CN101909904B - 充气子午线轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种不产生制造成本的增加、轮胎重量的增加等其他问题，实现优异的高速耐久性和低滚动阻力的充气子午线轮胎。充气子午线轮胎(10)包括：胎圈芯(1)，分别设于左右一对的胎圈部(11)；胎体帘布层(2)，由子午线帘线层构成，该胎体帘布层(2)从胎冠部(12)经由两胎侧部(13)延伸到两胎圈部(11)并固定于胎圈芯(1)；带束层(3)，配置在该胎体帘布层(2)的胎冠部径向外侧；带束加强层(4)，沿大致轮胎赤道方向配置在该带束层(3)的外侧；胎面(5)，配置在该带束加强层(4)的外侧。形成带束加强层(4)的纤维帘线是由不同种类纤维组合构成的单捻帘线。

Description

充气子午线轮胎

技术领域

本发明涉及充气子午线轮胎(以下也仅称为“轮胎”)，具体而言，涉及对用于带束加强层的加强帘线进行改进的充气子午线轮胎。

背景技术

一般而言，在高速行驶用的充气子午线轮胎中，在带束层的轮胎径向外侧配置有覆盖带束层的至少两端部的带束加强层。该带束加强层利用“环箍”的效果抑制由于高速旋转时的离心力而产生的带束层两端部翘起，从而取得提高轮胎的高速耐久性的效果。

在构成该带束加强层的帘线中，以往主要使用将多根实施了初捻的有机纤维的线材的束(所谓股线)通过进一步终捻捻合成双捻构造的有机纤维帘线。此外，以降低制造成本、降低轮胎重量为目的，也提出有使用由1根股线构成的单捻构造的帘线(例如，专利文献1、2等)。

专利文献1：日本特公昭59-1601号公报

专利文献2：日本特开2002-154304号公报

以往，作为上述带束加强层的帘线材质，主要使用尼龙等低弹性模量的有机纤维。可是，在近年来发展为扁平化-大型化的轮胎中，利用该低弹性模量的有机纤维帘线存在有时无法得到充分的高速耐久性这样的问题。

此外，另一方面，提出有捻合具有高的弹性模量的对位芳族聚酰胺纤维(para-aramid fiber)的初捻束和尼龙纤维的初捻束而成的所谓的混合帘线作为带束加强层帘线而使用，提高扁平化-大型化的轮胎的高速耐久性。但是，在这样的混合帘线中，在制造轮胎时，难以在带束加强层帘线和配置在该带束加强层帘线的轮胎径向内侧的带束层帘线之间确保充分的间隙。因此，为了确保充分的高速耐久性，需要将橡胶带插入带束层和带束加强层之间等的方法，存在导致制造成本的增加、轮胎重量的增加这样的问题。而且，在充气子午线轮胎中，具有有助于低耗油量的低滚动阻力也是很重要的。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种充气子午线轮胎，来解决上述问题，不会产生制造成本的增加、轮胎重量的增加等其他问题，能够实现优异的高速耐久性和低滚动阻力。

本发明人深入研究的结果，发现通过使用不同种类纤维组合构成的单捻帘线作为用于带束加强层的帘线能解决上述问题，从而完成了本发明。

即，本发明的充气子午线轮胎包括：胎圈芯，分别设于左右一对胎圈部；胎体帘布层，由子午线帘线层构成，从胎冠部经由两胎侧部延伸到两胎圈部并固定于该胎圈芯；带束层，配置在该胎体帘布层的胎冠部径向外侧；带束加强层，沿大致轮胎赤道方向配置在该带束层的外侧；胎面，配置在该带束加强层的外侧，其特征在于，

