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钢线及汽车用轮胎

阅读:1128发布:2020-07-27

IPRDB可以提供钢线及汽车用轮胎专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且使1×n的钢线(110)的至少一条单丝(111)、m+n构造的钢线(210)的鞘单丝(212a~212i)中至少一条、或m/n构造的钢线(310)的鞘单丝(312a~312i)中至少一条为预先具有小的螺旋状或波状弯曲的单丝,调整从线外周的突出量,以使捻开后的具有弯曲的单丝(111)在投影面的轨迹和用于线捻合的螺旋弯曲的基准线之间的背离幅度L和单丝直径d的比率L/d在单丝整周角上超过0.7的部位不存在,且为0.07~0.7范围内的部位在捻合螺旋每个间距中存在两处以上。这样,可得到具有充分的橡胶进入性和优良的耐疲劳性的橡胶产品增强用钢线及使用该钢线的汽车用轮胎。,下面是钢线及汽车用轮胎专利的具体信息内容。

1.一种钢线,在将n条(n=3~6)单丝捻合而成的单层捻合中,至少一条单丝具有与用于线捻合的螺旋弯曲不同的小的螺旋状或波状弯曲,其特征在于,具有上述螺旋状或波状弯曲的单丝,背离幅度L(mm)和单丝直径d(mm)的比率L/d超过0.7的部位在将该单丝在水平面上转动并在单丝整周范围内改变角度而投影的任一轨迹上皆不存在,且具有上述螺旋状或波状弯曲的单丝中至少一条,上述比率L/d在将该单丝在水平面上转动并在单丝整周范围内改变角度而投影的某一轨迹上为0.07~0.7范围内的部位在用于线捻合的螺旋弯曲的每个间距中存在两处以上,所述背离幅度L(mm)是在将该钢线捻开后的该单丝水平配置并在水平面投影时的投影面上该单丝的轨迹和用于线捻合的螺旋弯曲的正弦波状基准线之间的、在与该基准线的切线垂直的直线上的背离幅度。

2.一种钢线,具有将m条(m=1~4)单丝捻合而成的芯和在该芯周围捻合的n条(n=6~9)单丝所构成的鞘,构成上述鞘的n条单丝中至少一条单丝具有与用于线捻合的螺旋弯曲不同的小的螺旋状或波状弯曲,其特征在于,具有上述螺旋状或波状弯曲的单丝,背离幅度L(mm)和单丝直径d(mm)的比率L/d超过0.7的部位在将该单丝在水平面上转动并在单丝整周范围内改变角度而投影的任一轨迹上皆不存在,且具有上述螺旋状或波状弯曲的单丝中至少一条,上述比率L/d在将该单丝在水平面上转动并在单丝整周范围内改变角度而投影的某一轨迹上为0.07~0.7范围内的部位在用于线捻合的螺旋弯曲的每个间距中存在两处以上,所述背离幅度L(mm)是在将该钢线捻开后的该单丝水平配置并在水平面投影时的投影面上该单丝的轨迹和用于线捻合的螺旋弯曲的正弦波状基准线之间的、在与该基准线的切线垂直的直线上的背离幅度。

3.一种钢线,具有m条(m=2~4)单丝所构成的芯和在该芯周围配置的n条(n=5~9)单丝所构成的鞘,构成上述鞘的n条单丝中至少一条单丝是具有与用于线捻合的螺旋弯曲不同的小的螺旋状或波状弯曲的单丝,将构成上述芯的m条单丝和构成上述鞘的n条单丝在同一方向上以同一间距同时捻合,其特征在于,具有上述螺旋状或波状弯曲的单丝,背离幅度L(mm)和单丝直径d(mm)的比率L/d超过0.7的部位在将该单丝在水平面上转动并在单丝整周范围内改变角度而投影的任一轨迹上皆不存在,且具有上述螺旋状或波状弯曲的单丝中至少一条,上述比率L/d在将该单丝在水平面上转动并在单丝整周范围内改变角度而投影的某一轨迹上为0.07~0.7范围内的部位在用于线捻合的螺旋弯曲的每个间距中存在两处以上,所述背离幅度L(mm)是在将该钢线捻开后的该单丝水平配置并在水平面投影时的投影面上该单丝的轨迹和用于线捻合的螺旋弯曲的正弦波状基准线之间的、在与该基准线的切线垂直的直线上的背离幅度。

4.一种钢线,具有m条(m=2~4)单丝所构成的芯和在该芯周围配置的n条(n=5~9)单丝所构成的鞘,构成上述鞘的n条单丝中至少一条单丝是具有与用于线捻合的螺旋弯曲不同的小的螺旋状或波状弯曲的单丝,同时,构成上述芯的m条单丝中至少一条单丝是具有与用于线捻合的螺旋弯曲不同的小的螺旋状或波状弯曲的单丝,将构成上述芯的m条单丝和构成上述鞘的n条单丝在同一方向上以同一间距同时捻合,其特征在于,具有上述螺旋状或波状弯曲的单丝,背离幅度L(mm)和单丝直径d(mm)的比率L/d超过0.7的部位在将该单丝在水平面上转动并在单丝整周范围内改变角度而投影的任一轨迹上皆不存在,且具有该螺旋状或波状弯曲的单丝中至少一条,上述比率L/d在将该单丝在水平面上转动并在单丝整周范围内改变角度而投影的某一轨迹上为0.07~0.7范围内的部位在用于线捻合的螺旋弯曲的每个间距中存在两处以上,所述背离幅度L(mm)是在将该钢线捻开后的该单丝水平配置并在水平面投影时的投影面上该单丝的轨迹和用于线捻合的螺旋弯曲的正弦波状基准线之间的、在与该基准线的切线垂直的直线上的背离幅度。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的钢线,其特征在于,具有上述螺旋状或波状弯曲的单丝中至少一条,该螺旋状或波状弯曲在上述投影面上在单丝长度方向上不规则且不均匀地存在。

