專利名稱：客車子午線輪胎的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種充氣輪胎，它在保證優(yōu)良的耐高速性的同時(shí)降低了路面噪音。
背景技術(shù)：
通常，在客車子午線輪胎中，為了抑制胎面部在高速行駛下提升(由離心力引起的提升)并提高耐高速性，在帶束層的外側(cè)設(shè)置了由加固帶簾布層構(gòu)成的加固帶層。加固帶簾布層是由加固帶簾線呈螺旋形纏繞而成的。
經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，如果具備了這種加固帶層，頻率在250Hz左右的路面噪音減少了，而如果增大加固帶簾線的模量，則與帶束層的粘結(jié)力提高了，且路面噪音能夠被降低。因此，近年來提出使用高模量纖維如聚酰胺纖維、聚對苯二甲酸乙二酯纖維和聚對萘二甲酸乙二酯纖維代替?zhèn)鹘y(tǒng)的尼龍纖維作為加固帶簾線。
但是，由于這種高模量纖維簾線不含有具備聚合物特征的官能團(tuán)，與橡膠的粘結(jié)性難以得到保證。由于這個(gè)原因，需進(jìn)行單浴處理，在該處理過程中將環(huán)氧、異氰酸酯和脲的化合物加入到普通RFL液體中，或進(jìn)行雙浴處理，在該處理過程中使用環(huán)氧、異氰酸酯和脲的化合物的第一次浴之后進(jìn)行使用RFL液體的第二次浴。但是與橡膠的粘結(jié)性不足，簾線因環(huán)氧、異氰酸酯和脲的化合物而僵化，抗疲勞性下降，這些處理過程不利于耐高速性。由于簾線僵化，輪胎變得易于遭受來自道路表面的振動(dòng)，并使得簾線原來的降低路面噪音效果不能夠充分體現(xiàn)出來。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種客車子午線輪胎，它在提高帶束層粘結(jié)力的同時(shí)把來自路面的振動(dòng)控制在較低水平，而且不對加固帶簾線與橡膠的粘結(jié)性和抗疲勞性造成破壞，在保證優(yōu)異的耐高速性的同時(shí)降低了路面噪音，以及提高了駕駛舒適性。
根據(jù)本申請的權(quán)利要求1，提供了一種充氣子午線輪胎，其包括設(shè)置在胎面部的內(nèi)側(cè)和胎體徑向的外側(cè)的帶束層，以及設(shè)置在帶束層徑向的外側(cè)的加固帶層，其中加固帶層由加固帶簾線以與輪胎圓周向成5°或更小角度呈螺旋形纏繞而成的加固帶簾布層構(gòu)成，加固帶簾線由尼龍纖維簾線組成，其調(diào)濕質(zhì)量細(xì)度(D)(含水率4.5％)為1400～2800dtex，采用單股絲結(jié)構(gòu)，當(dāng)被施以44N的載荷時(shí)簾線的伸長率為4.0～6.0％，帶束層由與輪胎圓周向成10～40°角的鋼絲帶束層簾線排列而成，每根帶束層簾線的彎曲勁度設(shè)定為50fg·cm或更小。
由于本發(fā)明具有上述結(jié)構(gòu)，使得在提高對帶束層的粘結(jié)力的同時(shí)把來自路面的振動(dòng)控制在較低水平，而且不對加固帶簾線與橡膠的粘結(jié)性和抗疲勞性造成破壞。因此，在確保優(yōu)異的耐高速性的同時(shí)能夠降低路面噪音，并進(jìn)一步提高駕駛舒適性。


圖1是本發(fā)明充氣輪胎的一個(gè)實(shí)施方式的截面圖；圖2是用來解釋帶束層簾線的彎曲勁度的測量方法；以及圖3是用來解釋帶束層簾線之間的橡膠厚度L1和L2的截面圖；具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式加以解釋。
