CN109562647A

CN109562647A - 轮胎用钢丝帘线和使用了该轮胎用钢丝帘线的充气轮胎

Info

Publication number: CN109562647A
Application number: CN201780046707.8A
Authority: CN
Inventors: 森有里子
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2016-08-05
Filing date: 2017-07-27
Publication date: 2019-04-02
Also published as: EP3495163A4; US11518193B2; EP3495163A1; JP6717701B2; ES2854123T3; EP3495163B1; JP2018021284A; WO2018025753A1; US20190202240A1

Abstract

提供一种具有优异的耐切割性、耐腐蚀性、同时工厂操作性也优异的轮胎用钢丝帘线和使用了该轮胎用钢丝帘线的充气轮胎。一种钢丝帘线，其具有层捻构造，该层捻构造包括：芯(11)，其由两根芯单丝(1)构成；以及鞘(12)，其是8根鞘单丝(2)绕芯(11)进行捻合而成的，构成芯(11)的两根芯单丝(1)被捻合，芯单丝(1)的捻向与鞘单丝(2)的捻向不同，且芯单丝(1)的直径Dc和鞘单丝(2)的直径Ds满足以下述式(1)表示的关系，0.90≤Ds/Dc≤1.10 (1)。

Description

轮胎用钢丝帘线和使用了该轮胎用钢丝帘线的充气轮胎

技术领域

本发明涉及一种轮胎用钢丝帘线和使用了该轮胎用钢丝帘线的充气轮胎(以下，也分别简称为“钢丝帘线”和“轮胎”)，详细而言涉及一种具有优异的耐切割性、耐腐蚀性、同时工厂操作性也优异的轮胎用钢丝帘线和使用了该轮胎用钢丝帘线的充气轮胎。

背景技术

具有在荒地行驶的机会的通常的自卸卡车用轮胎不得不在破碎岩石散乱的路面行驶。因此，作为加强件，广泛应用钢丝帘线。其中，例如，在专利文献1中提出了一种钢丝帘线作为耐带端分离性(belt-end separation resistance)优异、改善轮胎的耐久性和翻新性的、用于卡车·公共汽车用轮胎的钢丝帘线，该钢丝帘线是6根～9根钢丝单丝绕由1根～3根钢丝单丝构成的芯进行捻合而成的，其中，该钢丝帘线满足预定的物理性质。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平2-306801号公报

发明内容

发明要解决的问题

自卸卡车用轮胎进行荒地行驶，因此，易于产生带束层的切割故障。因此，为了提高针对该外伤输入的阻力、即耐切割性，带束层的各层所使用的钢丝帘线要求剪切载荷较大。另外，也想到如下情况：水从切割伤痕进入而腐蚀钢丝帘线，这导致分离故障。因此，需要使橡胶向钢丝帘线内部充分地渗透，以使水分不进入钢丝帘线。而且，在将钢丝帘线用于带束层的交叉层的情况下，也要求充分的强度，以便经得住内压、载荷。因此，对用于这样的轮胎的钢丝帘线寻求进一步的改良。

因此，本发明的目的在于提供一种具有优异的耐切割性、耐腐蚀性、同时工厂操作性也优异的轮胎用钢丝帘线和使用了该轮胎用钢丝帘线的充气轮胎。

用于解决问题的方案

本发明人为了解决上述问题而进行了深入研究，结果获得了以下的见解。即，通过对2+8构造的钢丝帘线的芯进行捻合，在切割输入时钢丝帘线截面变形，能够缓和切割输入。另外，在橡胶的渗透量(橡胶渗透量)不足的以往的钢丝帘线的情况下，施加到与橡胶粘接的最外鞘的力集中，因此，存在由于带端的应变而产生的龟裂易于进展的倾向。然而，通过设为2+8构造、且芯单丝和鞘单丝直径相同，并进行异向加捻，能充分确保橡胶渗透量，因此，能够以钢丝帘线整体承担应变。而且，若芯单丝和鞘单丝直径相同，则表面积相同，使应变更均等，并且，若芯单丝和鞘单丝进行异向加捻，则能够针对来自各种方向的应变提高耐龟裂进展性。基于该见解，本发明人进一步进行了深入研究，结果发现通过设为下述结构而能够消除上述问题，以至于完成本发明。