6.一种汽车用轮胎,其特征在于,将权利要求1、2、3或4所述的钢线作为增强材料埋设到橡胶中。

说明书全文

钢线及汽车用轮胎

技术领域

本发明涉及作为汽车用轮胎等橡胶产品的埋设增强材料使用的钢线,特别涉及兼具充分的橡胶进入性和优良的耐疲劳性的钢线以及使用该钢线的汽车用轮胎。

背景技术

作为用于汽车用轮胎、传送带等橡胶产品的增强用的钢线,例如,将3~6条单丝(钢丝)单层稠密地捻合的封闭捻合构造(所谓的封闭型)的钢线一直以来广泛使用。该钢线在多条平行并丝并被橡胶材料覆盖而成形为复合体片后,埋设到橡胶产品中,所以将三条钢丝捻合的钢线称为1×3构造,此外,根据单丝的数量,而称为1×4、1×5、1×6构造,通常称为1×n构造。图7是将除用于线捻合的螺旋弯曲以外没有弯曲的具有笔直性的三条单丝捻合而成的普通1×3构造的封闭型钢线(封闭线)的剖视图。普通封闭线如图7所示那样单丝之间大致紧贴,线截面的外径大体为圆形。在图7中,120表示钢线,121、122、123表示各单丝,120A表示线外接圆。
但是,此类封闭型的钢线在线内部具有在长度方向上连续的密闭空隙S2,在将钢线用橡胶材料覆盖而成形复合体片时,该线内部的空隙S2没有橡胶材料进入而原样地作为空隙残留。而且,虽然在轮胎成形工序等的橡胶硫化加压时,该空隙通过包围线表面的橡胶进入线内部而减小,但没有完全被橡胶填埋,且在线中心成为沿长度方向延伸的吸管状中空部而残留。而且,因橡胶材料所产生的气体冷凝而产生的湿气和从外部的破损处等进入的水分等浸透该中空部,其结果,从线内部开始腐蚀,钢线的强度下降,同时,钢线和橡胶材料的粘接性下降,产生了钢线与橡胶材料剥离的所谓分离现象,这成为显著缩短产品寿命的主要原因。
此外,也考虑了为使橡胶材料进入线内部而在各单丝间设置间隙并单层地捻合的捻合较松的开放捻合构造(所谓开放型)的钢线,并一直以来进行使用。但是,开放捻合构造的钢线为了使橡胶材料充分进入线内部而需要增大各单丝间的间隙(至少0.01mm以上),在间隙大时,各单丝的可移动的自由空间变大,所以产生了单丝的偏向等,捻在长度方向上变得不均匀,在施加反复弯曲应力的情况下易产生压曲,而且,由于在极低载荷下的伸展大,所以不仅处理作业性差,而且存在因在复合体片成形时施加张力而使间隙减小,从而橡胶材料不能充分进入线内部的情况。
于是,公开了将具有与用于线捻合的螺旋弯曲不同的小的螺旋状或波状弯曲的单丝和除用于线捻合的螺旋弯曲以外没有弯曲的具有笔直性的单丝捻合而成的单层捻合的钢线(例如,参照特公平7-68673号公报、专利第3179915号公报。)。图8是将预先具有与用于线捻合的螺旋弯曲不同的小的螺旋状弯曲的一条单丝和除用于线捻合的螺旋弯曲以外没有弯曲的具有笔直性的两条单丝牢固捻合而成的1×3构造的钢线的剖视图,图9是将预先具有与用于线捻合的螺旋弯曲不同的小的波状弯曲的一条单丝和除用于线捻合的螺旋弯曲以外没有弯曲的具有笔直性的两条单丝牢固捻合而成的1×3构造的钢线的剖视图。在图8中,130表示钢线,131、132、133表示各单丝,130A表示线外接圆。在图9中,140表示钢线,141、142、143表示各单丝,140A表示线外接圆。虽然这些钢线在大部分的捻合部分其单丝之间大致紧贴,但在通过一部分单丝的小的螺旋状或波状弯曲,使一部分单丝预先具有小的螺旋弯曲并捻合的线中,具有弯曲的单丝131的外观的外径线131A如图8所示那样为比其它单丝132、133直径大的大致圆形,且在使一部分单丝预先具有小的波状弯曲并捻合的线中,具有弯曲的单丝141的外观的外径线141A如图9所示那样为大致椭圆形或长圆形,并皆在捻合的状态下在单丝间具有未密闭的间隙S3、S4。
此外,同样作为橡胶产品增强用的钢线,还使用了,例如在强度比例中需要柔软性的情况下,将多条单丝内外两层地捻合的两层捻合构造,例如,将三条芯单丝(钢丝)捻合而成为芯(芯绞线),在该捻合的芯周围配置九条鞘单丝(钢丝),使与芯的捻合方向或捻合间距不同而捻合并成为鞘(外层)的两层捻合的钢线。该情况下,芯是与单层封闭型的钢线同样的捻合构造。而且,该两层捻合的钢线将芯单丝三条鞘单丝九条的钢线称为3+9构造,通常称为m+n构造(m=1~4、n=6~9)。
图10是将除用于线捻合的螺旋弯曲以外没有弯曲的具有笔直性的单丝内外两层地捻合的普通3+9构造的两层封闭型钢线(封闭线)的剖视图。普通两层封闭线如图10所示那样其芯单丝之间紧贴,鞘单丝之间也大致紧贴且相互之间的间隙小。而且,芯截面的外径及线截面的外径皆呈大致圆形。在图10中,220表示钢线,221a~221c表示芯单丝,222a~222i表示鞘单丝,220A表示线外接圆,221A表示芯外接圆。
但是,此类两层封闭型钢线,橡胶材料没有进入线内部的空隙,且空隙原样地残留。而且,虽然在轮胎成形工序等的橡胶硫化加压时,这些空隙通过包围线表面的橡胶进入线内部而稍微减小,但没有完全被橡胶填埋,且可在单丝之间的接触部形成不夹设橡胶材料的部分,并在轮胎使用中因弯曲及压缩的反复而在钢线内部产生摩擦(擦过)磨损,耐疲劳性下降,且橡胶材料所产生的气体冷凝而产生的湿气和从外部的破损处等进入的水分等浸透该中空部,其结果,从线内部开始腐蚀,钢线的强度下降,同时,钢线和橡胶材料的粘接性下降,产生了钢线与橡胶材料剥离的所谓分离现象,这成为显著缩短产品寿命的主要原因。此外,钢线内部残留的空隙的影响不仅如此,在轮胎成形时空隙中残留的空气排出,成为气泡而残留在橡胶中,此时,由于将损害轮胎主体的强度,所以为使这样的空气分散并消除气泡而需要使轮胎成形时的硫化时间延长,因而,生产率恶化,并导致能耗的增加。
于是,开发了通过将具有与用于线捻合的螺旋弯曲不同的小的螺旋状或波状弯曲的单丝和除用于线捻合的螺旋弯曲以外没有弯曲的具有笔直性的单丝捻合而构成鞘,而在鞘单丝间形成橡胶材料进入的间隙的m+n构造的钢线(例如,参照特开2004-36027号公报、特开平6-294083号公报。)。
图11是使一部分鞘单丝(在图中实例中为九条中的三条)为预先具有与用于线捻合的螺旋弯曲不同的小的螺旋弯曲的单丝并使其它鞘单丝为除用于线捻合的螺旋弯曲以外没有弯曲的具有笔直性的单丝的3+9构造的钢线的剖视图,图12是使一部分鞘单丝(在图中实例中为九条中的三条)为预先具有与用于线捻合的螺旋弯曲不同的小的波状弯曲的单丝并使其它鞘单丝为除用于线捻合的螺旋弯曲以外没有弯曲的具有笔直性的单丝的3+9构造的钢线的剖视图。在图11中,230表示钢线,231a~231c表示芯单丝,232a~232i表示鞘单丝,230A表示线外接圆,231A表示芯外接圆。此外,在图12中,240表示钢线,241a~241c表示芯单丝,242a~242i表示鞘单丝,240A表示线外接圆,241A表示芯外接圆。虽然这些钢线在大部分的捻合部分其鞘单丝之间大致紧贴,但在通过一部分鞘单丝的小的螺旋状或波状弯曲,使一部分鞘单丝预先具有小的螺旋弯曲并捻合的线中,具有弯曲的鞘单丝232a、232d、232g的外观的外径线232A如图11所示那样为比其它单丝232b、232c、232e、232f、232h、232i直径大的大致圆形,且在使一部分鞘单丝预先具有波状弯曲并捻合的线中,具有弯曲的单丝242a、242d、242g的外观的外径线242A如图12所示那样为大致椭圆形或长圆形,可在鞘单丝间形成间隙H2、H4,且橡胶材料变得易于进入线内部。
此外,与之不同但仍是将多条单丝内外两层地捻合的两层捻合构造,已知有例如将三条芯单丝(钢丝)配置在芯部,并在其周围配置由九条单丝构成的鞘单丝(钢丝),且将这些芯单丝和鞘单丝在同一方向以同一间距同时捻合的钢线。该两层捻合钢线将芯单丝为三条鞘单丝为九条的钢线称为3/9构造,通常称为m/n构造(m=2~4、n=5~9)。
图13(a)及(b)是将除用于线捻合的螺旋弯曲以外没有弯曲的具有笔直性的单丝内外两层地配置并同时捻合的普通3/9构造(a)及2/5构造(b)的封闭型的钢线(封闭线)的剖视图。此类型的两层封闭线通常如图图13(a)及(b)所示那样其芯及鞘的单丝之间紧贴,且相互的间隙小。在图13(a)中,330是钢线,331a~331c是芯单丝,332a~332i是鞘单丝。此外,在图13(b)中,340是钢线,341a、341b是芯单丝,342a~342e是鞘单丝。
