CN110023102A - 橡胶-帘线复合体、轮胎用增强构件和使用其的轮胎 - Google Patents
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Abstract
提供了：橡胶‑帘线复合体，其改善整个带束层的强度和模量而不产生由增强帘线引起的问题，且与常规轮胎相比，能够进一步改善轮胎的耐久性；轮胎用增强构件；和使用其的轮胎。该橡胶‑帘线复合体在具有芯材帘线层2和螺旋状帘线层3的轮胎用增强构件中用于螺旋状帘线层中。至少一根增强帘线3a平行排列且以橡胶被覆。增强帘线包含非金属纤维。当增强帘线的模量为A，帘线数为B，增强帘线的厚度为C，增强帘线的比重为D，增强帘线的终捻数为E，且增强帘线的总纤度为F时，模量X为X＝A×B，1,000GPa以上；帘线间隔Y为Y＝(50‑B×C)/B，0.1～5mm；增强帘线的加捻系数Z为 超过0.3。
Description
技术领域
本发明涉及橡胶-帘线复合体(下文中也简称为"复合体")、轮胎用增强构件(下文中也简称为"增强构件")和使用其的轮胎的改良。
背景技术
对轮胎用增强构件已进行各种研究。例如，作为用作乘用车用轮胎的增强构件的带束部的结构，通常采用以下结构：将增强帘线的方向彼此交错的两层以上的交叉带束层配置在胎体(作为骨架构件)的冠部的轮胎径向外侧上。另外，作为带束部的结构，还已知以下结构：其中配置上下两层带束层以致作为增强帘线的有机纤维帘线彼此交错，有机纤维帘线在带束层的端部折返且构造成有机纤维帘线从一层带束层延伸至另一层的螺旋状卷绕结构，并且将其中排列由钢丝帘线组成的增强帘线的钢丝带束层配置在具有有机纤维帘线的带束层之间。
作为这样的结构，例如，专利文献1和2提出了充气子午线轮胎，其中通过限定钢丝带束层的各增强帘线相对于轮胎周向的取向角度，不仅改善乘用车用充气轮胎的带束层的耐侧边分离性(edge separation resistance)，而且还改善其它的轮胎性能。
现有技术文献
专利文献
[专利文献1]：JPH10-109502A
[专利文献2]：JPH10-109503A
发明内容
发明要解决的问题
专利文献1和2中提出的带束部具有由各自通过将由有机纤维帘线组成的增强构件螺旋状卷绕在钢丝带束层上而形成的三层带束层构成的结构；因此，据认为，在实现轻量化的同时，可以确保一定程度的耐久性。然而，由于除如钢丝帘线等金属帘线以外的增强帘线用于螺旋状帘线层中，所以与使用两层交错的钢丝带束层的情况相比，作为整体的带束层的强度和模量减少，且行驶期间轮胎的直径增长和变形的抑制不足。
在这方面，为了耐久性的进一步改善，考虑使用帘线直径相对大的帘线作为螺旋状帘线层的增强帘线；然而，为了维持各带束层的形状，需要一定的帘线数。当帘线支数随着帘线直径的增大而增大时，各螺旋状帘线层中帘线之间的所得过窄的间隔会由于应变集中而导致局部生热且由于帘线的摩耗而导致微振磨损(fretting)，这会导致耐久性的降低。因此，需要建立一种能够改善整个带束层的强度和模量而不导致如微振磨损等归因于增强帘线的任何问题，由此与常规轮胎相比进一步改善轮胎的耐久性的技术。
鉴于上述，本发明的目的是提供：橡胶-帘线复合体，其改善整个带束层的强度和模量而不导致归因于增强帘线的任何问题，且与常规轮胎相比可由此进一步改善轮胎的耐久性；轮胎用增强构件；和使用其的轮胎。
用于解决问题的方案
本发明人深入研究以解决上述问题，结果发现了上述问题可以通过将橡胶-帘线复合体本身的模量、橡胶-帘线复合体中的帘线间隔和用于橡胶-帘线复合体中的增强帘线的加捻系数各自限定在特定范围内来解决。
即，本发明的橡胶-帘线复合体为在包括至少一层芯材帘线层和螺旋状帘线层的轮胎用增强构件中用于该螺旋状帘线层中的橡胶-帘线复合体，所述螺旋状帘线层包含螺旋状卷绕在所述芯材帘线层上的增强帘线，其中，
所述增强帘线以单根或多根平行排列且被覆有橡胶，
所述增强帘线包含非金属纤维，和
当所述增强帘线的单根帘线的模量为A(GPa)，所述橡胶-帘线复合体的每50mm宽度的帘线经线密度(cord end count)为B(根/50mm)，所述增强帘线的厚度为C(mm)，所述增强帘线的比重为D(g/cm3)，所述增强帘线的终捻数为E(回/10cm)，且所述增强帘线的总纤度为F(dtex)时，
由X＝A×B表示的橡胶-帘线复合体的每50mm宽度的模量X为1,000GPa以上；
由Y＝(50-B×C)/B表示的、橡胶-帘线复合体中相邻的增强帘线之间在垂直于帘线纵向的方向上的帘线间隔Y为0.1mm～5mm；并且
由Z＝tanθ＝E×√(0.125×F/D)/1,000表示的增强帘线的加捻系数Z为大于0.3。
本发明中，增强帘线的总纤度F优选为1,000dtex～30,000dtex，更优选5,000dtex～30,000dtex，还更优选9,000dtex～30,000dtex。
此外，本发明中，非金属纤维优选为选自芳族聚酰胺纤维、聚酮纤维、聚对苯撑苯并双噁唑纤维、聚芳酯纤维、玄武岩纤维、碳纤维和玻璃纤维中的至少一种，其中非金属纤维更优选为碳纤维和玻璃纤维中的一者或二者。
还进一步，本发明中，模量X优选为2,000GPa～6,000GPa。再更进一步，本发明中，依照JIS K7074通过三点弯曲试验测量的在未硫化状态下的橡胶-帘线复合体的每50mm宽度的弯曲应力优选为0.1N～80N。
本发明的轮胎用增强构件包括至少一层芯材帘线层和螺旋状帘线层，所述螺旋状帘线层包含螺旋状卷绕在所述芯材帘线层上的增强帘线，所述轮胎用增强构件的特征在于，所述螺旋状帘线层使用上述的橡胶-帘线复合体形成。
本发明的增强构件中，优选的是，所述芯材帘线层的芯材帘线由金属帘线组成，并且所述芯材帘线具有相对于芯材帘线层的纵向为40～90°的倾斜角度。
本发明中，所述芯材帘线层的厚度优选为1～3mm。
本发明的轮胎的特征在于具有上述的轮胎用增强构件。
发明的效果
根据本发明，可以实现橡胶-帘线复合体，其改善整个带束层的强度和模量而不导致归因于增强帘线的任何问题，且与常规轮胎相比可由此进一步改善轮胎的耐久性；轮胎用增强构件；和使用其的轮胎。
附图说明
[图1]图1为根据本发明一个优选实施方案的轮胎用增强构件的宽度方向上的截面图。
[图2]图2为示出根据本发明一个优选实施方案的轮胎用增强构件的增强帘线角度的示意性平面图。
[图3]图3为示出橡胶-帘线复合体的垂直于帘线纵向的方向上的截面的截面图。
[图4]图4为示出乘用车用轮胎的一个构造例的轮胎宽度方向上的截面图。
[图5]图5为示出根据本发明的乘用车用轮胎的胎面部的轮胎宽度方向上的部分截面图。
[图6]图6为示出卡车·公共汽车用轮胎的一个构造例的轮胎宽度方向上的截面图。
[图7]图7为示出根据本发明的卡车·公共汽车用轮胎的胎面部的轮胎宽度方向上的部分截面图。
