CN106536819B - 用于加固橡胶制品的钢帘线 - Google Patents

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Abstract

本发明提供用于加固橡胶制品的钢帘线。应用于轮胎，钢帘线能产生大大增加的抗切割性。用于加固橡胶制品的钢帘线包括具有通过将多根钢丝(1)扭绞在一起而形成的层叠绞合结构的一根芯绞线(11)，并且包括具有通过将多根钢丝(2)绞合在一起而形成的层叠绞合结构的多根鞘绞线(12)，鞘绞线(12)围绕芯绞线被绞合在一起。构成芯绞线的最外层鞘的最外层鞘丝的横截面积的总和(S1)与构成芯绞线的所有丝的横截面积的总和(S)的比率(S1/S)为0.69到0.74，并且鞘绞线的强度的总和(Ps)与帘线的总体强度(P)的比率(Ps/P)为0.81到0.85。

Description

用于加固橡胶制品的钢帘线
技术领域
本发明涉及用于加固橡胶制品的钢帘线(在下文中，也简称为“帘线”)，并且尤其涉及在诸如轮胎的橡胶制品的加固应用中使用的、用于加固橡胶制品的钢帘线。
背景技术
对于诸如轮胎的橡胶制品，通过扭绞多根钢丝而形成的钢帘线被广泛用作加固材料。尤其是，由于在重载荷的情况下在具有陡峭的上坡或下坡等的崎岖地形上使用用于重载车辆、例如施工车辆的轮胎，因此要被用作加固材料的钢帘线需要具有特别高的强度和耐用性。为此，在这样的大型轮胎中，采用具有所谓多重绞合结构的钢帘线，该多重绞合结构通过扭绞多根绞线形成，该绞线通过扭绞多根钢丝形成。
作为涉及具有多重绞合结构的钢帘线的现有技术，例如，专利文献1公开了一种技术，其中，在用于加固橡胶制品的具有多重绞合结构的钢帘线中，构成芯绞线的最外层鞘的最外层鞘丝的直径dc与构成鞘绞线的最外层鞘的最外层鞘丝的直径ds的比率dc/ds被设定为1.05到1.25，以防止最外层丝的在先的断裂，从而提高帘线的强度，该多重绞合结构通过扭绞具有其中多根钢丝被绞合的层叠绞合结构的多根绞线而形成。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本未审查专利申请公开第2009-299223号(权利要求等)
发明内容
本发明要解决的问题
对于用于施工车辆等的轮胎，对于诸如石头的钝的或者尖锐的突出物的抵抗性、即抗切割性也是重要的。为了提高具有多重绞合结构的帘线中的抗切割性，考虑了提高芯绞线对鞘绞线的拉紧的抵抗性，并且在专利文献1中描述的技术也是公知的。
然而，在近些年对进一步提高轮胎性能的需求下，也要求实现进一步提高抗切割性的轮胎。
因此，本发明的目的是提供一种用于加固橡胶制品的钢帘线，其在应用于轮胎时能进一步提高抗切割性。
解决问题的方法
本发明进行深入研究，发现通过采用以下构造能解决上述问题，因而完成本发明。
即，本发明的用于加固橡胶制品的钢帘线为一种用于加固橡胶制品的钢帘线，其包括：一根芯绞线，其具有通过扭绞多根钢丝而形成的层叠绞合结构；以及多根鞘绞线，其具有通过扭绞多根钢丝而形成的层叠绞合结构，其中鞘绞线扭绞在芯绞线周围，并且
其中构成芯绞线的最外层鞘的最外层鞘丝的横截面积的总和S1与构成芯绞线的所有丝的横截面积的总和S的比率S1/S为0.69到0.74，并且鞘绞线的强度的总和Ps与帘线的整体强度P的比率Ps/P为0.81到0.85。
在本发明的帘线中，优选地，鞘绞线的数量为7到9。在本发明的帘线中，优选地，构成芯绞线的所有丝具有相同的直径。进一步地，在本发明的帘线中，优选地，帘线直径不小于5.00mm。
本发明的充气轮胎的特征在于，本发明的用于加固橡胶制品的钢帘线用作为加固材料。
本发明的效果
根据本发明，能够实现一种用于加固橡胶制品的钢帘线，其在应用于轮胎时能进一步提高抗切割性。