但是,此类m/n封闭型的钢线,橡胶材料没有进入线内部的空隙,且空隙原样地残留。而且,虽然在轮胎成形工序等的橡胶硫化加压时,这些空隙通过包围线表面的橡胶进入线内部而多少减小,但没有完全被橡胶填埋,且在单丝之间的接触部形成不夹设橡胶材料的部分,并在轮胎使用中因弯曲及压缩的反复而在钢线内部产生摩擦(擦过)磨损,耐疲劳性下降,且橡胶材料所产生的气体冷凝而产生的湿气和从外部的破损处等进入的水分等浸透该中空部,其结果,从线内部开始腐蚀,钢线的强度下降,同时,钢线和橡胶材料的粘接性下降,产生了钢线与橡胶材料剥离的所谓分离现象,这成为显著缩短产品寿命的主要原因。此外,钢线内部残留的空隙的影响不仅如此,在轮胎成形时空隙中残留的空气排出,成为气泡而残留在橡胶中,此时,由于将损害轮胎主体的强度,所以为使这样的空气分散并消除气泡而需要使轮胎成形时的硫化时间延长,因而,生产率恶化,并导致能耗的增加。
于是,开发了一种m/n构造的钢线,其通过使鞘单丝中至少一条为具有捻合所产生的螺旋弯曲和其它小的螺旋状或波状弯曲的单丝,而在单丝间具有橡胶材料进入的间隙(例如,参照特开平10-298880号公报。)。
图14是在现有的将芯单丝和鞘单丝在同一方向以同一间距同时捻合的两层捻合中使用在一部分鞘单丝中具有小的螺旋状弯曲的单丝的3/9构造的钢线的剖视图(a),且是使用在一部分鞘单丝中具有小的波状弯曲的单丝的2/5构造的钢线的剖视图(b)。在图14(a)中,350是钢线,351a~351c是芯单丝,352a~352i是鞘单丝。此外,在图14(b)中,360是钢线,361a、361b是芯单丝,362a~362e是鞘单丝。虽然这些钢线在大部分的捻合部分其单丝之间大致紧贴,但在通过一部分鞘单丝的小的螺旋状或波状弯曲,使一部分鞘单丝预先具有小的螺旋弯曲并捻合的线中,如图14(a)所示,具有弯曲的鞘单丝352c、352f、352i的外观的外径线352A为比其它单丝352a、352b、352d、352e、352g、352h直径大的大致圆形,并可在鞘单丝间具有间隙H3,且在使一部分鞘单丝预先具有小的波状弯曲并捻合的线中,如图14(b)所示,具有弯曲的单丝362b、362d的外观的外径线362A为大致椭圆形或长圆形,并可在鞘单丝间具有间隙H4,且橡胶材料皆变得易于进入线内部。
可以认为,单层捻合的钢线成为,通过如上述那样成为将具有与用于线捻合的螺旋弯曲不同的小的螺旋状或波状弯曲的单丝和除用于线捻合的螺旋弯曲以外没有弯曲的具有笔直性的单丝捻合的构成,即使捻自身稠密,通过一部分单丝的小螺旋状或波状弯曲,也可形成在捻合状态下橡胶材料进入单丝间的间隙,且对于橡胶材料和复合体片成形时所施加的张力,通过具有笔直性的单丝的阻力来抑制钢线的伸展,可防止小的螺旋状或波状弯曲的消失,并在单丝间保持橡胶材料足以进入线内部的间隙,而且,捻自身稠密且抑制极低载荷下的伸展并改善处理作业性,同时,使线长度方向的捻合稳定,作成即使通过反复弯曲应力也不易产生压曲的耐疲劳性优良的钢线。
但是,如此般将具有小的螺旋状或波状弯曲的单丝和具有笔直性的单丝捻合而成为单层捻合的钢线,具有小的螺旋状或波状弯曲的单丝的外径部的一部分从线外径(外接圆)突出,在施加外力(弯曲力、拉伸力、剪切力)所产生的载荷时,应力集中在该突出的部分,具有以此为起点而发生疲劳断裂的可能性。
此外,此类将具有小的螺旋状或波状弯曲的单丝和具有笔直性的单丝捻合而成为单层捻合的钢线,其与用于线捻合的螺旋弯曲不同的捻合前的单丝的螺旋状或波状弯曲在单丝长度方向上以大体一定的间距且大体均匀的弯曲高度设置,所以如果在例如复合体片成形时施加张力,则间隙全体相同地减小,在弯曲高度小的情况或张力为高等级的情况等,即使间隙数量多,它们也全部消失,有时橡胶材料完全不能进入线内部。而且,为解决该问题,在增大弯曲高度时,如图8及图9所示,具有小的螺旋状或波状弯曲的单丝的一部分从线外接圆突出的量变大,大突起在长度方向上不连续,应力在该突起上集中,由此成为起点而引起疲劳断裂的可能性高。此外,如果具有此类在长度方向上不连续的大突起,在橡胶产品加工的混练工序中,线在辊表面或固定杆表面不顺沿于辊而振动,这不仅成为线的排列在长度方向上不均匀的原因,而且有时成为线从辊脱离的事故的原因。
此外,可以认为,两层捻合的钢线,如上所述,通过将具有与捻合所产生的螺旋弯曲不同的小的螺旋状或波状弯曲的单丝和除用于捻合的螺旋弯曲以外没有弯曲的具有笔直性的单丝捻合而构成鞘,而在鞘单丝间形成橡胶材料易于进入的间隙,在轮胎成形工序等的橡胶硫化加压时使橡胶材料进入线内部,将可防止摩擦磨损所引起的耐疲劳性的下降和来自线内部的腐蚀所引起的强度下降、分离现象等,并可提高产品寿命。
但是,如此般将具有与捻合所产生的螺旋弯曲不同的小的螺旋状或波状弯曲的单丝和除用于捻合的螺旋弯曲以外没有弯曲的具有笔直性的单丝捻合而构成鞘的两层捻合的钢线,具有小的螺旋状或波状弯曲的鞘单丝的外径部的一部分从线外径(外接圆)突出,在施加外力(弯曲力、拉伸力、剪切力)所产生的载荷时,应力集中在该突出的部分,具有以此为起点而发生疲劳断裂的可能性。
此外,此类具有将具有小的螺旋状或波状弯曲的单丝和具有笔直性的单丝捻合的鞘的两层捻合的钢线,其与用于线捻合的螺旋弯曲不同的捻合前的单丝的螺旋状或波状弯曲在单丝长度方向上以大体一定的间距且大体均匀的弯曲高度设置,所以如果在例如复合体片成形时施加张力,则由该具有弯曲的单丝形成的鞘单丝间的间隙在长度方向上全体相同地减小,在弯曲高度小的情况或张力为高等级的情况等,即使间隙数量多,它们也全部消失,有时橡胶材料完全不能进入线内部。而且,为解决该问题,在增大弯曲高度时,如图11及图12所示,具有小的螺旋状或波状弯曲的单丝的一部分从线外接圆突出的量变大,大突起在长度方向上不连续,应力在该突起上集中,由此成为起点而引起疲劳断裂的可能性高。此外,如果具有此类在长度方向上不连续的大突起,在橡胶产品加工的混练工序中,线在辊表面或固定杆表面不顺沿于辊而振动,这不仅成为线的排列在长度方向上不均匀的原因,而且有时成为线从辊脱离的事故的原因。
此外,可以认为,将芯单丝和鞘单丝在同一方向上以同一间距同时捻合的m/n构造的两层捻合钢线,如上所述,通过将具有具有与捻合所产生的螺旋弯曲不同的小的螺旋状或波状弯曲的单丝和除用于捻合的螺旋弯曲以外没有弯曲的具有笔直性的单丝捻合而构成鞘,而在鞘单丝间形成橡胶材料易于进入的间隙,在轮胎成形工序等的橡胶硫化加压时使橡胶材料进入线内部,可防止摩擦磨损所引起的耐疲劳性的下降和来自线内部的腐蚀所引起的强度下降、分离现象等,并可提高产品寿命。
但是,如此般将具有与捻合所产生的螺旋弯曲不同的小的螺旋状或波状弯曲的单丝和除用于捻合的螺旋弯曲以外没有弯曲的具有笔直性的单丝捻合而构成鞘的两层捻合的钢线,具有小的螺旋状或波状弯曲的鞘单丝的外径部的一部分与笔直的鞘单丝的情况相比更向线外径侧突出,在施加外力(弯曲力、拉伸力、剪切力)所产生的载荷时,应力集中在该突出的部分,具有以此为起点而发生疲劳断裂的可能性。
此外,此类具有将具有小的螺旋状或波状弯曲的单丝和具有笔直性的单丝捻合的鞘的两层捻合的钢线,其与用于线捻合的螺旋弯曲不同的捻合前的单丝的螺旋状或波状弯曲在单丝长度方向上以大体一定的间距且大体均匀的弯曲高度设置,所以如果在例如复合体片成形时施加张力,则由该具有弯曲的单丝形成的鞘单丝间的间隙在长度方向上全体相同地减小,在弯曲高度小的情况或张力为高等级的情况等,即使间隙数量多,它们也全部消失,有时橡胶材料完全不能进入线内部。而且,为解决该问题,在增大弯曲高度时,如图14所示,具有小的螺旋状或波状弯曲的单丝的一部分从单丝外接突出的量变大,该突出引起的突起在长度方向上不连续,应力在该突起上集中,由此成为起点而引起疲劳断裂的可能性高。此外,如果具有此类在长度方向上不连续的大突起,在橡胶产品加工的混练工序中,线在辊表面或固定杆表面不顺沿于辊而振动,这不仅成为线的排列在长度方向上不均匀的原因,而且有时成为线从辊脱离的事故的原因。