[图8]图8为示出建筑车辆用轮胎的一个构造例的轮胎宽度方向上的截面图。
[图9]图9为示出根据本发明的建筑车辆用轮胎的胎面部的轮胎宽度方向上的部分截面图。
[图10]图10为示出在实施例中采用的橡胶-帘线复合体的弯曲应力的测量方法的说明图。
具体实施方式
现在将参照附图详细地说明本发明。
图1和2分别为示出根据本发明一个优选实施方案的轮胎用增强构件的宽度方向上的截面图和示意性平面图。本发明的轮胎用增强构件1包括至少一层芯材帘线层2和螺旋状帘线层3，所述螺旋状帘线层3包含螺旋状卷绕在芯材帘线层2上的增强帘线3a。芯材帘线层2通过将大量的芯材帘线2a平行排列，然后在其上下配置未硫化的橡胶以将芯材帘线用橡胶被覆来制造。本发明图示的增强构件具有单一的芯材帘线层2；然而，芯材帘线层2可以以多层例如2～10层来层叠。
本发明的橡胶-帘线复合体用于螺旋状帘线层3中，并且通过将一根或多根例如2～100根的增强帘线3a平行排列且用橡胶被覆增强帘线3a来形成。本发明中，螺旋状帘线层3通过将本发明的橡胶-帘线复合体螺旋状卷绕在芯材帘线层2上而形成。
本发明中，作为橡胶-帘线复合体的增强帘线3a，使用包含非金属纤维的帘线。非金属纤维的具体实例包括有机纤维、碳纤维(CF)、玻璃纤维、和岩石纤维(rock fiber)(石棉)。作为有机纤维，例如，可以适当地使用芳族聚酰胺纤维(芳香族聚酰胺纤维)、聚酮(PK)纤维、聚对苯撑苯并双噁唑(poly-p-phenylene benzobisoxazole)(PBO)纤维和聚芳酯纤维。碳纤维的实例包括聚丙烯腈(PAN)类碳纤维、沥青类碳纤维和人造丝类碳纤维。此外，岩石纤维的实例包括玄武岩纤维和安山岩纤维(andesite fiber)。本发明中，增强帘线可以为任意的帘线，只要其包含任意这些非金属纤维即可；因此，可以使用由这些非金属纤维的任一种组成的帘线，由这些非金属纤维的两种以上组成的混杂帘线，或者由非金属纤维和金属纤维的混杂纤维如部分包含金属纤维的有机纤维组成的帘线。非金属纤维优选以50体积％以上、特别优选80体积％以上的量包含在增强帘线中，并且最优选使用仅由非金属纤维组成的增强帘线。特别地，作为非金属纤维，可以优选使用选自芳族聚酰胺纤维、聚酮纤维、PBO纤维、聚芳酯纤维、玄武岩纤维、碳纤维和玻璃纤维中的一种以上，并且可以使用由这些纤维任一种组成的帘线或由这些纤维的两种以上组成的混杂纤维作为增强帘线。特别优选使用碳纤维和玻璃纤维中的一者或二者作为该非金属纤维，以及使用由这些纤维任一种组成的帘线或由这两种纤维组成的混杂帘线作为增强帘线。特别地，优选碳纤维，这是由于其比重小且展现高刚性，因而可以同时实现轻量化和刚性增加。这里要注意的是，增强帘线3a用粘接剂处理以改善它们与橡胶的粘接性。该粘接剂处理可以根据常规方法使用通用的粘接剂如RFL类粘接剂来进行。
本发明中，当单根增强帘线3a的模量为A(GPa)，橡胶-帘线复合体的每50mm宽度的帘线经线密度为B(根/50mm)，增强帘线3a的厚度为C(mm)，增强帘线3a的比重为D(g/cm3)，增强帘线3a的终捻数为E(回/10cm)，且增强帘线3a的总纤度为F(dtex)时，重要的是满足以下关系。这里要注意的是，本发明中，增强帘线3a的厚度C为作为在粘接剂处理后的浸渍后帘线测量的厚度(帘线直径)。此外，本发明中，增强帘线3a的厚度C和总纤度F可以依照JISL1017测量。
首先，本发明中，由X＝A×B表示的橡胶-帘线复合体的每50mm宽度的模量X为1,000GPa以上。通过将橡胶-帘线复合体的模量X限定在该范围内，不仅使增强构件1具有与常规增强构件相比更高的模量且可以确保作为钢丝带束的替代品的充分的拉伸刚性，而且还可以改善在给轮胎充气时轮胎的形状保持效果且可由此有助于改善轮胎的耐久性和低损耗化(reduction in loss)。模量X(GPa)优选为2,000GPa～6,000GPa，更优选2,500GPa～3,500GPa。
本发明中，依照JIS L1013或JIS L1017中记载的"初始抗拉伸度(initialtensileresistance)"测试方法求出模量。
此外，本发明中，由Y＝(50-B×C)/B表示的、橡胶-帘线复合体中相邻的增强帘线3a之间在垂直于帘线纵向的方向上的帘线间隔Y(mm)为0.1mm～5mm。图3为示出橡胶-帘线复合体的垂直于帘线纵向的方向上的截面的截面图。
如上所述，当层中的增强帘线3a之间的间距过小时，耐久性会由于局部生热和微振磨损等而降低；然而，本发明中，通过将由经线密度和帘线直径之间的关系规定的帘线间隔限定在上述范围内，无论帘线直径如何大且不管轮胎尺寸如何，耐久性也不会由于帘线间隔而劣化。帘线间隔Y(mm)优选为0.2mm～5mm，更优选0.3mm～5mm。
本发明中，通过控制模量X和帘线间隔Y以满足上述各个范围，可以在确保必要和充分的耐久性的同时实现具有期望的模量的橡胶-帘线复合体、即螺旋状帘线层3。
此外，本发明中，由Z＝tanθ＝E×√(0.125×F/D)/1,000表示的增强帘线3a的加捻系数Z为大于0.3。通过将加捻系数Z控制至该范围中那么高，可以在改善在芯材帘线层上卷绕增强帘线3a时的操作性的同时确保增强帘线3a的充分的耐疲劳性，以致可以得到除了上述效果之外还具有高性能的橡胶-帘线复合体、以及使用该橡胶-帘线复合体的轮胎用增强构件和具有其的轮胎。增强帘线3a的加捻系数Z优选为大于0.3但1.0以下，更优选为大于0.3但0.6以下。
本发明中，单根增强帘线3a的模量A、橡胶-帘线复合体的每50mm宽度的帘线经线密度B、增强帘线3a的厚度C、增强帘线3a的比重D和增强帘线3a的终捻数E都不特别限制，只要它们在满足上述各个条件的范围内即可，并且可以根据需要选择。
增强帘线3a的总纤度F优选为1,000dtex～30,000dtex，更优选5,000dtex～30,000dtex，还更优选9,000dtex～30,000dtex。从确保轮胎刚性的角度出发，增强帘线3a的总纤度F越高越优选。然而，过高的总纤度F导致帘线直径增大，且这导致构件的厚度增大并难以使构件弯曲，以致不仅使轮胎成型过程中卷绕条带(strip)(橡胶-帘线复合体)的操作性劣化，而且使所得轮胎的滚动阻力劣化；因此，优选将增强帘线3a的总纤度F控制至上述范围内。
此外，本发明中，依照JIS K7074通过三点弯曲试验测量的在未硫化状态下的橡胶-帘线复合体的每50mm宽度的弯曲应力(刚度(stiffness))优选为0.1N～80N，更优选0.1N～30N。通过将橡胶-帘线复合体的每50mm宽度的刚度控制到该范围内，可以确保在芯材帘线层上条带的充分的卷绕性。
