CN1547531A - 重载轮胎中的钢丝帘线结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种重载轮胎中的钢丝帘线结构，其中在包含芯丝和绞丝的钢丝帘线中，通过使芯丝和绞丝的捻向不同并且通过使芯丝和绞丝的捻距或捻节不同，改善了橡胶的穿透性能、细钢丝和橡胶之间的粘结强度。具体而言，此结构应用于在重载轮胎中使用的3+8＊d(HT)的钢丝帘线。在此申请中，芯丝的捻向在S方向并且绞丝的捻向在Z方向，芯丝的捻距(CP)和绞丝的捻距(SP)的比率为0.50至0.94之间。

Description

重载轮胎中的钢丝帘线结构
技术领域
本发明涉及一种重载轮胎中的钢丝帘线结构，更具体而言，涉及一种用在重载轮胎中、具有从3+8*d(HT)结构改进而成的3*d1+8*d2(HT)结构的钢丝帘线结构，其芯丝(core filament)和绞丝(strand filament)具有不同的捻向(twist direction)和不同的捻距(twist pitch length)或者捻节(twist period)。
背景技术
一般而言，如下制备用于增强轮胎的钢丝帘线：首先，根据钢丝的强度将它们进行分类，并且清洁钢丝的表面。然后，处理钢丝，同时拉伸1至3倍，得到所需要的厚度，在用作为铜和锌两种金属的合金的黄铜电镀之后，最后对钢丝进行拉伸处理，以制备细钢丝。通过捻制具有所需结构的细钢丝，制备钢丝帘线。所使用的钢丝是碳含量为0.73％的正常抗拉钢，碳含量为0.825的高抗拉钢，和碳含量为0.92的超高抗拉钢。通常将正常抗拉钢和高抗拉钢用于普通轮胎的骨架，并且将高抗拉钢和超高抗拉钢用于带。
对用于重载轮胎的胎带，通常使用正常抗拉钢，并且将3+9+15*d+w(d：钢丝直径，w：螺旋缠绕)的钢芯结构用于由于重复撞击导致的疲劳特性和应力分散。但是，为了提高强度和减轻重量，使用高抗拉钢和具有简单结构的钢丝帘线。
具有简单结构的钢丝帘线的典型形状是3+8*d，其具有相同的芯(钢丝帘线的内帘线，对应此结构中的3)和绞(strand)(钢丝帘线的外帘线，对应此结构中的8)的捻向并且具有相同的捻距。此结构公开于日本实用新型公开平5-19394和日本专利公开昭63-275788中。此外，芯和绞具有不同捻距的结构公开于日本专利公开平10-53980和平7-109685中。此外，具有不同的预成型比率(preforming ratio)，芯和绞的捻度(twisted extent)的结构分别公开于日本专利公开平8-1994487、平8-158274、平10-131065和平8-176978中。
上述现有技术中，为了提高轮胎和钢丝帘线的粘结性，通过增加橡胶进入钢丝帘线的穿透程度，改进钢丝帘线的形状、捻度，芯和绞的捻距。已知，相对于常规的轮胎，提高了采用这些结构的轮胎的耐久性。
但是，上述方法主要取决于在芯和绞之间捻距、预成型比率、捻度方面的差异量，所以在增加粘结力方面具有局限。特别是当预成型比率对于增加粘结性变得过大时，通过在橡胶的轧制过程期间施加至帘线的张力来变化预成型比率，降低了效率和制造能力。
发明概述
因此，本发明的目的是解决现有技术的问题，并且提供一种钢丝帘线结构，其可以提高橡胶与钢丝帘线的粘结性。
为了达到此目的，本发明的发明人重复进行了大量的研究，并且注意到下面的事实：在橡胶和钢丝帘线的粘结结构中，当芯丝和绞丝的捻向不同时，橡胶的穿透被增强，并且橡胶和钢丝帘线的粘结性得到提高，最后发明了一种用于重载轮胎的钢丝帘线结构。
本发明的钢丝帘线结构包含：芯丝和绞丝，该芯丝和绞丝具有不同的捻向和不同的捻距。
现在，将更详细地描述本发明。
可以将本发明的钢丝帘线结构应用于各种包含芯丝和绞丝的钢丝帘线。当芯丝的直径与绞丝的直径相同或更大时，由于此结构可以解决可以由捻向不同导致的问题并且可以提高橡胶的穿透，因此可以提高效果。这是因为橡胶进入帘线的穿透影响橡胶与钢丝帘线的粘结性，并且还影响由各个丝之间磨损导致的疲劳特性和腐蚀。
而且，通过使芯丝和绞丝的捻距和捻向不同，在芯丝和绞丝之间形成间隙，提高了橡胶的穿透和增加了橡胶的粘结性。优选钢丝的直径为0.15～0.40mm。
在本发明中，采用最近开发出来的3+8*d(HT)钢丝帘线并且改进为3*d1+8*d2(HT)(其中，d1和d2是芯丝和绞丝的直径，d2≥d1)。
在本发明中，钢丝的数量与3+8*d(HT)钢丝帘线的钢丝数量相同，但芯丝和绞丝的捻向不同，芯丝的捻向在S方向(左旋方向)并且绞丝的捻向在Z方向(右旋方向)。同样，使芯丝和绞丝的捻距不同，其中CP/SP＝0.5～0.94(其中CP是芯丝的捻距而SP是绞丝的捻距)。如此，增加橡胶进入钢丝帘线的穿透，提高了耐久性。所使用钢丝的碳含量为0.82～0.92重量％，芯丝的捻距为6～12mm，并且绞丝的捻距为12～18mm。此外，代表捻度并且影响轮胎生产中的橡胶轧制过程的预成型比率优选保持为100～150％，以有利于加工过程和保持加工后的稳定形状。这里，预成型比率是完全绞合的钢丝的理论直径(D0)与实际绞合的钢丝的测得直径(D1)之间的比率。
具体实施方式
将参考优选的实施方案解释本发明。
实施例1
在三种样品上，根据ASTM D2229：T-测试进行粘结性测试，并且结果示于表1。在样品1中，将橡胶涂敷于本发明的钢丝帘线。在样品2中，将橡胶涂敷于最近使用的3+8*0.35(HT)的钢丝帘线，和在样品3中，将橡胶涂敷于常规使用的3+9+15*0.22+W钢丝帘线。
为了与其它样品比较，采用了本发明的样品1使用了具有0.35mm的相同芯丝直径(d1)和绞丝直径(d2)并且具有CP/SP＝0.67的不同捻距的3+d1+8*d2(HT)的钢丝帘线。芯丝的捻向是在左旋方向，而绞丝的捻向是在右旋方向，其导致不同的捻向。
样品2的绞丝和芯丝具有相同的捻向，0.35mm的相同直径和18mm的相同捻距。
表1
测试项目   样品13*d1+8*d2HT     样品23+8*0.35HT    样品33+9+15*0.22+W
  初始粘结力：kgf/覆盖(％)   185/95     179/95    176/70
  热降解15天之后，kgf/％95℃空气烘箱   182/95     172/95    163/65
  橡胶穿透率(％)   90     80    10
如表所示，与样品2和3相比，采用本发明的样品1具有优异的初始粘结性、热降解性能和橡胶穿透率。
尤其是，与具有相同芯丝和绞丝数量的样品2相比，显示捻向和捻距极大地影响初始粘结性、热降解性能和橡胶穿透率，并且本发明延长了重载轮胎的耐用寿命。
实施例2
对使用本发明的钢丝帘线(样品1)的轮胎和使用常规的钢丝帘线(样品3)的轮胎进行常规耐久性测试，并且结果示于表2。
在测试中所用的轮胎的种类是385/65R 22.5。
                               表2
项目   使用样品1的轮胎(3*d1+8*d2HT)   使用样品3的轮胎(3+9+15*0.22+W)
  速度耐久性(小时:分钟)   64:41   61:06
  负载耐久性(小时:分钟)   72:30   65:33
从结果中可以看出，与常规的轮胎相比，采用本发明的钢丝帘线的轮胎具有更长的速度和负载耐久性。简言之，采用本发明的钢丝帘线的轮胎提高了耐久性。
工业应用性
通过使用本发明的钢丝帘线，橡胶容易地穿透至钢丝帘线，增强了橡胶与钢丝帘线之间的粘结性。因此，在汽车行进时，使轮胎的运动最小化。而且，由于水与空气不直接与钢丝帘线的表面接触，减少了轮胎的腐蚀，增强了轮胎的耐久性。

