充氣輪胎的制作方法
【專利摘要】提供一種即使在使用包含含碳量為0.75重量％以下的碳鋼且生產(chǎn)率優(yōu)異的鋼簾線的情況下、也能夠發(fā)揮與使用包含含碳量超過0.75重量％的碳鋼的鋼簾線的情況同等以上的耐久性能的充氣輪胎。本發(fā)明的充氣輪胎，是具備將多根鋼簾線拉齊并埋設(shè)于橡膠中而成的帶束層的充氣輪胎，其中：各鋼簾線包括捻合了的多根線料，該線料直徑為0.15mm～0.40mm，各線料包括芯部與形成于該芯部周圍的鍍敷層，所述芯部包含含碳量為0.60重量％～0.75重量％的碳鋼，另一方面所述鍍敷層的平均厚度為0.23μm～0.33μm，所述鋼簾線的強(qiáng)度為3000MPa～3500MPa。
【專利說明】充氣輪胎
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及具備將多根鋼簾線拉齊而埋設(shè)于橡膠中而成的加強(qiáng)層的充氣輪胎，更詳細(xì)地說，涉及即使在使用包含含碳量為0.75重量％以下的碳鋼且生產(chǎn)率優(yōu)異的鋼簾線的情況下、也能夠發(fā)揮與使用包含含碳量超過0.75重量％的碳鋼的鋼簾線的情況同等以上的耐久性能的充氣輪胎。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，在使用于充氣輪胎的加強(qiáng)層的鋼簾線中，為了得到高強(qiáng)度，而使用包含含碳量超過0.75%的碳鋼的鋼琴線材(例如，參照專利文獻(xiàn)I以及2)。然而，這樣包含含碳量超過0.75%的碳鋼的鋼琴線材的拉絲加工較難，所以具有鋼簾線的生產(chǎn)率較差的缺點(diǎn)。
[0003]與此相對，通過將包含含碳量為0.75%以下的碳鋼且容易實(shí)施拉絲加工的鋼琴線材作為初始坯料、對該線料實(shí)施拉絲加工而得到鋼簾線用的線料，由此能夠提高鋼簾線的生產(chǎn)率。然而，在使用包含含碳量為0.75%以下的碳鋼的鋼簾線的情況下，與使用包含含碳量超過0.75重量％的碳鋼的鋼簾線的情況相比，充氣輪胎的耐久性能會下降。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開平3 - 193983號公報(bào)
[0007]專利文獻(xiàn)2:日本特開2000 - 178887號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明要解決的課題
[0009]本發(fā)明的目的在于提供一種即使在使用包含含碳量為0.75重量％以下的碳鋼且生產(chǎn)率優(yōu)異的鋼簾線的情況下、也能夠發(fā)揮與使用包含含碳量超過0.75重量％的碳鋼的鋼簾線的情況同等以上的耐久性能的充氣輪胎。
[0010]用于解決課題的技術(shù)方案
[0011]用于達(dá)成上述目的的本發(fā)明的充氣輪胎，具備將多根鋼簾線拉齊并埋設(shè)于橡膠中而成的加強(qiáng)層，其特征在于:各鋼簾線包括捻合了的多根線料，該線料直徑為0.15mm?0.40mm,各線料包括芯部與形成于該芯部周圍的鍍敷層，所述芯部包含含碳量為0.60重量％?0.75重量％的碳鋼，另一方面所述鍍敷層的平均厚度為0.23 μ m?0.33 μ m，所述鋼簾線的強(qiáng)度為3000MPa?3500MPa。
[0012]發(fā)明效果
[0013]本