发明内容

本发明用于解决此类问题,其目的是提供具有充分的橡胶进入性和优良的耐疲劳性的橡胶产品增强用钢线及将该钢线用作增强材料的汽车用轮胎。
根据本发明的1×n构造的单层捻合的钢线,在将n条(n=3~6)单丝捻合而成的单层捻合中,至少一条单丝具有与用于线捻合的螺旋弯曲不同的小的螺旋状或波状弯曲,其特征在于,具有螺旋状或波状弯曲的单丝,背离幅度L(mm)和单丝直径d(mm)的比率L/d超过0.7的部位在将该单丝在水平面上转动并在单丝整周范围内改变角度而投影的任一轨迹上皆不存在,且具有螺旋状或波状弯曲的单丝中至少一条,比率L/d在将该单丝在水平面上转动并在单丝整周范围内改变角度而投影的某一轨迹上为0.07~0.7范围内的部位在用于线捻合的螺旋弯曲的每个间距中存在两处以上,所述背离幅度L(mm)是在将钢线捻开后的单丝水平配置并在水平面投影时的投影面上单丝的轨迹和用于线捻合的螺旋弯曲的正弦波状基准线之间的、在与该基准线的切线垂直的直线上的背离宽度。
此外,根据本发明的m+n构造的两层捻合的钢线,具有将m条(m=1~4)单丝捻合而成的芯和在该芯周围捻合的n条(n=6~9)单丝所构成的鞘,构成上述鞘的n条单丝中至少一条单丝具有与用于线捻合的螺旋弯曲不同的小的螺旋状或波状弯曲,其特征在于,具有螺旋状或波状弯曲的单丝,背离幅度L(mm)和单丝直径d(mm)的比率L/d超过0.7的部位在将该单丝在水平面上转动并在单丝整周范围内改变角度而投影的任一轨迹上皆不存在,且具有螺旋状或波状弯曲的单丝中至少一条,比率L/d在将该单丝在水平面上转动并在单丝整周范围内改变角度而投影的某一轨迹上为0.07~0.7范围内的部位在用于线捻合的螺旋弯曲的每个间距中存在两处以上,所述背离幅度L(mm)是在将钢线捻开后的单丝水平配置并在水平面投影时的投影面上该单丝的轨迹和用于线捻合的螺旋弯曲的正弦波状基准线之间的、在与该基准线的切线垂直的直线上的背离幅度。
另外,根据本发明的m/n构造的钢线,具有m条(m=2~4)单丝所构成的芯和在该芯周围配置的n条(n=5~9)单丝所构成的鞘,构成上述鞘的n条单丝中至少一条单丝是具有与用于线捻合的螺旋弯曲不同的小的螺旋状或波状弯曲的单丝,将构成上述芯的m条单丝和构成上述鞘的n条单丝在同一方向上以同一间距同时捻合,其特征在于,具有上述螺旋状或波状弯曲的单丝,背离幅度L(mm)和单丝直径d(mm)的比率L/d超过0.7的部位在将该单丝在水平面上转动并在单丝整周范围内改变角度而投影的任一轨迹上皆不存在,且具有上述螺旋状或波状弯曲的单丝中至少一条,上述比率L/d在将该单丝在水平面上转动并在单丝整周范围内改变角度而投影的某一轨迹上为0.07~0.7范围内的部位在用于线捻合的螺旋弯曲的每个间距中存在两处以上,所述背离幅度L(mm)是在将该钢线捻开后的该单丝水平配置并在水平面投影时的投影面上该单丝的轨迹和用于线捻合的螺旋弯曲的正弦波状基准线之间的、在与该基准线的切线垂直的直线上的背离幅度。
小的螺旋状弯曲是三维螺旋状弯曲,波状弯曲是将螺旋投影的形状的二维弯曲,皆是比用于线捻合的螺旋弯曲小的弯曲,具有同等效果。此外,螺旋状弯曲的方向可以与线捻合方向相同,也可以是反方向。
根据本发明的上述1×n构造的单层捻合的钢线,通过在大部分的捻合部分使单丝之间大体紧贴地牢固捻合,在可使低载荷伸展度为与封闭线相同水平的低值的同时,n条(n=3~6)单丝中至少一条单丝具有与用于线捻合的螺旋弯曲不同的小的螺旋状或波状弯曲,具有该螺旋状或波状弯曲的单丝中至少一条,背离幅度L(mm)和单丝直径d(mm)的比率L/d在将该单丝在水平面上转动并在单丝整周范围内改变角度而投影的某一轨迹上为0.07~0.7范围内的部位在用于线捻合的螺旋弯曲的每个间距中存在两处以上,所述背离幅度L(mm)是在将钢线捻开后的该单丝水平配置并在水平面投影时的投影面上该单丝的轨迹和用于线捻合的螺旋弯曲的正弦波状基准线之间的、在与该基准线的切线垂直的直线上的背离幅度,从而在捻合状态下形成使橡胶材料进入单丝间的间隙,使例如在与橡胶材料的复合体片成形中负载有张力时对负载的阻力的下降变小,抑制了钢线伸展,防止了小的螺旋状或波状弯曲消失,可在单丝间保持橡胶材料充分进入线内部的间隙,而且,通过L/d超过0.7的部位在将该单丝在水平面上转动并在单丝整周范围内改变角度而投影的任一轨迹上皆不存在,而可防止具有弯曲的单丝的外径部的一部分比线外径较大突出而应力集中所产生的疲劳断裂,同时,可防止在橡胶产品加工的混练工序中线在辊表面或固定杆表面不顺沿于辊而振动,而不发生线的排列在长度方向上变得不均匀或线从辊脱离的事故,且可使线在长度方向上捻合的形状稳定,即使通过反复弯曲应力也不易产生压曲,耐疲劳性优良。
当L/d比0.07小时,橡胶向线中心部的进入性下降。此外,当L/d超过0.7时,线外周部的突起大,耐疲劳性下降,同时,在橡胶产品加工的混练工序中线在辊表面或固定杆表面不顺沿于辊而振动,而易于发生使线的排列在长度方向上变得不均匀或线从辊脱离的事故。此外,当L/d在将该单丝在水平面上转动并在单丝整周范围内改变角度而投影的某一轨迹上为0.07~0.7范围内的部位在用于线捻合的螺旋弯曲的每个间距只有一处时,间隙过小不能得到充分的橡胶进入性。
