CN101516649A - 充气子午线轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种即使在通过高弹性模量有机纤维帘线构成带束覆盖层时也不使带束层的棱边的带束层帘线的耐脱离性能下降地实现优异的中频(250~315Hz)路面噪音的降低化效果与高速耐久性这两个特性的充气子午线轮胎。本发明的充气子午线轮胎在胎体层的外周配置有至少2层由钢丝帘线构成的带束层,并以覆盖该带束层的至少棱边部的方式配置有在轮胎圆周方向上卷绕有机纤维帘线的带束覆盖层,其中:所述带束层由2+1构造的钢丝帘线构成,所述带束覆盖层由拉伸载荷为10~99N之间的弹性模量为4.5~18.0GPa的高弹性模量有机纤维帘线形成。

Description

充气子午线轮胎
技术领域
本发明涉及充气子午线轮胎,更详细地说,涉及在由高弹性模量有机纤维帘线构成带束覆盖层时、能够不使带束层的棱边的耐脱离性能下降地达成基于该带束覆盖层而得到的优异的路面噪声降低效果的充气子午线轮胎。
背景技术
以往,作为得到充气子午线轮胎的高速耐久性的方法,进行通过卷绕有机纤维帘线而成的带束覆盖层来覆盖带束层的至少棱边部的作业。该带束覆盖层具有提高轮胎的胎肩部的刚性的作用,所以可知具有抑制频率为250~315Hz的中频路面噪声的效果。
近年来,着眼于使用聚烯烃酮纤维等高弹性模量帘线作为这样的带束覆盖层的有机纤维帘线,由此进一步提高所述中频路面噪声的抑制效果,提出了很多使用高弹性模量有机纤维帘线的发明(例如,参照专利文献1、2)。
但是,当在带束覆盖层中使用高弹性模量有机纤维帘线时,对于路面噪声的降低具有显著的效果,但另一方面,高弹性模量有机纤维帘线的刚性较高,所以带束层的棱边部的包覆橡胶(coat gum)由于在行驶中受到揉搓作用,所受的应变非常大,其结果,存在在带束层的棱边部容易发生帘线的脱离这一问题。
为了防止该脱离,考虑将带束层的棱边部与带束覆盖层之间的橡胶加厚,但在采用这样的方法时,会导致轮胎整体的重量增加,并不是优选的解决方法。
另外,如果减少高弹性模量有机纤维的使用量而降低对于橡胶的应变,则带束覆盖层的刚性下降,所以存在本来的路面噪声的降低效果下降这一问题。
专利文献1:JP特开2000-142025号公报
专利文献2:JP特开2004-306636号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种在通过高弹性模量有机纤维帘线构成带束覆盖层时、能够不使带束层的棱边的带束层帘线的耐脱离性能下降地达成基于该带束覆盖层的优异的路面噪声降低效果的充气子午线轮胎。
达成上述的目的的本发明的充气子午线轮胎包括下述(1)的结构。
(1)一种充气子午线轮胎,在胎体层的外周配置有至少2层由钢丝帘线构成的带束层,并以覆盖该带束层的至少棱边部的方式配置有在轮胎圆周方向上卷绕有机纤维帘线的带束覆盖层,其中:所述带束层由2+1构造的钢丝帘线构成,所述带束覆盖层由拉伸载荷为10~99N之间的弹性模量为4.5~18.0GPa的高弹性模量有机纤维帘线形成。
另外,在该本发明的充气子午线轮胎中,更具体的优选的结构包括下面的(2)~(7)中的任意一项。
(2)如上述(1)所述的充气子午线轮胎,其中:所述高弹性模量有机纤维帘线是由聚萘二甲酸乙二醇酯纤维或者聚烯烃酮纤维构成的帘线。
(3)如上述(1)所述的充气子午线轮胎,其中:所述高弹性模量有机纤维帘线,是由从尼龙6纤维、尼龙66纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、聚萘二甲酸乙二醇酯纤维、聚烯烃酮纤维、聚乙烯醇纤维、芳族聚酰胺纤维以及人造纤维中选中的至少2种构成的复合纤维帘线。