【發(fā)明者】發(fā)現(xiàn)，通過將包含含碳量為0.75重量％以下的碳鋼的鋼琴線材作為出發(fā)坯料、對該線料實(shí)施使拉絲加工度提高的強(qiáng)化加工(強(qiáng)加工)而得到鋼簾線用的線料，由此不銹鋼組織的取向性增加，能夠?qū)崿F(xiàn)與以往所使用的包含含碳量超過0.75重量％的碳鋼的鋼簾線同等以上的強(qiáng)度。然而，在基于強(qiáng)化加工而得到高強(qiáng)度的鋼簾線的情況下，形成于芯部的鐵基底的凹凸變大，鋼簾線表面的鍍敷層局部變薄，其結(jié)果，具有在鍍敷層上形成有針孔(pin holl)的情況，這樣的針孔是使鋼簾線的粘著性下降的要因。因此，本
【發(fā)明者】，為了避免在鍍敷層上形成針孔，而對強(qiáng)化加工后的鋼簾線上的鍍敷層的最佳厚度進(jìn)行了銳意研究，得到本發(fā)明。
[0014]S卩，根據(jù)本發(fā)明，通過使鋼簾線的線料的芯部包含含碳量為0.60重量％?0.75重量％的碳鋼，能夠提高鋼簾線的生產(chǎn)率。另一方面，通過基于強(qiáng)化加工使鋼簾線的強(qiáng)度達(dá)到3000MPa?3500MPa，能夠確保與以往使用的包含含碳量超過0.75重量％的碳鋼的鋼簾線同等以上的強(qiáng)度。而且，將鋼簾線的線料的鍍敷層的平均厚度設(shè)為0.23μπι?0.33μπι，所以即使在實(shí)施了強(qiáng)化加工的情況下，也能夠避免在鍍敷層上形成針孔，防止鋼簾線的粘著性下降。其結(jié)果，能夠提供即使在使用包含含碳量為0.75重量％以下的碳鋼且生產(chǎn)率優(yōu)異的鋼簾線的情況下、也具有與使用包含含碳量超過0.75重量％的碳鋼的鋼簾線的情況同等以上的耐久性能的充氣輪胎。
[0015]在本發(fā)明中，鋼簾線的橡膠滲透率優(yōu)選設(shè)為75%以上。由此，即使基于強(qiáng)化加工而在鋼簾線的線料的鍍敷層上形成有針孔導(dǎo)致芯部的鐵基底露出，也能夠充分確保鋼簾線的粘著性，提高充氣輪胎的耐久性能。在這里，鋼簾線優(yōu)選在橫斷面上具有扁平形狀，另外，鋼簾線優(yōu)選具有IXN結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)的鋼簾線在達(dá)成上述橡膠滲透率上有利。
[0016]適用上述鋼簾線的加強(qiáng)層沒有特別限定，但優(yōu)選對構(gòu)成充氣輪胎的帶束層、胎體層或者胎側(cè)加強(qiáng)層中應(yīng)用上述鋼簾線。特別是，在帶束層中應(yīng)用上述鋼簾線的情況下，優(yōu)選在該帶束層的外周側(cè)卷繞有帶束保護(hù)層以覆蓋該帶束層的至少邊緣部。由此，能夠有效地防止帶束層的邊緣開裂。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式中的充氣輪胎的子午線半剖圖。
[0018]圖2是表示在本發(fā)明中使用于加強(qiáng)層的鋼簾線的剖視圖。
[0019]圖3是放大地表示圖2的鋼簾線的線料的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下，一邊參照附圖一邊對本發(fā)明的構(gòu)成進(jìn)行詳細(xì)說明。圖1表示本發(fā)明的實(shí)施方式中的充氣輪胎，圖2以及圖3分別表示在本發(fā)明中使用于加強(qiáng)層的鋼簾線以及其線料。
