CN101505977B - 泄气保用轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种泄气保用轮胎，其包括：侧增强橡胶层(7)，其位于胎侧部(6)中并且具有新月形状的截面；子午线胎体(3)，其包括一个或者多个胎体层；增强帘线层(8)，其位于从带束部端到轮胎胎侧部的最大宽度部的区域A以及从胎圈芯的附近到胎边芯的区域B的至少一部分中，其中，构成胎体层的帘线和构成增强帘线层(8)的帘线是满足下式(I)和(II)的以下条件的聚酮纤维帘线：σ≥-0.01×E+1.2…(I);σ≥0.02…(II);[其中，σ是177℃时的热收缩应力(cN/dtex)；E是25℃、载荷为49N时的弹性模量(cN/dtex)]。

Description

泄气保用轮胎
技术领域
本发明涉及一种泄气保用轮胎，更特别地涉及一种在保持泄气保用耐久性、粗糙道路耐久性以及均一性的情况下提高通常行驶时的乘坐舒适性且减小轮胎重量的泄气保用轮胎。
背景技术
作为在即使由于刺破等导致轮胎的内压降低的情况下也不丧失承受轮胎的载荷的能力而能够安全行驶一定距离的轮胎或者所谓的泄气保用轮胎，迄今为止已经提出各种侧增强型泄气保用轮胎，其中，具有较高的模量且截面为新月形状的侧增强橡胶层在轮胎的胎侧部被布置在胎体的内侧，以增强胎侧部的刚性，因此，在内压降低时可以承受载荷而不会极大地增加胎侧部的柔性变形(参见日本特开2000-264012号、日本特表2002-500587号、日本特表2002-500589号以及日本特开2004-306658号)。
然而，侧增强型泄气保用轮胎在胎侧部包括截面为新月形状的侧增强橡胶层，从而与通常轮胎相比具有更大的纵向弹性，并且具有通常行驶时乘坐舒适性劣化的问题。此外，由于侧增强型泄气保用轮胎包括侧增强橡胶层，因此，与通常轮胎相比轮胎重量增加，并且具有由于簧下重量增加导致操纵稳定性劣化的问题。此外，由于由轮胎重量的增加引起的车辆输入的增加，侧增强型泄气保用轮胎对车辆的耐久性具有较大的不利影响。
在该上下文中，为了减小轮胎重量，迄今为止有用的是：(1)减小侧增强橡胶层的尺寸(gauge)，以及(2)减小胎体层的数量(例如从两层到一层)。然而，即使采用任何一种措施，也牺牲了轮胎的泄气保用耐久性，从而难以同时实现提高泄气保用耐久性和减小轮胎重量。
特别地，在许多情况下难以执行上述(2)，因为在通常内压下在粗糙道路上行驶期间必须确保耐久性和安全性(粗糙道路耐久性)，以抵抗在不平坦路面(突起、坑洞)或者冻胀道路(heaving road)上的瞬间的大输入或者抵抗对侧壁的局部输入(侧切割)。因此，在大多数情况下通常必须使用两个以上的胎体层。
此外，作为减小轮胎重量并且确保泄气保用耐久性和粗糙道路耐久性的手段，迄今为止的方法是通过使胎体层的折返端在带束部的下方延伸而使胎体的结构成为所谓的包封(envelop)结构，但是，因为折返的胎体层未均一地缠绕并且胎体层的接合部重叠，因此，在许多情况下轮胎均一性显著劣化。
发明内容
因此，本发明的目的是解决传统技术中的上述问题并且提供一种在保持泄气保用耐久性、粗糙道路耐久性以及均一性的情况下提高通常行驶时的乘坐舒适性且减小轮胎重量的泄气保用轮胎。
为了实现上述目的，本发明人进行了各种研究并且发现：通过在胎体中使用具有特定的热收缩应力和弹性模量的聚酮纤维帘线作为增强帘线并且在胎体的外侧的至少一部分中进一步配置使用具有特定的热收缩应力和弹性模量的聚酮纤维帘线的增强帘线层，可以在保持泄气保用耐久性、粗糙道路耐久性和均一性的同时提高通常行驶时的乘坐舒适性并且还可以减小轮胎重量，结果，实现了本发明。
也就是说，根据本发明的泄气保用轮胎包括：子午线胎体，其在埋设于各自胎圈部中的一对胎圈芯(bead core)之间环形(toroidally)延伸，并且包括一个或者多个胎体层；胎面部，其被布置在子午线胎体的胎冠部的轮胎径向外侧；一对胎肩加强部(buttress portion)，其位于胎面部的两端部；一对胎侧部，各胎侧部连接胎肩加强部和胎圈部；一对侧增强橡胶层，其被布置在胎侧部中并且具有新月形状的截面；胎边芯(beadfiller)，其被布置在胎圈芯的轮胎径向外侧；以及增强帘线层，其被配置在从带束部端到轮胎胎侧部的最大宽度部的区域A以及从胎圈芯的附近到胎边芯的区域B中的至少一部分中，其特征在于：
构成胎体层的帘线和构成增强帘线层的帘线是满足下式(I)和(II)的以下条件的聚酮纤维帘线：
σ≥-0.01×E+1.2…    (I)
σ≥0.02…    (II)
[其中，σ是177℃时的热收缩应力(cN/dtex)；E是25℃、载荷为49N时的弹性模量(cN/dtex)]。在该上下文中，增强帘线层优选配置在侧增强橡胶层的外侧的至少一部分中，并且可位于子午线胎体的外侧或者内侧。