即，本发明的轮胎用钢丝帘线具有层捻构造，该层捻构造包括：芯，其由两根芯单丝构成；以及鞘，其是8根鞘单丝绕该芯进行捻合而成的，该轮胎用钢丝帘线的特征在于，

构成所述芯的所述两根芯单丝被捻合，所述芯单丝的捻向和所述鞘单丝的捻向不同，并且，

所述芯单丝的直径Dc和所述鞘单丝的直径Ds满足以下述式(1)表示的关系，

0.90≤Ds/Dc≤1.10(1)。

在本发明的钢丝帘线中，优选所述Dc和所述Ds直径相同。另外，在本发明的钢丝帘线中，优选所述Dc和所述Ds均是0.30mm～0.55mm。而且，在本发明的钢丝帘线中，优选所述芯单丝的捻距是5mm～15mm。再者，在本发明的钢丝帘线中，优选所述鞘单丝的捻距9mm～30mm。另外，在本发明的钢丝帘线中，优选所述鞘的间隙面积S1和所述鞘单丝的截面积的总和S2满足以下述式(2)表示的关系，

40≤S1/S2×100(％)≤120(2)。

而且，在本发明的钢丝帘线中，优选所述鞘的间隙面积S1是0.30mm²以上。而且，在本发明的钢丝帘线中，优选所述芯单丝的强力F1和所述鞘单丝的强力F2满足以下述式(3)表示的关系，

F1/F2×100≥90(％)(3)。

再者，在本发明的钢丝帘线中，优选所述鞘单丝的强力F2是150N以上。

另外，本发明的充气轮胎的特征在于，该充气轮胎使用本发明的轮胎用钢丝帘线。

发明的效果

根据本发明，能够提供具有优异的耐切割性、耐腐蚀性、同时工厂操作性也优异的轮胎用钢丝帘线和使用了该轮胎用钢丝帘线的充气轮胎。

附图说明

图1是本发明的一优选的实施方式的轮胎用钢丝帘线的剖视图。

图2是本发明的一优选的实施方式的轮胎用钢丝帘线的剖视图，图2的(a)是切割输入前的剖视图，图2的(b)是切割输入时的剖视图。

图3是1×3+8构造的钢丝帘线的剖视图，图3的(a)是切割输入前的剖视图，图3的(b)是切割输入时的剖视图。

图4是本发明的一实施方式的充气轮胎的宽度方向剖视图。

图5是钢丝帘线的剪切断裂强度的测定方法的概略说明图。

具体实施方式

以下，使用附图而详细地说明本发明的轮胎用钢丝帘线和充气轮胎。图1是本发明的一优选的实施方式的轮胎用钢丝帘线的剖视图。如图示那样，本发明的钢丝帘线20具有层捻构造，该层捻构造包括：芯11，其由两根芯单丝1构成；以及鞘12，其是8根鞘单丝2绕芯11进行捻合而成的。在本发明的钢丝帘线20中，构成芯11的两根芯单丝1被捻合。通过设为该结构，与以往的3根芯单丝被捻合的钢丝帘线相比，成为耐切割性优异的钢丝帘线。以下，对其理由进行说明。

图2是本发明的一优选的实施方式的轮胎用钢丝帘线的剖视图，图2的(a)是切割输入前的剖视图，图2的(b)是切割输入时的剖视图。另外，图3是1×3+8构造的钢丝帘线的剖视图，图3的(a)是切割输入前的剖视图，图3的(b)是切割输入时的剖视图。若向钢丝帘线20输入切割，则如图2、图3的(b)所示，具有图2的(a)、图3的(a)所示的截面的钢丝帘线20各自的芯单丝1和鞘单丝2的位置发生变化。在此，图2的(b)、图3的(b)中的箭头表示切割输入的方向。

若比较图2的(b)和图3的(b)，则如图2的(b)那样，具有对两根芯单丝1进行捻合而成的芯11的钢丝帘线20在芯11处存在较多的间隙，因此，在切割输入时，鞘单丝2沉入芯11的间隙部分，截面能够变形成扁平形状。因此，能够缓和切割输入，剪切载荷变高。另一方面，如图3的(b)那样具有对3根芯单丝1进行捻合而成的芯11的钢丝帘线20在切割输入时鞘单丝2没有沉入芯11的间隙，因此，即使存在切割输入，截面也无法变形成扁平形状。因此，无法缓和切割输入，剪切载荷相对地较小。芯单丝是1根或4根钢丝帘线的情况也同样地，在芯处没有供鞘单丝沉入的间隙。因而，在本发明的钢丝帘线20中，芯11是两根芯单丝1进行捻合而成的。另外，为了使鞘单丝2能够顺利地进行沉入，芯单丝1和鞘单丝2优选使用具有笔直性的单丝。