[0021]在圖1中，I為胎面部，2為胎側(cè)部,3為胎圈部。在左右一對胎圈部3、3間裝架有胎體層4。該胎體層4，包含在輪胎直徑方向上延伸的多根加強(qiáng)簾線，該多根加強(qiáng)簾線圍繞配置于各胎圈部3的胎圈芯5而從輪胎內(nèi)側(cè)向外側(cè)折回。
[0022]在胎圈芯5的外周配置有沿口填膠6，該沿口填膠6由胎體層4的本體部分與折回部分包圍。另外，從胎圈部3到胎側(cè)部2，遍及輪胎全周地埋設(shè)有包含拉齊了的多根加強(qiáng)簾線的胎側(cè)加強(qiáng)層7。在胎側(cè)加強(qiáng)層7，加強(qiáng)簾線相對于輪胎圓周方向的傾斜角度設(shè)定為例如10°?60°的范圍。胎側(cè)加強(qiáng)層7的加強(qiáng)簾線的傾斜角度能夠根據(jù)所需操縱穩(wěn)定性而適宜設(shè)定，通過增大該傾斜角度能夠提高操縱穩(wěn)定性。
[0023]另一方面，在胎面部I上的胎體層4的外周側(cè)埋設(shè)有多層帶束層8。這些帶束層8包含相對于輪胎圓周方向傾斜的多根加強(qiáng)簾線，并且配置成加強(qiáng)簾線在層間互相交叉。在帶束層8中，加強(qiáng)簾線相對于輪胎圓周方向的傾斜角度設(shè)定為例如10°?40°的范圍。[0024]在帶束層8的外周側(cè)，以高速耐久性的提高為目的，配置有少I層帶束保護(hù)層9，該帶束保護(hù)層9是將加強(qiáng)簾線相對于輪胎圓周方向以5°以下的角度排列而成的。該帶束保護(hù)層9，優(yōu)選設(shè)為將帶狀件在輪胎圓周方向上連續(xù)卷繞而成的無接頭結(jié)構(gòu)，所述帶狀件是將至少I根加強(qiáng)簾線拉齊而覆蓋橡膠而成的。作為帶束保護(hù)層9的加強(qiáng)簾線，使用尼龍等有機(jī)纖維簾線。
[0025]在上述充氣輪胎中，作為構(gòu)成從胎體層4、胎側(cè)加強(qiáng)層7以及帶束層8中選擇的至少I個(gè)加強(qiáng)層(優(yōu)選為帶束層8)的加強(qiáng)簾線，使用具有以下構(gòu)成的鋼簾線10(參照圖2以及圖3)。S卩，鋼簾線10具有多根線料11捻合的結(jié)構(gòu)，其線料直徑D設(shè)定為0.15mm?0.40mm的范圍。各線料11包括芯部Ila與形成于該芯部Ila周圍的鍍敷層lib。芯部Ila包含含碳量為0.60重量％?0.75重量％的碳鋼。另外，鍍敷層Ilb的平均厚度t設(shè)定為0.23 μ m?0.33 μ m的范圍。進(jìn)而，鋼簾線10的埋設(shè)于輪胎的狀態(tài)下的強(qiáng)度設(shè)定為3000MPa?3500MPa的范圍。
[0026]上述鋼簾線10能夠通過以下的方法制造。即，在原料的坯料中，使用包含含碳量處于上述范圍的碳鋼且直徑處于5.5mm?6.5mm的范圍的鋼琴線材。首先將該線材拉絲加工到直徑為2.0mm程度的中間線直徑，然后向該中間拉絲件實(shí)施鍍黃銅加工。接下來，通過向該實(shí)施了鍍黃銅的中間拉絲件實(shí)施最終拉絲加工應(yīng)變?yōu)?.8以上、更優(yōu)選為3.8?4.5的拉絲加工，形成線料直徑d位于上述范圍的線料11。然后，通過將實(shí)施了拉絲加工的多根線料11適當(dāng)捻合，能夠得到強(qiáng)度處于上述范圍的鋼簾線10。
[0027]另外，所謂最終拉絲加工應(yīng)變(R)，表示從鍍敷線到最終產(chǎn)品的拉絲加工的程度，在將鍍敷線的直徑設(shè)為DO并將最終產(chǎn)品的直徑設(shè)為Dl時(shí)，通過R = 2Xln (dO/dl)表示。