这里使用的聚酮纤维帘线在177℃时的热收缩应力σ是当以5℃/分钟的温度上升速度加热固定长度是25cm并且在硫化之前经受一般的浸渍处理的聚酮纤维帘线样品时，在177℃时在帘线中产生的应力，而聚酮纤维帘线在25℃、载荷为49N时的弹性模量E是通过根据JIS的帘线的拉伸试验由S-S曲线的在49N时的切线算出的单位是cN/dtex的弹性模量。
在根据本发明的泄气保用轮胎的优选实施方式中，增强帘线层中的聚酮纤维帘线相对于轮胎径向的角度不大于5°。
在根据本发明的泄气保用轮胎中，优选胎体层和增强帘线层中的聚酮纤维帘线在25℃、载荷为49N时的弹性模量是30～170cN/dtex，并且在177℃时的热收缩应力σ是0.2～1.5cN/dtex。
根据本发明，可以提供一种泄气保用轮胎，该泄气保用轮胎使用具有特定的热收缩应力和弹性模量的聚酮纤维帘线作为胎体中的增强帘线，并且在胎体的外侧的至少一部分中设置有使用具有特定的热收缩应力和弹性模量的聚酮纤维帘线的增强帘线层，其中，在充分确保泄气保用耐久性、粗糙道路耐久性以及均一性的情况下提高通常行驶时的乘坐舒适性且减小轮胎重量。
附图说明
图1是根据本发明的泄气保用轮胎的实施方式的右半部的剖视图。
图2是根据本发明的泄气保用轮胎的另一实施方式的右半部的剖视图。
图3是根据本发明的泄气保用轮胎的另一实施方式的右半部的剖视图。
图4是根据本发明的泄气保用轮胎的另一实施方式的右半部的剖视图。
图5是根据本发明的泄气保用轮胎的另一实施方式的右半部的剖视图。
图6是根据本发明的泄气保用轮胎的另一实施方式的右半部的剖视图。
图7是根据本发明的泄气保用轮胎的另一实施方式的右半部的剖视图。
图8是根据本发明的泄气保用轮胎的另一实施方式的右半部的剖视图。
图9是由计算机分析出的泄气保用轮胎在泄气保用行驶时的部分剖视图。
图10是比较例1和2中的泄气保用轮胎的右半部的剖视图。
图11是比较例3中的泄气保用轮胎的右半部的剖视图。
图12是比较例4中的泄气保用轮胎的右半部的剖视图。
具体实施方式
下面将参照附图详细地说明本发明。图1是根据本发明的泄气保用轮胎的实施方式的部分剖视图，图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8是根据本发明的泄气保用轮胎的另一实施方式的部分剖视图。图1至图7所示的轮胎中的每一方均包括：子午线胎体3，其具有主体部和折返部，该主体部在埋设于各自胎圈部1中的一对胎圈芯2之间环状延伸，该折返部绕胎圈芯2从轮胎的宽度方向内侧朝向外侧并且径向向外卷绕；胎面部4，其被布置在子午线胎体3的胎冠部的轮胎径向的外侧；一对胎肩加强部5，其位于胎面部4的两端部；一对胎侧部6，其连接胎肩加强部5和胎圈部1；以及一对侧增强橡胶层7，其在胎侧部6被布置在子午线胎体3的内侧并且截面为新月形状。此外，图1至图5所示的轮胎中的每一方均包括配置在子午线胎体3的外侧的至少一部分中的增强帘线层8，图6至图7所示的轮胎中的每一方均包括配置在侧增强橡胶层7的外侧并且在子午线胎体3的内侧的至少一部分中的增强帘线层8。
在图1至图7的轮胎中，在子午线胎体3的主体部与折返部之间且在胎圈芯2的轮胎径向外侧配置胎边芯9，此外，由两个带束层组成的带束部10被配置在子午线胎体3的胎冠部的轮胎径向外侧。此外，带束增强层11A被配置在带束部10的轮胎径向外侧，以覆盖整个带束部10，一对带束增强层11B被配置成仅覆盖带束增强层11A的两端部。此时，带束层通常是包括相对于轮胎的赤道面倾斜延伸的帘线的涂覆橡胶层，优选是涂覆橡胶的钢帘线层。两个带束层被层压成使构成带束层的帘线夹着轮胎的赤道面彼此交叉以构成带束部10。此外，带束增强层11A、11B中的每一方通常是包括与轮胎的圆周方向基本上平行配置的帘线的涂覆橡胶层。
此外，图1至图7所示的轮胎中的子午线胎体3包括一个胎体层，但是在根据本发明的轮胎中，构成子午线胎体3的胎体层的数量不特别限制于此，而是可以是两个以上。此外，子午线胎体3的结构不受特别限制，而是可以具有如图8的轮胎中所示的子午线胎体3的端部被夹在两层胎圈芯2之间的结构。
在图1至图8的轮胎中，带束部10包括两个带束层，但是在根据本发明的轮胎中，构成带束部10的带束层的数量不限于此。此外，图1至图8的轮胎中的带束增强层11A、11B由覆盖整个带束部10的一个带束增强层11A以及仅覆盖带束增强层11A的两端部的一个带束增强层11B构成、即具有所谓的盖层(cap-layer)结构。在根据本发明的轮胎中，带束增强层11A、11B的该配置不是必须的，可以配置具有另一结构和层数的带束增强层。
在图1至图8的轮胎中，具有基本上三角形截面的轮辋防护件12在从胎侧部6到胎圈部1的区域中被布置在子午线胎体3的折返部的轮胎宽度方向的外侧，但是在根据本发明的轮胎中，轮辋防护件12的该配置不是必须的，可以配置具有另一形状的轮辋防护件。在本发明中，轮胎胎侧部的最大宽度部指的是不存在轮辋防护件12时的最大宽度部。
