具有金属帘线的充气轮胎及制造金属帘线的方法技术

本发明专利技术公开了一种包括金属帘线的充气轮胎，每个金属帘线由扭绞在一起的金属丝制成，且所述金属帘线的初始延伸率在０．０５～０．２０％范围内，该初始延伸率的标准偏差不超过０．０２。本发明专利技术还公开了一种该金属帘线的制造方法，包括将金属丝成型为二维锯齿状波形，以及把成型的金属丝扭绞在一起，其中，该金属丝的数量在８到１２个范围内，且金属丝具有０．１５至０．３０ｍｍ的相同直径（ｄ），成型的金属丝具有相同的锯齿状波形，每个所述成型金属丝的锯齿状波形具有恒定的波长（Ｐ）和恒定的波高（ｈ），其中，波长与直径的比率（Ｐ／ｄ）在１００／３～７００／３范围内，并且波高与直径的比率（ｈ／ｄ）在５／３～８０／３范围内。

【技术实现步骤摘要】
具有金属帘线的充气轮胎及制造金属帘线的方法
本专利技术涉及一种充气轮胎，尤其是涉及一种能够改进轮胎耐用性的具有特定初始延伸率的金属帘线。
技术介绍
在充气轮胎中，普遍使用钢帘线作为张紧构件，以加强例如重载轮胎中的胎体、胎面补强带束层、胎圈补强层及类似结构等的多种轮胎元件。以卡车/公共汽车轮胎的胎体为例，在帘线层中通常使用“1×n×d”帘线结构和“2×d+6×d”、“3×d+8×d”、“3×d+9×d”和“3×d+9×d+1×d”的层式帘线结构。正如轮胎帘线领域所周知的以及日本工业标准G3510“钢轮胎帘线的测试方法”所描述的，“1×n×d”的帘线结构指的是多根(n)直径为(d)的钢丝作为一束共同扭绞成为一个帘线。层式帘线结构具有芯、护套，可选择地也具有包绕线。例如，“3×d+9×d”指的是芯由三根直径为(d)的钢丝制成，且外面的护套由九根直径为(d)的钢丝制成。“3×d+9×d+1×d”指的是以直径为(d)的钢丝作为附加的包绕线绕“3×d+9×d”结构缠绕。另一方面，近年来为了改进顶层橡胶(topping rubber)进入这样的帘线结构中的渗透性，已经提出使用波状细丝。当扭绞该波状细丝时，在细丝之间形成间隙，便于顶层橡胶渗透入上述帘线结构中。从另一角度观察此间隙的形成，由于细丝没有彼此紧密接触，当接触条件改变时，帘线的特性，例如延伸性能、拉伸模量及类似特性也会改变。这一点在帘线负荷较轻时尤其显著。当测量刚刚制成的帘线时，由于帘线较长且施加有适当的拉力，帘-->线特性的差异可能较小。但是，当将帘线切成特定长度并以涂胶层形式彼此平行放置时，这些差异会增大。因此，当用帘线来加强重载子午线轮胎的胎体时，因为相对于例如在胎面补强带束层和胎圈补强层中的其他应用来说，胎体帘线拉力很大，所以帘线特性的差异对轮胎的性能具有负面影响。在使用过程中，嵌入轮胎中的胎体帘线或多或少地增长或者说其长度增加。具体来说，当帘线的初始延伸率较大时，帘线变得较长。因此，如果帘线的初始延伸率的差异较大，则轮胎均匀性会变差。而且，由于帘线长度不同，负载会集中在较短的帘线上。这样，较短的帘线相较较长的帘线更易于疲劳，且耐用性降低。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个主要目的在于提供一种充气轮胎，通过具体地限定帘线的初始延伸率来控制帘线特性的差异，从而提高其耐用性。本专利技术的另一目的在于提供一种制造金属帘线的方法，采用该方法可减小在使用过程中帘线增长的差异性而提高耐用性。根据本专利技术的一方面，一种充气轮胎，其包括：一个以金属帘线补强的橡胶件，每个金属帘线由扭绞在一起的金属丝制成，所述金属帘线的初始延伸率在0.05～0.20％范围内，且该初始延伸率的标准偏差处于不大于0.02的范围内，其中每个帘线的初始延伸率是该帘线在49N的负载下的延伸率与该帘线在2.5N的负载下的延伸率的差值。根据本专利技术的另一方面，一种制造初始延伸率为0.05～0.20％的金属帘线的方法，包括：使金属丝成型为二维锯齿状波形，以及将该成型的金属丝扭绞在一起，其中，所述金属丝的数目为8至12-->个，且所述金属丝具有相同直径(d)，所述直径(d)为0.15mm至3mm，所述成型的金属丝具有相同的锯齿状波形，每个所述成型的金属丝的锯齿状纹形具有恒定的波长(P)和恒定的波高(h)，其中波长与直径的比率(P/d)在100/3到700/3范围内，且波高与直径的比率(h/d)在5/3到80/3范围内。附图说明下面结合附图详细描述本专利技术的实施例。图1是根据本专利技术的金属帘线的放大的横截面示意图。图2示出了根据本专利技术的金属帘线的负载—延伸率曲线图，用以说明初始延伸率。图3示出了包括在金属帘线中的成型金属丝和图4中所使用的成型金属丝的缩略标示。图4是用于说明帘线中金属丝错位的示图。图5是根据本专利技术的重载轮胎的横截面视图。