橡膠制品補(bǔ)強(qiáng)用簾線(xiàn)以及充氣輪胎的制作方法
【專(zhuān)利摘要】橡膠制品補(bǔ)強(qiáng)用簾線(xiàn)通過(guò)將其中初捻纖維素纖維的線(xiàn)與其中初捻尼龍纖維的線(xiàn)加捻來(lái)形成。尼龍纖維的初捻數(shù)小于纖維素纖維的初捻數(shù)。此外，將橡膠制品補(bǔ)強(qiáng)用簾線(xiàn)作為胎體的簾布層簾線(xiàn)用于充氣輪胎。
【專(zhuān)利說(shuō)明】橡膠制品補(bǔ)強(qiáng)用簾線(xiàn)以及充氣輪胎
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及橡膠制品補(bǔ)強(qiáng)用簾線(xiàn)，并涉及在胎體的簾布層簾線(xiàn)中使用所述簾線(xiàn)的充氣輪胎。
【背景技術(shù)】
[0002]在作為典型的橡膠制品的充氣輪胎中，特別是在摩托車(chē)輪胎中的胎體簾布層中使用為高剛性纖維的人造絲纖維，以便實(shí)現(xiàn)高操縱穩(wěn)定性(steering stability)。此外,天絲纖維(lyocell fiber)(其也是纖維素纖維)比人造絲的剛性高，因此可用于獲得甚至更高的操縱穩(wěn)定性。
[0003]例如，JP2006-290164A(專(zhuān)利文獻(xiàn)I)公開(kāi)了通過(guò)在摩托車(chē)輪胎的胎體簾線(xiàn)中使用人造絲作為纖維來(lái)改善操縱穩(wěn)定性的技術(shù)。
[0004]引文列表
[0005]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0006]專(zhuān)利文獻(xiàn)I JP2OO6-29OlMA
【發(fā)明內(nèi)容】

_7] 發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0008]然而，纖維素纖維例如人造絲纖維或天絲纖維等是高剛性的，這些纖維具有差的耐疲勞性是一個(gè)問(wèn)題。天絲纖維具有特別差的耐疲勞性。
[0009]特別是在摩托車(chē)輪胎中的胎體簾布層通常具有相對(duì)于輪胎周向傾斜的簾布層簾線(xiàn)交替疊加的斜交結(jié)構(gòu)(bias structure)。對(duì)簾布層之間的交叉部分(intersection)反復(fù)輸入引起容易發(fā)生疲勞斷裂的問(wèn)題。
[0010]由于由纖維素纖維形成的簾布層簾線(xiàn)具有不良的耐疲勞性，需要在斜交結(jié)構(gòu)中以相對(duì)于輪胎周向在80°至90°角度配置胎體，以便降低簾布層簾線(xiàn)之間的交叉部分的磨蝕磨損(fretting wear)。
[0011]特別地，當(dāng)使用由纖維素纖維制造并在具有胎冠結(jié)構(gòu)(cap structure)的輪胎中以相對(duì)于輪胎周向在80°至90°的角度配置于簾布層中的簾線(xiàn)時(shí)，簾線(xiàn)由于壓縮應(yīng)變(compressive strain)而經(jīng)受疲勞,引起輪胎較低的耐久性的問(wèn)題。
[0012]因此，本發(fā)明的目的是提供具有改善的耐疲勞性同時(shí)保持高剛性的橡膠制品補(bǔ)強(qiáng)用簾線(xiàn)，和在胎體的簾布層簾線(xiàn)中使用所述簾線(xiàn)的高耐久性充氣輪胎。
[0013]用于解決問(wèn)題的方案
[0014]為了解決上述問(wèn)題，在反復(fù)試驗(yàn)后，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)使用在高剛性的纖維素纖維中混合耐疲勞性?xún)?yōu)異的尼龍纖維的簾線(xiàn)可使纖維素纖維的高剛性與尼龍纖維的耐疲勞性相容。具體地，發(fā)明人進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，為了實(shí)現(xiàn)該相容性，需要適當(dāng)?shù)卦O(shè)定各纖維的初捻數(shù)(plytwist number)的條件。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的充氣輪胎的主要特征如下。[0016](I) 一種橡膠制品補(bǔ)強(qiáng)用簾線(xiàn)，其是將由纖維素纖維初捻而成的線(xiàn)與由尼龍纖維初捻而成的線(xiàn)加捻而成的，其中尼龍纖維的初捻數(shù)小于纖維素纖維的初捻數(shù)。
[0017](2)根據(jù)⑴所述的橡膠制品補(bǔ)強(qiáng)用簾線(xiàn)，其中滿(mǎn)足以下關(guān)系:
[0018]O ≤ n/m ≤0.75