在本发明的增强构件1中，螺旋状帘线层3使用上述橡胶-帘线复合体形成；因此，当应用于轮胎时，增强构件1改善整个带束层的强度和模量而不导致归因于增强帘线的任何问题，并且与常规轮胎相比可以由此进一步改善轮胎的耐久性。在本发明的增强构件1中，重要的只是将橡胶-帘线复合体用于螺旋状卷绕在芯材帘线层2上的螺旋状帘线层3中，且对其它构成没有特别限制。
本发明中，芯材帘线层2的芯材帘线2a可以具有相对于芯材帘线层2的纵向为40°～90°的倾斜角度。通过将芯材帘线2a的角度控制到该范围内，芯材帘线2a的张力降低，以致芯材帘线2a断裂前具有增加的余地。即使当从障碍物(obstacle)向其施加输入时，这因此使芯材帘线2a不太可能断裂。为了有利地得到该效果，芯材帘线层2的芯材帘线2a相对于芯材帘线层2的纵向的倾斜角度更优选为50°～90°。当配置多层芯材帘线层2时，多层的芯材帘线层2可以构成交叉带束层。
在本发明的增强构件1中，由于芯材帘线层2不具有高的在纵向上的刚性，所以增强构件1容易沿纵向伸长。然而，当芯材帘线层2的芯材帘线2a具有相对于纵向为40°～90°的角度时，考虑到作为整体的增强构件1，螺旋状帘线层3的泊松变形(Poissondeformation)(其中螺旋状帘线层3在纵向上伸长1而在宽度方向上收缩7的变形，该变形由对称的交叉层引起)通过芯材帘线层2抑制。即，在本发明的增强构件1中，通过使芯材帘线层2的芯材帘线2a具有相对于纵向为40～90°的角度，芯材帘线层2起到抵抗由于泊松变形引起的宽度方向上的收缩变形的拉杆(tension rod)的功能。结果，增强构件1沿纵向的伸长得到抑制，且在纵向上的刚性由此得以改善。另外，随着泊松变形得到抑制，不仅纵向上的刚性得以改善，而且宽度方向上的收缩变形也同时得到抑制；因此，宽度方向上的刚性也得以改善。以此方式，以相对于轮胎周向为低角度交错的一对以上的增强层随着施加内压而沿周向伸长，与此相关联地，沿轮胎宽度方向收缩，并且通过以大角度配置增强层抑制该收缩变形在下文中称为"拉杆效果(tension rod effect)"。
在本发明的增强构件1中，优选的是，螺旋状帘线层3的增强帘线3a具有相对于芯材帘线层2的纵向为10°～45°的倾斜角度。通过采用该构造，增强构件1沿纵向的伸长可以得到进一步抑制。该倾斜角度更优选为15°～30°。
在本发明的增强构件1中，作为用于芯材帘线层2的芯材帘线2a，可使用金属帘线。作为金属帘线，从成本和强度的角度出发，特别优选使用钢细丝(steel filament)或通过将多根钢细丝加捻在一起而得到的钢丝帘线。特别地，为了有利地得到拉杆效果，宽度方向上的压缩刚性优选为高的。因此，与单丝帘线相比，更优选使用捻合帘线。对于钢丝帘线的加捻结构，可采用各种各样的设计，且可将各种各样的截面结构、加捻间距、加捻方向、和相邻的细丝之间的距离应用于钢丝帘线。作为截面结构，可采用各种各样的加捻结构，如单捻(single twist)、层捻(layer twist)和复捻(multi-twist)，且还可使用具有扁平截面形状的帘线。此外，也可使用通过将不同材料的细丝加捻在一起而得到的帘线。构成钢丝帘线的钢细丝包含铁作为主成分，且可进一步包含如碳、锰、硅、磷、硫、铜和铬等各种痕量元素。此外，在钢细丝的表面上，可进行黄铜镀覆以用于改善与橡胶的粘接性。
在本发明的增强构件1中，芯材帘线层2的厚度优选为1～3mm，更优选1～2mm。通过将芯材帘线层2的厚度控制到该范围内，不仅可以应用具有充分的压缩刚性的芯材帘线层，而且在将条带卷绕在芯材帘线层上时，在芯材帘线层的宽度方向端部的条带的卷绕半径R可以一定程度地确保为大的，以致可以充分地确保条带材料的卷绕性能。此外，通常，芯材帘线层中的芯材帘线2a的经线密度优选在10～60根/50mm的范围内。通过将经线密度控制在该范围内，可有利地得到拉杆效果；然而，在本发明的增强构件1中，经线密度不限于该范围。
在本发明的增强构件1中，作为芯材帘线层2和螺旋状帘线层3的被覆橡胶使用的橡胶组合物没有特别限制，且可使用任何已知的橡胶组合物。例如，作为用作被覆橡胶的橡胶组合物中所包含的橡胶组分，可使用任何已知的橡胶组分，并且其实例包括天然橡胶和合成橡胶，如乙烯基芳族烃-共轭二烯共聚物、聚异戊二烯橡胶、丁二烯橡胶、丁基橡胶、卤化丁基橡胶和乙丙橡胶。可单独使用这些橡胶组分，或者可组合使用其两种以上。从与金属帘线的粘接特性和橡胶组合物的断裂特性的角度出发，橡胶组分优选为至少由天然橡胶和聚异戊二烯橡胶至少一种构成的橡胶组分，或者以50质量％以上的量包含天然橡胶且剩余由合成橡胶组成的橡胶组分。
在本发明的增强构件1中作为被覆橡胶使用的橡胶组合物中，可以以平常量适当地引入常用于橡胶工业中的添加剂，其实例包括填料(如炭黑或二氧化硅)，软化剂(如芳香油)，亚甲基供体(如甲氧基甲基化三聚氰胺，例如六亚甲基四胺、五甲氧基甲基三聚氰胺和六亚甲基甲基三聚氰胺)，硫化促进剂，硫化促进助剂和防老剂。此外，用作本发明的增强构件1中的被覆橡胶的橡胶组合物的制备方法不特别限制，并且橡胶组合物可以根据常规方法通过例如将硫磺、有机酸钴盐、和各种添加剂使用班伯里混炼机或辊等混炼进橡胶组分中来制备。
此外，在本发明的增强构件1中，优选的是，芯材帘线层2的宽度方向端部的芯材帘线2a与螺旋状帘线层3的宽度方向端部的增强帘线3a之间的距离L为芯材帘线层2的芯材帘线2a的直径的0.2～20倍。通过将构成芯材帘线层2的芯材帘线2a的切割端与构成螺旋状帘线层3的螺旋状卷绕的增强帘线3a的增强构件间的宽度方向上的距离L控制为构成芯材帘线层2的芯材帘线2a的直径的0.2～20倍，由从芯材帘线2a的切割端起龟裂而引起的耐久性的降低可以得到抑制同时维持芯材帘线层2作为拉杆的效果。此外，由于在芯材帘线2a和增强帘线3a之间存在充分量的橡胶，所以增强构件1的宽度方向上的刚性可得到进一步改善。
本发明的增强构件1可以适当地用作乘用车、卡车·公共汽车、建筑车辆、二轮车辆、飞机和农业设备用的轮胎用增强构件。此外，轮胎不限于充气轮胎，并且本发明的增强构件1也可以用作实心轮胎或非充气轮胎用增强构件。对本发明的增强构件1的应用部位没有特别限制。例如，本发明的增强构件1优选作为覆盖大部分的胎面部的带束部而应用。在本发明的增强构件1中，如上所述，不仅纵向上的刚性得以改善，而且宽度方向上的刚性同时也得以改善。因此，通过使用本发明的增强构件1作为带束部，除了抑制由于反复输入引起的带束部的层间剥离和抑制由行驶过在路上的障碍物而引起的帘线断裂之外，通过在施加内压时花纹沟底的变形的减轻，在花纹沟底出现的龟裂和经时变化可得到抑制，以致轮胎的摩耗速度可降低且轮胎的局部摩耗可得到抑制。
除了作为带束部使用以外，本发明的增强构件1也可以仅用于胎面的一部分的局部增强。本发明的增强构件1可以仅用于如胎面端部附近、赤道面附近或花纹沟底附近等的局部增强。可以单独使用本发明的增强构件1，或者其多个可以沿轮胎宽度方向配置或通过沿周向螺旋状卷绕多个增强构件1同时使它们沿轮胎宽度方向相互交错而构造成覆盖胎面部。
