專利名稱：橡膠制品增強用鋼絲簾線及其制造方法
技術領域：
本發明涉及一種用作汽車輪胎、傳輸皮帶等橡膠制品增強材料的橡膠制品增強用簾線(以下也簡稱為“簾線”)及其制造方法。
背景技術：
作為用于汽車輪胎、傳輸皮帶等橡膠制品增強材料的單層構造的橡膠制品增強用 鋼絲簾線，以往通常是1 X 3、1 X 5構造等單層捻，將多根單絲牢固地捻合而使其緊密接觸 的所謂閉合捻構造的簾線。但是，這種閉合捻簾線在簾線中心形成封閉的空間，當將簾線夾 在兩張橡膠片材之間進行加熱壓縮而形成復合體片材時，橡膠材料不會侵入簾線中心的空 洞部中而成為僅僅是由橡膠片材包入了簾線的復合體，不會成為橡膠材料完全進入簾線中 心的空洞部中，并且橡膠與簾線一體化的所謂完全復合體。因此，當將現有的閉合捻簾線夾 在橡膠片材之間進行加熱壓縮后的復合體片材組裝在例如汽車的輪胎中時，橡膠材料與簾 線的粘接不充分，在汽車行駛時產生橡膠材料與簾線剝離的所謂分離現象的可能性增大， 而且，當侵入橡膠材料中的水分到達簾線中心的空洞部時，其水分沿著空洞部在長度方向 上傳播而腐蝕簾線，其結果，產生顯著地降低其簾線的機械強度的問題。而且，如圖5所示，在單層捻構造的簾線30中，通過施加在多根單絲31全部上的 用于捻合的彎曲過大，在單絲31彼此之間形成間隙32，從而使橡膠材料容易侵入的開放捻 構造的簾線也是公知的。但是，開放捻構造的簾線中單絲彼此是非接觸的，形狀容易崩潰， 而且，由于極低載荷區域的伸長(以下稱為“低載荷伸長”)大，所以操作的作業性差。進 而，存在因復合體片材成形時加入的極低載荷的張力而間隙32減少，橡膠材料不能夠充分 侵入簾線內部的情況。而且，也提出有如圖6所示，使單層捻構造的簾線40具有與用于捻合多根單絲41 內的一部分的單絲41的彎曲不同的小的螺旋狀的彎曲(例如參照專利文獻1)。這種簾線 由于是牢固地捻合了設置有與用于捻合的彎曲不同的小的螺旋狀的彎曲的單絲(以下稱 為“螺旋單絲”)，和僅設置有用于捻合的彎曲的單絲(以下稱為“非螺旋單絲”)，所以單絲 彼此被緊密接合地捻合，所以形狀不會像閉合捻簾線那樣崩潰，而且在螺旋單絲與非螺旋 單絲之間形成間隙42，橡膠材料侵入其中。但是，這種僅在一部分單絲上設置螺旋狀的彎曲的單層捻構造的簾線具有在拉伸 載荷作用在簾線上時，其拉伸載荷集中在非螺旋單絲上的傾向。因此，也可以如圖7所示，考慮在單層捻構造的簾線50中是使用的單絲51均為螺 旋單絲。這樣一來，在單絲51彼此之間形成橡膠材料侵入的間隙52，而且，由于拉伸載荷被 所有的單絲分擔，所以消除了因拉伸載荷的集中而產生的抗疲勞性的降低。但是，如果這樣 使所有的單絲51均為螺旋單絲時，簾線50的低載荷伸長將增大。專利文獻1特開平5-140882號公報
發明內容