如圖1所示，客車子午線輪胎1包括從胎面部2經(jīng)過胎壁部3延伸到胎圈部4的胎圈芯5的胎體6、設(shè)置于胎面部2的內(nèi)側(cè)和胎體6的徑向外側(cè)的帶束層7、以及進(jìn)一步在帶束層7外側(cè)設(shè)置的加固帶層9。
胎體6由一個(gè)或多個(gè)(在本實(shí)施方式中是一個(gè))胎體簾布層6A形成，其中設(shè)置有與輪胎圓周向成如75～90°角的胎體簾線。胎體簾布層6A包括在胎圈芯5和5之間延伸的簾布層體6a，以及繞胎圈芯5由輪胎軸向內(nèi)側(cè)向外側(cè)轉(zhuǎn)折的簾布層轉(zhuǎn)折部6b。簾布層體6a和簾布層轉(zhuǎn)折部6b之間設(shè)置有從胎圈芯5沿徑向向外延伸的胎圈增強(qiáng)胎圈三角膠8。有機(jī)纖維簾線如尼龍、聚酯和人造絲適合用作胎體簾線。
帶束層7由一個(gè)或多個(gè)帶束簾布層(在本實(shí)施方式中是兩個(gè)帶束簾布層7A和7B)形成，其中設(shè)置有與輪胎圓周向成10～40°角的鋼絲帶束層簾線。帶束層簾線在帶束簾布層7A和7B之間相互交錯(cuò)，用以提高帶束層的剛度，利用緊箍效應(yīng)來增強(qiáng)胎面部2。
然后，加固帶層9由一個(gè)或多個(gè)由加固帶簾線以與輪胎圓周向成5°或更小角度呈螺旋形纏繞而成的加固帶簾布層11構(gòu)成。加固帶簾布層11的例子是一對僅在輪胎軸向覆蓋帶束層7的兩端7E的左邊緣和右邊緣的加固帶簾布層，和基本上覆蓋帶束層7的整個(gè)寬度的全加固帶簾布層，以及邊緣加固帶簾布層和全加固帶簾布層的組合。在本實(shí)施方式中，加固帶層9由一個(gè)全加固帶簾布層11組成。
這里發(fā)現(xiàn)，在加固帶層9中，如果提高加固帶簾線的模量并增加對帶束層7的粘結(jié)力，就能夠提高耐高速性，并進(jìn)一步減少尤其是頻率在250Hz左右的路面噪音。于是近年來提出使用高模量纖維的簾線如芳香族聚酰胺纖維、聚對苯二甲酸乙二酯纖維和聚對萘二甲酸乙二酯纖維。但是，如果使用環(huán)氧、異氰酸酯和脲的化合物作為粘結(jié)劑，則高模量纖維與橡膠的粘結(jié)性難以充分體現(xiàn)。此外，粘結(jié)劑使簾線僵化，其抗疲勞性被破壞，耐高速性下降。還有，由于簾線僵化，其原來的降低路面噪音效果也難以充分體現(xiàn)。
在本發(fā)明中，使用的是調(diào)濕質(zhì)量細(xì)度(conditioned mass fineness)(D)(含水率4.5％)為1400～2800dtex的尼龍纖維簾線，其中加固帶簾線采用的是單股絲結(jié)構(gòu)。在該單股絲結(jié)構(gòu)中，1繩段(繩索長度單位等于20碼)平行排列的絲股(strands)沿一個(gè)方向絞合，且絞合度與傳統(tǒng)的折疊絞合結(jié)構(gòu)相比非常之低。因此，即使使用了尼龍纖維，簾線的拉伸彈性模量也能大幅提高，且有可能表現(xiàn)出同具有折疊絞合結(jié)構(gòu)的高模量纖維簾線一樣高的粘結(jié)力。
如果加固帶簾線的絞合系數(shù)T(＝N·√D)減少到400～700的范圍內(nèi)，以及如果簾線在被施以44N的載荷下其伸長率控制在6.0％或更小值，優(yōu)異的粘結(jié)力可得到充分體現(xiàn)。術(shù)語“絞合系數(shù)T”(＝N·√D)之值是將調(diào)濕質(zhì)量細(xì)度(D)(含水率4.5％)的平方根√D乘以每10cm簾線的合股(strandings)數(shù)N得到的。術(shù)語“簾線伸展”是根據(jù)JIS L1017的8.7節(jié)中所述的在“施以恒定載荷時(shí)的伸長率”的標(biāo)準(zhǔn)條件下進(jìn)行的測試，對簾線施以一恒定載荷(44N)時(shí)測得的伸長率。