在图1至图8的轮胎中，增强帘线层8被布置在子午线胎体3的外侧并且在从带束部端到轮胎胎侧部的最大宽度部的区域A和从胎圈芯的附近到胎边芯的区域B的至少一部分中。此外，增强帘线层的数量可以是一层以上。增强帘线层8的结构不受特别限制，并且可以采用例如如下情况：如图1所示，单一增强帘线层8沿着子午线胎体3的外侧从带束部10的端部通过子午线胎体3的主体部与胎边芯9之间延伸到埋设在胎圈部1中的胎圈芯2的附近的情况；如图2所示，增强帘线层8在从带束部10的端部到胎体的折返部的端部的区域中被布置在子午线胎体3的外侧的情况；如图3所示，增强帘线层被配置在子午线胎体3的主体部与胎边芯9之间的情况；如图4所示，增强帘线层8分别在从带束部10的端部到胎体的折返部的端部的区域中以及在子午线胎体3的主体部与胎边芯9之间被布置在子午线胎体3的外侧的情况；如图5所示，增强帘线层8沿着子午线胎体3的外侧从带束部10的端部通过子午线胎体3的主体部与胎边芯9之间延伸到胎圈部1、并且绕埋设在胎圈部1中的胎圈芯2折返并终止的情况；如图6所示，增强帘线层8沿着子午线胎体3的内侧从带束部10的端部通过子午线胎体3与侧增强橡胶层7之间延伸到埋设在胎圈部1中的胎圈芯2的附近的情况；如图7所示，增强帘线层8在从带束部10的端部到胎体的折返部的端部的区域中被配置在子午线胎体3与侧增强橡胶层7之间的情况；如图8所示，单一增强帘线层8沿着子午线胎体3的外侧从带束部10的端部延伸到胎圈芯2的附近的情况，等等。
在根据本发明的泄气保用轮胎中，需要构成胎体层的帘线和构成增强帘线层8的帘线是满足下式(I)和(II)的以下条件的聚酮纤维帘线：
σ≥-0.01×E+1.2…    (I)
σ≥0.02…    (II)
[其中，σ是177℃时的热收缩应力(cN/dtex)；E是25℃、载荷为49N时的弹性模量(cN/dtex)]。与人造纤维帘线等相比，聚酮纤维帘线具有更高的刚性，并且在不低于大约100℃的高温下，聚酮纤维帘线还具有伴随大的热收缩应力的热收缩性。
如图9所示，当使侧增强型泄气保用轮胎的内压为0时，已知通过用侧增强橡胶层7支撑压缩应力且用胎体3支撑拉伸应力而在胎侧部6中有效地产生弯曲刚性。类似地，已知通过用胎边芯9支撑压缩应力且用胎体3支撑拉伸应力而在胎圈部1中有效地产生弯曲刚性。然而，由于基于在泄气保用行驶时产生内部热量引起的温度升高导致橡胶模量降低，使得即使在恒定载荷下继续泄气保用行驶时，轮胎的挠曲也逐渐变大，最终导致橡胶破损。
相反地，当聚酮纤维帘线用作胎体3的增强帘线时，由于随着泄气保用行驶引起的温度升高导致胎体层收缩，从而产生高热收缩应力，因此，在更高温度下沿承受轮胎挠曲的方向的弯曲刚性增加，以大大地延缓轮胎挠曲的进程，从而可以提高泄气保用耐久性。此外，当包括聚酮纤维帘线的增强帘线层8被布置在胎体3的外侧的至少一部分中时，增强帘线层8降低了对胎体3的拉伸应力，从而可以进一步提高泄气保用耐久性。
此外，当所使用的聚酮纤维帘线不满足式(I)的关系时，由于使用具有大热收缩应力σ但是具有低弹性模量E的帘线，因此不能充分地抑制泄气保用行驶时的轮胎挠曲，并且轮胎的泄气保用耐久性劣化，而当使用具有高弹性模量E但是具有小热收缩应力σ的帘线时，通常行驶时的轮胎的纵向弹性变大，并且通常行驶时的轮胎的乘坐舒适性劣化。此外，当所使用的帘线在177℃时的热收缩应力σ小于0.02cN/dtex时，泄气保用行驶时的挠曲量变大并且泄气保用耐久性不充分。
聚酮纤维帘线在177℃时的热收缩应力σ优选不大于1.5cN/dtex。当聚酮纤维帘线在177℃时的热收缩应力σ超过1.5cN/dtex时，硫化期间的收缩力变得过大，结果，造成轮胎内部的帘线混乱及橡胶杂乱，致使耐久性和均一性劣化。此外，从充分抑制泄气保用行驶时的轮胎变形的观点考虑，聚酮纤维帘线在177℃时的热收缩应力σ更优选不小于0.20cN/dtex，从确保抑制泄气保用行驶时的轮胎变形的观点考虑，聚酮纤维帘线在177℃时的热收缩应力σ更优选不小于0.30cN/dtex，进一步优选大于0.4cN/dtex。此外，从充分抑制泄气保用行驶时的轮胎变形的观点考虑，聚酮纤维帘线在25℃、49N的载荷时的弹性模量E优选不小于30cN/dtex，从确保抑制泄气保用行驶时的轮胎变形的观点考虑，聚酮纤维帘线在49N的载荷时的弹性模量E更优选不小于80cN/dtex。此外，从充分确保耐疲劳性的观点考虑，聚酮纤维帘线在25℃、49N的载荷时的弹性模量E优选不大于170cN/dtex，从使耐疲劳性更佳的观点考虑，聚酮纤维帘线在49N的载荷时的弹性模量E更优选不大于150cN/dtex。