附图说明
图1是在宽度方向上的剖视图，示出本发明的用于加固橡胶制品的钢帘线的一个构成例。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本发明的实施方式。
图1是在宽度方向上的剖视图，示出了本发明的用于加固橡胶制品的钢帘线的一个构成例。如图所示，本发明的帘线包括：一根芯绞线11，其具有通过扭绞多根钢丝1而形成的双层层叠绞合结构；以及多根(在所示的示例中为七根)鞘绞线12，其每个都具有通过扭绞多根钢丝2而形成的双层层叠绞合结构，并且具有通过使得鞘绞线12扭绞在芯绞线11周围而形成的多重绞合结构。在所示的帘线中，芯绞线11具有3+8+10结构，其中通过将八根第一鞘丝1b扭绞在包括绞合的三根芯丝1a的芯周围而形成第一鞘，并且通过在其周围扭绞十根第二鞘丝1c而形成第二鞘，并且鞘绞线12具有3+8结构，其中通过将八根鞘丝2b扭绞在包括绞合的三根芯丝2a的芯周围而形成鞘。在所示的帘线中，螺旋丝3被螺旋地缠绕在鞘绞线12的外围。
在本发明中，重要的是，构成芯绞线11的最外层鞘的最外层鞘丝1c的横截面积的总和S1与构成芯绞线11的所有丝的横截面积的总和S的比率S1/S为0.69到0.74，并且，鞘绞线12的强度的总和Ps与帘线的整体强度P的比率Ps/P为0.81到0.85。由于通过鞘绞线拉紧芯绞线而引起的芯绞线的最外层丝的在先的断裂造成帘线的抗剪切力降低，因此为了防止这样的在先断裂的发生，考虑了减小鞘绞线的拉紧力并且增大芯绞线的最外层丝的抗剪切力。在此，由鞘绞线产生的芯绞线的拉紧的力的大小与鞘绞线的强度的大小成比例，并且芯绞线的最外层丝的抗剪切力取决于芯绞线的最外层丝的总的横截面积的大小。因此，在本发明中，鞘绞线12的总强度与帘线的强度的比率被设定为相对较低，为0.81至0.85，因而减小了鞘绞线的拉紧力，并且同时，芯绞线的最外层丝的总横截面积与丝的总横截面积的比率被设定为相对较高，为0.69到0.74，因而提高了芯绞线的最外层丝的抗剪切力。这能够史无前例地增加帘线的整体抗剪切力。
上述比率S1/S的值需要为0.69到0.74，并且优选地，在0.71至0.73的范围中。当S1/S的值小于0.69时，不能防止芯绞线的最外层丝的在先断裂。另一方面，当S1/S的值大于0.74时，在芯绞线的最外层鞘的内侧的丝变得太薄，这会造成在先的断裂。上述比率Ps/P的值需要为0.81到0.85，并且优选地在0.81到0.83的范围中。当Ps/P的值大于0.85时，拉紧芯绞线的应力是较大的，这使得帘线的抗剪切力恶化。另一方面，当Ps/P的值小于0.81时，鞘绞线的抗剪切力自身恶化。构成芯绞线的最外层鞘的最外层鞘丝的横截面积的总和S1的绝对值取决于帘线的直径等，并且从确保高抗剪切力的角度来讲，其适当地不小于1.33mm2，例如，1.60到1.90mm2。
在本发明的帘线中，芯绞线的层叠绞合结构的层数没有特别的限制，并且例如可以是2到3。在这种情况下，假如第一鞘和第二鞘从层叠绞合结构的内层开始依次形成，则当芯绞线11具有如图1所示的三层的层叠绞合结构时，芯绞线11的最外层鞘是第二鞘。鞘绞线的层叠绞合结构的层数没有特别的限制，并且例如可以为2到3。
在本发明的帘线中，鞘绞线12的数量优选地为7到9。当所有的芯绞线和鞘绞线都具有相同的直径并且鞘绞线被紧密堆积而在其之间没有间隙时，可以设置六根鞘绞线。然而，如图所示，在本申请中，由于鞘绞线12的直径小于芯绞线11的直径，因此可以设置七到九根鞘绞线12。因此，通过将鞘绞线12的数量设定成7到9，可以实现能承受鞘绞线的拉紧力的足够强的芯绞线，因而进一步提高帘线的抗切割性。