Claims (8)

1.一种重载轮胎中的钢丝帘线结构，其中所述钢丝帘线包含芯丝和绞丝，所述的芯丝和绞丝具有不同的捻向和不同的捻距。
2.根据权利要求1所述的重载轮胎中的钢丝帘线结构，其中所述钢丝帘线具有3*d1+8*d2(HT)的结构，其中d1和d2分别是芯丝和绞丝的直径。
3.根据权利要求1或2所述的重载轮胎中的钢丝帘线结构，其中所述钢丝帘线的钢丝的碳含量为0.82～0.92重量％。
4.根据权利要求1或2所述的重载轮胎中的钢丝帘线结构，其中所述芯丝的捻向在S方向或左旋方向并且绞丝的捻向在Z方向或右旋方向。
5.根据权利要求1或2所述的重载轮胎中的钢丝帘线结构，其中所述芯丝的捻距CP和所述绞丝的捻距SP的比率为CP/SP＝0.50～0.94。
6.根据权利要求1或2所述的重载轮胎中的钢丝帘线结构，其中预成型比率，丝的捻度，为100～150％。
7.根据权利要求1或2所述的重载轮胎中的钢丝帘线结构，其中所述芯丝的直径d1和所述绞丝的直径d2为0.15～0.40mm，其中d2≥d1。
8.根据权利要求5所述的重载轮胎中的钢丝帘线结构，所述芯丝的捻距为6～12mm和所述绞丝的捻距为12～18mm。
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