形成上述带束加强层的纤维帘线是由不同种类纤维组合构成的单捻帘线。

在本发明中，上述不同种类纤维优选为原丝弹性模量为200cN/dtex以上的高刚性纤维和原丝弹性模量为100cN/dtex以下的低刚性纤维。此外，上述不同种类纤维优选为以160℃加热30分钟后热收缩率是0.5％以上的热收缩性纤维和以160℃加热30分钟后热收缩率是0.2％以下的非热收缩性纤维。而且，优选形成上述带束加强层的纤维帘线的断裂伸长率是3％以上，而且优选形成上述带束加强层的纤维帘线中的原丝弹性模量为200cN/dtex以上的高刚性纤维的比率是25％以上，此外，形成上述带束加强层的纤维帘线中的以160℃加热30分钟后热收缩率为0.5％以上的热收缩性纤维的比率是30％以上，而且，优选形成上述带束加强层的纤维帘线的总纤度为800dtex以上且8500dtex以下。在此，所谓以160℃加热30分钟后的热收缩率是指，对于进行了同样的浸胶处理后的帘线，在烤箱中以160℃进行30分钟的干热处理，施加50g的载荷测量其热处理前以及热处理后的帘线长度，并由下式求出的值。其中，下述式中，Lb是热处理前的帘线长度，La是热处理后的帘线长度。

加热后热收缩率(％)＝{(Lb-La)/Lb}×100

在本发明中，形成带束加强层的纤维帘线通过使用由不同种类纤维组合构成的单捻帘线，能不使用橡胶带等而确保带束加强层帘线和带束层帘线之间的间隙，由此，能够不产生制造成本的增加、轮胎重量的增加等其他问题地实现具有优异的高速耐久性和低滚动阻力的充气子午线轮胎。即，在以往的混合帘线中，容易表现出任一方的纤维的性质，无法自由地控制帘线的弹性模量、S-S曲线、或者帘线的热收缩应力，因此使用不同的纤维的优点变小，相对于此，如本发明那样通过做成单捻帘线，能发挥不同种类帘线各自的性质，可自由地进行热收缩应力的控制。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的充气子午线轮胎的宽度方向剖视图。

附图标记说明

1、胎圈芯；2、胎体帘布层；3、带束层；4、带束加强层；5、胎面；11、胎圈部；12、胎冠部；13、胎侧部。

具体实施方式

下面，一边参照附图一边详细地说明本发明的优选实施方式。

图1表示本发明的一个例子的充气子午线轮胎的一侧的剖视图。如图所示，本发明的充气子午线轮胎10包括：胎圈芯1，分别设于左右一对的胎圈部11；胎体帘布层2，由子午线帘线层构成，从胎冠部12经由两胎侧部13延伸到两胎圈部11并固定于胎圈芯1；带束层3，配置在胎体帘布层2的胎冠部径向外侧；带束加强层4，沿大致轮胎赤道方向配置在带束层3的外侧；胎面5，进一步配置在带束加强层4的外侧。

在本发明中，带束加强层4通过由不同种类纤维组合而成的单捻帘线形成。作为不同种类纤维的组合，能列举出原丝弹性模量不同的纤维的组合、热收缩率不同的纤维的组合。

作为不同种类纤维的组合，在原丝弹性模量不同的纤维的组合的情况下，优选由原丝弹性模量为200cN/dtex以上的高刚性纤维和原丝弹性模量为100cN/dtex以下的低刚性纤维组合构成的单捻帘线。在此，各纤维的原丝的抗张模量能够按照JISL-1013测量，采用通过伸长率为0.1％的载荷和伸长率为0.2％的载荷算出的初始弹性模量的值。

作为用于带束加强层4的高刚性纤维，使用原丝弹性模量为200cN/dtex以上的纤维，优选使用原丝弹性模量为300～500cN/dtex的纤维。若高刚性纤维的原丝弹性模量小于200cN/dtex，则为了得到所期望的轮胎耐久性，需要的纤维量增多，结果造成重量、成本增加。作为该高刚性纤维，具体例如能使用对位系芳族聚酰胺纤维、聚酮纤维、湿式凝胶纺丝聚乙烯醇(PVA)纤维等。

在本发明中，形成上述带束加强层4的纤维帘线中的高刚性纤维的比率为25％以上，优选30～75％。若高刚性纤维的比率小于25％，则为了得到希望的轮胎耐久性，需要的纤维量增多，结果，造成重量、成本的增加。另一方面，若高刚性纤维的比率过多，则难以控制弹性模量，所以不好。

此外，作为不同种类纤维的组合，在热收缩率不同的纤维的组合的情况下，优选由热收缩性纤维和非热收缩性纤维组合构成的单捻帘线。作为该单捻帘线中的上述热收缩性纤维和非热收缩性纤维的比率，优选规定热收缩性纤维的比率为30％以上。若热收缩性纤维的比率小于30％，则为了获得规定的轮胎效果，需要的纤维量增多，结果，造成重量、成本的增加。