在本发明的帘线中，当芯绞线具有双层结构时，优选的是构成芯绞线的所有丝都具有相同的直径。虽然能够通过使得芯绞线中的芯丝的直径小于鞘丝的直径来提高抗剪切力，但是在这种情况下，难以保证鞘丝之间的足够的空隙量。因此，当芯绞线具有双层结构时，优选的是构成芯绞线的所有丝都具有相同的直径。类似地，如所示，当芯绞线具有三层结构时，优选的是在构成芯绞线11的丝中，所有的芯丝1a和第一鞘丝1b都具有相同的直径。当使得芯绞线11中的芯丝1a在直径上小于第一鞘丝1b时，难以确保第一鞘丝之间的足够的空隙量。因此，当芯绞线具有三层结构时，优选的是所有芯丝1a和第一鞘丝1b都具有相同的直径。
此外，本发明的帘线的帘线直径优选地为5.00毫米或者更大，例如5.00毫米到6.00毫米。通过使用具有5.00毫米或更大直径的帘线，能够保证所需的强度和抗切割性，尤其是针对用于重型载重车辆、诸如施工车辆的大的轮胎。
在本发明的帘线中，要被使用的丝的线直径和抗拉强度、丝或绞线的扭绞方向、扭绞间距等没有特别的限制，并且能按照需求根据常规方法被适当地选择。例如，作为丝，能够使用具有质量上碳含量为0.80％或更多的所谓的高抗拉强度钢。本发明的帘线可以包括或者可以不包括螺旋丝。
由于本发明的帘线在抗切割性上是优异的，因此其尤其适合用于重型载重车辆、诸如施工车辆的大的轮胎的加固材料，其中包括具有大约40.00R57的轮胎尺寸的超大型越野子午线轮胎。这样的大的轮胎通常包括：由在一对胎圈芯之间沿径向方向延伸的多层钢帘线构成的一个或者多个胎体；径向地布置于胎冠部的胎冠部外侧的至少四个带束交叉层；以及在径向方向上被布置在外侧的胎面。例如，本发明的帘线能够被用作这样的轮胎中的带束交叉层的加固帘线。
实施例
在下文中，将通过示例的方式更详细地描述本发明。
如下表所示，构成芯绞线的最外层鞘的最外层鞘丝的横截面积的总和S1与构成芯绞线的所有丝的横截面积的总和S的比率S1/S以及鞘绞线的强度的总和Ps与帘线的整体强度P的比率Ps/P通过改变帘线结构而被改变，以准备实施例和比较例的用于加固橡胶制品的钢帘线，其中具有层叠绞合结构的多根鞘绞线绞合在具有层叠绞合结构的一根芯绞线周围。所获得的帘线的后续评估结果也被示于以下表格中。
(抗剪切力)
对于每个所获得的帘线，使用夏比冲击(Charpy impact)试验器来评估抗剪切力。数值越大，抗剪切力越优异，这是有利的。
表1
表2
从以上表格的结果可以看出，在具有层叠绞合结构的多根鞘绞线绞合在具有层叠绞合结构的一根芯绞线周围、并且比率S1/S及比率Ps/P满足预定范围的每个实施例的帘线中，抗剪切力被提高是显而易见的。
附图标记说明
1，2 钢丝
1a，2a 芯丝
1b 第一鞘丝
1c 第二鞘丝(最外层鞘丝)
2b 鞘丝
3 螺旋丝
11 芯绞线
12 鞘绞线

Claims (5)

1.一种用于加固橡胶制品的钢帘线，其包括：一根芯绞线，其具有通过扭绞多根钢丝而形成的层叠绞合结构；以及多根鞘绞线，其具有通过扭绞多根钢丝而形成的层叠绞合结构，其中鞘绞线绞合在芯绞线周围，并且
其中构成芯绞线的最外层鞘的最外层鞘丝的横截面积的总和S1与构成芯绞线的所有丝的横截面积的总和S的比率S1/S为0.69到0.74，并且鞘绞线的拉伸强度的总和Ps与帘线的整体拉伸强度P的比率Ps/P为0.81到0.85。
2.根据权利要求1所述的用于加固橡胶制品的钢帘线，其中，鞘绞线的数量为7到9。
3.根据权利要求1所述的用于加固橡胶制品的钢帘线，其中，构成芯绞线的所有丝都具有相同的直径。
4.根据权利要求1所述的用于加固橡胶制品的钢帘线，其中，帘线直径不小于5.00mm。
5.一种充气轮胎，其中，根据权利要求1所述的用于加固橡胶制品的钢帘线被用作为加固材料。
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