因此，本發明所要解決的課題是獲得橡膠侵入性良好，抗疲勞性優越，并且低載荷 伸長小的單層捻構造的橡膠制品增強用鋼絲簾線。本發明的橡膠制品增強用鋼絲簾線是將具有相同線徑的n(n = 3 6)條單絲捻 合而成的IXn單層捻構造的鋼絲簾線，其特征在于，所有的單絲具有在加有螺旋狀的彎曲 后通過按壓加工得到的截面形狀為大致橢圓狀、間距比用于捻合的彎曲的間距小的大致橢 圓螺旋狀的彎曲，該大致橢圓螺旋狀的彎曲是彎曲間距P為0. 32Pc 0. 55Pc (Pc為簾線的 捻距(mm))，大致橢圓狀的截面形狀的短徑Dl/長徑D2為0. 35 0. 66。而且，本發明的橡膠制品增強用鋼絲簾線的制造方法用于制造將具有相同線徑的 η (η = 3 6)條單絲捻合而成的1 Xn單層捻構造的橡膠制品增強用鋼絲簾線，其特征在 于，在使所有的單絲具有加有螺旋狀的彎曲后通過按壓加工而截面形狀為大致橢圓狀、間 距比用于捻合的彎曲的間距小的大致橢圓螺旋狀的彎曲，該大致橢圓螺旋狀的彎曲是彎曲 間距P為0. 32Pc 0. 55Pc (Pc為簾線的捻距(mm))，大致橢圓狀的截面形狀的短徑Dl/長徑 D2為0. 35 0. 66，捻合該具有大致橢圓螺旋狀的彎曲的單絲而形成單層捻構造的鋼絲簾線。這種簾線由于是在所有的單絲上施加間距比用于捻合的彎曲的間距小的另外的 大致橢圓螺旋狀的彎曲，并將這些單絲捻合而成的，所以即使是在捻合之后的簾線上也存 在間距比用于捻合的彎曲的間距小的彎曲，因此簾線中心的空洞部經由單絲之間的間隙向 外部連通，橡膠材料容易侵入。而且，這種簾線由于是所有的單絲具有間距比用于捻合的彎曲的間距小的彎曲， 在拉伸載荷作用在簾線上時，載荷均勻地作用在所有的單絲上，所以不會因載荷集中在一 部分的單絲上而產生抗疲勞性降低，抗疲勞性優良。進而，該簾線在簾線長度方向的某一部 位上至少有一組相鄰的單絲與其大致接觸。因此，簾線伸長減小，能夠抑制低載荷伸長。在上述的結構中，使彎曲間距P為0. 32Pc 0. 55Pc(Pc為簾線的捻距(mm))是由 于當彎曲間距P小于0. 32PC時，隨著加彎時作用有過大的應力而產生的過分的塑性變形， 單絲容易彎折并且生產性降低，而當彎曲間距P大于0. 55Pc時，捻合該單絲而成的簾線因 橡膠制品成型時橡膠材料的流動而產生的拉伸力或者加載在簾線表面上的減薄力，單絲之 間的間隙減少，橡膠材料的侵入將不充分。而且，使大致橢圓螺旋狀的彎曲的截面形狀的短 徑Dl/長徑D2為0. 35 0. 66是由于捻合了 D1/D2小于0. 35的單絲的簾線其各單絲之間 的間隙過小，即使使用流動性好的橡膠材料，在加壓加硫時橡膠材料也不能夠充分地向內 部侵入，而捻合了 D1/D2大于0. 66的單絲的簾線其捻合的穩定性變差，抗疲勞性惡化的緣 故。在上述制造方法中，單絲既可以是在附加了螺旋狀的彎曲后通過按壓加工而帶有 大致橢圓螺旋狀后暫時卷取在卷筒上，切斷成規定根數并設置在捻線機的送出裝置中間隙 捻合，也可以在捻線機的送出裝置至捻口之間進行加彎加工。根據本發明，能夠獲得橡膠侵入良好、抗疲勞性優良、并且低載荷拉伸小的單層捻 構造的橡膠制品增強用鋼絲簾線，通過將這種簾線用作例如汽車輪胎的增強材料，能夠不 降低處理作業性地制造橡膠侵入性、抗疲勞性優良的輪胎，而且能夠大幅度延長輪胎的壽 命。而且，這種簾線通過在捻合前的單絲的狀態下使彎曲間距P為0.32PC 0. 55Pc(Pc為簾線的捻距(mm))，能夠抑制加彎時作用有過大的應力而過分塑性變形，同時能夠提高生產性，而且，捻合了該單絲的簾線不會因橡膠制品成型時的橡膠材料的流動而 產生的拉伸力或者加載在簾線表面上的減薄力而使單絲之間的間隙減少，橡膠材料的侵入 充分。進而，通過使大致橢圓形的彎曲的短徑Dl/長徑D2為0. 35 0. 66，捻合了該單絲的 簾線在加壓加硫時橡膠材料充分地向內部侵入，同時捻合穩定，抗疲勞性不會惡化。