如果簾線在施以44N的載荷時(shí)伸長率小于4.0％，這對于粘結(jié)力而言是有利的，但簾線伸長太小，其伸長將難以跟上輪胎的運(yùn)動(dòng)。此外，當(dāng)輪胎硫化成型時(shí)加固帶簾線不能充分?jǐn)U展，導(dǎo)致了輪胎的形變，且破壞了輪胎的均一性。因此，簾線的伸長率優(yōu)選在4.0～6.0％的范圍內(nèi)。如果絞合系數(shù)T超過700，合股變得非常大，簾線變得易于擴(kuò)展而難以獲得足夠的粘結(jié)力。如果絞合系數(shù)T小于400，合股變得非常小，不能輕易編織繩股，且會(huì)給形成簾線或處理簾線帶來麻煩。因此，絞合系數(shù)T應(yīng)在400～700的范圍內(nèi)。
由于尼龍被用作加固帶簾線，正如那些采用了人造纖維的，通過使用RFL液體進(jìn)行普通的浸漬處理能夠確保對橡膠的強(qiáng)粘結(jié)性。因此，沒有必要使用環(huán)氧、異氰酸酯和脲的化合物，因使用這些物質(zhì)導(dǎo)致的弊端也可得到避免。有可能防止抗疲勞性因簾線僵化而下降，以及防止因簾線僵化而導(dǎo)致很容易接受來自路面的振動(dòng)，并有可能有效體現(xiàn)優(yōu)異的耐高速性和降低路面噪音。
由于增加了粘結(jié)力，加固帶層9還具有增加轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性的效果。相反的，增大的轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性可用于減少帶束層的剛度，在保持轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性的同時(shí)可使用較傳統(tǒng)簾線軟的簾線作為帶束層簾線。
在本發(fā)明中，為了進(jìn)一步減少路面噪音，每根帶束層簾線(鋼絲簾線)的彎曲勁度限定為50fg·cm或更低，且?guī)鴮觿偠仍O(shè)置得比傳統(tǒng)輪胎的低。這就更難于在保持轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性的同時(shí)使其能接受來自路面的振動(dòng)。對彎曲勁度的限制不僅可以通過改變簾線的材料，也可以通過減小簾線的直徑來容易實(shí)現(xiàn)。當(dāng)簾線的直徑變小了，輪胎的重量得以減輕，滾阻力同樣被減小。
如果彎曲勁度大于50fg·cm，路面噪音不能進(jìn)一步被降低。此外，用加固帶層9使粘結(jié)力增加，輪胎變得特別硬，導(dǎo)致行駛中出現(xiàn)振動(dòng)，因此破壞了駕駛舒適性。如果彎曲勁度小于3fg·cm，輪胎變得特別軟，破壞了振動(dòng)的收斂，導(dǎo)致出現(xiàn)擺動(dòng)，因此破壞了駕駛舒適性。因此，彎曲勁度的下限值優(yōu)選為3fg·cm或更大，更優(yōu)選為10fg·cm或更大。彎曲勁度的上限值優(yōu)選為40fg·cm或更小，更優(yōu)選為35fg·cm或更小。
在帶束層簾線中，每根簾線的壓縮勁度優(yōu)選限定在500～2400N/mm。如果彎曲勁度小于500N/mm，輪胎太軟，振動(dòng)收斂被破壞，且難以降低路面噪音。相反，如果壓縮勁度超過2400N/mm，輪胎變得特別硬，產(chǎn)生僵硬感。因此，壓縮勁度的下限值為700N/mm或更高，優(yōu)選800N/mm或更高。壓縮勁度的上限值為2000N/mm或更低，優(yōu)選1800N/mm或更低。