另外，本发明的钢丝帘线20的鞘单丝2的根数是8根。若鞘单丝2小于8根，则钢丝帘线的每单位面积的钢量较少，因此，导致剪切载荷降低。另一方面，若鞘单丝2超过8根，则鞘单丝2之间的间隙变小，无法扁平地压扁，剪切载荷还是变低。另外，鞘单丝2之间的间隙变小，橡胶也难以渗透，超过8根并不优选。

而且，在本发明的钢丝帘线20中，芯单丝1的捻向和鞘单丝2的捻向不同。由此，橡胶向钢丝帘线20的内部的进入变得容易，钢丝帘线20的耐腐蚀性提高。另外，由于芯单丝1的捻向与鞘单丝2的捻向不同，因此，也能够获得如下效果：在对橡胶包覆着钢丝帘线20的钢丝帘布进行裁断时，能够抑制钢丝帘布的变形，在对使用了本发明的钢丝帘线20的轮胎进行制造之际，操作性也优异，且针对来自各种方向的应变抑制龟裂进展。

再者，在本发明的钢丝帘线20中，芯单丝1的直径Dc和鞘单丝2的直径Ds满足以下述式(1)表示的关系，0.90≤Ds/Dc≤1.10(1)。

通过使Ds/Dc满足该范围，能够良好地确保橡胶向钢丝帘线20的内部的渗透性，且能够获得充分的耐切割性和强力(日文：強力)。为了良好地获得该效果，

优选0.95≤Ds/Dc≤1.08(4)，

更优选1.00≤Ds/Dc≤1.05(5)，

特别优选Ds＝Dc。

另外，在本发明的钢丝帘线20中，优选芯单丝1的直径Dc和鞘单丝2的直径Ds均是0.30mm～0.55mm。通过将芯单丝1和鞘单丝2的直径Dc、Ds设为该范围，也能够良好地确保橡胶向钢丝帘线20的内部的渗透性，且能够获得充分的耐切割性和强力。为了良好地获得该效果，优选是0.30mm～0.46mm，更优选是0.37mm～0.43mm。

而且，在本发明的钢丝帘线20中，优选芯单丝1的捻距是5mm～15mm。通过将芯单丝1的捻距设为该范围，获得向钢丝帘线20的内部的充分的橡胶渗透性。优选是5mm～13mm，更优选是7mm～9mm。

再者，在本发明的钢丝帘线20中，优选鞘单丝2的捻距是9mm～30mm。通过将鞘单丝2的捻距设为9mm以上，能够缩小钢丝帘线20的表面的凹凸，其结果，橡胶与钢丝帘线20的粘接性提高，因此，耐久性提高。另一方面，若鞘单丝2的捻距变长，则水分沿着鞘单丝2的传播变快。为了防止这样的现象，优选鞘单丝2的捻距设为30mm以下。更优选是9mm～26mm，进一步优选是15mm～20mm。

在本发明的钢丝帘线20中，优选鞘12的间隙面积S1和鞘单丝2的截面积的总和S2满足以下述式(2)表示的关系，

40≤S1/S2×100(％)≤120(2)。

在此，鞘12的间隙面积S1是指图1中的以斜线表示的部分。通过将S1/S2×100(％)设为40以上，能够充分地确保鞘12的间隙面积，在切割输入时钢丝帘线20易于变形成扁平形状。另外，鞘12的间隙变大，因此，橡胶的渗透性也优异，也能够良好地防止因水从切割伤痕进入而腐蚀钢丝帘线20而引起的分离故障。另一方面，通过将S1/S2×100(％)设为120以下，能够确保鞘12中的钢量，充分地确保作为加强件的耐切割性。

此外，鞘12的间隙面积S1能够由下述式(6)求出。

S1＝(r₁+r₂)²π-r₁ ²π-r₂ ²π×N/4(6)

r₁：芯单丝的直径

r₂：鞘单丝的直径

N：鞘单丝的根数

另外，在本发明的钢丝帘线20中，优选鞘12的间隙面积S1是0.30mm²以上。通过对芯单丝1的直径Dc和鞘单丝2的直径Ds进行调整，以使鞘12的间隙面积S1成为0.30mm²以上，能够良好地获得本发明的效果。

