CN102791497A - 充气轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在不产生轮胎重量增加、内表面上帘线出头的不良增加等问题的情况下提高了安全度及耐久性的充气轮胎。该充气轮胎具有一张以上的胎体帘布（2），该胎体帘布（2）在分别埋设在一对胎圈部（11）中的胎圈芯（1）之间的区域呈环状延伸。作为胎体帘布（2）的增强帘线，使用作为捻帘线的总分特数为4300dtex～5100dtex、作为浸渍处理后帘线的帘线强度为6.5cN/dtex～7.2cN/dtex、2cN/dtex的应力负荷时的帘线伸长率为3.5％～4.0％的聚酯纤维帘线，并且，作为利用橡胶覆盖增强帘线而成的保护层的每单位宽度的保护层强度为2.9kN/cm～3.2kN/cm。

Description

充气轮胎

技术领域

本发明涉及一种充气轮胎（以下，也简称作“轮胎”），详细地说，涉及一种谋求改进胎体帘布层的充气轮胎，特别是涉及一种适合用作轿车用的充气子午线轮胎。

背景技术

以往，在将聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）等聚酯帘线用于胎体帘线的情况下，以高经纬密度使用总分特数较小的细丝的捻帘线、或者以低经纬密度使用总分特数较大的粗丝的捻帘线来制作保护层，而且，在需要较高的保护层强度的情况下，使用多张该保护层。

另一方面，近年来，SUV用轮胎逐渐不使用轻型卡车用轮胎而是使用轿车用轮胎，以及伴随着作为轿车趋势的、车重的重量化、高速行驶下的使用要求的增加，轮胎的加强载荷（XL）标准化正在推进，因此即使使用至今没有问题地一直使用的保护层来形成两张胎体帘布结构，也会产生耐久性大幅度变差的情况。但是，若对此增加保护层张数而设为三张以上，则会大幅度增加重量，同时引发与此相伴的滚动阻力变差。

作为在胎体帘布层中使用了聚酯帘线的充气子午线轮胎的改进技术，例如在专利文献1、2中，以提供一种驾驶稳定性、乘坐舒适性、耐磨损性优异并且提高了耐久性能的充气子午线轮胎为目的，公开了一种使用特定的钢丝帘线作为带束层帘线、并且使用粘接处理后的帘线强度为4.5cN/dtex以上、每一根帘线的抗弯硬度为15cN～50cN的帘线作为用于胎体帘布层的聚酯帘线的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-001163号公报（权利要求书等）

专利文献2：日本特开2008-001164号公报（权利要求书等）

通常，公知有通过调整使用于胎体帘布的保护层的强度及应用张数，能够控制向轮胎内填充了内压时的安全度（耐压破坏性）、耐切割性，增加保护层张数、加厚帘线、增加经纬密度、提高浸渍帘线的强度等与安全度、耐切割性的提高相关联。

但是，并不优选如上述那样为了降低轮胎重量、即降低滚动阻力而增加保护层张数。另外，若为了提高帘线强度而将帘线粗丝化、提高粘接处理（浸渍处理）时的松紧度等，则帘线的热收缩应力变大，产生经常发生轮胎内表面上帘线出头这样的问题。而且，在这种情况下，还存在由于应力在胎体帘布接合部处集中而导致均匀性变差这样的问题。关于上述轮胎内表面上帘线出头，能够通过在胎体帘布保护层与内衬层之间配设夹层胶来抑制，但是因为这也成为轮胎重量增加（即滚动阻力变差）的主要原因，所以不优选。

另外，在提高经纬密度、或以相同经纬密度加粗了帘线的情况下，虽然保护层强度提高，但是帘线占有率也上升，即，孔隙率变小，帘线-帘线间距变窄，因此容易发生由行驶时的应变引起的脱层，其结果，耐久性变差。另外，由于保护层厚度变厚，因此也会导致轮胎总重量增加。

发明内容

如上述那样，关于用于不损失其他性能地提高轮胎的安全度及耐久性的技术，一直以来进行了种种研究，但都不充分，期望实现进一步改进的技术。因此，本发明的目的在于消除上述问题，提供一种在不产生轮胎重量增加、内表面上帘线出头的不良增加等问题的情况下提高了安全度及耐久性的充气轮胎。

本发明人认真研究的结果发现，作为胎体帘布层的增强帘线，通过使用对粗径捻帘线实施适当的浸渍处理而使其具有与期望的保护层强度对应的预定的帘线强度及伸长率的聚酯纤维帘线，能够解决上述问题，终至完成本发明。