[0028]在如上所述具備將多根鋼簾線10拉齊而埋設(shè)于橡膠中而成的加強(qiáng)層的充氣輪胎中，通過使鋼簾線10的線料11的芯部Ila包含含碳量為0.60重量％?0.75重量％的碳鋼，由此能夠提高鋼簾線10的生產(chǎn)率。特別是，可飛躍式地改善到實(shí)施了鍍敷處理的中間拉絲件為止的生產(chǎn)效率，所以能夠降低鋼簾線10的制造成本。在這里，如果芯部Ila的含碳量小于0.60重量％ ,則鋼簾線10變軟,所以耐疲勞性惡化。相反，如果芯部Ila的含碳量超過0.75重量％，則鋼簾線10變硬，所以需要進(jìn)行低速加工、生產(chǎn)率下降。
[0029]另外，通過基于強(qiáng)化加工使鋼簾線10的強(qiáng)度達(dá)到3000MPa?3500MPa，由此能夠確保與以往使用的包含含碳量超過0.75重量％的碳鋼的鋼簾線同等以上的強(qiáng)度。在這里，如果鋼簾線10的強(qiáng)度小于3000MPa，則由于包含鋼簾線10的加強(qiáng)層的強(qiáng)度下降，充氣輪胎的耐久性能下降。相反，如果鋼簾線10的強(qiáng)度超過3500MPa，則由于鋼坯料的韌性下降，線料11變得容易斷裂，充氣輪胎的耐久性能下降。
[0030]進(jìn)而，將鋼簾線10的線料11的鍍敷層Ilb的平均厚度t設(shè)為0.23 μ m?0.33 μ m，所以即使在實(shí)施強(qiáng)化加工的情況下，也能夠避免在鍍敷層Ilb上形成針孔、防止鋼簾線10的粘著性下降。在這里，如果鍍敷層Ilb的平均厚度t小于0.23 μ m,則會在鍍敷層Ilb形成針孔導(dǎo)致芯部Ila的鐵基底容易露出，鋼簾線10的粘著性會下降。相反，如果鍍敷層Ilb的平均厚度t超過0.33 μ m,則鍍敷層Ilb變脆，引起鋼簾線10的粘著性下降。特別是，優(yōu)選，在線料直徑d為0.32mm以下的情況下，將鍍敷層I Ib的平均厚度t設(shè)為0.23 μ m?0.30 μ m的范圍，在線料直徑d超過0.32mm的情況下，將鍍敷層Ilb的平均厚度t設(shè)為0.27 μ m?0.33 μ m的范圍。[0031]鍍敷層Ilb的平均厚度t能夠如下所述那樣測定。首先，將預(yù)先測定了質(zhì)量的線料11的試驗(yàn)片浸潰于在25ml的12%鹽酸中添加了 0.15ml的34%過氧化氫而成的液體中使表面的鍍敷層Ilb有選擇地溶解。接下來，在水浴上對該溶解液加熱，將過剩的過氧化氫分解。放冷后，將該溶解液移到量瓶中，添加蒸餾水達(dá)到100ml。進(jìn)而，將試料液移到試驗(yàn)管(約20ml)，通過ICP分析機(jī)(島津ICPS — 8000)進(jìn)行分析。另外，配合Cu標(biāo)準(zhǔn)液(關(guān)東化學(xué)株式會社制造)、Zn標(biāo)準(zhǔn)液(關(guān)東化學(xué)株式會社制造)、12%鹽酸、Y203溶液(關(guān)東化學(xué)株式會社制造)而制作檢量線，測定每Ikg線料的鍍敷層11中的Cu重量(g/kg)以及Zn重量(g/kg)。平均厚度t通過考慮了鐵與黃銅的比重以及線料的截面面積而得到的一般式、即平均厚度 t ( μ m) =〔Cu 重量(g/kg) + Zn 重量(g/kg)〕X 線料直徑 d (mm) X0.235 計(jì)算。
[0032]如上所述,通過使鋼簾線10的線料11的芯部Ila包含含碳量為0.60重量％?