[0019]其中η為尼龍纖維的初捻數(shù)(捻(twist)/10cm)，m為纖維素纖維的初捻數(shù)(捻/IOcm)，且n/m為尼龍纖維的初捻數(shù)與纖維素纖維的初捻數(shù)之比。
[0020](3)根據(jù)(I)或⑵所述的橡膠制品補(bǔ)強(qiáng)用簾線(xiàn)，其中纖維素纖維的初捻數(shù)為32(捻/IOcm)以上。
[0021](4)根據(jù)(I)至(3)任一項(xiàng)所述的橡膠制品補(bǔ)強(qiáng)用簾線(xiàn)，其中尼龍纖維的初捻數(shù)為30(搶/IOcm)以下。
[0022](5)根據(jù)⑴至(4)任一項(xiàng)所述的橡膠制品補(bǔ)強(qiáng)用簾線(xiàn)，其中尼龍纖維在簾線(xiàn)中的含量在17%至45%的范圍內(nèi)。
[0023](6)根據(jù)(I)至(5)任一項(xiàng)所述的橡膠制品補(bǔ)強(qiáng)用簾線(xiàn)，其包含至少一根初捻纖維素纖維和至少一根初捻尼龍纖維。
[0024](7)根據(jù)(I)至(6)任一項(xiàng)所述的橡膠制品補(bǔ)強(qiáng)用簾線(xiàn)，其中纖維素纖維的細(xì)度為500dtex至3000dtex,且尼龍纖維的細(xì)度為400dtex至3000dtex。
[0025](8)根據(jù)⑴至(J)任一項(xiàng)所述的橡膠制品補(bǔ)強(qiáng)用簾線(xiàn)，其中簾線(xiàn)以相對(duì)于輪胎周向在60°和90°之間的角度配置。
`[0026](9) 一種充氣輪胎，其將根據(jù)(I)至(8)任一項(xiàng)所述的橡膠制品補(bǔ)強(qiáng)用簾線(xiàn)用于胎體的簾布層簾線(xiàn)。
[0027](10)根據(jù)(9)所述的充氣輪胎，其包括通過(guò)沿輪胎周向設(shè)置的高彈性簾線(xiàn)來(lái)補(bǔ)強(qiáng)的胎冠結(jié)構(gòu)。
[0028]發(fā)明的效果
[0029]根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)在適當(dāng)?shù)某跄頂?shù)的條件下同時(shí)使用纖維素纖維和尼龍纖維可提供兼具高剛性和耐疲勞性的簾線(xiàn)以及將所述簾線(xiàn)用于胎體的簾布層簾線(xiàn)的充氣輪胎。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0030]下面參考附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明，其中:
[0031]圖1說(shuō)明當(dāng)尼龍和纖維素的初搶數(shù)相當(dāng)時(shí)的終搶(cable twist)；
[0032]圖2說(shuō)明當(dāng)纖維素的初捻數(shù)大于尼龍的初捻數(shù)時(shí)的終捻；和
[0033]圖3為具有胎冠結(jié)構(gòu)的輪胎的截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]以下參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明。圖1至3說(shuō)明用于根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的充氣輪胎的胎體簾布層的簾線(xiàn)。
[0035]本實(shí)施方案中，為了使高剛性與耐疲勞性相容，使用混合高剛性的纖維素纖維和耐疲勞性?xún)?yōu)異的尼龍纖維的簾線(xiàn)。
[0036]圖1示出當(dāng)尼龍纖維和纖維素纖維的初捻數(shù)為30(捻/IOcm)時(shí)的情況。
[0037]該情況下，尼龍纖維2和纖維素纖維I交替排列于一股簾線(xiàn)中，并且當(dāng)將壓縮應(yīng)變輸入(place)到簾線(xiàn)上時(shí)，壓縮應(yīng)變被均勻地施加到尼龍纖維和纖維素纖維上。因此，即使簾線(xiàn)包含一起加捻的尼龍纖維和纖維素纖維，施加到耐壓縮疲勞性差的纖維素纖維上的壓縮應(yīng)變也不會(huì)變化。因此，在該情況下簾線(xiàn)的耐疲勞性不會(huì)改善。
[0038]注意捻數(shù)根據(jù)JIS L1017 (1983)表示為每IOcm線(xiàn)的值。
[0039]本實(shí)施方案中，為了使纖維素纖維的高剛性與尼龍纖維優(yōu)異的耐疲勞性相容，關(guān)鍵是纖維素的初捻數(shù)大于尼龍的初捻數(shù)。例如，尼龍的初捻數(shù)設(shè)定至5(捻/IOcm)，和纖維素的初捻數(shù)設(shè)定至30 (捻/IOcm)。
[0040]圖2示出沿與初捻相反的方向一起加捻(終捻)的初捻的纖維素纖維的線(xiàn)和初捻的尼龍纖維的線(xiàn)。