即，本发明提供一种充气轮胎，其具有一张以上的胎体帘布，该胎体帘布在分别埋设在一对胎圈部中的胎圈芯之间的区域呈环状延伸，其特征在于，

作为上述胎体帘布的增强帘线，使用作为捻帘线的总分特数为4300dtex～5100dtex、作为浸渍处理后帘线的帘线强度为6.5cN/dtex～7.2cN/dtex、2cN/dtex的应力负荷时的帘线伸长率为3.5％～4.0％的聚酯纤维帘线，并且，作为利用橡胶覆盖该增强帘线而成的保护层的每单位宽度的保护层强度为2.9kN/cm～3.2kN/cm。

在本发明中，优选的是，增强帘线在上述保护层中的占有率为70％～80％，也优选的是，由下述式

$\mathrm{\α}=\tan \mathrm{\θ}=0.001\×N\×\sqrt{(0.125\×D/\mathrm{\ρ})}$

（式中，N是捻数（次/10cm），D是帘线的总分特数的半值，ρ是帘线的比重）定义的上述增强帘线的加捻系数α为0.42～0.55。

另外，在本发明中，优选的是，每一根上述增强帘线的、作为浸渍处理后帘线的、177℃下的热收缩应力为6N～12N。而且，作为上述聚酯纤维，能够适宜使用聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）纤维。而且，在本发明中，优选的是，在上述保护层的单面上，作为预备硫化，以加速电压200kV以上且小于600kV、照射线量10kGy～100kGy的条件实施电子束照射处理，配置为该照射面成为轮胎内侧。

根据本发明，通过设为上述结构，能够实现一种在不产生轮胎重量增加、内表面上帘线出头的不良增加等问题的情况下提高了安全度及耐久性的充气轮胎。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的充气轮胎的单侧剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。

图1中示出本发明的充气轮胎的一例的宽度方向剖视图。如图所示，本发明的充气轮胎包括一对胎圈部11、与该一对胎圈部11相连的一对胎侧部12、以及横跨两个胎侧部12之间的胎面部13，并包括在一对胎圈芯1彼此之间的区域对一对胎圈部11、一对胎侧部12以及胎面部13进行增强的一张以上的胎体帘布2，该一对胎圈芯1分别埋设在胎圈部11内。

在本发明中，作为胎体帘布2的增强帘线，需要使用如下聚酯纤维帘线：作为捻帘线的总分特数为4300dtex～5100dtex，作为浸渍处理后帘线的帘线强度为6.5cN/dtex～7.2cN/dtex，2cN/dtex的应力负荷时的帘线伸长率为3.5％～4.0％。通过使用满足该条件的聚酯纤维帘线作为胎体帘布2的增强帘线，能够将利用橡胶覆盖了该增强帘线而成的保护层的每单位宽度的保护层强度设为2.9kN/cm～3.2kN/cm，从而能够获得一种在不会产生像以往方法中的那种轮胎重量增加、内表面上帘线出头的不良增加等问题的情况下提高了安全度及耐久性的充气轮胎。特别是，在本发明中，在将胎体帘布2设为两张以上的情况下，需要在所有的胎体帘布中使用满足上述条件的聚酯纤维帘线。

在本发明中，通过使用具有上述范围的帘线强度及2cN/dtex的应力负荷时的帘线伸长率的聚酯纤维帘线，能够得到上述范围的保护层强度，作为用于获得具有上述范围的帘线强度及2cN/dtex的应力负荷时的帘线伸长率的聚酯纤维帘线的方法，能够列举出调整作为浸渍条件的温度、松紧度及曝光时间的方法。具体来说，例如在聚酯纤维帘线的浸渍工序中，若提高松紧度，则存在帘线强度变大并且2cN/dtex的应力负荷时的帘线伸长率变小的倾向，另外，若提高温度以至曝光时间，则存在帘线强度变小并且2cN/dtex的应力负荷时的帘线伸长率变小的倾向。因而，通过适当地组合调整这些浸渍条件，能够根据希望来控制帘线物理性质。

另外，在本发明中，优选的是，每一根上述增强帘线的作为浸渍处理后帘线的在177℃下的热收缩应力为6N～12N。若增强帘线的热收缩应力小于6N，则有可能导致抑制由高速行驶时（发热时）的行驶引起的径增长的效果较小，不能充分地获得耐久性的提高效果。另一方面，若增强帘线的热收缩应力超过12N，则有可能导致硫化时的帘线收缩力过大，内表面上帘线出头不良率升高。

而且，在本发明中，优选的是，增强帘线在上述保护层中的占有率（孔隙率）为70％～80％。在此，增强帘线在保护层中的占有率用下述式

占有率（％）＝帘线厚度（mm）×经纬密度（根/cm）/10×100来定义，意思是在帘线的排列方向上帘线的占有率。虽然即使帘线占有率小于70％也没有问题，但是有可能无法获得所需的保护层强度。另一方面，若帘线占有率超过80％，则帘线-帘线间距过窄，因此即使抑制了行驶时的应变，也有可能导致脱层的抑制效果不充分，不能够充分地获得耐久性的提高效果。