顺便地，为了最大地引出应用包括聚酮纤维帘线的增强帘线层8的效果，在泄气保用行驶时向胎体层施加大拉伸应力的部位集中配置增强帘线层8是有效的。作为通过计算机的数值分析的结果，显示出该部位是从带束部端到轮胎胎侧部的最大宽度部的区域A以及从胎圈芯的附近到胎边芯的区域B。因此，通过在从带束部端到轮胎胎侧部的最大宽度部的区域A以及从胎圈芯的附近到胎边芯的区域B中的至少一部分中布置使用聚酮纤维帘线的增强帘线层8，可以在不增加轮胎重量的情况下有效地提高轮胎的泄气保用耐久性。
此外，例如通过用使用聚酮纤维帘线的一个胎体层和使用聚酮纤维帘线的一个增强帘线层代替由使用传统人造纤维的两个胎体层组成的胎体(参见图10)，可以大大地减小轮胎重量。此外，通过应用薄的侧增强橡胶层7使得泄气保用耐久性等于传统产品的耐久性可以进一步减小轮胎重量，此外，还可以降低轮胎的纵向弹性以提高乘坐舒适性。
如上所述，存在如下问题：当构成胎体3的胎体层的数量减少时，在不平坦路面(突起、坑洞)或者冻胀道路上抵抗瞬间大的输入或者抵抗对胎侧部6的局部输入(侧切割)的耐久性降低。相反地，当在从带束部端到轮胎胎侧部的最大宽度部的区域A中布置增强帘线层8时，与包括由使用传统人造纤维的两个胎体层组成的胎体的轮胎相比，可以提高耐侧切割性。此外，当在从胎圈芯2的附近到胎边芯9的区域B中布置增强帘线层8时，与包括由使用传统人造纤维的两个胎体层组成的胎体的轮胎相比，可以提高在冻胀道路上抵抗坑洞输入或者瞬间大的载荷输入的耐久性。此外，当在从带束部端到轮胎胎侧部的最大宽度部的区域A以及从胎圈芯的附近到胎边芯的区域B上布置增强帘线层时，可以提高在粗糙道路上抵抗不规则输入的轮胎强度，还可以进一步提高泄气保用耐久性。
此外，作为同时实现提高泄气保用耐久性、提高在粗糙道路等上的耐久性以及减小轮胎重量的手段，存在使胎体3的结构成为如图11所示的包封结构(使胎体3的折返端在带束部10的下方延伸的结构)的方法，但是在该方法中存在由于胎体3的接合部的重叠导致轮胎均一性降低的问题。相反地，当例如用使用聚酮纤维帘线的一个胎体层和使用聚酮纤维帘线的一个增强帘线层代替利用传统人造纤维的具有包封结构的胎体3时，胎体3的接合部不重叠，因此可以避免轮胎均一性的劣化。
在根据本发明的泄气保用轮胎中，增强帘线层8中的聚酮纤维帘线相对于轮胎径向的角度优选不超过5°。在根据本发明的轮胎中，为了通过增强帘线层8减轻对胎体的拉伸应力，以聚酮纤维帘线的帘线纤维形成的增强帘线层8被配置成聚酮纤维帘线相对于轮胎径向的角度不超过5°，从而可以有效地减小对胎体3的拉伸应力。
优选通过加捻纤度为500-2000dtex的两股或三股聚酮长丝束形成聚酮纤维。当在聚酮纤维帘线中使用的长丝束的纤度小于500dtex时，弹性模量和热收缩应力不充分，而当其超过2000dtex时，帘线的直径***并且不能使排列密度(endcount)致密。此外，即使聚酮的长丝束的数量是4或者更多，只要满足式(I)或(II)的关系，长丝束的数量不受特别限制。
聚酮纤维帘线优选具有在高温下收缩而在返回到室温下伸长的可逆性。在该情况下，在高温下、即在泄气保用行驶时，胎体层和增强帘线层8中的聚酮纤维帘线收缩以提高刚性，因此可以抑制轮胎中的胎侧部的挠曲，而在低温下、即在通常行驶时，帘线层中的聚酮纤维帘线伸长，以降低刚性和轮胎的纵向弹性，因此可以抑制通常行驶时轮胎的乘坐舒适性的劣化。此外，通过使用在20℃和177℃时的热收缩应力之差不小于0.20cN/dtex、优选不小于0.25cN/dtex的可逆聚酮纤维帘线，可以同时实现通常行驶和泄气保用行驶期间的效果。
在根据本发明的泄气保用轮胎的胎体层中使用的聚酮纤维帘线优选具有不小于0.34的由下式(III)定义的加捻系数(Nt)：
Nt＝tanθ＝0.001×N×(0.125×D/ρ)1/2…    (III)
[其中，N是加捻数(捻回数/10cm)，ρ是帘线的比重(g/cm3)，D是帘线的总的分德士数(dtex)]。当在胎体层中使用的聚酮纤维帘线的加捻系数(Nt)小于0.34时，疲劳性劣化并且耐久性不足。此外，在根据本发明的轮胎的胎体层中，优选聚酮纤维帘线的排列密度位于35～60(帘线根数/50mm)的范围内。当胎体层中的聚酮纤维帘线的排列密度小于35(帘线根数/50mm)时，胎体强度不足并且耐久性不足。此外，即使排列密度超过60(帘线根数/50mm)，只要可以计数就不受特别限制。
在根据本发明的泄气保用轮胎的增强帘线层8中使用的聚酮纤维帘线优选具有不小于0.25的由上式(III)定义的加捻系数(Nt)。当在增强帘线层8中使用的聚酮纤维帘线的加捻系数(Nt)小于0.25时，疲劳性劣化并且耐久性不足。此外，在根据本发明的轮胎的增强帘线层8中，优选聚酮纤维帘线的排列密度位于5～60(帘线根数/50mm)的范围内。当增强帘线层8中的聚酮纤维帘线的排列密度小于5(帘线根数/50mm)时，存在不能充分地抑制泄气保用行驶时的轮胎的挠曲以及不能充分地提高轮胎的泄气保用耐久性的趋势，而当其超过60(帘线根数/50mm)时，通常行驶时的轮胎的纵向弹性上升，且存在通常行驶时的轮胎的乘坐舒适性劣化的趋势。