作为用于带束加强层4的热收缩性纤维，优选用以160℃加热30分钟后热收缩率为0.5％以上例如2～4％的纤维。若热收缩性纤维的热收缩率小于0.5％，则难以对帘线整体赋予充分的热收缩性，导致轮胎制造困难。作为该热收缩性纤维，具体例如能用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维、聚酮纤维等。

此外，作为用于带束加强层4的非热收缩性纤维，优选用以160℃加热30分钟后热收缩率为0.2％以下例如0～0.1％的纤维。若非热收缩性纤维的热收缩率大于0.2％，则帘线整体的热收缩性过大，难以控制帘线的强伸性能(the strength andelongation properties)。作为该非热收缩性纤维，具体例如能用对位系芳族聚酰胺纤维等。

在本发明中，形成上述带束加强层4的纤维帘线的总纤度优选为800dtex以上且8500dtex以下。若该纤维帘线的总纤度小于800dtex或大于8500dtex，则难以制造，所以不优选。另外，在后述的实施例中，使用加捻2根或3根不同种类的纤维帘线，但是本发明不限定于加捻2或3根，也可以加捻4根以上的不同种类的纤维。

此外，由上述单捻帘线构成的带束加强层4的纤维帘线的断裂伸长率优选为3％以上，例如为5～12％。若纤维帘线的断裂伸长率小于3％，则由于路上的突起等，带束加强层4遭受损伤的风险增加。

在本发明的轮胎中，若带束加强层4由满足上述条件的纤维帘线构成，则对除此之外的方面没有特别限制。例如，带束加强层4可以设置为与图示的例子中带束层3大致相同宽度，但是不限定于此，只要覆盖带束层3的至少两端部即可。带束加强层4由上述纤维帘线和覆盖该纤维帘线的涂层橡胶构成，实质上与轮胎赤道方向大致平行地配置。此外，该带束加强层4的层数在图示的例子中是1层，但是也可以是2层以上，没有特别限制。

胎体帘布层2由用涂层橡胶覆盖沿大致径向平行排列的多根加强帘线而成的子午线帘线层构成。在图示的例子中，胎体帘布层2从胎冠部12经由两胎侧部13延伸到两胎圈部11、缠绕在胎圈芯1上并固定于胎圈部11，但是也可以具有所谓的包络线(envelope)构造：即构成胎体的胎体帘布层中的、至少1层帘布层在胎圈芯1的周围从轮胎宽度方向内侧朝向外侧折回，该折回端位于带束层3和胎体帘布层2的胎冠部之间。此外，胎体帘布层2的层数在图示的例子中是2层，然而也可以是1层或3层以上，没有特别限制。

此外，在图示的例子中，带束层3由2层带束层构成，但是在本发明的轮胎中，构成带束层3的带束层的层数不限于此。带束层3通常由相对于轮胎赤道面倾斜地延伸的帘线的涂胶层优选钢丝帘线的涂胶层构成，2层带束层以构成带束层的各帘线之间隔着赤道面互相交叉的方式层叠而构成带束层3。

另外，在本发明的充气子午线轮胎中，作为填充在轮胎内的气体，能够使用普通的或改变了氧分压的空气或氮气等非活性气体。

实施例

以下，用实施例更具体地说明本发明。

(以往例1、比较例1和实施例1-1～1-10)

按照下述表中所示的规格试制了轮胎尺寸为235/55R17的充气子午线轮胎，并对高速耐久性和滚动阻力进行了评价。另外，下述表1～3的各纤维的原丝的抗张模量是按照JIS L-1013测量的数据，是通过伸长率为0.1％的载荷和伸长率为0.2％的载荷算出的初始弹性模量的值。

(以往例2、比较例2和实施例2-1～2-10)