如上述那样，本发明的优点在于，即使在具有较高的帘线占有率的情况、即经纬密度较大的情况下，也能够抑制产生脱层，从而能够防止耐久性变差。若帘线占有率过高，则会存在耐久性变差的担心，因此以往未适用较高的帘线占有率，但是，在本发明中发现，通过组合较高的帘线占有率与上述范围的热收缩应力，高速行驶时由于轮胎温度上升而显现帘线的热收缩应力，抑制由行驶引起的径增长，由此能够抑制在胎体帘布保护层周边产生的剪切应变，抑制产生脱层，从而能够确保充分的耐久性。

另外，在本发明中，优选的是，由下述式

$\mathrm{\α}=\tan \mathrm{\θ}=0.001\×N\×\sqrt{(0.125\×D/\mathrm{\ρ})}$

（式中，N是捻数（次/10cm），D是帘线的总分特数的半值，ρ是帘线的比重）来定义的上述增强帘线的加捻系数α为0.42～0.55。在加捻系数小于0.42的情况下，由于疲劳性变差，有可能导致难以确保市场耐久性。另一方面，若加捻系数超过0.55，则帘线的热收缩应力变大，不良率上升及帘线的厚度增加，导致重量增加。

图示的轮胎的胎体帘布2由一张胎体帘布层构成，但是在本发明中，用于构成胎体帘布2的胎体帘布层的张数并不限于此，也可以是两张以上。另外，其构造也没有特别的限制。关于胎圈部中的子午线胎体帘布2的卡定构造，也并不限于如图示那样卷绕卡定在胎圈芯1周围的构造，也可以是利用两层胎圈芯夹住子午线胎体帘布的端部的构造（未图示）。另外，在本发明中，作为使用于胎体帘布的增强帘线的聚酯纤维，例如能够举出聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）纤维、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）纤维、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）纤维等，其中，优选的是使用PET纤维。

而且，在本发明中，优选的是，在将由上述聚酯纤维帘线构成的胎体帘布保护层适用于轮胎时，在保护层的单面上，以加速电压200kV以上且小于600kV、照射线量10kGy～100kGy的条件实施电子束照射处理来作为预备硫化，配置为该照射面成为轮胎内侧、即内衬层侧，从而成型轮胎。由此，能够获得抑制产生轮胎内表面上帘线出头的效果，另外，也与轮胎重量降低相关联。在此，若照射电子束时的加速电压小于200kV，则有时电子束的透过力不充分，只能在胎体帘布保护层的表面进行预备硫化，不能够充分地获得抑制产生轮胎内表面上帘线出头的效果。另一方面，若加速电压为600kV以上，则可能导致胎体帘布保护层表面的预备硫化过度进行，对轮胎的成型性、耐久性带来不良影响。另外，若电子束的照射量小于10kGy，则有时电子束的透过力不充分，只能在胎体帘布保护层的表面进行预备硫化，不能够充分地获得抑制产生轮胎内表面上帘线出头的效果。另一方面，若电子束的照射量为100kGy以上，则可能导致胎体帘布保护层表面的预备硫化过度进行，对轮胎的成型性、耐久性带来不良影响。

在本发明的充气轮胎中，只有满足上述胎体帘布的增强帘线的条件是重要的，除此以外的轮胎构造的详细情况、各个构件的材质等并不特别限制，能够从以往公知中适当选择来构成。

例如，在图示的轮胎中，在胎体帘布2的胎冠部的轮胎半径方向外侧，从内层侧依次配置有两层带束层3a、3b和带束层增强层4、5。其中，带束层3a、3b由相对于轮胎周向呈预定的角度平行排列的帘线的涂胶层、优选的是钢丝帘线的涂胶层构成，并至少设有一层，但是，通常如图示那样交错配置两层。另外，带束层增强层由相对于轮胎周向实质上平行排列的有机纤维帘线的涂胶层构成，在图示的例子中，由在带束层3a、3b的整个宽度以上区域配设的一层冠带层4和在带束层2a、2b的两端区域配设的一对边缘冠带层5构成，但是在本发明中，带束层增强层的配设不是必须的，也可以采用其他构造的带束层增强层，关于其层数也并不限定于图示的例子。

而且，在胎面部13的表面上适当地形成有胎面花纹，在最内层形成有内衬层（未图示）。而且，在本发明的轮胎中，可以使用普通的或改变了氧分压的空气、或者氮气等惰性气体来作为向轮胎内填充的气体。