聚酮纤维帘线的加捻结构不受特别限制，作为聚酮帘线，可以使用例如通过加捻多股聚酮长丝束获得的帘线、或者通过加捻一股聚酮长丝束获得的帘线。作为聚酮纤维帘线的原料的聚酮优选是基本上具有由以下通式(IV)表示的重复单元的聚酮：
Figure G200780031356XD00121
[其中，A是由用不饱和键聚合的不饱和化合物衍生的部分，并且在每个重复单元中可以相同或者不同]。在这些聚酮中，不小于97mol％的重复单元是1-氧代三亚甲基[-CH2-CH2-CO-]的聚酮是优选的，不小于99mol％的重复单元是1-氧代三亚甲基的聚酮是更优选的，100mol％的重复单元是1-氧代三亚甲基的聚酮是最优选的。
在作为聚酮纤维帘线的原料的聚酮中，酮基团可以彼此部分结合，或者由不饱和化合物衍生的部分可以彼此结合，但是优选由不饱和化合物衍生的部分与酮基团交替排列的比例不小于90质量％、更优选不小于97质量％、最优选100质量％。
形成分子式(IV)中的A的不饱和化合物最优选是乙烯基，并且可以是：除了乙烯之外的不饱和烃，例如丙烯、丁烯、戊烯、环戊烯、己烯、环己烯、庚烯、辛烯、壬烯、癸烯、十二烯、苯乙烯、乙炔、丙二烯；含有不饱和键的化合物，例如丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、乙酸乙烯酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酸羟乙酯、十一碳烯酸、十一碳烯醇、6-氯乙烯、N-乙烯基吡咯烷酮、乙烯基膦酸的二乙酯、苯乙烯磺酸钠、烯丙基磺酸钠、乙烯基吡咯烷酮、氯乙烯等。
作为聚酮的聚合度，优选由下式定义的极限粘度[η]位于1～20dL/g的范围内，更优选位于2～10dL/g的范围内，甚至更优选位于3～8dL/g的范围内：
[ η ] = lim C → 0 ( T - t ) ( t · C )
[其中，t是纯度不小于98％的六氟异丙醇在25℃时通过粘度管的通过时间，T是溶解在六氟异丙醇中的聚酮的稀释溶液在25℃时通过粘度管的通过时间；C是在100mL的稀释溶液中的溶质的质量(g)]。当极限粘度小于1dL/g时，分子量太小并且难以获得高强度的聚酮纤维帘线，而且在纺织、干燥和延伸(drawing)的步骤中经常产生如起绒、折断等问题。然而，当极限粘度超过20dL/g时，聚合物的合成花费大量时间和成本，而且难以均一地溶解聚合物，这可能严重影响纺织性和物性。
作为形成聚酮纤维的方法，优选：(i)包括纺织未延伸纤维以及进行多阶段热延伸的步骤的方法，其中，在特定的温度和延伸倍率下执行多阶段热延伸步骤中的最终延伸，以及(ii)包括纺织未延伸纤维、进行热延伸、然后在高张力下急冷的步骤的方法。通过由方法(i)或者(ii)形成聚酮纤维，可以获得适于制造聚酮纤维帘线的期望长丝。
用于纺织未延伸聚酮纤维的方法不受特别限制，而是可以采用传统已知的方法。具体地，提及如在日本特开平02-112413号、日本特开平04-228613号以及特表平04-505344号中公开的使用如六氟异丙醇、间甲酚等有机溶剂的湿法纺丝方法以及如在WO 99/18143、WO 00/09611、日本特开2001-164422号、日本特开2004-218189号及日本特开2004-285221号中公开的使用锌盐、钙盐、硫氰酸盐、铁盐等的水溶液的湿法纺丝方法。在这些方法中，使用盐的水溶液的湿法纺丝方法是优选的。
在使用有机溶剂的湿法纺丝方法中，聚酮聚合物以0.25质量％～20质量％的浓度溶解在六氟异丙醇、间甲酚等中，并且通过纺织喷嘴挤出以形成纤维，然后在甲苯、乙醇、异丙醇、正己烷、异辛烷、丙酮、丁酮等的非溶剂浴中去除溶剂，从而在洗净后可以获得未延伸的聚酮纤维。
在使用水溶液的湿法纺丝方法中，聚酮聚合物以2质量％～30质量％的浓度溶解在锌盐、钙盐、硫氰酸盐、铁盐等的水溶液中，并且在50℃至130℃下从纺织喷嘴挤出到凝固浴中以进行凝胶纺织，然后脱盐并干燥以获得未延伸的聚酮纤维。在溶解聚酮聚合物的水溶液中，优选使用卤化锌和碱金属或者碱土金属卤化物的混合物。在凝固浴中，可以使用水、金属盐的水溶液或者如丙酮、甲醇等有机溶剂。
作为延伸未延伸纤维的方法，优选通过将未延伸纤维加热到比未延伸纤维的玻璃转化温度高的温度来延伸未延伸纤维的热延伸方法。此外，可以在一个阶段执行上述方法(ii)中的未延伸纤维的延伸，但是优选进行多阶段延伸。热延伸方法不受特别限制，可以采用在例如加热辊或者加热板等上运行纤维的方法。此时，热延伸温度优选在110℃～(聚酮的熔点)的范围内，并且总延伸倍率优选不小于10倍。