0.75重量％的碳鋼、基于強(qiáng)化加工提高鋼簾線10的強(qiáng)度、以及加厚鍍敷層Ilb的平均厚度t，由此能夠提供即使在使用包含含碳量為0.75重量％的碳鋼且生產(chǎn)率優(yōu)異的鋼簾線10的情況下、也具有與使用包含含碳量超過0.75重量％的碳鋼的鋼簾線的情況同等以上的耐久性能的充氣輪胎。
[0033]在上述充氣輪胎中，鋼簾線10的橡膠滲透率優(yōu)選為75%以上。由此，即使基于強(qiáng)化加工在鋼簾線10的線料11的鍍敷層Ilb上形成了針孔導(dǎo)致芯部Ila的鐵基底露出，也能夠充分確保鋼簾線10的粘著性，提高充氣輪胎的耐久性能。
[0034]鋼簾線10的橡膠滲透率能夠如下所述那樣測定。首先，從充氣輪胎取出鋼簾線10，通過切斷刀等將附著于簾線外側(cè)的橡膠除去。接下來，從鋼簾線10除去I根線料11，測定橡膠滲透到鋼簾線10內(nèi)部的部位的比例(％)。該測定通過目視進(jìn)行即可，但優(yōu)選基于圖像數(shù)據(jù)求出橡膠滲透的部位的比例(％)。這樣的測定在輪胎圓周上的8個(gè)部位進(jìn)行，將在這8個(gè)部位測定的橡膠滲透率的平均值設(shè)為鋼簾線10的橡膠滲透率。
[0035]為了達(dá)成上述橡膠滲透率，鋼簾線10優(yōu)選在橫截面上具有扁平形狀。在圖2中，鋼簾線10具有由長軸Dl與短軸Ds規(guī)定的扁平形狀。長軸Dl相對于短軸Ds的比(Dl/Ds)優(yōu)選設(shè)為1.2?1.6。通過這樣將鋼簾線10扁平化，橡膠滲透到簾線內(nèi)部。
[0036]另外，為了達(dá)成上述橡膠滲透率，如圖2所示，鋼簾線10優(yōu)選具有將N根線料11捆扎并捻合的IXN結(jié)構(gòu)(N= 2?6)。由此，橡膠容易滲透到簾線內(nèi)部。另外，IXN結(jié)構(gòu)為最優(yōu)選的捻合結(jié)構(gòu)，但此外，也可以采用例如具有含m根線料的芯與含N根線料的皮(sheath)的m + η結(jié)構(gòu)(m = I?2, η = 2?6)。在該情況下,通過使皮的線料數(shù)比最密狀態(tài)減少、能夠確保橡膠滲透率。在任何一種捻合結(jié)構(gòu)中，都能夠采用通過對線料實(shí)施打褶加工而在線料之間設(shè)置隙間的開放結(jié)構(gòu)。
[0037]進(jìn)而，為了達(dá)成上述橡膠滲透率，作為覆蓋鋼簾線10的覆層橡膠(coat gom)，也可以采用在未硫化狀態(tài)下柔軟的橡膠。由此，橡膠容易滲透到簾線內(nèi)部。
[0038]在上述的實(shí)施方式中，對胎體層4、胎側(cè)加強(qiáng)層7或者帶束層8應(yīng)用具有預(yù)定結(jié)構(gòu)的鋼簾線10，但特別是在帶束層8中應(yīng)用上述鋼簾線10的情況下，優(yōu)選在該帶束層8的外周側(cè)卷繞帶束保護(hù)層9以覆蓋帶束層8的至少邊緣部。由此，能夠有效地防止帶束層8的邊緣開裂，最大限度地享受廉價(jià)鋼簾線10的優(yōu)點(diǎn)。
[0039]在上述充氣輪胎中，對于胎體層4、胎側(cè)加強(qiáng)層7以及帶束層8的沒有應(yīng)用具有預(yù)定結(jié)構(gòu)的鋼簾線10作為加強(qiáng)簾線的部分，能夠使用在輪胎業(yè)界通常使用的加強(qiáng)簾線。作為這樣的加強(qiáng)簾線，例如，可列舉其他的鋼簾線、和/或以尼龍以及聚酯為代表的有機(jī)纖維簾線。
[0040]以上，對本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式進(jìn)行了詳細(xì)說明，但應(yīng)該理解為，在不脫離由技術(shù)方案規(guī)定的本發(fā)明的精神以及范圍的情況下，能夠?qū)ζ溥M(jìn)行各種變更、代用以及置換。
[0041]實(shí)施例