圖1是本發明的實施方式的1X3的單層捻構造的鋼絲簾線的剖視圖。圖2是本發明的實施方式的1X5的單層捻構造的鋼絲簾線的剖視圖。圖3是本發明的實施方式所涉及的大致橢圓形螺旋狀的彎曲的間距的說明圖。圖4是本發明的實施方式所涉及的大致橢圓螺旋狀的彎曲的截面形狀的長徑和 短徑的說明圖。圖5是現有的1X3的單層捻構造中，使所有單絲的捻合彎曲過大的開放構造的鋼 絲簾線的剖視圖。圖6是現有的1X3的單層捻構造中，一根單絲具有與用于捻合的彎曲不同的螺旋 狀的彎曲的鋼絲簾線的剖視圖。圖7是現有的1X3的單層捻構造中，所有的單絲具有與用于捻合的彎曲不同的螺 旋狀的彎曲的鋼絲簾線的剖視圖。
具體實施例方式以下，參照附圖對本發明的實施方式的橡膠制品增強用鋼絲簾線進行說明。(實施方式的一例)圖1示出了 1X3構造的鋼絲簾線的截面構造作為1Χη(η = 3 6)的單層捻構 造的實施方式的一例。圖1所示的鋼絲簾線10為由具有相同線徑的三根單絲11構成的1X3的單層捻 構造，是將三根單絲捻合而成的，該三根單絲是使所有的單絲11具有在附加了螺旋狀的彎 曲后進行按壓加工而成為截面形狀為大致橢圓形的螺旋狀的彎曲(以下稱為“大致橢圓形 螺旋狀的彎曲”)，且間距比用于捻合的彎曲的間距小的彎曲。該鋼絲簾線10是所有單絲11具有間距比與用于捻合的彎曲不同的另外的用于捻 合的彎曲的間距小的大致橢圓螺旋狀的彎曲。這種間距比用于捻合的彎曲的間距小的大致 橢圓螺旋狀的彎曲是對單絲加有螺旋狀的彎曲后通過按壓加工而得到的彎曲。捻合前的單絲的大致橢圓螺旋狀的彎曲的間距如圖3的俯視圖所示，表示從波谷 到波谷或者從波峰到波峰的長度(周期)P，短徑Dl如圖4所示，表示大致橢圓螺旋狀的彎 曲的短徑軸向的長度，長徑Dl表示大致橢圓螺旋狀的彎曲的截面形狀的長徑軸向的長度。 該捻合前的大致橢圓螺旋狀的彎曲的彎曲間距P (mm)為0. 32Pc 0. 55Pc (Pc 簾線的捻距 (mm))，短徑Dl/長徑D2為0.35 0.66。另外，單絲直徑d優選為0. 15 0. 40mm。這是 由于當單絲直徑d小于0. 15mm時鋼絲簾線的強度降低，而當單絲直徑d超過0. 40mm時柔 軟性降低的緣故。捻距Pc通常為8. 0 18. 0mm。這種簾線10由于是所有的單絲11具有間距比與用于捻合的彎曲不同的另外用于捻合的彎曲的間距小的彎曲，所以成為簾線中心的空洞部經由單絲11之間的間隙向外部 連通的結構。因此，橡膠材料容易侵入。而且，這種簾線10是所有的單絲11具有間距比與用于捻合的彎曲的間距小的彎 曲，在拉伸載荷作用在簾線上時載荷均勻地作用在所有的單絲11上，因此不會因載荷集中 在一部分的單絲11上而產生抗疲勞性降低，抗疲勞性優良。進而，這種簾線10在簾線的長度方向的某一部位上至少有一組相鄰的單絲11與 其大致接觸。因此，簾線伸長減小，能夠抑制低載荷伸長。