(4)如上述(1)~(3)中的任意一项所述的充气子午线轮胎,其中:所述2+1构造的钢丝帘线的芯线材为不加捻或者捻距为20mm以上的松捻,侧线材具有捻距为10~30mm的捻度。
(5)如上述(4)中的任意一项所述的充气子午线轮胎,其中:所述芯线材以及侧线材的直径为0.1~0.4mm。
(6)如上述(1)~(5)中的任意一项所述的充气子午线轮胎,其中:所述带束覆盖层的轮胎宽度方向外侧的端部从所述带束层中的最大宽度的带束层的棱边端突出的长度为3mm以上且30mm以下。
(7)如上述(1)~(6)中的任意一项所述的充气子午线轮胎,其中:所述带束覆盖层为棱边覆盖层,其轮胎宽度方向内侧的端部位于从所述带束层中的最小宽度的带束层的棱边端向轮胎宽度方向内侧5mm以上的位置。
根据本发明的充气子午线轮胎,在由高弹性模量有机纤维帘线构成带束覆盖层时,由2+1构造的钢丝帘线构成带束层,由此通过带束层的帘线表面的凹凸,脱离的龟裂传播难以产生,所以能够防止带束层的棱边部的带束层帘线的脱离,提高耐久性。
附图说明
图1是说明本发明的充气子午线轮胎的实施方式的一例的轮胎的子午线方向剖面概略图。
图2是用于说明在本发明的充气子午线轮胎中、通过带束覆盖层覆盖带束层的棱边部附近的各种方式的带束层的棱边部附近的概略放大图。
符号说明
1:胎面部  2:胎侧部    3:胎圈部
4:胎体层  5:胎圈芯    6:带束层
7:覆盖带束层的两棱边部的带束覆盖层  8:第1带束
9:第2带束   10:轮胎宽度中心
具体实施方式
下面,对于本发明的充气子午线轮胎,参照附图所示的实施方式进行具体说明。
图1是说明本发明的充气子午线轮胎的实施方式的一例的轮胎的子午线方向剖面概略图。
1为胎面部,2为胎侧部,3为胎圈部。在轮胎的内部,以从胎面部1跨到左右的胎侧部2以及胎圈部3的方式设有由有机纤维帘线构成的胎体层4,该胎体层4的两端部围绕胎圈芯5从轮胎内侧向外侧折回。在胎体层4的外周,设有2层由钢丝帘线构成的带束层6,进而,以覆盖带束层6的两棱边部的方式设有在轮胎圆周方向上卷绕有机纤维帘线的带束覆盖层7。
在上述的轮胎构造中,带束覆盖层7由拉伸载荷为10~99N之间的弹性模量为4.5~18.0GPa的高弹性模量有机纤维帘线与包覆橡胶构成。该高弹性模量有机纤维帘线与轮胎圆周方向实质平行地卷绕成螺旋状而形成带束覆盖层。在这里,所谓实质平行,意味着相对于轮胎圆周方向为0°~10°的微小角度的范围。
高弹性模量有机纤维帘线,在弹性模量不到4.5GPa时,中频路面噪声的抑制效果较差,与以往的使用尼龙等带束覆盖层7的轮胎没有差别。另外,如果弹性模量大于18.0GPa,则即使在采用基于本发明的带束层的结构的情况下,也不能得到带束层的棱边的脱离防止效果。
在本发明中,带束层6由加捻构造为2+1构造的钢丝帘线构成。2+1构造是在2根钢丝芯线的周围以较松的间距卷绕1根钢丝侧线的结构,通过这样的结构,能够特别增大帘线表面的凹凸。因此,由于帘线表面的凹凸,脱离的龟裂传播难以产生,所以即使从上述的高弹性模量有机纤维帘线的带束覆盖层受到严重的剪切力,也难以产生带束层帘线与包覆橡胶之间的脱离。
在本发明中,由2+1构造的钢丝帘线构成的带束层,为了更高效地发挥上述的效果,2+1构造的钢丝帘线中的2根芯线优选设为实际上不加捻。所谓实际上不加捻,指的是加捻数为0,或者捻距为20mm以上。通过将捻距设为20mm以上或者不加捻,能够大幅度扩大卷绕在外周的1根侧线的凹凸构造。
另外,卷绕在2根芯线上的1根侧线的加捻优选为10~30mm的捻距。如果捻距不到10mm则钢丝帘线的生产效率较低,另外,在超过30mm时帘线表面的凹凸较小,带束层的耐久性较低。另外,芯线与侧线的线径优选为0.1~0.4mm。如果不到0.1mm则钢丝帘线的生产效率较低。