接下来，将说明本发明的轮胎。
本发明的轮胎包括本发明的增强构件1，且其实例包括乘用车、卡车·公共汽车、建筑车辆、二轮车辆、飞机和农业设备用的轮胎。本发明的轮胎优选为乘用车、卡车·公共汽车和建筑车辆用的轮胎。本发明的轮胎不限于充气轮胎，也可以是实心轮胎或非充气轮胎。
本发明的增强构件1的应用部位不特别限制，并且如上所述，例如，本发明的增强构件1适作为覆盖大部分的胎面部的带束部。通过使用本发明的增强构件作为带束部，由于在施加内压时花纹沟底的应变的减轻，在花纹沟底出现的龟裂以及带束部的经时变化可得到抑制，以致轮胎的摩耗速度可降低且轮胎的局部摩耗可得到抑制。另外，例如，本发明的增强构件1也可以仅用于胎面的一部分的局部增强。本发明的增强构件1可以仅用于如胎面端部附近、赤道面附近或花纹沟底附近等的局部增强。可以单独使用增强构件1，或者其多个可以沿轮胎宽度方向配置或通过沿周向螺旋状卷绕多个增强构件1同时使它们沿轮胎宽度方向相互交错而构造成覆盖胎面部。
图4为示出乘用车用轮胎的一个构造例的轮胎宽度方向上的截面图。图示的乘用车用轮胎10包括：形成接地部的胎面部11；在胎面部11的两侧沿轮胎径向向内连续地延伸的一对侧壁部12；和在各侧壁部12的内周侧上连续地延伸的胎圈部13。胎面部11、侧壁部12和胎圈部13通过由从一个胎圈部13向另一胎圈部13环状地延伸的单一胎体帘布层组成的胎体14增强。在图示的乘用车用轮胎10中，胎圈芯15各自埋设入一对胎圈部13中，并且胎体14围绕胎圈芯15从轮胎的内侧到外侧折返且由此固定(anchored)。
在根据本发明的乘用车用轮胎10中，包括常规结构的各种各样的构成可以用于胎体14中，且胎体14可具有子午线结构或斜交结构。胎体14优选通过各自由有机纤维帘线层构成的一层或两层胎体帘布层构成。此外，胎体14可例如在靠近各胎圈部13侧或在靠近胎面部11侧具有在轮胎径向上的最大宽度位置。例如，胎体14的最大宽度位置可以在从各胎圈基部的轮胎径向外侧、相对于轮胎高度为50％～90％的范围内配置。另外，如所示，胎体14通常且优选地构造成在一对胎圈芯15之间没有中断地延伸；然而，胎体14也可以通过从各胎圈芯15延伸且在胎面部11附近中断的一对胎体帘布层片来构成(未示出)。
各种结构可以用于胎体14的折返部。例如，胎体14的折返端可以位于胎圈填胶16的上端的轮胎径向内侧，且胎体14的折返端可以进一步延伸至胎圈填胶16的上端或轮胎最大宽度位置的轮胎径向外侧。在该情况下，胎体14的折返端可以进一步延伸至带束部17的轮胎宽度方向端部的轮胎宽度方向内侧。此外，在配置多个胎体帘布层的情况下，可以使胎体14的折返端在轮胎径向上的位置彼此不同。可选地，胎体14可以采取以下结构：胎体14夹持在多个胎圈芯构件之间或卷绕在胎圈芯15上，而不存在折返部。胎体14的经线密度通常在10～60根/50mm的范围内；然而，经线密度不限于此。
在图示的乘用车用轮胎10中，由两层的带束层17a和17b构成的带束部17配置在胎体14的冠部区域的轮胎径向外侧。本发明中，增强构件1可以替代由两层的带束层17a和17b构成的带束部17配置。图5为示出根据本发明的乘用车用轮胎的胎面部的轮胎宽度方向上的部分截面图。在图示的轮胎中，根据本发明的增强构件1的三层增强层替代两层带束层17a和17b配置。即，本发明的增强构件1的螺旋状帘线层3构成如下的交叉带束层：各自具有相对于轮胎周向的预定角度的帘线层在带束层之间彼此交错。此外，芯材帘线层2用作第二带束层。
根据本发明的乘用车用轮胎10除了由本发明的增强构件1构成的带束层之外，可进一步包括其它带束层(未示出)。此类其它带束层可以为各自由增强帘线的涂橡胶层构成且具有相对于轮胎周向的预定角度的倾斜带束。其它带束层可以配置在增强构件1的轮胎径向的外侧或内侧。作为倾斜带束层的增强帘线，最常使用例如金属帘线，尤其是钢丝帘线；但是也可使用有机纤维帘线。作为钢丝帘线，可使用由包含铁作为主成分且伴随有如碳、锰、硅、磷、硫、铜和铬等各种痕量元素的钢细丝构成的帘线。
作为钢丝帘线，除了通过将多根细丝加捻在一起而得到的帘线之外，也可使用钢单丝帘线。对于钢丝帘线的加捻结构，可采用各种各样的设计，并且各种各样的截面结构、加捻间距、加捻方向、和相邻的钢丝帘线之间的距离可以应用于钢丝帘线。此外，也可使用通过将不同材料的细丝加捻在一起而得到的帘线。其截面结构不特别限制，且可采用各种各样的加捻结构，如单捻、层捻和复捻。其它带束层的增强帘线相对于轮胎周向的倾斜角度优选为10°以上。此外，在配置此类其它带束层的情况下，宽度最大的最大宽度的倾斜带束层的宽度优选为胎面宽度的90％～115％，特别优选100％～105％。
在根据本发明的乘用车用轮胎中，带束增强层18也可以配置在本发明的增强构件1的轮胎径向外侧。带束增强层18的实例包括配置在增强构件1的整个宽度或更多上的冠带层(cap layer)18a；和配置在覆盖增强构件1的两端部的区域中的层状层(layered layer)18b。冠带层18a和层状层18b各自可以单独配置，或它们二者可以组合配置。此外，可组合配置两层以上的冠带层和/或两层以上的层状层。
作为冠带层18a和层状层18b的增强帘线，可使用各种材料，且其典型实例包括人造丝、尼龙、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、芳族聚酰胺、玻璃纤维、碳纤维和钢。从轻量化的角度出发，增强帘线特别优选为有机纤维帘线。作为增强帘线，也可使用单丝帘线、通过将多根细丝加捻在一起而得到的帘线、或通过将不同材料的细丝加捻在一起而得到的混杂帘线。此外，为了增加断裂强度，波纹状帘线(wavy cords)也可以用作增强帘线。类似地，例如，断裂伸长率为4.5～5.5％的高伸长率帘线可用于增加断裂强度。
在冠带层18a配置在根据本发明的乘用车用轮胎10中的情况下，冠带层18a的宽度与倾斜带束层相比可以更宽或更窄。例如，冠带层18a的宽度可以为在倾斜带束层当中宽度最大的最大宽度的倾斜带束层的宽度的90％～110％。冠带层的经线密度和层状层的经线密度通常在20～60根/50mm的范围内；然而，经线密度不限于此。例如，冠带层18a可赋予以在刚性、材料、层数、和帘线密度等方面在轮胎宽度方向上的分布，并且例如，可以仅在轮胎宽度方向端部、或者仅在中央部增加层数。
从制造的角度出发，特别有利的是构成作为螺旋状层(spiral layer)的冠带层18a和层状层18b。在该情况下，可以通过其中在平面内彼此平行配置的多根芯线(corewire)在维持平行配置的同时借助包覆线材捆束在一起的条带状帘线而构成这些层。