(實施方式的其它例子)圖2表示1X5的構造的鋼絲簾線的截面構造，作為IXn(η = 3 6)的單層捻構 造的實施方式的其它例子。圖2所示的簾線(鋼絲簾線)20為具有相同線徑的5條單絲21構成的1 X 5的單 層捻構造，是將五根單絲捻合而成的，該五根單絲是使所有的單絲21具有在附加了螺旋狀 的彎曲后進行按壓加工而成為大致橢圓螺旋狀的彎曲(截面血形狀為大致橢圓形的螺旋 狀的彎曲”)，且間距比用于捻合的彎曲的間距小的彎曲。這種簾線20是所有的單絲21具有間距比與用于捻合的彎曲不同的另外用于捻合 的彎曲的間距小的大致橢圓螺旋狀的彎曲。該間距比用于捻合的彎曲的間距小的大致橢圓 螺旋狀的彎曲是在單絲上加有螺旋狀的彎曲后，通過按壓加工而得到的彎曲。該捻合前的 大致橢圓螺旋狀的彎曲的彎曲間距P (mm)為0. 32PC 0. 55Pc (Pc 簾線的捻距(mm))，短徑 Dl/長徑D2為0. 35 0. 66。另外，單絲直徑d優選為0. 15 0. 40mm。這是由于當單絲直 徑d小于0. 15mm時鋼絲簾線的強度降低，而當單絲直徑d超過0. 40mm時柔軟性降低的緣 故。捻距Pc通常為8. 0 18. 0mm。這種簾線20由于是所有的單絲21具有間距比與用于捻合的彎曲不同的另外的用 于捻合的彎曲的間距小的彎曲，所以成為簾線中心的空洞部經由單絲21之間的間隙22向 外部連通的結構。因此，橡膠材料容易侵入。而且，這種簾線20是所有的單絲21具有間距比與用于捻合的彎曲的間距小的彎 曲，在拉伸載荷作用在簾線上時載荷均勻地作用在所有的單絲21上，因此不會因載荷集中 在一部分的單絲21上而產生抗疲勞性降低，抗疲勞性優良。進而，這種簾線20在簾線的長度方向的某一部位上至少有一組相鄰的單絲21與 其大致接觸。因此，簾線伸長減小，能夠抑制低載荷伸長。(實施例)作為實施例，在對直徑為5. 5mm的鋼線材重復鉛浴淬火和拔絲加工后，在表面上 實施陽極電鍍，成為線徑為0. 25mm的單絲，采用這種單絲制造1 X3構造以及1X5構造的 單層捻的鋼絲簾線。這些實施例的1X3構造以及1X5構造的單層捻的鋼絲簾線是分別將加有大致螺 旋狀的彎曲后，通過按壓加工而具有截面形狀為大致橢圓狀的小彎曲的單絲捻合而成的。在任一種情況下，螺旋狀的彎曲采用將所供給的單絲作為軸心旋轉的加彎裝置 (特公昭63-63293號公報所記載的加彎裝置)賦予的。彎曲形狀通過加彎銷的間隔、加彎 銷的尺寸以及以單絲為軸心旋轉的轉速進行調整。而且，將螺旋狀的彎曲加工成截面形狀大致為橢圓螺旋狀的彎曲的按壓加工是通過將多個自由旋轉的輥配置成鋸齒狀的公知的按壓加工裝置進行的。但是，按壓加工的手段并不僅限于此。將這樣制造的實施例的簾線的橡膠侵入性、低載荷伸長、抗疲勞性、形狀穩定性 (捻穩定性)、以及生產性與現有例子的簾線進行比較加以評價。橡膠侵入性是將各簾線以施加了 49N的拉伸載荷的狀態埋入橡膠材料中，經過加 壓加硫后取出，將該簾線分解，觀察一定的長度，以百分比表示和橡膠相接觸的形跡處的長 度相對于所觀察的長度的比值進行評價。