当由方法(i)执行聚酮纤维的形成时，多阶段延伸的最终延伸步骤的温度优选位于110℃～(紧接着最终延伸步骤之前的延伸步骤的延伸温度-3℃)的范围内，并且最终延伸步骤的延伸倍率优选位于1.01～1.5倍的范围内。另一方面，当由方法(ii)执行聚酮纤维的形成时，热延伸后施加到纤维的张力优选位于0.5～4cN/dtex的范围内，急冷时的冷却速度优选不小于30℃/秒，并且急冷时的冷却结束温度优选不高于50℃。热延伸聚酮纤维的急冷方法不受特别限制，可以采用传统已知的方法。具体地，优选使用辊(roll)的冷却方法。此外，如此获得的聚酮纤维保持了较大的弹性应变，从而优选通常对纤维进行松弛热处理，以使纤维长度比热延伸后的纤维长度短。此时，松弛热处理的温度优选位于50℃～100℃的范围内，并且松弛率优选位于0.980～0.999的范围内。
聚酮纤维帘线的制造方法不受特别限制。当聚酮纤维帘线是通过加捻两股聚酮长丝束形成的结构、即双股结构时，可以通过例如合股捻聚酮长丝束、组合两束、然后沿相反方向缆捻来获得加捻帘线。另一方面，当聚酮纤维帘线是通过加捻一股聚酮长丝束形成的结构、即单股结构时，可以通过例如沿一个方向排列并且加捻聚酮长丝束来获得加捻帘线。
对如此获得的聚酮纤维帘线进行橡胶处理(rubberize)，以获得在胎体层和增强帘线层中使用的帘线/橡胶复合物。用于聚酮纤维帘线的涂覆橡胶不受特别限制，可以使用在传统带束增强层中使用的涂覆橡胶。此外，在对聚酮纤维帘线进行橡胶处理之前，可以用粘合剂对聚酮纤维帘线进行处理，以提高与涂覆橡胶的粘合性。
通过使用通过用涂覆橡胶涂覆聚酮纤维帘线形成的上述帘线/橡胶复合物作为胎体层、并且在胎体的外侧的至少一部分进一步布置通过用涂覆橡胶涂覆聚酮纤维帘线形成的上述帘线/橡胶复合物作为增强帘线层8，可以根据通常的方式制造根据本发明的泄气保用轮胎。此外，作为在根据本发明的泄气保用轮胎中填充的气体，可以使用通常的空气或者具有改变的氧气分压的空气、或者如氮气等惰性气体。
<实施例>
为了示出本发明，给出以下实施例，且所述实施例不是为了限制本发明。
为具有表1至表4所示的结构并且轮胎尺寸是245/50R18的乘用车制备泄气保用轮胎。此外，表1至表4中示出在胎体层及增强帘线层中使用的聚酮纤维帘线在25℃、49N的载荷时的弹性模量E以及在177℃时的热收缩应力σ。
在比较例1至4的轮胎和实施例1至11的轮胎中，具有新月形状的截面的侧增强橡胶层被布置在胎体与内衬层之间，并且改变侧增强橡胶层的最大尺寸，从而使如稍后所述评价的泄气保用耐久性等于比较例1的轮胎的泄气保用耐久性。此外，在比较例1至4的轮胎和实施例1至11的轮胎中，带束部包括两个带束层，并且构成带束层的带束部帘线相对于径向轴线的角度是64°。此外，比较例1至4的轮胎和实施例1至11的轮胎中的带束增强层是“一盖+一层”的结构。表1至表4示出每个轮胎的各种条件。此外，表2、表3和表4中示出实施例1至11的轮胎的增强帘线层中的聚酮纤维帘线相对于轮胎径向的角度。
在该试验例中，通过在载荷为635kgf、速度为89km/h且未填充内压的条件下对将被试验的轮胎进行转鼓试验以测量直到轮胎中产生故障的行驶距离来评价泄气保用耐久性。此外，由在230kPa的内压下充气的轮胎的纵向弹性的值来评价乘坐舒适性。此外，通过将在230kPa的内压下充气的轮胎设定在相对于垂直方向朝向振子侧倾斜5°的状态、并且推振子式冲击刻痕试验机中的击针(striker)的凸部以算出胎体层破断以确认轮胎的表面上的膨胀时的冲击能量，来评价耐侧切割性。另外，由在以一定的半径的一转期间产生的径向力的变化量(RFV)来评价轮胎的均一性。此外，在表1至表4中示出轮胎重量作为毁坏品(rot produce)的值。
在该试验例中，以比较例1的轮胎的评价指数是100为基础算出比较例2至4和实施例1至11的轮胎的相对评价的评价指数。表1至表4中还示出评价结果。在表1至表4的评价结果中，评价指数值越大，泄气保用耐久距离和耐侧切割性越好，而评价指数值越小，其它性能越好。
表1
  比较例1   比较例2   比较例3   比较例4
胎体结构 2P H/L 2P H/L   1P enve(包封) 1PH
  胎体中的帘线材料   人造纤维   聚酮   聚酮   聚酮
  帘线结构(dtex/帘线根数)   1840/2   1670/2   1670/2   1670/2
  合股捻×缆捻(捻回数/10cm) 47×47 47×47 47×47 47×47
  加捻系数   0.82   0.84   0.84   0.84
  在25℃、载荷为49N时的弹性模量E(cN/dtex) 32 124 124 124
  在177℃时的热收缩应力σ(cN/dtex) 0 0.63 0.63 0.63