关于宽度窄且直径大的根据本发明的乘用车用轮胎10中的胎面部11的形状，当在轮胎宽度方向的截面中经过轮胎赤道面CL中的胎面表面上的点P且平行于轮胎宽度方向的直线定义为m1，经过接地端E且平行于轮胎宽度方向的直线定义为m2，直线m1和m2之间的轮胎径向上的距离定义为下落高度(fall height)LCR，且轮胎的胎面宽度定义为TW时，比LCR/TW优选为0.045以下。通过将比LCR/TW控制在该范围内，轮胎的冠部平整化(平坦化，planerized)，以致接地面积增大，且来自路面的输入(压力)由此缓和，因此轮胎径向上的挠曲率可降低，且轮胎的耐久性和耐摩耗性可得以改善。此外，胎面端部优选为平滑的。
胎面花纹可以为全横向花纹(full-lug pattern)、肋状陆部主体花纹(rib-likeland portion dominant pattern)、花纹块花纹(block pattern)、或不对称花纹，且可以具有指定的旋转方向。
全横向花纹可以为包括从赤道面附近沿轮胎宽度方向延伸至接地端的宽度方向花纹沟的花纹，且在该情况下，该花纹不需要具有周向花纹沟。主要由横向花纹沟构成的此类花纹能够有效地发挥特别是雪上性能。
肋状陆部主体花纹为主要由肋状陆部构成的花纹，所述肋状陆部在轮胎宽度方向上由至少一个周向花纹沟或由周向花纹沟和胎面端部分隔。本文中使用的术语"肋状陆部"是指沿轮胎周向延伸而没有横跨轮胎宽度方向的任何横向花纹沟的陆部；然而，肋状陆部可具有刀槽(sipe)或在各肋状陆部内终止的横向花纹沟。因为子午线轮胎特别是在高内压下使用时具有高的接地压力，所以据认为通过增加周向上的剪切刚性，改善了湿路面上的接地性能。肋状陆部主体花纹可以为例如，在以赤道面为中心且对应于胎面宽度的80％的区域仅由肋状陆部构成的胎面花纹，即，没有横向花纹沟的花纹。在这样的花纹中，该区域中的排水性能极大有助于特别是湿路面性能。
花纹块花纹为具有由周向花纹沟和宽度方向花纹沟分隔的花纹块状陆部的花纹，且具有此类花纹块花纹的轮胎展现优异的基本的冰上性能和雪上性能。
不对称花纹为其中在赤道面两侧的胎面花纹是不对称的花纹。例如，在具有指定安装方向的轮胎的情况下，在车辆安装方向的以赤道面分开的内侧和外侧的轮胎半体(tire halves)之间负比率(negative rate)可以是不同的，或者轮胎可以构造成在车辆安装方向的以赤道面分开的内侧和外侧的轮胎半体之间的周向花纹沟的数量不同。
胎面橡胶不特别限制，且可使用任何常用的橡胶或发泡橡胶。胎面橡胶可以在轮胎径向上由彼此不同的多个橡胶层构成，且胎面橡胶可具有例如，所谓的顶层-底层结构(cap-base structure)。作为多个橡胶层，可使用在损耗角正切、模量、硬度、玻璃化转变温度、和材料等方面彼此不同的那些。多个橡胶层的轮胎径向上的厚度比例可以沿轮胎宽度方向而改变，并且例如，仅仅周向花纹沟底可以由与其周围不同的一个或多个橡胶层构成。
可选地，胎面橡胶可以在轮胎宽度方向上由彼此不同的多个橡胶层构成，且胎面橡胶可以具有所谓的分割式胎面结构(divided tread structure)。作为多个橡胶层，可使用在损耗角正切、模量、硬度、玻璃化转变温度、和材料等方面彼此不同的那些。多个橡胶层的轮胎宽度方向上的长度比例可以沿轮胎径向而改变，并且，仅在限定区域如仅仅在周向花纹沟的附近、仅仅在胎面端部的附近、仅仅在胎肩陆部的附近、或仅仅在中央陆部的附近等可以由与其周围不同的橡胶层构成。
在根据本发明的乘用车用轮胎10中，已知的结构也可用于侧壁部12。例如，轮胎最大宽度位置可以在从各胎圈基部的轮胎径向外侧、相对于轮胎高度为50％～90％的范围内配置。此外，也可采用具有轮辋护圈(rim guard)的结构。在根据本发明的乘用车用轮胎10中，优选的是形成与轮辋凸缘接触的凹部13a。
此外，如圆形状和多角形状等各种结构可用于胎圈芯15。这里要注意的是，如上所述，胎圈部13可具有其中胎体14卷绕在胎圈芯15上的结构，或者其中胎体14夹持在多个胎圈芯构件之间的结构。在图示的乘用车用轮胎10中，胎圈填胶16配置在各个胎圈芯15的轮胎径向外侧；然而，在根据本发明的乘用车用轮胎10中可省略胎圈填胶16。
尽管在附图中未示出，但是在根据本发明的乘用车用轮胎中，通常，气密层可配置在轮胎的最内层。气密层可通过主要由丁基橡胶构成的橡胶层、或包含树脂作为主成分的膜层构成。此外，尽管在附图中未示出，但是为了减少空腔谐振声，在轮胎的内表面上，可配置多孔构件，且可进行静电植绒加工(electrostatic flocking process)。此外，在轮胎的内表面上，也可配置用于阻止在轮胎刺穿时漏气的密封剂构件。
乘用车用轮胎10的用途不特别限制。轮胎10可以适当地用作夏天用轮胎、所有季节用轮胎和冬天用轮胎。还可以使用轮胎10作为例如在侧壁部12中具有新月状增强橡胶层的胎侧增强型缺气保用轮胎、或镶钉轮胎等具有特殊结构的乘用车用轮胎。
接下来，将说明根据本发明的卡车·公共汽车用轮胎。
图6为示出卡车·公共汽车用轮胎的一个构造例的轮胎宽度方向上的截面图。图示的卡车·公共汽车用轮胎20包括形成接地部的胎面部21，在胎面部21的两侧沿轮胎径向向内连续地延伸的一对侧壁部22，和在各侧壁部22的周向内侧连续延伸的胎圈部23。胎面部21、侧壁部22和胎圈部23通过由从一个胎圈部23向另一胎圈部23环状地延伸的单一胎体帘布层组成的胎体24增强。在图示的卡车·公共汽车用轮胎20中，胎圈芯25各自埋设入一对胎圈部23中，并且胎体24围绕胎圈芯25从轮胎的内侧到外侧折返且由此固定。
在根据本发明的卡车·公共汽车用轮胎20中，包括常规结构的各种各样的构成可以用于胎体24，且胎体24可具有子午线结构或斜交结构。胎体24优选通过各自由钢丝帘线层构成的一层或两层胎体帘布层构成。此外，胎体24可例如在靠近各个胎圈部23侧或在靠近胎面部21侧具有在轮胎径向上的最大宽度位置。例如，胎体24的最大宽度位置可以在从各胎圈基部的轮胎径向外侧、相对于轮胎高度为50％～90％的范围内配置。此外，如附图中所示，胎体24通常且优选地构造成在一对胎圈芯25之间没有中断地延伸；然而，胎体24也可以由从各个胎圈芯25延伸且在胎面部21附近中断的一对胎体片构成。
各种结构可以用于胎体24的折返部。例如，胎体24的折返端可以位于胎圈填胶26的上端的轮胎径向内侧，且该胎体的折返端可以进一步延伸至胎圈填胶26的上端或轮胎最大宽度位置的轮胎径向外侧。在该情况下，胎体24的折返端可以延伸至带束部27的轮胎宽度方向端部的轮胎宽度方向内侧。此外，在配置多层胎体帘布层的情况下，可以使胎体24的折返端在轮胎径向上的位置彼此不同。可选地，胎体24可采用以下结构：胎体24夹持在多个胎圈芯构件之间或卷绕在胎圈芯25上，而不存在折返部。胎体24的经线密度通常在10～60根/50mm的范围内；但是经线密度不限于此。