“壓縮勁度”的定義為，如圖2所示，當(dāng)從固定端伸出5cm長的簾線的尖端上施加一個(gè)力，并且尖端的開口角度變?yōu)?5°時(shí)用TABER(U.S.)公司制造的V-5剛度測試器150-D所測得的彎矩值(fg·cm)。形成每個(gè)直徑25mm、高度25mm的圓柱形橡膠，在其中的一個(gè)圓柱形橡膠中沿高度方向埋入一根長度為25mm的帶束層簾線作為含有簾線的試樣，而其他圓柱形橡膠不含簾線(不含簾線的試樣)。使用拉伸測試器將所有試樣在高度方向上壓縮1mm，測量此時(shí)所需的壓縮力。用含有簾線試樣的壓縮力減去不含簾線試樣的壓縮力，其結(jié)果被定義為“壓縮勁度”。
如圖3所示的放大模式下，在輪胎1中，為了提高駕駛舒適性，帶束簾布層7A和7B中相鄰帶束層簾線間的橡膠厚度L1設(shè)置在大于0.5mm、小于1.0mm，帶束簾布層7A和7B中在厚度方向上的相鄰帶束層簾線間的橡膠厚度L2設(shè)置在大于0.2mm、小于0.4mm。
這是因?yàn)槿绻熅€間的橡膠厚度L1為0.5mm或更小，以及如果簾線間的橡膠厚度L2為0.2mm或更小，即使帶束層簾線的彎曲勁度較低，行駛時(shí)也會(huì)產(chǎn)生僵硬感，破壞了駕駛舒適性。如果簾線間的橡膠厚度L1窄到0.5mm或更小，簾線密度會(huì)變得特別大，在簾布層端容易發(fā)生簾線松散，輪胎的重量增加到超過需要，并且滾阻力受損。如果簾線間的橡膠厚度L2為0.2mm或更小，層間容易發(fā)生剝離。
如果簾線間的橡膠厚度L1為1.0mm或更大，以及如果簾線間的橡膠厚度L2為0.4mm或更大，輪胎會(huì)變得特別軟，行駛時(shí)會(huì)有擺動(dòng)感，輪胎的響應(yīng)性變差，駕駛舒適性和滾阻力也變差。
盡管對特別優(yōu)選的實(shí)施方式已做詳細(xì)描述，本發(fā)明并不限于所列舉的實(shí)施方式，可對本發(fā)明進(jìn)行各種修改并以多種形式實(shí)施。
實(shí)施例基于表1所示的規(guī)格，試制了輪胎尺寸為195/65R15、結(jié)構(gòu)如圖1所示的輪胎樣品，對輪胎的路面噪音、滾阻力、駕駛舒適性和重量進(jìn)行了測定。表1中沒有顯示的胎體、帶束層和加固帶層的規(guī)格均如下所示。
·胎體層數(shù)2簾線1100dtex/2(PET)簾線角度+88°/-88°簾線計(jì)數(shù)50/5cm·帶束層層數(shù)2簾線角度+20°/-20°·加固帶層層數(shù)1(全加固帶)簾線計(jì)數(shù)50/5cm(1)路面噪音為客車(2000cc，F(xiàn)F車)的所有輪輞(15×6JJ)安裝上試樣輪胎，其內(nèi)壓為200kPa，讓車在測試道上以60km/h行駛。此時(shí)在司機(jī)座位處用耳測定噪音，將250Hz處的聲壓級(jí)(dB)與對照例2的作比較。這里，符號(hào)+(正)表示路面噪音增加了。
(2)滾阻力使用滾阻力測試器，測試在輪輞15×6JJ、內(nèi)壓200kPa、載荷4.0kN以及速度80km/h條件下汽車行駛的滾阻力。測量值用指數(shù)表示，其中把對照例2的指定為100。指數(shù)越小，滾阻力越小，其結(jié)果越好。
(3)駕駛舒適性讓路面噪音測試中使用的車輛以時(shí)速60km/h在輪胎測試跑道上行駛，基于感官對傳遞到坐在司機(jī)坐位的人的手(手放在他(或她)的膝上)的振動(dòng)(僵硬感、擺動(dòng)感)做出評(píng)定，該評(píng)定分為1～5五個(gè)級(jí)別·5分完全沒有傳遞振動(dòng)(僵硬感、擺動(dòng)感)·4分輕微傳遞振動(dòng)(僵硬感、擺動(dòng)感)但不明顯·3分振動(dòng)(僵硬感、擺動(dòng)感)傳遞明顯，可被感知·2分振動(dòng)(僵硬感、擺動(dòng)感)感受明顯，但手、膝及大腿振動(dòng)不嚴(yán)重·1分明顯感受振動(dòng)(僵硬感、擺動(dòng)感)，且至少一邊的手、膝及大腿有振動(dòng)表1-1