图6是根据本专利技术的客车轮胎的横截面视图。图7是平行金属帘线的涂胶帘线层的立体示意图。图8是涂胶帘线层的放大横截面示意图。图9是根据本专利技术的金属帘线的放大横截面示意图。具体实施方式根据本专利技术，金属帘线2由扭绞在一起的钢丝6制成，从而使初始延伸率E在整个长度上为不超过0.20％范围内的预设恒定值。这里，如图2所示，初始延伸率E定义成E1与E2的差(E1-E2)，其中E1是负载为49N时帘线以百分比表示的延伸率，而E2是负载为2.5N时帘线以百分比表示的延伸率。延伸率E1与E2依据日本工业标准JIS-G3510“用于钢轮胎帘线的测试方法”、6.4“断裂力和断裂拉伸”而-->测量。为使初始延伸率在帘线的整个长度上维持恒定值，优选所有的钢丝6具有相同的由0.15mm至0.30mm的直径(d)，且钢丝6的数目在8至12个范围内。当直径(d)小于0.15mm时，即使钢丝具有下文所述的形状，但在扭绞时该形状极有可能消除，因而该钢丝不能改进橡胶进入帘线的渗透性。而且，特别是在重载轮胎的胎体帘线层中，帘线难以呈现必需的强度。另一方面，如果直径(d)大于0.30mm，会失去胎体帘线层所需要的帘线柔性并且耐疲劳性会降低。为了提供具有前述初始延伸率E的金属帘线2，金属帘线2通过仅将多根成型的金属丝6A扭绞在一起而形成，也就是，所有的金属丝6均是成型的金属丝6A。可使用成型的金属丝6A和图9所示的在扭绞前是平直的非成型金属丝6B来制造金属帘线2。但是，在用于重载轮胎的胎体帘线层中，因为帘线负载大，优选地，所有的金属丝均是成型的金属丝6A，以避免在某些金属丝上集中大的负载。在扭绞到一起前，每个成型的金属丝6A都是如图3所示的二维波形，直线段6c形成在一侧的锯齿波峰6a和另一侧的锯齿波峰6b(下文称“波谷6b”)之间。除了这样的包括直线段的波形外，金属丝也可以是没有直线段的曲线波形中的二维曲线波形，例如正弦波、一系列弧形和类似形状。在成型的金属丝6A中，优选地，极点长度或者说波长P和波高h(不包括图3所示的直径d)在整个长度上是恒定值。并且各波长P与金属丝直径(d)的比率P/d在100/3到700/3范围内，且各波高(h)与金属丝直径(d)的比率h/d在5/3到80/3范围内。如果比率P/d小于100/3和/或比率h/d大于80/3，则帘线的强度易于降低。如果比率P/d大于800/3和/或比率h/d小于5/3，则橡胶渗透不充分。-->相邻的波峰6a和波谷6b之间的半波长Q在整个长度上是恒定的。因此，波形在整个长度上是相同的。为使初始延伸率E在整个帘线长度上是恒定的，提高金属丝6、6A的材料均一性和几何一致性也是重要的。通常，用于制造金属丝的材料线是通过盘条热轧、随后受控冷却、第一次拔丝、退火处理、第二次拔丝、最后的退火处理、镀黄铜和最后的湿式拔丝而生产的。在这种情况下，为提高均一性，优选在钢中包括重量占0.01～0.2％的钼。成型的金属丝6A通过将平直的金属线从一对类似一对大齿轮一样转动的成型模之间穿过而形成波状。在成型模之间，金属丝的整个长度都接触到两个成型模是重要的。换句话说，为了防止金属丝的自由变形，在成型模之间设置恰好对应于金属丝直径的间隙，或者在齿的接合表面上设置缝隙。为了改进橡胶渗透性以及减小使用时延伸率的变化，优选地，金属丝6扭绞成1×n的结构(n是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种充气轮胎，包括：一个以金属帘线补强的橡胶件，每个金属帘线由扭绞在一起的金属丝制成，所述金属帘线的初始延伸率在０．０５～０．２０％范围内，且所述初始延伸率的标准偏差在不超过０．０２的范围内，其中每个帘线的初 始延伸率是该帘线在４９Ｎ的负载下以百分比表示的延伸率与该帘线在２．５Ｎ的负载下以百分比表示的延伸率的差。

【技术特征摘要】
JP 2004-8-30 2004-2505591.一种充气轮胎，包括：一个以金属帘线补强的橡胶件，每个金属帘线由扭绞在一起的金属丝制成，所述金属帘线的初始延伸率在0.05～0.20％范围内，且所述初始延伸率的标准偏差在不超过0.02的范围内，其中每个帘线的初始延伸率是该帘线在49N的负载下以百分比表示的延伸率与该帘线在2.5N的负载下以百分比表示的延伸率的差。2.如权利要求1所述的充气轮胎，其中，所述橡胶件是胎体帘线层。3.一种制造具有0.05～0.20％的初始延伸率的金属帘线的方法，包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：晒裕贵，
申请(专利权)人：住友橡胶工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]