在图示的卡车·公共汽车用轮胎20中，由四层的带束层27a～27d构成的带束部27配置在胎体24的冠部区域的轮胎径向外侧。在根据本发明的卡车·公共汽车用轮胎20中，增强构件1可以替代在四层带束层27a～27d当中位于轮胎径向内侧的第一带束层27a至第三带束层27c配置。图7为示出根据本发明的卡车·公共汽车用轮胎的胎面部的轮胎宽度方向上的部分截面图。即，本发明的增强构件1的螺旋状帘线层3构成第一带束层27a和第三带束层27c，这些是其中各自具有相对于轮胎周向的预定角度的帘线层在带束层之间彼此交错的交叉带束。此外，芯材帘线层2用作第二带束层27b。
根据本发明的卡车·公共汽车用轮胎20除了由本发明的增强构件构成的带束层之外，可进一步包括，如所示，其它带束层(图示实例中的第四带束层27d)。此类其它带束层可以为各自由增强帘线的涂橡胶层构成且具有相对于轮胎周向的预定角度的倾斜带束。作为倾斜带束层的增强帘线，最常使用例如金属帘线，尤其是钢丝帘线；然而，也可使用有机纤维帘线。作为钢丝帘线，可使用由包含铁作为主成分且伴随有如碳、锰、硅、磷、硫、铜和铬等各种痕量元素的钢细丝构成的帘线。
作为钢丝帘线，除了通过将多根细丝加捻在一起而得到的那些帘线之外，也可使用钢单丝帘线。对于钢丝帘线的加捻结构，可采用各种各样的设计，且各种各样的截面结构、加捻间距、加捻方向、和相邻的钢丝帘线之间的距离可应用于钢丝帘线。此外，也可使用通过将不同材料的细丝加捻在一起而得到的帘线。其截面结构不特别限制，且可采用各种各样的加捻结构，如单捻、层捻和复捻。其它带束层的增强帘线相对于轮胎周向的倾斜角度优选为0°以上。此外，在配置此类其它带束层的情况下，宽度最大的最大宽度的倾斜带束层的宽度优选为胎面宽度的40％～115％，特别优选50％～70％。在带束部27的各端部的轮胎径向内侧上，优选配置带束下缓冲层橡胶29。由此，降低了施加至带束部27的端部的应变和温度，以致可改善轮胎耐久性。
此外，在根据本发明的卡车·公共汽车用轮胎20中，在本发明的增强构件1和其它带束层27d的轮胎径向外侧上，也可配置周向帘线层(未示出)。
在根据本发明的卡车·公共汽车用轮胎20中，已知的结构可用于侧壁部22。例如，轮胎最大宽度位置可以在从各胎圈基部的轮胎径向外侧、相对于轮胎高度为50％～90％的范围内配置。在根据本发明的卡车·公共汽车用轮胎20中，与乘用车用轮胎不同，优选的是，侧壁部22各自形成为在轮胎宽度方向上的具有凸部形状的平滑曲线而没有与轮辋凸缘接触的凹部。
此外，如圆形状和多角形状等各种结构可用于胎圈芯25。这里要注意的是，如上所述，胎圈部23可具有其中胎体24卷绕在胎圈芯25上的结构、或其中胎体24夹持在多个胎圈芯构件之间的结构。在图示的卡车·公共汽车用轮胎20中，胎圈填胶26配置在各个胎圈芯25的轮胎径向外侧，且胎圈填胶26可以各自由沿轮胎径向彼此分开的多个橡胶构件构成。
在根据本发明的卡车·公共汽车用轮胎20中，胎面花纹可以为主要由肋状陆部主体花纹、花纹块花纹、或不对称花纹构成的花纹，且胎面花纹可具有指定的旋转方向。
肋状陆部主体花纹为主要由肋状陆部构成的花纹，所述肋状陆部在轮胎宽度方向上由至少一个周向花纹沟或由周向花纹沟和胎面端部分隔。本文中使用的术语"肋状陆部"是指沿轮胎周向延伸而没有横跨轮胎宽度方向的任何横向花纹沟的陆部；然而，肋状陆部可具有刀槽或在各肋状陆部内终止的横向花纹沟。因为子午线轮胎特别是在高内压下使用时具有高的接地压力，所以据认为通过增加周向上的剪切刚性，改善了湿路面上的接地性能。肋状陆部主体花纹可以为例如，其中在以赤道面为中心且对应于胎面宽度的80％的区域仅由肋状陆部构成的胎面花纹，即，没有横向花纹沟的花纹。在这样的花纹中，该区域中的排水性能极大地有助于特别是湿路面性能。
花纹块花纹为具有由周向花纹沟和宽度方向花纹沟分隔的花纹块状陆部的花纹，且具有此类花纹块花纹的轮胎展现优异的基本的冰上性能和雪上性能。
不对称花纹为其中在赤道面两侧的胎面花纹不对称的花纹。例如，在具有指定安装方向的轮胎的情况下，在车辆安装方向的以赤道面分开的内侧和外侧的轮胎半体之间负比率可以是不同的，或者轮胎可以构造成在车辆安装方向的以赤道面分开的内侧和外侧的轮胎半体之间的周向花纹沟的数量不同。
胎面橡胶不特别限制，且可使用任何常用的橡胶。胎面橡胶可以在轮胎径向上由彼此不同的多个橡胶层构成，且胎面橡胶可具有例如，所谓的顶层-底层结构。作为多个橡胶层，可使用在损耗角正切、模量、硬度、玻璃化转变温度、和材料等方面彼此不同的那些。多个橡胶层的轮胎径向上的厚度比例可以沿轮胎宽度方向而改变，并且例如，仅仅周向花纹沟底可以由与其周围不同的橡胶层构成。
可选地，胎面橡胶可以在轮胎宽度方向上由彼此不同的多个橡胶层构成，且胎面橡胶可具有所谓的分割式胎面结构。作为多个橡胶层，可使用在损耗角正切、模量、硬度、玻璃化转变温度、和材料等方面彼此不同的那些。多个橡胶层的轮胎宽度方向上的长度比例可以沿轮胎径向而改变，并且，仅在限定区域如仅仅在周向花纹沟的附近、仅仅在胎面端部的附近、仅仅在胎肩陆部的附近、或仅仅在中央陆部的附近等可以由与其周围不同的橡胶层构成。此外，胎面部中，优选的是，角部21a在轮胎宽度方向的各端部形成。
接下来，将说明根据本发明的建筑车辆用轮胎。
图8为示出建筑车辆用轮胎的一个构造例的轮胎宽度方向上的截面图。图示的建筑车辆用轮胎30包括形成接地部的胎面部31，在胎面部31的两侧沿轮胎径向向内连续地延伸的一对侧壁部32，和在各侧壁部32的周向内侧连续地延伸的胎圈部33。胎面部31、侧壁部32和胎圈部33通过由从一个胎圈部33向另一胎圈部33环状地延伸的单一胎体帘布层组成的胎体34增强。在图示的建筑车辆用轮胎30中，胎圈芯35各自埋设入一对胎圈部33中，并且胎体34围绕胎圈芯35从轮胎的内侧到外侧折返且由此固定。
在根据本发明的建筑车辆用轮胎中，包括常规结构的各种各样的构成可以用于胎体34，且胎体34可具有子午线结构或斜交结构。胎体34优选通过各自由钢丝帘线层组成的一层或两层胎体帘布层构成。此外，胎体34可例如在靠近各个胎圈部33侧或在靠近胎面部31侧具有轮胎径向上的最大宽度位置。例如，胎体34的最大宽度位置可以在从各胎圈基部的轮胎径向外侧、相对于轮胎高度为50％～90％的范围内配置。此外，如所示，胎体34通常且优选地构造成在一对胎圈芯35之间没有中断地延伸；然而，胎体34也可以由从各个胎圈芯35延伸且在胎面部31附近中断的一对胎体片构成。
各种结构可以用于胎体34的折返部。例如，胎体34的折返端可以位于胎圈填胶36的上端的轮胎径向更内侧，且胎体34的折返端可以进一步延伸至胎圈填胶36的上端或轮胎最大宽度位置的轮胎径向外侧。在该情况下，胎体34的折返端可以延伸至带束部37的轮胎宽度方向端部的轮胎宽度方向内侧。此外，在配置多层胎体帘布层的情况下，可以使胎体34的折返端的轮胎径向上的位置彼此不同。可选地，胎体34可采用以下结构：胎体34夹持在多个胎圈芯构件之间或卷绕在胎圈芯35上，而不存在折返部。胎体34的经线密度通常在10～60根/50mm的范围内；但是经线密度不限于此。