另外,芯线与侧线的线径可以在2根芯线与1根侧线这3根线中全都实际相同,或者也可以一部分或者全部不同,或者也可以使芯线(2根)与侧线(1根)互相不同。一般,将芯线与侧线全都设为相同比较实际。
在本发明中,如上所述,高弹性模量有机纤维帘线的拉伸载荷为10N~99N之间的弹性模量需要为4.5~18.0GPa的范围内,优选的是,使用5.0~15.0GPa的范围内的帘线。
作为弹性模量为4.5~18.0GPa的高弹性模量有机纤维帘线,可以由单一的纤维材料构成,也可以是将2种以上的纤维材料组合的复合纤维帘线。在前者由单一的纤维材料构成时,最优选为聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)纤维或者聚烯烃酮(POK)纤维。
另外,后者由复合纤维帘线构成的高弹性模量有机纤维帘线,优选由从尼龙6纤维、尼龙66纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、聚萘二甲酸乙二醇酯纤维、聚烯烃酮纤维、聚乙烯醇纤维、芳族聚酰胺纤维以及人造纤维中选中的至少2种构成。
在设为复合纤维帘线时,可以设为高弹性模量纤维与低弹性模量纤维的组合。
例如,在上述的纤维中,特别优选,将尼龙6纤维或者尼龙66纤维与聚萘二甲酸乙二醇酯纤维或者聚烯烃酮纤维组合。前者的尼龙6纤维或者尼龙66纤维粘接力特别良好,后者的聚萘二甲酸乙二醇酯纤维或者聚烯烃酮纤维具有较高的弹性模量,所以在中频路面噪声的降低作用上有效,所以能够得到本发明的所期望的路面噪声降低效果,并且能够给带束覆盖层以较高的耐久性。
在本发明中,带束覆盖层只要至少覆盖带束层的棱边即可,作为其形态,可以是仅覆盖带束层棱边的棱边覆盖层,或者,也可以是覆盖带束层的所有区域的全覆盖层。或者,也可以是使用了全覆盖层与棱边覆盖层的两用覆盖层。
在图2中,表示带束层棱边部附近的概略放大图。在图2中,A部分表示由多层构成的带束层6中的最小宽度的带束层的棱边与最大宽度的带束层的棱边之间的区域。带束覆盖层必须至少覆盖该棱边区域A。只要是覆盖该棱边区域A的带束覆盖层,可以是棱边覆盖层,或者,也可以是全覆盖层。
在棱边覆盖层与全覆盖层的任意一种的情况下,带束覆盖层7的端部的位置优选为,从最大宽度的带束层的棱边端向轮胎宽度方向突出0~30mm的区域B。优选的是,从最大宽度带束层的棱边端向轮胎宽度方向突出至少3mm以上且30mm以下,更优选突出5mm以上且30mm以下。通过这样从最大宽度带束层的棱边端突出3mm以上,能够进一步增大路面噪声的降低效果。即使突出长度比30mm大,路面噪声降低效果也大致饱和,所以造成材料的浪费,所以优选最大设为30mm。
另外,在设有棱边覆盖层的情况下,轮胎宽度方向的内侧方向的端部的位置优选,位于从最小宽度的带束层的棱边端向轮胎宽度方向内侧5mm以上的区域C内。由此,能够提高带束层的棱边脱离防止效果与路面噪声的降低效果。作为棱边覆盖层的轮胎宽度方向的内侧方向的端部的长度极限,比较实际的是从最大宽度的带束层的棱边端到30mm。
在全覆盖层的情况下,如较细的虚线所示,超过轮胎宽度方向的中央10而到达相反一侧。
实施例
实施例1~4、比较例1~3、以往例1
按照下面说明的规格制作8种(实施例1~4、比较例1~3、以往例1)轮胎尺寸为225/60R16的图1的轮胎构造的充气子午线轮胎。
带束层由2层构成,在各实施例、各比较例、以往例中,所使用的带束层帘线设为表1、表2所记载的那样,末端(end)数都是35个末端。
另外,带束覆盖层作为棱边覆盖层,分别使用表1所记载的有机纤维帘线,每个轮胎的帘线使用重量为30g,覆盖宽度29mm,这在各实施例、各比较例、以往例中相同。具体地说,将图2所示的A区域设为5mm,将B区域的突出长度设为12mm,将C区域的插入长度设为12mm。