另外,根据本发明的上述m+n构造的两层捻合的钢线,通过在大部分的捻合部分使鞘单丝之间大体紧贴地牢固捻合,在可使低载荷伸展度为与封闭线相同水平的低值的同时,n条(n=6~9)鞘单丝中至少一条鞘单丝具有与用于线捻合的螺旋弯曲不同的小的螺旋状或波状弯曲,通过具有该螺旋状或波状弯曲的鞘单丝中至少一条,背离幅度L(mm)和单丝直径d(mm)的比率L/d在将该单丝在水平面上转动并在单丝整周范围内改变角度而投影的某一轨迹上为0.07~0.7范围内的部位在用于线捻合的螺旋弯曲的每个间距中存在两处以上,所述背离幅度L(mm)是在将钢线捻开后的该单丝水平配置并在水平面投影时的投影面上该单丝的轨迹和用于线捻合的螺旋弯曲的正弦波状基准线之间的、在与该基准线的切线垂直的直线上的背离幅度,从而在捻合状态下在单丝间形成使橡胶材料间进入的间隙,使例如在与橡胶材料的复合体片成形中负载有张力时对负载的阻力的下降变小,抑制了钢线伸展,防止了小的螺旋状或波状弯曲消失,可在单丝间保持橡胶材料充分进入到线内部的间隙,而且,通过L/d超过0.7的部位在将该单丝在水平面上转动并在单丝整周范围内改变角度而投影的任一轨迹上皆不存在,而可防止具有弯曲的单丝的外径部的一部分比线外径较大突出而应力集中所产生的疲劳断裂,同时,可防止在橡胶产品加工的混练工序中线在辊表面或固定杆表面不顺沿于辊而振动,而不发生线的排列在长度方向上变得不均匀或线从辊脱离的事故,且可使线在长度方向上捻合的形状稳定,即使通过反复弯曲应力也不易产生压曲,耐疲劳性优良。
当L/d比0.07小时,橡胶向线中心部的进入性下降。此外,当L/d超过0.7时,线外周部的突起大,耐疲劳性下降,同时,在橡胶产品加工的混练工序中线在辊表面或固定杆表面不顺沿于辊而振动,而易于发生线的排列在长度方向上变得不均匀或线从辊脱离的事故。此外,当L/d在将单丝在水平面上转动并在单丝整周范围内改变角度而投影的某一轨迹上为0.07~0.7范围内的部位在用于钢线捻合的螺旋弯曲的每个间距只有一处时,间隙过小不能得到充分的橡胶进入性。
另外,根据本发明的上述m/n构造的钢线,通过在大部分的捻合部分使单丝之间大体紧贴地牢固捻合,在可使低载荷伸展度为与封闭线相同水平的低值的同时,n条(n=5~9)鞘单丝中至少一条鞘单丝具有与用于线捻合的螺旋弯曲不同的小的螺旋状或波状弯曲,通过具有该螺旋状或波状弯曲的鞘单丝中至少一条,背离幅度L(mm)和单丝直径d(mm)的比率L/d在将该单丝在水平面上转动并在单丝整周范围内改变角度而投影的某一轨迹上为0.07~0.7范围内的部位在用于线捻合的螺旋弯曲的每个间距中存在两处以上,所述背离幅度L(mm)是在将钢线捻开后的该单丝水平配置并在水平面投影时的投影面上该单丝的轨迹和用于线捻合的螺旋弯曲的正弦波状基准线之间的、在与该基准线的切线垂直的直线上的背离幅度,而在捻合状态下在鞘单丝间形成使橡胶材料进入的间隙,使例如在与橡胶材料的复合体片成形中负载有张力时对负载的阻力的下降变小,抑制了钢线伸展,防止了小的螺旋状或波状弯曲消失,可在单丝间保持橡胶材料充分进入到线内部的间隙,而且,通过L/d超过0.7的部位在将该单丝在水平面上转动并在单丝整周范围内改变角度而投影的任一轨迹上皆不存在,而可防止具有弯曲的单丝的外径部的一部分比线外径较大突出而应力集中所产生的疲劳断裂,同时,可防止在橡胶产品加工的混练工序中线在辊表面或固定杆表面不顺沿于辊而振动,而不发生线的排列在长度方向上变得不均匀或线从辊脱离的事故,且可使线在长度方向上捻合的形状稳定,即使通过反复弯曲应力也不易产生压曲,耐疲劳性优良。
当L/d比0.07小时,橡胶向线中心部的进入性下降。此外,当L/d超过0.7时,线外周部的突起大,耐疲劳性下降,同时,在橡胶产品加工的混练工序中线在辊表面或固定杆表面不顺沿于辊而振动,而易于发生线的排列在长度方向上变得不均匀或线从辊脱离的事故。此外,当L/d在将该单丝在水平面上转动并在单丝整周范围内改变角度而投影的某一轨迹上为0.07~0.7范围内的部位在用于线捻合的螺旋弯曲的每个间距只有一处时,间隙过小不能得到充分的橡胶进入性。
而且,该m/n构造的钢线是,特别是下述钢丝,即,具有m条(m=2~4)单丝所构成的芯和在该芯周围配置的n条(n=5~9)单丝所构成的鞘,构成上述鞘的n条单丝中至少一条单丝是具有与用于线捻合的螺旋弯曲不同的小的螺旋状或波状弯曲的单丝,同时,构成上述芯的m条单丝中至少一条单丝是具有与用于线捻合的螺旋弯曲不同的小的螺旋状或波状弯曲的单丝,将构成上述芯的m条单丝和构成上述鞘的n条单丝在同一方向上以同一间距同时捻合的钢线,具有螺旋状或波状弯曲的单丝,背离幅度L(mm)和单丝直径d(mm)的比率L/d超过0.7的部位在将该单丝在水平面上转动并在单丝整周范围内改变角度而投影的任一轨迹上皆不存在,且具有螺旋状或波状弯曲的单丝中至少一条,上述比率L/d在将该单丝在水平面上转动并在单丝整周范围内改变角度而投影的某一轨迹上为0.07~0.7范围内的部位在用于线捻合的螺旋弯曲的每个间距中存在两处以上为好,所述背离幅度L(mm)是在将该钢线捻开后的该单丝水平配置并在水平面投影时的投影面上该单丝的轨迹和用于线捻合的螺旋弯曲的正弦波状基准线之间的、在与该基准线的切线垂直的直线上的背离幅度,这样,可提高向线中心部的橡胶进入性。
此外,这些钢线的具有螺旋状或波状弯曲的单丝中至少一条,该螺旋状或波状弯曲在将捻合开钢线后的单丝水平配置并在水平面投影时的投影面上在单丝长度方向上不规则且不均匀地存在为好。这样,螺旋状或波状弯曲,通过不规则且不均匀地存在,即使例如在复合体片成形时施加张力,线长度方向的各位置处间隙的减小程度不同,即使拉伸应力或弯曲应力大也不会出现全部间隙消失的情况,而得到稳定的橡胶进入性。
这些钢线适于作为例如在汽车用轮胎的橡胶中埋设的增强材料。
如上所述,根据本发明,得到了具有充分的橡胶进入性和优良的耐疲劳性的橡胶产品增强用钢线及将该钢线用作增强材料的汽车用轮胎。