表1-2

由于對照例1與對照例2相比具有較窄的加固帶簾線和較大的簾線伸長率，因此粘結(jié)力較差，且路面噪音增大。對照例3具有高彎曲勁度的帶束層簾線，易于接受來自路面的振動(dòng)，且路面噪音增大。在本發(fā)明的試樣輪胎5中，帶束層簾線的壓縮勁度特別小，因此路面噪音增大且駕駛舒適性變差。在本發(fā)明的試樣輪胎6中，簾線間橡膠厚度L1太窄，因此滾阻力和駕駛舒適性變差。在本發(fā)明的試樣輪胎7中，簾線間橡膠厚度L1太寬，因此路面噪音增加，且滾阻力和駕駛舒適性變差。在本發(fā)明的試樣輪胎8中，簾線間橡膠厚度L2太窄或太厚，因此駕駛舒適性變差。
權(quán)利要求
1.一種客車子午線輪胎，其包括設(shè)置于胎面部的內(nèi)側(cè)和胎體徑向的外側(cè)的帶束層和設(shè)置于帶束層徑向的外側(cè)的加固帶層構(gòu)成，其中所述加固帶層由加固帶簾線以與輪胎圓周向成5°或更小角度呈螺旋形纏繞而成的加固帶簾布層構(gòu)成，所述加固帶簾線由尼龍纖維簾線組成，其調(diào)濕質(zhì)量細(xì)度(D)(含水率4.5％)為1400～2800dtex，采用單股絲結(jié)構(gòu)，在被施以44N的載荷時(shí)簾線的伸長率為4.0～6.0％，所述帶束層由鋼絲帶束層簾線以與輪胎圓周向成10～40°角排列而成的帶束簾布構(gòu)成，每根帶束層簾線的彎曲勁度設(shè)定為50fg·cm或更小。
2.如權(quán)利要求1所述的客車子午線輪胎，其特征在于，在所述加固帶簾線中，用調(diào)濕質(zhì)量細(xì)度(D)(含水率4.5％)的平方根√D乘以每10cm簾線的合股數(shù)目N得到的絞合系數(shù)T(＝N·√D)為400～700。
3.如權(quán)利要求1或2所述的客車子午線輪胎，其特征在于，在所述帶束層簾線中，每根簾線的壓縮勁度為500～2400N/mm。
4.如權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的客車子午線輪胎，其特征在于，所述帶束層包括兩個(gè)帶束簾布層，每個(gè)帶束簾布層中相鄰的帶束層簾線間的橡膠厚度L1設(shè)置為大于0.5mm而小于1.0mm，每個(gè)帶束簾布層中在厚度方向上相鄰的帶束層簾線間的橡膠厚度L2設(shè)置為大于0.2mm而小于0.4mm。
全文摘要
一種客車子午線輪胎1，它包括由加固帶簾布層A構(gòu)成的加固帶層9，加固帶簾布層A由加固帶簾線沿帶束層7的徑向外側(cè)呈螺旋形纏繞而成。加固帶簾線由單股結(jié)構(gòu)的尼龍纖維簾線構(gòu)成，其中調(diào)濕質(zhì)量細(xì)度(D)(含水率4.5％)為1400～2800 dtex，以及在被施以44N的載荷時(shí)簾線的伸長率為4.0～6.0％。帶束層7包括帶束簾布層，所述帶束簾布層中，鋼絲帶束層簾線以與輪胎圓周向成10～40°角排列，每根帶束層簾線的彎曲勁度設(shè)定為50fg·cm或更小。
文檔編號(hào)B60C9/20GK1660612SQ20051005287
公開日2005年8月31日 申請日期2005年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月27日
發(fā)明者山崎和美 申請人:住友橡膠工業(yè)株式會(huì)社