[0041]如圖2所示，在所得結(jié)構(gòu)中，纖維素纖維位于簾線(xiàn)的更外側(cè)，而尼龍纖維位于簾線(xiàn)的更內(nèi)側(cè)。
[0042]通過(guò)采用上述結(jié)構(gòu)，纖維素纖維比尼龍纖維位于更外側(cè)，因此當(dāng)將壓縮應(yīng)變施加于加捻簾線(xiàn)上時(shí)，大部分應(yīng)變被施加到尼龍纖維上。
[0043]因此，施加于耐壓縮疲勞性差的纖維素纖維上的壓縮應(yīng)變較少，由此改善整個(gè)加捻簾線(xiàn)的耐疲勞性。
[0044]例如，優(yōu)選滿(mǎn)足以下關(guān)系:
[0045]O ≤n/m ≤ 0.75
[0046]其中η為尼龍纖維的初捻數(shù)(捻/10cm)，m為纖維素纖維的初捻數(shù)(捻/IOcm)，且n/m為尼龍纖維的初捻數(shù)與纖維素纖維的初捻數(shù)之比。
[0047]原因在于如果上述比例設(shè)定為大于0.75，則不再足以獲得將纖維加捻在一起以使纖維素纖維比尼龍纖維位于更內(nèi)側(cè)的效果。
[0048]即使上述比例為0，與僅纖維素纖維的簾線(xiàn)相比耐疲勞性也改善。
[0049]然而，為了防止尼龍纖維上的壓縮應(yīng)變變得過(guò)大，上述比例更優(yōu)選為0.3以上。
[0050]纖維素的初捻數(shù)優(yōu)選為32 (捻/IOcm)以上。原因在于數(shù)量小于32 (捻/IOcm)，則不再足以獲得將纖維加捻在一起以使纖維素纖維比尼龍纖維位于更外側(cè)的效果。
[0051]尼龍的初捻數(shù)優(yōu)選為30(捻/IOcm)以下。原因在于數(shù)量大于30 (捻/IOcm)，則尼龍纖維的耐疲勞性得到改善，然而加捻簾線(xiàn)的剛性卻降低。
[0052]尼龍纖維在簾線(xiàn)中的含量?jī)?yōu)選在17%至45%的范圍內(nèi)。原因在于尼龍纖維含量小于17%，則纖維素纖維不能足以接收尼龍纖維的緩沖作用，因此耐疲勞性不能得到改善。在含量大于45%時(shí)，尼龍纖維在簾線(xiàn)中的比例增高，因此與纖維素纖維相比，尼龍纖維的彈性模量降低，妨礙了簾線(xiàn)本身的剛性和操縱穩(wěn)定性?xún)烧叩木S持。
[0053]注意“含量”指尼龍纖維相對(duì)于整個(gè)簾線(xiàn)重量的重量百分?jǐn)?shù)。
[0054]此外，在簾線(xiàn)中，纖維素纖維的細(xì)度優(yōu)選為500dtex至3000dtex，并且尼龍纖維的細(xì)度優(yōu)選為400dtex至3000dtex。
[0055]原因在于如果纖維素纖維的細(xì)度小于500dtex且尼龍纖維的細(xì)度小于400dtex，則斷裂強(qiáng)度過(guò)低，然而如果纖維素纖維和尼龍纖維的細(xì)度大于3000dteX，則重量變得過(guò)大。
[0056]此外，在胎體中使用本實(shí)施方案的簾線(xiàn)的輪胎具有優(yōu)異的耐疲勞性，因此所述簾線(xiàn)可以相對(duì)于輪胎周向在60°和90°之間的角度配置。
[0057]另外，根據(jù)本發(fā)明的簾線(xiàn)是高度剛性的并具有優(yōu)異的耐疲勞性，因此優(yōu)選用于充氣輪胎中胎體的簾布層簾線(xiàn)。
[0058]例如如圖3所示，充氣輪胎具有包括在一對(duì)胎圈芯之間環(huán)形延伸的胎體3以及從胎體3沿輪胎徑向向外配置的帶束層(belt)的結(jié)構(gòu)。
[0059]根據(jù)本發(fā)明的簾線(xiàn)是高度剛性的并具有優(yōu)異的耐疲勞性，因此將所述簾線(xiàn)用于充氣輪胎的胎體的簾布層簾線(xiàn)中獲得具有優(yōu)異的操縱穩(wěn)定性和耐久性的輪胎。
[0060]特別地，根據(jù)本發(fā)明的簾線(xiàn)優(yōu)選用于由于壓縮應(yīng)變而具有低耐久性并具有圖3所示的胎冠結(jié)構(gòu)的輪胎中。
[0061]注意胎冠結(jié)構(gòu)指如圖3所示的具有帶束增強(qiáng)層5的結(jié)構(gòu)，所述帶束增強(qiáng)層5從帶束層4沿輪胎徑向向外側(cè)配置，延伸至少跨過(guò)帶束層的整個(gè)寬度，并且通過(guò)使有機(jī)纖維簾線(xiàn)嵌入橡膠并基本上平行于輪胎周向排列來(lái)形成。
[0062]實(shí)施例
[0063]接下來(lái)，為了確認(rèn)常規(guī)輪胎和根據(jù)本發(fā)明的輪胎之間耐久性的差異，進(jìn)行在轉(zhuǎn)鼓上的試驗(yàn)。作為發(fā)明例I至7以及比較例I至5，在胎體的簾布層簾線(xiàn)中使用具有沿與初捻相反的方向加捻在一起的纖維素纖維(人造絲或天絲)和尼龍的簾線(xiàn)來(lái)生產(chǎn)輪胎。作為常規(guī)例I至4，在胎體簾布層中使用僅由尼龍形成的簾線(xiàn)來(lái)制備輪胎。