而且，在本发明的钢丝帘线20中，优选芯单丝1的强力F1和鞘单丝2的强力F2满足以下述式(3)表示的关系，

F1/F2×100≥90(％)(3)。

在充气轮胎中，对带束层也要求强度。若强度不充分，则经不住内压、载荷，会使爆胎耐久性降低。然而，若为了提高强度而加粗钢丝单丝，则橡胶向钢丝帘线的渗透率会恶化。另外，若为了提高强度而提高钢丝单丝的强力，则剪切载荷会恶化。因此，在本发明的钢丝帘线20中，通过使其满足上述式(3)，且优选F1＝F2，从而避免该问题而使钢丝帘线20的强度提高。优选鞘单丝的强力F2是150N以上，但若考虑剪切载荷，则F1、F2的上限是580N以下。

本发明的钢丝帘线20重要的仅是具有：芯11，其是两根芯单丝1被捻合而成的；以及鞘12，其由8根鞘单丝2构成，该8根鞘单丝2绕该芯11向芯单丝1的相反方向被捻合，且芯单丝1的直径Dc和鞘单丝2的直径Ds处于0.90≤Ds/Dc≤1.10，对于除此之外的构造，并没有特别限制。

对于用于本发明的钢丝帘线20的钢丝单丝的材质，也没有特别限制，只要是以往所用的材质，就能够使用任一材质，但优选为碳成分是0.80质量％以上的高碳钢。通过将单丝的原材料设为高硬度的碳成分是0.80质量％以上的高碳钢，能够良好地获得本发明的效果。另一方面，若碳成分超过1.5质量％，则延展性变低，耐疲劳性变差，因此不优选。

本发明的钢丝帘线20也可以对其表面实施镀覆处理。作为钢丝帘线20的表面的镀覆的组成，并没有特别限定，优选是由铜和锌构成的黄铜镀覆，更优选铜的含有率是60质量％以上。由此，能够使钢丝单丝与橡胶之间的粘接性提高。

接着，对本发明的充气轮胎进行说明。

本发明的充气轮胎使用了本发明的钢丝帘线。在图4中表示本发明的一实施方式的充气轮胎的宽度方向剖视图。在图示例中，本发明的轮胎100具备胎圈芯101和胎面部104，该胎圈芯101设于左右成对的胎圈部106，该胎面部104由径向胎体102和带束层强化，该径向胎体102从胎冠部经由两胎侧部105向两胎圈部106延伸，卷绕于胎圈芯101而被系留到胎圈部106，该带束层由至少3层的带束层103a、103b、103c构成，其配置到径向胎体102的胎冠部轮胎径向外侧。如上所述，本发明的钢丝帘线的耐切割性优异，因此，适合作为自卸卡车等的重载荷用充气轮胎的加强件、尤其是作为最外层带束层103c、交叉带束层103a、103b、以及配置于最外层带束层103c的轮胎径向外侧的带束层加强层(未图示)的加强件，但并不限于此。

此外，在本发明的轮胎100中，对于构造的详细情况、各构件的材质等，并没有特别限制，能够从以往公知的内容中适当选择而构成。例如，在胎面部104的表面适当形成有胎面花纹，在胎圈芯101的轮胎半径方向外侧配置有胎边芯(未图示)，在轮胎100的最内层配设有内衬。再者，在本发明的轮胎100中，作为向轮胎100内填充的气体，可使用使通常的或者改变了氧分压的空气、或氮等非活性气体。

实施例

以下，使用实施例而更详细地说明本发明。

＜实施例1～17和比较例1～11＞

制作了下述表1～5所示的构造的双层加捻的钢丝帘线。将鞘单丝的鞘的间隙面积S1、截面积的总和S2、S1/S2×100的值、芯单丝的强力F1、鞘单丝的强力F2以及F1/F2×100的值一并记载于该表。对于所获得的钢丝帘线，对以下的项目进行了评价。评价方法如下述这样。