[0042]在輪胎尺寸195/65R15、具備使多根鋼簾線拉齊而埋設(shè)于橡膠中而成的帶束層的充氣輪胎中，制作帶束層的鋼簾線包含捻合的多根線料、各線料包含芯部與形成于該芯部周圍的鍍敷層、如表1那樣設(shè)定芯部的含碳量(重量％)、最終拉絲加工應(yīng)變、鍍敷層的平均厚度(μ m)、線料直徑(mm)、簾線結(jié)構(gòu)、簾線直徑(mm)、簾線強(qiáng)力(N)、簾線強(qiáng)度(MPa)的以往例1、實(shí)施例1~2以及比較例I~4的輪胎。
[0043]對這些試驗(yàn)輪胎，通過下述的評價(jià)方法，評價(jià)鋼簾線的橡膠滲透率、輪胎耐久性能，將其結(jié)果合并表不于表1。
[0044]橡膠滲透率:
[0045]從試驗(yàn)輪胎的帶束層將鋼簾線取出，通過切斷刀等除去附著于簾線外側(cè)的橡膠，進(jìn)而從鋼簾線中除去I根線料，基于圖像數(shù)據(jù)測定橡膠滲透到鋼簾線內(nèi)部的部位的比例(%)?在輪胎圓周上的8個(gè)部位進(jìn)行這樣的測定，將在這8個(gè)部位測定的橡膠滲透率的平均值設(shè)為鋼簾線的橡膠滲透率。
[0046]輪胎耐久性能:
[0047]使各試驗(yàn)輪胎在溫度 70°C以及濕度95%的條件下劣化30天，然后在將各試驗(yàn)輪胎安裝于輪輞尺寸15X6JJ的車輪而設(shè)定為空氣壓200kPa、荷重5kN以及速度121km/h的條件下開始由室內(nèi)滾筒試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行的行駛試驗(yàn)，每30分鐘使速度增加8km/h，計(jì)測試驗(yàn)輪胎故障為止的行駛距離。評價(jià)結(jié)果通過將以往例I設(shè)為100的指數(shù)來表示。該指數(shù)值越大意味著輪胎耐久性能越優(yōu)異。
[0048][表 I]
【權(quán)利要求】
1.一種充氣輪胎，具備將多根鋼簾線拉齊并埋設(shè)于橡膠中而成的加強(qiáng)層，其特征在于: 各鋼簾線包括捻合了的多根線料，該線料直徑為0.15mm?0.40mm,各線料包括芯部與形成于該芯部周圍的鍍敷層，所述芯部包含含碳量為0.60重量％?0.75重量％的碳鋼，另一方面所述鍍敷層的平均厚度為0.23 μ m?0.33 μ m,所述鋼簾線的強(qiáng)度為3000MPa?3500MPa。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所記載的充氣輪胎，其特征在于: 所述鋼簾線的橡膠滲透率為75%以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所記載的充氣輪胎，其特征在于: 所述鋼簾線在橫截面上具有扁平形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中的任一項(xiàng)所記載的充氣輪胎，其特征在于: 所述鋼簾線具有IXN結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1?4中的任一項(xiàng)所記載的充氣輪胎,其特征在于 所述加強(qiáng)層為帶束層、胎體層或胎側(cè)加強(qiáng)層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1?4中的任一項(xiàng)所記載的充氣輪胎,其特征在于: 所述加強(qiáng)層為帶束層，在該帶束層的外周側(cè)卷繞有帶束保護(hù)層以覆蓋該帶束層的至少邊緣部。
【文檔編號】B60C9/00GK103476601SQ201280017924
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2012年4月11日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月12日
【發(fā)明者】上田佳生, 柿沢寬志 申請人:橫濱橡膠株式會社