[0064]為了檢驗(yàn)該試驗(yàn)中的耐久性，將具有180/55R17輪胎尺寸的輪胎安裝到適用輪輞(rim)上，并施加140kPa的氣壓。然后將4.58kN的負(fù)荷施加到各輪胎，并通過(guò)以81km/h的速度行駛進(jìn)行轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)。表I至3示出發(fā)明例I至7、比較例I至5和常規(guī)例I至4的比較結(jié)果以及各輪胎的規(guī)格。
[0065]表I至3中，表示低內(nèi)壓時(shí)耐久性的發(fā)明例的INDEX由下式計(jì)算，其中常規(guī)例I的輪胎指定為100的值。
[0066](發(fā)明例的INDEX)=((發(fā)明例輪胎的行駛距離)/(常規(guī)例I的輪胎的行駛距離))XlOO
[0067]注意INDEX越大表示耐久性越好。
[0068]此外，發(fā)明例的操縱穩(wěn)定性的INDEX通過(guò)基于在試驗(yàn)路程中行駛實(shí)際車(chē)輛的試驗(yàn)司機(jī)的行駛感覺(jué)的綜合評(píng)價(jià)來(lái)計(jì)算，常規(guī)例I的輪胎指定為100的值。所述值越大越好。注意以相同的方式評(píng)價(jià)比較例。
[0069]表I
[0070]
【權(quán)利要求】
1.一種橡膠制品補(bǔ)強(qiáng)用簾線(xiàn)，其是將由纖維素纖維初捻而成的線(xiàn)與由尼龍纖維初捻而成的線(xiàn)加捻而成的，其中 所述尼龍纖維的初捻數(shù)小于所述纖維素纖維的初捻數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橡膠制品補(bǔ)強(qiáng)用簾線(xiàn)，其中滿(mǎn)足以下關(guān)系:
O ≤ n/m ≤ 0.75 其中η為所述尼龍纖維的初捻數(shù)(捻/10cm)，m為所述纖維素纖維的初捻數(shù)(捻/IOcm)，且n/m為所述尼龍纖維的初捻數(shù)與所述纖維素纖維的初捻數(shù)之比。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的橡膠制品補(bǔ)強(qiáng)用簾線(xiàn)，其中所述纖維素纖維的初捻數(shù)為32(捻/IOcm)以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的橡膠制品補(bǔ)強(qiáng)用簾線(xiàn)，其中所述尼龍纖維的初捻數(shù)為30(捻/IOcm)以下。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的橡膠制品補(bǔ)強(qiáng)用簾線(xiàn)，其中所述尼龍纖維在所述簾線(xiàn)中的含量在17%至45%的范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的橡膠制品補(bǔ)強(qiáng)用簾線(xiàn)，其包含至少一根初捻纖維素纖維和至少一根初捻尼龍纖維。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的橡膠制品補(bǔ)強(qiáng)用簾線(xiàn)，其中所述纖維素纖維的細(xì)度為500dtex至3000dtex,且所述尼龍纖維的細(xì)度為400dtex至3000dtex。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的橡膠制品補(bǔ)強(qiáng)用簾線(xiàn)，其中所述簾線(xiàn)以相對(duì)于輪胎周向在60°和90°之間的角度配置。
9.一種充氣輪胎，其將根據(jù)權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的橡膠制品補(bǔ)強(qiáng)用簾線(xiàn)用于胎體的簾布層簾線(xiàn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的充氣輪胎，其包括通過(guò)沿輪胎周向設(shè)置的高彈性簾線(xiàn)來(lái)補(bǔ)強(qiáng)的胎冠結(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】B60C9/00GK103459688SQ201280014961
【公開(kāi)日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2012年2月2日 優(yōu)先權(quán)日:2011年2月4日
【發(fā)明者】川島啟介 申請(qǐng)人:株式會(huì)社普利司通