低載荷伸長是以百分比表示49N載荷加載時的伸長進行評價。抗疲勞性是通過將多根簾線埋入橡膠材料中而制作復合體的片材，采用該片材， 通過雙層皮帶疲勞試驗機，求出經過摩擦磨損、壓曲等簾線斷裂為止所重復的次數，將現有 例子的閉合捻簾線作為100以指數表示。處理作業性是以比現有例子的閉合簾線差的為X，稍差的為Δ，相同的為〇進行 評價。形狀穩定性是將現有例子的閉合捻簾線為基準(均勻)，與其相同的情況為“均 勻”，不相同的為“不均勻”。生產性是以重整時是否產生單絲的彎折進行判斷，未產生彎折的為〇，產生了彎 折的為X。作為現有例子，將直徑為5. 5mm的鋼線材重復鉛浴淬火和拔絲加工后，在表面上 實施陽極電鍍，成為線徑為0. 25mm的單絲，采用該舉絲，以1X3構造且閉合構造，1X3構造 且開放構造，以及1X3構造在一部(1條)單絲上施加螺旋狀的彎曲的簾線的現有的1X3 構造的三種簾線，和以1 X 5構造且閉合構造，1 X 5構造且開放構造，以及1 X 5構造在一部 (3條)單絲上施加螺旋狀的彎曲的簾線的現有的1X5構造的三種簾線。評價結果示于表1以及表2中。
根據表1合表2可知，實施例的簾線在所有的評價中均優于現有的簾線。本發明能夠適用于汽車輪胎、傳輸皮帶等橡膠制品增強材料中。
權利要求
一種橡膠制品增強用鋼絲簾線，其構造為將具有相同線徑的n條單絲捻合而成的1×n單層捻，其中n＝3～6，其特征在于，所有的單絲具有在加有螺旋狀的彎曲后通過按壓加工得到的截面形狀為大致橢圓狀、間距比用于捻合的彎曲的間距小的大致橢圓螺旋狀的彎曲，該大致橢圓螺旋狀的彎曲是彎曲間距P為0.32Pc～0.55Pc，大致橢圓狀的截面形狀的短徑D1/長徑D2為0.35～0.66，其中Pc為簾線的捻距，單位為毫米。
2.一種橡膠制品增強用鋼絲簾線的制造方法，用于制造將具有相同線徑的n、且 n = 3 6條單絲捻合而成的lXn單層捻構造的橡膠制品增強用鋼絲簾線，其特征在于，在使 所有的單絲具有加有螺旋狀的彎曲后通過按壓加工而截面形狀為大致橢圓狀、間距比用于 捻合的彎曲的間距小的大致橢圓螺旋狀的彎曲，該大致橢圓螺旋狀的彎曲是彎曲間距P為 0. 32Pc 0. 55Pc，大致橢圓狀的截面形狀的短徑D1/長徑D2為0. 35 0. 66，其中Pc為簾 線的捻距，單位為毫米，捻合該具有大致橢圓螺旋狀的彎曲的單絲而形成單層捻構造的鋼 絲簾線。
全文摘要
本發明涉及橡膠制品增強用鋼絲簾線及其制造方法。本發明提供一種橡膠侵入性良好、抗疲勞性優良、并且低載荷伸長小的單層構造的橡膠制品增強用鋼絲簾線。在所有的單絲(11)上加有螺旋狀的彎曲后，通過按壓加工，設置截面形狀為大致橢圓狀，且間距比用于捻合的彎曲的間距小的彎曲，將這些單絲捻合而成為單層捻構造，從而簾線中心的空洞部經由單絲(11)之間的間隙(12)向外部連通，并且在簾線長度方向的某一部位上，至少有一組相鄰的單絲(11)與其大致相互接觸。
文檔編號D02G3/44GK101838873SQ20101014493
公開日2010年9月22日 申請日期2010年3月18日 優先權日2009年3月18日
發明者森岡哲隆 申請人:特線工業株式會社