  排列密度(帘线根数/50mm) 50 50 50 50
  增强帘线层的有无及宽度   无   无   无   无
  增强帘线层的材料   -   -   -   -
  帘线结构(dtex/帘线根数)   -   -   -   -
  合股捻×缆捻(捻回数/10cm)   -   -   -   -
  加捻系数   -   -   -   -
  在25℃、载荷为49N时的弹性模量E(cN/dtex)   -   -   -   -
  在177℃时的热收缩应力σ(cN/dtex)   -   -   -   -
  排列密度(帘线根数/50mm)   -   -   -   -
  倾斜角(°)   -   -   -   -
  轮胎结构   图10   图10   图11   图12
  泄气保用耐久距离   100   100   100   100
  侧增强橡胶层的最大尺寸   100   86   88   102
  通常内压时的纵向弹性(通   100   96   96   92
 常行驶时的乘坐舒适性)
 轮胎重量   100   100   95   93
 耐侧切割性   100   131   127   82
 均一性   100   78   122   82
表2
  实施例1   实施例2   实施例3   实施例4
  胎体结构   1P H   1P H   1P H   1P H
  胎体中的帘线材料   聚酮   聚酮   聚酮   聚酮
  帘线结构(dtex/帘线根数)   1670/2   1670/2   1670/2   1670/2
  合股捻×缆捻(捻回数/10cm) 47×47 47×47 47×47 47×47
  加捻系数   0.84   0.84   0.84   0.84
  在25℃、载荷为49N时的弹性模量E(cN/dtex) 124 124 124 124
  在177℃时的热收缩应力σ(cN/dtex) 0.63 0.63 0.63 0.63
  排列密度(帘线根数/50mm) 50 50 50 50
增强帘线层的有无及宽度   有100mm   有100mm   有100mm   有100mm
  增强帘线层的材料   聚酮   聚酮   聚酮   聚酮
  帘线结构(dtex/帘线根数)   1670/2   1670/2   1670/2   1670/2
  合股捻×缆捻(捻回数/10cm) 47×47 20×20 39×39 53×53
  加捻系数   0.84   0.36   0.70   0.94
  在25℃、载荷为49N时的弹性模量E(cN/dtex) 124 165 145 109
  在177℃时的热收缩应力σ(cN/dtex) 0.63 0.26 0.51 0.57
  排列密度(帘线根数/50mm) 50 50 50 50
  倾斜角(°)   10   10   10   10
  轮胎结构   图1   图1   图1   图1
  泄气保用耐久距离   100   100   100   100
  侧增强橡胶层的最大尺寸   83   93   90   86
  通常内压时的纵向弹性(通常行驶时的乘坐舒适性) 92 95 94 93
  轮胎重量   93   95   94   94
  耐侧切割性   129   141   135   125
  均一性   71   77   75   69
表3
  实施例5   实施例6   实施例7   实施例8
  胎体结构   1P H   1P H   1P H   1P H
  胎体中的帘线材料   聚酮   聚酮   聚酮   聚酮
  帘线结构(dtex/帘线根数)   1670/2   1670/2   1670/2   1670/2
  合股捻×缆捻(捻回数/10cm) 47×47 20×20 39×39 53×53
  加捻系数   0.84   0.36   0.70   0.94
  在25℃、载荷为49N时的弹性模量E(cN/dtex) 124 165 145 109
  在177℃时的热收缩应力σ(cN/dtex) 0.63 0.26 0.51 0.57
  排列密度(帘线根数/50mm) 50 50 50 50
增强帘线层的有无及宽度   有50mm   有100mm   有100mm   有100mm
  增强帘线层的材料   聚酮   聚酮   聚酮   聚酮
  帘线结构(dtex/帘线根数)   1670/2   1670/2   1670/2   1670/2
  合股捻×缆捻(捻回数/10cm) 47×47 20×20 39×39 53×53
  加捻系数   0.84   0.36   0.70   0.94