对于各轮胎,有机纤维帘线的弹性模量(Gpa)的测定方法以及耐路面噪声性能、轮胎耐久性能的评价方法如下所述。
评价结果如表1、表2所记载的那样,可知本发明中的充气子午线轮胎的耐路面噪声性能与轮胎耐久性能这两种性能非常平衡,都很优异。
(1)有机纤维帘线的拉伸载荷为10~99N之间的弹性模量(Gpa):
将轮胎分解而将有机纤维帘线取出。进行帘线直径的测定与拉伸试验,绘制应力-应变曲线,通过直线将拉伸载荷为10N与99N时的点连接,求取该直线的斜度而求取弹性模量(Gpa)。
测定对20根帘线进行,将其平均值设为该有机纤维帘线的弹性模量(Gpa)。
(2)耐路面噪声性能:
将制作出的评价用轮胎组装在轮辋尺寸16×7JJ的轮辋上,然后将空气压设为210kPa,以60km/小时的速度使其行驶。通过安装在驾驶席窗户侧的位置上的麦克风计测各实施例、各比较例、以往例的音压等级。
评价以该计测值的倒数为评价基准进行,通过将以往例1的轮胎设为100的指数表示,指数值越大,耐路面噪声性能越好。
(3)轮胎耐久性能:
将制作出的评价用轮胎组装在轮辋尺寸16×7JJ的轮辋上,然后在氧气压350kPa、温度70℃的条件使其干热劣化14天的时间。该干热劣化后,将填充氧气置换为空气,将空气压设定为170kPa,使载荷(=3.5±1.1kN)与偏离角(=0±3°)分别正弦变动(0.03Hz),同时以60km/小时的速度使其行驶。
持续实施该行驶试验直到轮胎产生故障,通过将以往例1的轮胎的直到故障为止的行驶距离设为100的指数表示,指数值越大,轮胎耐久性能越好。
表1
(注)1):“HT”是高张力的意思,“0.28HT”是1根1根直径0.28mm的高张力帘线的意思。
2):“T”是细度的单位分特(dtex)的意思。
3):“PET”是聚萘二甲酸乙二醇酯的意思。
4):“POK”是聚烯烃酮的意思。
表2
Figure A20078003513400111
(注)1)与表1相同

Claims (7)

1.一种充气子午线轮胎,在胎体层的外周配置有至少2层由钢丝帘线构成的带束层,并以覆盖该带束层的至少棱边部的方式配置有在轮胎圆周方向上卷绕有机纤维帘线的带束覆盖层,其中:
所述带束层由2+1构造的钢丝帘线构成,所述带束覆盖层由拉伸载荷为10~99N之间的弹性模量为4.5~18.0GPa的高弹性模量有机纤维帘线形成。
2.如权利要求1所述的充气子午线轮胎,其中:
所述高弹性模量有机纤维帘线是由聚萘二甲酸乙二醇酯纤维或者聚烯烃酮纤维构成的帘线。
3.如权利要求1所述的充气子午线轮胎,其中:
所述高弹性模量有机纤维帘线,是由从尼龙6纤维、尼龙66纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、聚萘二甲酸乙二醇酯纤维、聚烯烃酮纤维、聚乙烯醇纤维、芳族聚酰胺纤维以及人造纤维中选中的至少2种构成的复合纤维帘线。
4.如权利要求1~3中的任意一项所述的充气子午线轮胎,其中:
所述2+1构造的钢丝帘线的芯线材为不加捻或者捻距为20mm以上的松捻,侧线材具有捻距为10~30mm的捻度。
5.如权利要求4所述的充气子午线轮胎,其中:
所述芯线材以及侧线材的直径为0.1~0.4mm。
6.如权利要求1~5中的任意一项所述的充气子午线轮胎,其中:
所述带束覆盖层的轮胎宽度方向外侧的端部从所述带束层中的最大宽度的带束层的棱边端突出的长度为3mm以上且30mm以下。
7.如权利要求1~6中的任意一项所述的充气子午线轮胎,其中:
所述带束覆盖层为棱边覆盖层,其轮胎宽度方向内侧的端部位于从所述带束层中的最小宽度的带束层的棱边端向轮胎宽度方向内侧5mm以上的位置。
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