附图说明

图1是本发明第一实施方式的钢线的剖视图。
图2是表示将本发明第一实施方式的钢线捻开后的具有弯曲的单丝水平配置并在水平面投影时的投影面上单丝的轨迹的图。
图3是本发明第二实施方式的钢线的剖视图。
图4是表示将本发明第二实施方式的钢线捻开后的具有弯曲的单丝水平配置并在水平面投影时的投影面上单丝的轨迹的图。
图5是本发明第三实施方式的一个实例的钢线的剖视图(a)及另一实例的钢线的剖视图(b)。
图6是表示将本发明第三实施方式的钢线捻开后的具有弯曲的单丝水平配置并在水平面投影时的投影面上单丝的轨迹的图。
图7是现有的1×3构造的封闭线的剖视图。
图8是现有的在一部分单丝中使用具有螺旋弯曲的单丝的1×3构造的钢线的剖视图。
图9是现有的在一部分单丝中使用具有波状弯曲的单丝的1×3构造的钢线的剖视图。
图10是现有的3+9构造的封闭线的剖视图。
图11是现有的在一部分鞘单丝中使用具有螺旋弯曲的单丝的3+9构造的钢线的剖视图。
图12是现有的在一部分鞘单丝中使用具有波状弯曲的单丝的3+9构造的钢线的剖视图。
图13是现有的3/9构造的钢线的剖视图(a)及2/5构造的钢线的剖视图(b)。
图14是现有的在将芯单丝和鞘单丝在同一方向上以同一间距同时捻合的两层捻合中在一部分鞘单丝中使用了具有小的螺旋状弯曲的单丝的3/9构造的钢线的剖视图(a)、及在一部分鞘单丝中使用了具有小的波状弯曲的单丝的2/5构造的钢线的剖视图(b)。