  在25℃、载荷为49N时的弹性模量E(cN/dtex) 124 165 145 109
  在177℃时的热收缩应力σ(cN/dtex) 0.63 0.26 0.51 0.57
  排列密度(帘线根数/50mm) 50 50 50 50
  倾斜角(°)   10   0   0   0
  轮胎结构   图3   图1   图1   图1
  泄气保用耐久距离   100   100   100   100
  侧增强橡胶层的最大尺寸   96   98   85   86
  通常内压时的纵向弹性(通常行驶时的乘坐舒适性) 99 98 91 91
  轮胎重量   93   93   93   94
  耐侧切割性   105   166   138   112
  均一性   66   86   77   68
表4
  实施例9   实施例10   实施例11
  胎体结构   1P H   1P H   1P H
  胎体中的帘线材料   聚酮   聚酮   聚酮
  帘线结构(dtex/帘线根数)   1670/2   1670/2   1670/2
  合股捻×缆捻(捻回数/10cm)   47×47   47×47   47×47
  加捻系数   0.84   0.84   0.84
  在25℃、载荷为49N时的弹性模量E(cN/dtex) 124 124 124
  在177℃时的热收缩应力σ(cN/dtex) 0.63 0.63 0.63
  排列密度(帘线根数/50mm)   50   50   50
增强帘线层的有无及宽度   有50mm   有100mm   有50mm
  增强帘线层的材料   聚酮   聚酮   聚酮
  帘线结构(dtex/帘线根数)   1670/2   1670/2   1670/2
  合股捻×缆捻(捻回数/10cm)   47×47   47×47   47×47
  加捻系数   0.84   0.84   0.84
  在25℃、载荷为49N时的弹性模量E(cN/dtex) 124 124 124
  在177℃时的热收缩应力σ(cN/dtex) 0.63 0.63 0.63
  排列密度(帘线根数/50mm)   50   50   50
  倾斜角(°)   10   10   10
  轮胎结构   图7   图6   图2
  泄气保用耐久距离   100   100   100
 侧增强橡胶层的最大尺寸   96   90   95
 通常内压时的纵向弹性(通常行驶时的乘坐舒适性) 97 94 96
 轮胎重量   95   93   95
 耐侧切割性   120   128   121
 均一性   73   74   70
如从表1、表2、表3和表4看到的那样，与比较例1的轮胎相比，实施例1至11的轮胎中的所有性能都有较好的评价。另一方面，比较例2的轮胎具有与比较例1的轮胎相同的两个胎体层结构，从而与比较例1的轮胎相比，轮胎重量没有改进，而比较例3的轮胎具有胎体包封结构，从而与比较例1的轮胎相比，均一性劣化，比较例4的轮胎具有一层胎体结构并且没有增强帘线层，从而与比较例1的轮胎相比，侧增强橡胶层的最大尺寸劣化并且耐侧切割性也劣化。

Claims (3)

1.一种泄气保用轮胎，其包括：子午线胎体，其在埋设于各自胎圈部中的一对胎圈芯之间环形延伸，并且包括一个或者多个胎体层；胎面部，其被布置在所述子午线胎体的胎冠部的轮胎径向外侧；一对胎肩加强部，其位于所述胎面部的两端部；一对胎侧部，各胎侧部连接所述胎肩加强部和所述胎圈部；一对侧增强橡胶层，其被布置在所述胎侧部中并且具有新月形状的截面；以及胎边芯，其被布置在所述胎圈芯的轮胎径向外侧，
该泄气保用轮胎还包括位于从带束部端到轮胎胎侧部的最大宽度部的区域A以及从所述胎圈芯的附近到所述胎边芯的区域B中的至少一部分中的增强帘线层，
其中，构成所述胎体层的帘线和构成所述增强帘线层的帘线是满足下式(I)和(II)的以下条件的聚酮纤维帘线：
σ≥-0.01×E+1.2…   (I)
σ≥0.02…           (II)
式中，σ是177℃时的热收缩应力，单位为cN/dtex；E是25℃、载荷为49N时的弹性模量，单位为cN/dtex。
2.根据权利要求1所述的泄气保用轮胎，其特征在于，所述增强帘线层中的聚酮纤维帘线相对于所述轮胎径向的角度不大于5°。
3.根据权利要求1所述的泄气保用轮胎，其特征在于，所述胎体层和所述增强帘线层中的聚酮纤维帘线在25℃、载荷为49N时的弹性模量E是30～170cN/dtex，并且在177℃时的热收缩应力σ是0.2～1.5cN/dtex。
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