在图示的建筑车辆用轮胎30中，由七层的带束层37a～37g构成的带束部37配置在胎体34的冠部区域的轮胎径向外侧。通常，建筑车辆用轮胎包括4或6层的带束层，且当建筑车辆用轮胎包括6层带束层时，第一和第二带束层构成内侧交叉带束层组；第三和第四带束层构成中间交叉带束层组；第五和第六带束层构成外侧交叉带束层组。根据本发明的建筑车辆用轮胎具有如下结构：其中内侧、中间和外侧交叉带束层组中的至少之一用本发明的增强构件替代。
沿胎面宽度方向，内侧交叉带束层组的宽度可以为胎面表面的宽度的25％～70％；中间交叉带束层组的宽度可以为胎面表面的宽度的55％～90％；外侧交叉带束层组的宽度可以为胎面表面的宽度的60％～110％。此外，在胎面平面视图中，内侧交叉带束层组的带束帘线相对于胎体帘线的倾斜角度可以为70°～85°；中间交叉带束层组的带束帘线相对于胎体帘线的倾斜角度可以为50°～75°；外侧交叉带束层组的带束帘线相对于胎体帘线的倾斜角度可以为70°～85°。
图9为示出根据本发明的建筑车辆用轮胎的胎面部的轮胎宽度方向的部分截面图。在图示的建筑车辆用轮胎30中，本发明的增强构件1替代构成内侧交叉带束层组的第一带束层37a至第三带束层37c配置。即，本发明的增强构件1的螺旋状帘线层3构成第一带束层37a和第三带束层37c，这些是各自具有相对于轮胎周向的预定角度的帘线层在带束层之间彼此交错的交叉带束。此外，芯材帘线层2构成第二带束层37b。在图示的实例中，内侧交叉带束层组用本发明的增强构件1替代；然而，根据本发明的建筑车辆用轮胎不限于此。中间交叉带束层组可用本发明的增强构件1替代，或者外侧交叉带束层组可用本发明的增强构件1替代。在建筑车辆用轮胎包括4层带束层的情况下，第一和第二带束层可用本发明的增强构件替代，或者第三和第四带束层可用本发明的增强构件替代。
根据本发明的建筑车辆用轮胎30除了由本发明的增强构件1构成的带束层之外，可进一步包括，如所示，其它带束层(第四至第七带束层)。此类其它带束层可以为各自由增强帘线的涂橡胶层构成且具有相对于轮胎周向的预定角度的倾斜带束。作为倾斜带束层的增强帘线，最常使用例如金属帘线，尤其是钢丝帘线；然而，也可使用有机纤维帘线。作为钢丝帘线，可使用由包含铁作为主成分且伴随有如碳、锰、硅、磷、硫、铜和铬等各种痕量元素的钢细丝构成的帘线。
作为钢丝帘线，除了通过将多根细丝加捻在一起而得到的那些帘线之外，也可使用钢单丝帘线。对于钢丝帘线的加捻结构，可采用各种各样的设计，且各种各样的截面结构、加捻间距、加捻方向、和相邻的钢丝帘线之间的距离可应用于钢丝帘线。此外，也可使用通过将不同材料的细丝加捻在一起而得到的帘线。其截面结构不特别限制，且可采用各种各样的加捻结构，如单捻、层捻和复捻。其它带束层的增强帘线相对于轮胎周向的倾斜角度优选为10°以上。此外，在配置此类其它带束层的情况下，宽度最大的最大宽度的倾斜带束层的宽度优选为胎面宽度的90％～115％，特别优选100％～105％。在带束部37的各端部的轮胎径向内侧上，优选配置带束下缓冲层橡胶39。由此，降低了施加至带束部37的端部的应变和温度，以致可改善轮胎耐久性。
在根据本发明的建筑车辆用轮胎30中，已知的结构也可用于侧壁部32。例如，轮胎最大宽度位置可以在从各胎圈基部的轮胎径向外侧、相对于轮胎高度为50％～90％的范围内配置。在根据本发明的建筑车辆用轮胎30中，优选的是，形成与轮辋凸缘接触的凹部。
此外，如圆形状或多角形状等各种结构可用于胎圈芯35。这里要注意的是，如上所述，胎圈部33可具有其中胎体34卷绕在胎圈芯35上的结构、或其中胎体34夹持在多个胎圈芯构件之间的结构。在图示的建筑车辆用轮胎30中，胎圈填胶36配置在各个胎圈芯35的轮胎径向外侧，且胎圈填胶36可以各自由沿轮胎径向彼此分开的多个橡胶构件构成。
在根据本发明的建筑车辆用轮胎30中，胎面花纹可以为横向花纹、花纹块花纹、或不对称花纹，且可以具有指定的旋转方向。
横向花纹可以为包括从赤道面附近沿轮胎宽度方向延伸至接地端的宽度方向花纹沟的花纹，且在该情况下，该花纹不需要具有周向花纹沟。
花纹块花纹为具有由周向花纹沟和宽度方向花纹沟分隔的花纹块状陆部的花纹。特别是在建筑车辆用轮胎的情况下，从耐久性的角度出发，花纹块优选为大的，例如，在轮胎宽度方向上测量的各花纹块的宽度优选为胎面宽度的25％～50％。
不对称花纹为其中在赤道面两侧的胎面花纹不对称的花纹。例如，在具有指定安装方向的轮胎的情况下，在车辆安装方向的以赤道面分开的内侧和外侧的轮胎半体之间负比率可以是不同的，或者轮胎可以构造成在车辆安装方向的以赤道面分开的内侧和外侧的轮胎半体之间的周向花纹沟的数量不同。
胎面橡胶不特别限制，且可使用任何常用的橡胶。胎面橡胶可以在轮胎径向上由彼此不同的多个橡胶层构成，且胎面橡胶可具有例如，所谓的顶层-底层结构。作为多个橡胶层，可使用在损耗角正切、模量、硬度、玻璃化转变温度、和材料等方面彼此不同的那些。多个橡胶层的轮胎径向上的厚度比例可以沿轮胎宽度方向而改变，并且例如，仅仅周向花纹沟底可以由与其周围不同的橡胶层构成。
可选地，胎面橡胶可以在轮胎宽度方向上由彼此不同的多个橡胶层构成，且胎面橡胶可以具有所谓的分割式胎面结构。作为多个橡胶层，可使用在损耗角正切、模量、硬度、玻璃化转变温度、和材料等方面彼此不同的那些。多个橡胶层的轮胎宽度方向上的长度比例可以沿轮胎径向而改变，并且，仅在限定区域如仅仅在周向花纹沟的附近、仅仅在胎面端部的附近、仅仅在胎肩陆部的附近、或仅仅在中央陆部的附近等可以由与其周围不同的橡胶层构成。
在根据本发明的建筑车辆用轮胎30中，从耐久性的角度出发，胎面部31的橡胶厚度越厚越优选，并且胎面部31的橡胶厚度优选为轮胎外径的1.5％～4％，更优选2％～3％。此外，胎面部31的相对于接地面的花纹沟面积的比例(负比率)优选为20％以下。该原因是因为建筑车辆用轮胎30主要以低速度在干燥地域使用，因此，不必要为了排水性能而具有高的负比率。关于建筑车辆用轮胎的尺寸，例如，轮辋直径为20英寸以上，特别是对于大型轮胎其为40英寸以上。
实施例
现在将通过其实施例更详细地说明本发明。
根据下表中示出的条件，实施例和比较例的橡胶-帘线复合体各自通过将由碳纤维帘线(PAN类碳纤维，比重＝1.74)组成的6根增强帘线相互间平行排列，随后将增强帘线用橡胶被覆来制备。
此外，实施例和比较例的增强构件各自通过将由此得到的各橡胶-帘线复合体螺旋状卷绕在单一芯材帘线层上并由此形成螺旋状帘线层来制备。作为芯材帘线层的芯材帘线，使用由直径为0.33mm的钢细丝组成的具有1×3结构的钢丝帘线。芯材帘线层中的芯材帘线的经线密度为25根/50mm，芯材帘线层相对于纵向的倾斜角度为50°，且芯材帘线层的厚度为2mm。此外，螺旋状帘线层的增强帘线相对于芯材帘线层的纵向的倾斜角度设定为16°。