按照下述表中4～6所示的规格试制了轮胎尺寸为235/55R17的充气子午线轮胎，并对高速耐久性和滚动阻力进行了评价。

如图1所示，各供试轮胎包括：胎圈芯1，分别设于左右一对胎圈部11；胎体帘布层2，其为两层且由子午线帘线层构成，从胎冠部12经由两胎侧部13延伸到两胎圈部11并固定于胎圈芯1；带束层3，由配置在胎体帘布层2的胎冠部径向外侧的2层带束层构成；带束加强层4，其为一层，沿大致轮胎赤道方向配置在带束层3的外侧；胎面5，进一步配置在带束加强层4的外侧。其中带束层3由1×5构造的钢丝帘线和覆盖该钢丝帘线的涂层橡胶构成，其帘线角度相对于轮胎周向为±33°。此外，带束加强层4由下述表中所示的2种帘线材质A、B和C的纤维组合构成的单捻帘线(比较例1、2为双捻帘线)和覆盖该单捻帘线的涂层橡胶构成。

高速耐久性

将各供试轮胎组装到轮圈尺寸为8J-17的轮圈上，填充300kPa的内压之后，利用基于JATMA标准的测试法的阶跃速度试验(step speed)法，测量了直到产生轮胎故障时的速度。结果，对于以往例1、比较例1和实施例1-1～1-10，将以往例1的产生故障时的速度设为100，对于以往例2、比较例2和实施例2-1～2-10，将以往例2的产生故障时的速度设为100进行指数表示。指数值越大，表示耐久临界速度越高、高速耐久性越优异。

滚动阻力

通过在速度为80km/h的转鼓试验中直接测量各供试轮胎的阻力而对滚动阻力进行了评价。结果，对于以往例1、比较例1和实施例1-1～1-10，以以往例1为100，对于以往例2、比较例2和实施例2-1～2-10，以以往例2为100进行指数表示。指数值越小，表示滚动阻力越小、轮胎性能越优异。

表1

※1：聚对苯二甲酸乙二醇酯

表2

※2：聚对苯二甲酸乙二醇酯

表3

表4

表5

表6

从上述表中的结果可知，将不同种类纤维组合构成的单捻帘线用作形成带束加强层的纤维帘线的各实施例的供试轮胎中，与不满足该条件的各比较例的供试轮胎相比，能够获得优异的高速耐久性和滚动阻力。

Claims (5)

1.一种充气子午线轮胎，包括：胎圈芯，分别设于左右一对的胎圈部；胎体帘布层，由子午线帘线层构成，该胎体帘布层从胎冠部经由两胎侧部延伸到两胎圈部并固定于该胎圈芯；带束层，配置在该胎体帘布层的胎冠部径向外侧；带束加强层，沿大致轮胎赤道方向配置在该带束层的外侧；胎面，配置在该带束加强层的外侧，其特征在于， 

形成上述带束加强层的纤维帘线是由不同种类纤维组合构成的单捻帘线， 

上述不同种类纤维为原丝弹性模量为200cN/dtex以上的高刚性纤维和原丝弹性模量为100cN/dtex以下的低刚性纤维， 

上述带束层由钢丝帘线的涂胶层构成。 

2.一种充气子午线轮胎，包括：胎圈芯，分别设于左右一对的胎圈部；胎体帘布层，由子午线帘线层构成，该胎体帘布层从胎冠部经由两胎侧部延伸到两胎圈部并固定于该胎圈芯；带束层，配置在该胎体帘布层的胎冠部径向外侧；带束加强层，沿大致轮胎赤道方向配置在该带束层的外侧；胎面，配置在该带束加强层的外侧，其特征在于， 

形成上述带束加强层的纤维帘线是由不同种类纤维组合构成的单捻帘线， 

上述不同种类纤维为以160℃加热30分钟后热收缩率是0.5％以上的热收缩性纤维和以160℃加热30分钟后热收缩率是0.2％以下的非热收缩性纤维， 

上述带束层由钢丝帘线的涂胶层构成。 

3.根据权利要求1或2所述的充气子午线轮胎，其中， 

形成上述带束加强层的纤维帘线的断裂伸长率是3％以上。 

4.根据权利要求1所述的充气子午线轮胎，其中， 

形成上述带束加强层的纤维帘线中的原丝弹性模量为200cN/dtex以上的高刚性纤维的比率是25％以上。 

5.根据权利要求2所述的充气子午线轮胎，其中， 

形成上述带束加强层的纤维帘线中的以160℃加热30分钟后热收缩率为0.5％以上的热收缩性纤维的比率是30％以上。