定的正规轮辋上，填充220kPa的内压，在侧向力(SF)恒定的条件下施加横向力而使其在BES转鼓上行驶之后，解剖轮胎，测定在带束层端部产生的裂纹的长度。以设比较例1的轮胎的裂纹长度为100的指数表示各供试验用轮胎的裂纹长度。该数值越小，耐BES性越良好。

表1

^＊1)轻重量性(重量减轻越多越良好)◎：-100g以上，○：-10～-99g，△：-9～+9g、×：+10g；

^＊2)耐BES性(耐BES性的指数越小越良好)◎：80以下，○：81～95，△：96～104，×：105以上；

^＊3)综合评价◎：(性能大幅度改良)轻重量性及耐BES性均为◎，○：(性能改良)只有◎和○，△：(性能相同～稍稍改良)◎或○或△、没有×，×：(性能变差)有×。

如上述表1所示可确认，对2层的带束层分别应用单根长丝帘线、将带束层端部的帘线间的橡胶厚度做成为比轮胎中央部的帘线间的橡胶厚度厚规定比例、并且将帘线的长丝直径及帘线根数限定在规定范围的实施例1～4的轮胎与以往的使用加捻帘线的比较例1相比，均可谋求提高轻重量性及耐BES性。另一方面，使用单根长丝帘线但每束根数较少的比较例2、3的轮胎虽然提高了轻重量性，但对耐BES性的改良不充分。

Claims

1.一种充气轮胎，包括：胎体，由呈环状地横跨左右一对胎圈芯之间的至少1层胎体层构成；胎面部，配设于该胎体的胎冠区域的轮胎径向外侧而形成接地部；带束层，配置在该胎面部与上述胎体的胎冠区域之间而形成加强部，由至少2层带束层构成；其特征在于，

2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中，

上述单根长丝帘线束间的带束层宽度方向距离大于0.4mm、小于1.2mm。

3.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中，

上述单根长丝帘线束的排列密度为18～32束/50mm。

4.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中，

在上述第2带束层端的、第1带束层与第2带束层之间配设有带束层间橡胶，该带束层间橡胶的弹性模量为上述涂覆橡胶的弹性模量的1.02～2.0倍。

5.根据权利要求4所述的充气轮胎，其中，

上述带束层间橡胶的tanδ(25℃)为0.20以下。

6.根据权利要求4所述的充气轮胎，其中，

上述带束层间橡胶的tanδ(25℃)为上述带束层涂覆橡胶的tanδ(25℃)的0.85～0.98倍。

7.根据权利要求4所述的充气轮胎，其中，

在上述带束层间橡胶中相对于橡胶成分100重量份配合0.5～3.0重量份的双马来酰亚胺。