对于各个由此得到的增强构件，耐久性、耐疲劳性和帘线卷绕操作性通过以下程序评价。其结果在下表中一起示出。
<耐久性>
耐久性如下进行评价。
将实施例和比较例的增强构件各自替代由两层带束层组成的带束部配置以制造轮胎尺寸为275/80R22.5的如图4中所示的乘用车用轮胎。将由此得到的试验轮胎各自安装在适用轮辋中，然后使其在规定内压和规定载荷下以80km/h的速度进行50,000km行驶，之后，从轮胎中取出增强帘线以测量强度保持率。取比较例1的测量值为100，将由此得到的结果表示为指数值。较大的指数值表明耐久性优异。
<耐疲劳性>
关于耐疲劳性，将试验轮胎各自以60km/h的速度在规定内压和120％的规定载荷下进行100,000-km行驶的实验室试验。然后，从各轮胎的螺旋状帘线层中取出帘线，且对于具有最高强度保持率的部分测量相对于全新帘线的强度保持率。取比较例1的强度保持率为100，将由此得到的结果表示为指数值。指数值越大表明耐疲劳性越高。
本文中使用的术语"适用轮辋"是指在下述标准中根据轮胎的尺寸定义的轮辋。术语"规定内压"是指在下述标准中根据最大载荷能力定义的气压，且术语"规定载荷"是指在下述标准中轮胎上可容许的最大质量。此外，本文中使用的术语"标准"是指在制造或使用轮胎的各地区有效的工业标准，例如，在美国是"轮胎和轮辋协会的年鉴(The Tire andRim Association Inc.Year Book)"，在欧洲是"欧洲轮胎和轮辋技术组织的标准手册(TheEuropean Tyre and Rim Technical Organisation Standard Manual)"，或者在日本是日本汽车轮胎制造商协会(Japan Automobile Tyre Manufacturers Association)的"JATMA年鉴(JATMA Year Book)"。
<帘线卷绕操作性>
帘线卷绕操作性如下进行评价。
将条带卷绕在芯材帘线层上，且其端部用压合辊(stitcher)压接，之后检测芯材帘线层和条带之间的橡胶密合和空隙。当在没有任何空隙的情况下卷绕条带时，给予○的评价；当产生约1mm的空隙时，给予△的评价；或者当产生更大空隙时，给予×的评价。
此外，在未硫化状态下的各橡胶-帘线复合体的每50mm宽度的弯曲应力(刚度)依照JIS K7074通过三点弯曲试验如下所述测量。
即，首先，如图10中所示，将在未硫化状态下的各橡胶-帘线复合体样品100在样品100的端部未固定的情况下放置在以60mm的距离L配置的两个夹具A和B上。与两个夹具A和B平行地排列帘线方向。接下来，使重物C在橡胶-帘线复合体样品100的纵向中心部以10mm/min的速度下降以施加弯曲输入。一旦样品开始显示应力，就进行测量，并且将在使重物C下降15cm时的点处显示的最大应力定义为弯曲应力的值。
[表1]
如上述表中所示，证实了，本发明可提供：橡胶-帘线复合体，其改善整个带束层的强度和模量而不导致归因于增强帘线的任何问题，且与常规轮胎相比可由此进一步改善轮胎的耐久性；轮胎用增强构件；和使用其的轮胎。
附图标记说明
1 轮胎用增强构件(增强构件)
2 芯材帘线层
2a 芯材帘线
3 螺旋状帘线层
3a 增强帘线
10 乘用车用轮胎
11,21,31 胎面部
12,22,32 侧壁部
13,23,33 胎圈部
13a 凹部
14,24,34 胎体
15,25,35 胎圈芯
16,26,36 胎圈填胶
17,27,37 带束部
17a,17b,27a～27d,37a～37g 带束层
18 带束增强层
18a 冠带层
18b 层状层
20 卡车·公共汽车用轮胎
21a 角部
29,39 带束下缓冲层橡胶
30 建筑车辆用轮胎
100 橡胶-帘线复合体样品
Claims (12)
1.一种橡胶-帘线复合体，其在包括至少一层芯材帘线层和螺旋状帘线层的轮胎用增强构件中用于该螺旋状帘线层中，所述螺旋状帘线层包含螺旋状卷绕在所述芯材帘线层上的增强帘线，其中，
所述增强帘线以单根或多根平行排列且被覆有橡胶，
所述增强帘线包含非金属纤维，并且
当单根增强帘线的模量为A、单位为GPa，所述橡胶-帘线复合体的每50mm宽度的帘线经线密度为B、单位为根/50mm，所述增强帘线的厚度为C、单位为mm，所述增强帘线的比重为D、单位为g/cm3，所述增强帘线的终捻数为E、单位为回/10cm，且所述增强帘线的总纤度为F、单位为dtex时，
由X＝A×B表示的橡胶-帘线复合体的每50mm宽度的模量X为1,000GPa以上；
由Y＝(50-B×C)/B表示的、橡胶-帘线复合体中相邻的增强帘线之间在垂直于帘线纵向的方向上的帘线间隔Y为0.1mm～5mm；并且
由表示的增强帘线的加捻系数Z为大于0.3。
2.根据权利要求1所述的橡胶-帘线复合体，其中所述增强帘线的总纤度F为1,000dtex～30,000dtex。
3.根据权利要求2所述的橡胶-帘线复合体，其中所述增强帘线的总纤度F为5,000dtex～30,000dtex。
4.根据权利要求3所述的橡胶-帘线复合体，其中所述增强帘线的总纤度F为9,000dtex～30,000dtex。
5.根据权利要求1～4任一项所述的橡胶-帘线复合体，其中所述非金属纤维为选自芳族聚酰胺纤维、聚酮纤维、聚对苯撑苯并双噁唑纤维、聚芳酯纤维、玄武岩纤维、碳纤维和玻璃纤维中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的橡胶-帘线复合体，其中所述非金属纤维为碳纤维和玻璃纤维中的一者或二者。
7.根据权利要求1～6任一项所述的橡胶-帘线复合体，其中所述模量X为2,000GPa～6,000GPa。
8.根据权利要求1～7任一项所述的橡胶-帘线复合体，其在未硫化状态下依照JISK7074通过三点弯曲试验测量的每50mm宽度的弯曲应力为0.1N～80N。
9.一种轮胎用增强构件，其包括：
至少一层芯材帘线层；和
包含螺旋状卷绕在所述芯材帘线层上的增强帘线的螺旋状帘线层，
其中所述螺旋状帘线层使用根据权利要求1～8任一项所述的橡胶-帘线复合体形成。
10.根据权利要求9所述的轮胎用增强构件，其中，
所述芯材帘线层的芯材帘线由金属帘线组成，并且
所述芯材帘线具有相对于所述芯材帘线层的纵向为40°～90°的倾斜角度。
11.根据权利要求9或10所述的轮胎用增强构件，其中所述芯材帘线层的厚度为1～3mm。
12.一种轮胎，其包括根据权利要求9～11任一项所述的轮胎用增强构件。
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