＜耐切割性＞

对于所获得的钢丝帘线，以弯曲成165°的状态保持，使图5所示那样的夹具(日文：治具)30压靠于该钢丝帘线，求出断裂强度，通过除以另外基于常规方法所测定的单纯拉伸强力的值(剪切强力/单纯拉伸强力)，从而求出各耐切割性。将比较例1的钢丝帘线设为100而以指数表示了所获得的结果。该数值越大，结果越良好，将400以上设为合格。将所获得的结果一并记载于表1～5。

＜橡胶渗透性＞

将表1～5所示的各种钢丝帘线埋设于橡胶，制作钢丝帘线加强橡胶的试样，对橡胶渗透性进行了评价。在将各钢丝帘线从试样解剖而取出之后，将一端浸渍于NaOH-10％水溶液，在放置24小时后，对“橡胶的剥离长度”进行了测定。若橡胶渗透到钢丝帘线的内部，则橡胶不剥离。取“橡胶剥离长度”的倒数，将比较例1的钢丝帘线设为100而以指数进行了表示。该数值越大，结果越良好，将500以上设为合格。将结果一并记载于表1～5。

＜单纯拉伸强力/帘线径＞

通过基于常规方法所测定的钢丝帘线的单纯拉伸强力除以钢丝帘线径而算出。将1800N/mm以上的情况设为合格。将结果一并记载于表1～5。

＜耐胎面分离性＞

以轮胎尺寸：11R22.5/14PR制作了将所获得的各钢丝帘线适用到最外层带束层的图4所示的类型的轮胎。最外层带束层的角度设为±20°，排列密度设为25根/50mm。将制作成的轮胎安装固定于尺寸为8.25英寸的轮辋，以空气压700kPa、载荷26.7kN、速度60km/h的条件进行了500小时的滚筒行驶试验，将滚筒行驶试验后的轮胎切断分解，对在最外层带束层产生的龟裂的长度进行测定，以将比较例1作为基准的指数进行了表示。其值越大，耐胎面分离性越优异、良好，将50以上设为合格。将结果一并记载于表1～5。

＜工厂操作性＞

在对使用各钢丝帘线而制作成的钢丝帘布进行了裁断之际，将钢丝帘布端部跳起到有损操作性的程度而大幅度卷曲后的情况评价为×，将卷曲较小而对操作性没有影响的情况评价为○。将结果一并记载于表1～5。

[表1]

[表2]

[表3]

[表4]

[表5]

根据上述表1～5可知，本发明的钢丝帘线具有耐切割性、耐腐蚀性，同时工厂操作性优异。

附图标记说明

1、芯单丝；2、鞘单丝；11、芯；12、鞘；20、钢丝帘线；30、夹具；100、充气轮胎；101、胎圈芯；102、径向胎体；103、带束层；104、胎面部；105、胎侧部；106、胎圈部。

Claims

1.一种轮胎用钢丝帘线，其具有层捻构造，该层捻构造包括：芯，其由两根芯单丝构成；以及鞘，其是8根鞘单丝绕该芯进行捻合而成的，该轮胎用钢丝帘线的特征在于，

构成所述芯的所述两根芯单丝被捻合，所述芯单丝的捻向与所述鞘单丝的捻向不同，并且，

0.90≤Ds/Dc≤1.10 (1)。

2.根据权利要求1所述的轮胎用钢丝帘线，其中，

所述Dc和所述Ds直径相同。

3.根据权利要求1或2所述的轮胎用钢丝帘线，其中，

所述Dc和所述Ds均是0.30mm～0.55mm。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的轮胎用钢丝帘线，其中，

所述芯单丝的捻距是5mm～15mm。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的轮胎用钢丝帘线，其中，

所述鞘单丝的捻距是9mm～30mm。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的轮胎用钢丝帘线，其中，

所述鞘的间隙面积S1和所述鞘单丝的截面积的总和S2满足以下述式(2)表示的关系，

40≤S1/S2×100(％)≤120 (2)。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的轮胎用钢丝帘线，其中，

所述鞘的间隙面积S1是0.30mm²以上。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的轮胎用钢丝帘线，其中，

所述芯单丝的强力F1和所述鞘单丝的强力F2满足以下述式(3)表示的关系，

F1/F2×100≥90(％) (3)。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的轮胎用钢丝帘线，其中，

所述鞘单丝的强力F2是150N以上。

10.一种充气轮胎，其特征在于，

该充气轮胎使用权利要求1～9中任一项所述的轮胎用钢丝帘线。