具体实施方式

(第一实施方式)图1是本发明第一实施方式的钢线的剖视图,图2是表示将该钢线捻开后的具有弯曲的单丝水平配置并在水平面投影时的投影面上单丝的轨迹的图。
该实施方式的钢线,如图1所示,在例如将三条单丝111、112、113(丝)捻合而成的1×3构造的钢线110中,一条单丝111为具有与用于线捻合的螺旋弯曲不同的小的螺旋状弯曲或波状弯曲的单丝,另两条单丝112、113为除用于线捻合的螺旋弯曲以外没有弯曲的具有笔直性的单丝(正常丝),通过将它们在大部分的捻合部分以单丝间大致紧贴的方式牢固捻合而形成。这里,小的螺旋状弯曲是三维螺旋状弯曲。螺旋状弯曲的方向可以与线捻合方向相同,也可以是相反方向。此外,波状弯曲是将螺旋投影的形状的二维弯曲。这些螺旋状或波状弯曲理想的是在单丝长度方向上不规则且不均匀地形成。单丝111、112、113的直径(单丝直径)为例如0.20~0.38mm。
而且,在将钢线110捻开后的各单丝111、112、113内,除用于线捻合的螺旋弯曲以外没有弯曲的具有笔直性的单丝112、113水平配置且在水平面投影时的投影面的轨迹为正弦波状。此外,将具有与用于线捻合的螺旋弯曲不同的小的螺旋状弯曲或波状弯曲的单丝111,如图2中实线所示,在沿正弦波状的基准线110B不规则地背离的同时呈现出描绘没有弯折的光滑曲线的凹凸的波形状。
该钢线110在大部分的捻合部分单丝之间大致紧贴,但通过具有弯曲的单丝111的小螺旋状或波状弯曲,具有弯曲的单丝111的外观的外径线111A为比其它单丝112、113直径大的大致圆形或大致椭圆形亦或长圆形,在捻合状态下可在单丝间具有不封闭的间隙S1。
而且,该钢线110,在将三条单丝111、112、113捻合后,通过经过将多个辊交错状地配置的矫正机,来按压线外周部的突起。此时,通过调整拉出张力、卷绕张力、辊直径、辊间距、按压力等,调整线外周部的突起的突出量,以使背离幅度L(mm)和单丝直径d(mm)的比率L/d超过0.7的部位在将该单丝111在水平面上转动并在单丝整周范围内改变角度而投影的任一轨迹上皆不存在(即,在单丝整周角上不存在超过0.7的部位),且L/d在将该单丝在水平面上转动并在单丝整周范围内改变角度而投影的某一轨迹上为0.07~0.7范围内的部位在用于线捻合的螺旋弯曲(捻合螺旋)的每个间距中存在两处以上,所述背离幅度L(mm)是如图2所示,在将钢线110捻开后的具有弯曲的单丝111水平配置并在水平面投影时的投影面T上该单丝111的轨迹111B和用于线捻合的螺旋弯曲的正弦波状的基准线110B之间的、在与该基准线110B的切线垂直的直线上的背离幅度。
但是,该突出量的调整还可使捻合的线通过模具或使预先弯曲的单丝通过辊矫正机后捻合来完成。
该钢线110是作为例如汽车用轮胎的增强材料而埋入胎体和胎面间的增强层(缓冲层或带)的外部层的部件,该情况下,在周围覆盖未硫化橡胶而成形为与橡胶材料的复合体片,并作为轮胎增强材料在轮胎成形时埋入轮胎主体的橡胶中。此时,在钢线110周围覆盖未硫化橡胶时,未硫化橡胶从具有弯曲的单丝111和笔直的单丝112、113之间的间隙S1进入,在轮胎成形时被硫化而渗透到线内部。而且,钢线110,通过如上述那样调整预先具有弯曲的单丝111从线外接圆110A的突出量,而使在例如与橡胶材料的复合体片成形中负载了张力时对对负载的阻力的降低变小,并抑制钢线110的伸展,不会使小的螺旋状或波状弯曲消失,保持能使橡胶材料充分进入线内部的间隙,且难以产生以具有弯曲的单丝111的突出部分为起点的疲劳断裂,而且在线长度方向上捻合形状稳定,即使通过反复弯曲应力也不容易产生压曲,耐疲劳性优良。
而且,该钢线110,通过使预先具有弯曲的单丝111的螺旋状或波状弯曲在将钢线110捻开后的单丝111水平配置并在水平面上投影时的投影面上在单丝长度方向上不规则且不均匀存在地形成,而使复合体片成形时的橡胶进入性稳定。
再有,在图示实例中,虽然使构成钢线的三条单丝中的两条单丝为具有笔直性的单丝,使一条单丝为具有小的螺旋状或波状弯曲的单丝,但具有小的螺旋状或波状弯曲的单丝是构成钢线的单丝中至少一条即可,可以是多条(也可以是全部)。而且,具有螺旋状或波状弯曲的单丝为多条的情况下,可对该多条单丝的全部来如上述那样调整突出量。
此外,虽然图示实例为1×3构造的情况,但对1×4、1×5及1×6构造的钢线也同样适用。
表1将在表面实施镀黄铜的多条单丝捻合的1×3构造、1×4构造及1×6构造的各种构成的钢线的试验品试验结果分别表示在1×3、1×4及1×6各构造中。
表1
在表1中,“背离幅度L”是在将钢线捻开后的具有波状弯曲的单丝水平配置并在水平面投影时的投影面上该单丝的轨迹和用于线捻合的螺旋弯曲的正弦波状基准线之间的、在与该基准线的切线垂直的直线上的背离幅度,表示最大背离部的值。此外,“凹凸数”表示具有背离幅度L(mm)和单丝直径d(mm)的比率L/d为0.07~0.7的背离的部位在捻合螺旋的每个间距中的个数。另外,“突出量”是具有弯曲的单丝的外径的一部分从线外周部突出的量,表示其最大值的2倍。
而且,“橡胶进入性(%)”表示,在向各钢线施加49N拉伸载荷的状态下在橡胶中埋设,在硫化(180℃、20分钟)后,将钢线从橡胶拔出,剥开单丝,观察单丝整周,测量与橡胶材料接触的面积率的结果。
此外,“疲劳值”,用在亨特式疲劳试验中,在将线弯曲为大约U字形的状态下使其连续转动(此时,设定弯曲形状以使在线的最大曲率点上作用150Kg/mm2的应力),直到最大曲率点附近断裂的总转数表示。
在1×3构造中,本发明线(实施例)是下述钢线,即,单丝直径d为0.25mm、具有弯曲的单丝的数量是一条、最大背离部的背离幅度L为0.10mm、其L/d值为0.40、每个间距的凹凸数为2、线径为0.54mm、突出量的最大值的2倍为0mm的钢线,和单丝直径d为0.25mm、具有弯曲的单丝的数量是一条、最大背离部的背离幅度L为0.18mm、其L/d值为0.72、每个间距的凹凸数为2、线径为0.55mm、突出量的最大值的2倍为0.01mm的钢线,以及单丝直径d为0.25mm、具有弯曲的单丝的数量是一条、最大背离部的背离幅度L为0.17mm、其L/d值为0.68、每个间距的凹凸数为2、线径为0.56mm、突出量的最大值的2倍为0.02mm的钢线,还有单丝直径d为0.25mm、具有弯曲的单丝的数量是一条、最大背离部的背离幅度L为0.05mm、其L/d值为0.20、每个间距的凹凸数为4、线径为0.55mm、突出量的最大值的2倍为0.01mm的钢线。此外,比较例是下述钢线,即,单丝直径d为0.25mm、具有弯曲的单丝的数量是一条、最大背离部的背离幅度L为0.21mm、其L/d值为0.84、每个间距的凹凸数为2、线径为0.61mm、突出量的最大值的2倍为0.06mm的钢线,和单丝直径d为0.25mm、具有弯曲的单丝的数量是一条、最大背离部的背离幅度L为0.06mm、其L/d值为0.24、每个间距的凹凸数为1、线径为0.57mm、突出量的最大值的2倍为0.02mm的钢线。此外,现有例是单丝直径d为0.25mm、没有弯曲单丝的封闭型、线径为0.54mm的钢线。
1×4构造中,本发明线(实施例)是下述钢线,即,单丝直径d为0.25mm、具有弯曲的单丝的数量是一条、最大背离部的背离幅度L为0.14mm、其L/d值为0.56、每个间距的凹凸数为2、线径为0.63mm、突出量的最大值的2倍为0.02mm的钢线,和单丝直径d为0.25mm、具有弯曲的单丝的数量是两条、最大背离部的背离幅度L为0.06mm、其L/d值为0.24、每个间距的凹凸数为2、线径为0.61mm、突出量的最大值的2倍为0mm的钢线。比较例是单丝直径d为0.25mm、具有弯曲的单丝的数量是一条、最大背离部的背离幅度L为0.18mm、其L/d值为0.72、每个间距的凹凸数为2、线径为0.64mm、突出量的最大值的2倍为0.03mm的钢线。此外,现有例是单丝直径d为0.25mm、没有弯曲单丝的封闭型、线径为0.61mm的钢线。