实施例

以下，使用实施例进一步详细说明本发明。

将满足下述表中所示的条件的增强帘线适用于胎体帘布，制作轮胎尺寸205/55R16的充气轮胎。带束层设为由两层钢丝帘线的涂胶层构成，相对于轮胎周向以±25°的角度交错配置。另外，在成型轮胎时，在胎体帘布保护层的单面上实施电子束照射处理，配置为其照射面成为轮胎内侧。关于所得到的各个试样轮胎，将按照以下内容进行了评价的结果一并记载在下述表中。

在此，通过在制造帘线时的浸渍处理工序中调整作为浸渍条件的处理温度、处理时的松紧度及处理时间，来控制下述实施例及比较例中的增强帘线的帘线强度及帘线伸长率。具体来说，关于在对帘线施加RFL（间苯二酚-甲醛）类粘接剂后实施的张紧热处理工艺中的干燥区、第一加热延伸部（热定形区）及第二加热延伸部（正火区）的各个区，通过在下述范围内改变条件，得到各个增强帘线。关于干燥区，设处理温度为160℃，设处理时间为60秒，设松紧度为0.7g/dtex～0.9g/dtex的范围。另外，热定形区及正火区的处理温度设为240℃，处理时间设为60秒。而且，热定形区的松紧度设为0.7g/dtex～0.9g/dtex的范围，正火区的松紧度设为0.3g/dtex～0.5g/dtex。

（1）耐久性

使各个式样轮胎在施加了预定内压及预定负荷的状态下在鼓轮试验机上以80km/h行驶，测量出直到发生故障为止的时间。结果用以直到比较例1的轮胎发生故障为止的时间为100的指数来表示。数值越大，耐久性能越良好。

（2）胎侧部切割性

将各个试样轮胎轮辋装配在规定轮辋上，填充规定内压，在其胎侧部上推压顶端曲率半径为R＝10（mm）的凸状突起，测量出直到胎侧部被切割为止所需的作功量。结果用以直到比较例1的轮胎的胎侧部被切割为止所需的作功量为100的指数来表示。数值越大，胎侧部切割性能越良好。

（3）水压（耐压性）

在将轮辋装配后的各个试样轮胎内用水装满而使内压上升了时，测量出轮胎破裂时的压力，用以比较例1的轮胎的破裂压力为100的指数来表示。数值越大，耐压性能越良好。

（4）内表面上帘线出头不良率

关于各个试样轮胎，在一定数量的制造轮胎中，计量出产生了由内表面上帘线出头引起的不良情况的轮胎的数量，将相对于比较例1的不良轮胎数量为相等以上的情况（数量相同或少的情况）记作○，将变差的情况（数量多的情况）记作×。

（表1）

（表2）

根据上述表中所示可知，在使用满足本发明的条件的聚酯纤维帘线来作为胎体帘布的增强帘线、适用了具有预定的保护层强度的胎体帘布保护层的各个实施例的轮胎中，不会产生轮胎的重量增加、内表面上帘线出头不良增加等问题地提高了安全度及耐久性。

附图标记说明

1胎圈芯；2胎体帘布；3a、3b带束层；4冠带层；5边缘冠带层；11胎圈部；12胎侧部；13胎面部。

Claims (6)

1.一种充气轮胎，其具有一张以上的胎体帘布，该胎体帘布在分别埋设在一对胎圈部中的胎圈芯之间的区域呈环状延伸，其特征在于，

作为上述胎体帘布的增强帘线，使用作为捻帘线的总分特数为4300dtex～5100dtex、作为浸渍处理后帘线的帘线强度为6.5cN/dtex～7.2cN/dtex、2cN/dtex的应力负荷时的帘线伸长率为3.5％～4.0％的聚酯纤维帘线，并且，作为利用橡胶覆盖该增强帘线而成的保护层的每单位宽度的保护层强度为2.9kN/cm～3.2kN/cm。

2.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中，

增强帘线在上述保护层中的占有率为70％～80％。

3.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中，

由下述式

$\mathrm{\α}=\tan \mathrm{\θ}=0.001\×N\×\sqrt{(0.125\×D/\mathrm{\ρ})}$

（式中，N是捻数（次/10cm），D是帘线的总分特数的半值，ρ是帘线的比重）定义的上述增强帘线的加捻系数α为0.42～0.55。

4.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中，

每一根上述增强帘线的、作为浸渍处理后帘线的、177℃下的热收缩应力为6N～12N。

5.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中，

上述聚酯纤维是聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维。

6.根据权利要求1所述的充气轮胎，其中，

在上述保护层的单面上，作为预备硫化，以加速电压200kV以上且小于600kV、照射线量10kGy～100kGy的条件实施电子束照射处理，配置为该照射面成为轮胎内侧。

Images