1×6构造中,本发明线(实施例)是下述钢线,即,单丝直径d为0.25mm、具有弯曲的单丝的数量是四条、最大背离部的背离幅度L为0.02mm、其L/d值为0.08、每个间距的凹凸数为2、线径为0.79mm、突出量的最大值的2倍为0mm的钢线,和单丝直径d为0.25mm、具有弯曲的单丝的数量是三条、最大背离部的背离幅度L为0.12mm、其L/d值为0.48、每个间距的凹凸数为2、线径为0.81mm、突出量的最大值的2倍为0.02mm的钢线,以及单丝直径d为0.25mm、具有弯曲的单丝的数量是两条、最大背离部的背离幅度L为0.15mm、其L/d值为0.60、每个间距的凹凸数为4、线径为0.80mm、突出量的最大值的2倍为0.01mm的钢线。此外,比较例是单丝直径d为0.25mm、具有弯曲的单丝的数量是一条、最大背离部的背离幅度L为0.19mm、其L/d值为0.76、每个间距的凹凸数为2、线径为0.86mm、突出量的最大值的2倍为0.07mm的钢线,和单丝直径d为0.25mm、具有弯曲的单丝的数量是两条、最大背离部的背离幅度L为0.09mm、其L/d值为0.36、每个间距的凹凸数为1、线径为0.79mm、突出量的最大值的2倍为0.02mm的钢线。此外,现有例是单丝直径d为0.25mm、没有弯曲单丝的封闭型、线径为0.79mm的钢线。
本发明线(实施例)与现有例的钢线相比橡胶进入性及耐疲劳性非常出色。与之相对,比较例的钢线中,具有L/d的值超过0.7的背离的钢线,耐疲劳性不足,凹凸数(具有L/d为0.07~0.7的背离的部位数量)为每个间距一个的钢线,橡胶进入性差,耐疲劳性也不足。
(第二实施方式)图3是本发明第二实施方式的钢线的剖视图,图4是表示将该钢线捻开后的具有弯曲的单丝水平配置并在水平面投影时的投影面上单丝的轨迹的图。
该实施方式的钢线,如图3所示,是由将例如三条芯单丝211a~211c(钢丝)捻合而成的芯和在该芯周围捻合的九条鞘单丝212a~212i(钢丝)所构成的3+9构造的钢线210,芯通过将使用除用于线捻合的螺旋弯曲以外没有弯曲的具有笔直性的单丝(正常丝)的三条芯单丝211a~211c稠密地捻合而形成,鞘通过九条鞘单丝212a~212i中的三条鞘单丝212a、212d、212g为具有与用于线捻合的螺旋弯曲不同的小的螺旋状或波状弯曲的单丝(弯曲单丝),且另六条鞘单丝212b、212c、212e、212f、212h、212i为除用于线捻合的螺旋弯曲以外没有弯曲的具有笔直性的单丝(正常丝),并将为弯曲单丝的鞘单丝212a、212d、212g均匀地配置在笔直的鞘单丝212b、212c、212e、212f、212h、212i间且使其在大部分的捻合部分以单丝之间大致紧贴的方式牢固捻合在芯周围而形成。这里,小的螺旋状弯曲是三维螺旋状弯曲。螺旋状弯曲的方向可以与线捻合方向相同,也可以是相反方向。此外,波状弯曲是将螺旋投影的形状的二维弯曲。这些螺旋状或波状弯曲理想的是在单丝长度方向上不规则且不均匀地形成。芯单丝211a~211c和鞘单丝212a~212i的直径(单丝直径)为例如0.15~0.35mm,并使用同一直径的单丝。
在将钢线210捻开后,三条芯单丝211a~211c水平配置且在水平面投影时的投影面上的轨迹为正弦波状。而且,在将钢线210捻开后的各鞘单丝212a~212i内,除用于线捻合的螺旋弯曲以外没有弯曲的具有笔直性的鞘单丝212b、212c、212e、212f、212h、212i是水平配置且在水平面投影时的投影面上的轨迹为正弦波状,具有与用于线捻合的螺旋弯曲不同的小的螺旋状弯曲或波状弯曲的鞘单丝212a、212d、212g,如图4中实线所示,在沿正弦波状的基准线210B不规则地背离的同时呈现出描绘没有弯折的光滑曲线的凹凸的波形状。
该钢线210的鞘单丝212a~212i在大部分的捻合部分单丝之间大致紧贴,但由于具有弯曲的一部分鞘单丝212a、212d、212g的小螺旋状或波状弯曲,这些具有弯曲的鞘单丝212a、212d、212g的外观的外径线212A为比其它单丝212b、212c、212e、212f、212h、212i直径大的大致圆形或大致椭圆形亦或长圆形,在捻合状态下可在单丝间具有向外部开放的间隙H1。
而且,该钢线210,在将三条芯单丝212a~212c稠密捻合而形成芯并在其周围牢固捻合九条鞘单丝212a~212i后,通过经过将多个辊交错状地配置的矫正机,来按压线外周部的突起。此时,通过调整拉出张力、卷绕张力、辊直径、辊间距、按压力等,调整线外周部的突起的突出量,以使背离幅度L(mm)和单丝直径d(mm)的比率L/d超过0.7的部位在将该单丝在水平面上转动并在单丝整周范围内改变角度而投影的任一轨迹上皆不存在(即,在单丝整周角上不存在超过0.7的部位),且L/d在将该单丝在水平面上转动并在单丝整周范围内改变角度而投影的某一轨迹上为0.07~0.7范围内的部位在用于线捻合的螺旋弯曲(捻合螺旋)的每个间距中存在两处以上,所述背离幅度L(mm)是如图4所示,在将钢线210捻开后把具有弯曲的鞘单丝212a、212d、212g水平配置并在水平面投影时的投影面T上单丝的轨迹212B和用于线捻合的螺旋弯曲的正弦波状的基准线210B之间的、在与该基准线210B的切线垂直的直线上的背离幅度。
但是,该突出量的调整还可使捻合的线通过模具或使预先弯曲的单丝通过辊矫正机后捻合来完成。
该钢线210是作为例如汽车用轮胎的增强材料而埋入胎体和胎面间的增强层(缓冲层或带)的外部层的部件,该情况下,在周围覆盖未硫化橡胶而成形为与橡胶材料的复合体片,并作为轮胎增强材料在轮胎成形时埋入轮胎主体的橡胶中。此时,在钢线210周围覆盖未硫化橡胶时,未硫化橡胶从具有弯曲的鞘单丝212a、212d、212g和笔直的鞘单丝212b、212c、212e、212f、212h、212i之间的间隙H1进入,在轮胎成形时被硫化而渗透到线内部。而且,钢线210,通过如上述那样调整预先具有弯曲的鞘单丝212a、212d、212g从线外接圆210A的突出量,而使在例如与橡胶材料的复合体片成形中负载有张力时对负载的阻力的降低变小,并抑制钢线210的伸展,不会使小的螺旋状或波状弯曲消失,保持鞘单丝间橡胶材料充分进入的间隙H1,且难以产生以具有弯曲的鞘单丝212a、212d、212g的突出部分为起点的疲劳断裂,而且在线长度方向上捻合形状稳定,即使通过反复弯曲应力也不容易产生压曲,耐疲劳性优良。
而且,该钢线210,通过使预先具有弯曲的鞘单丝212a、212d、212g的螺旋状或波状弯曲在将钢线210捻开后的单丝水平配置并在水平面上投影时的投影面上不规则且不均匀存在地形成,而使复合体片成形时的橡胶进入性稳定。
再有,在图示实例中,虽然使构成钢线的鞘的九条单丝中的六条单丝为具有笔直性的单丝,使三条单丝为具有小的螺旋状或波状弯曲的单丝,但具有小的螺旋状或波状弯曲的单丝是构成鞘的单丝中至少一条即可,可以是两条或四条以上(也可以是全部)。而且,具有螺旋状或波状弯曲的单丝为多条的情况下,可对该多条单丝的全部来如上述那样调整突出量。
此外,虽然图示实例为3+9构造的情况,但本发明通常可适用于在由将m条(m=1~4)单丝捻合而成的芯和在该芯周围捻合的n条(n=6~9)单丝而成的鞘构成的m+n构造中构成鞘的n条单丝中至少一条单丝具有与用于线捻合的螺旋弯曲不同的小的螺旋状弯曲或波状弯曲的钢线。
表2将在表面实施镀黄铜的多条单丝捻合的3+9构造、2+7构造中,鞘单丝中一部分单丝具有与用于线捻合的螺旋弯曲不同的波状弯曲的各种构成的钢线的试验品试验结果分别表示在3+9、2+7各构造中。
表2
在表2中,“背离幅度L”是在将钢线捻开后的具有波状弯曲的单丝水平配置并在水平面投影时的投影面上该单丝的轨迹和用于线捻合的螺旋弯曲的正弦波状基准线之间的、在与该基准线的切线垂直的直线上的背离幅度,表示最大背离部的值。此外,“凹凸数”表示具有背离幅度L(mm)和单丝直径d(mm)的比率L/d为0.07~0.7的背离的部位在捻合螺旋的每个间距中的个数。另外,“突出量”是具有弯曲的单丝的外径的一部分从线外周部突出的量,表示其最大值的2倍。
而且,“橡胶进入性(%)”表示,在向各钢线施加49N拉伸载荷的状态下在橡胶中埋设,在硫化(180℃、20分钟)后,将钢线从橡胶拔出,剥开单丝,观察单丝整周,测量与橡胶材料接触的面积率的结果。
此外,“疲劳值”用在亨特式疲劳试验中,在将钢线弯曲为大约U字形的状态下使其连续转动(此时,设定弯曲形状以使在线的最大曲率点上作用150Kg/mm2的应力),直到最大曲率点附近断裂的总转数表示。
在3+9构造中,本发明线(实施例)是下述钢线,即,单丝直径d为0.22mm、弯曲单丝(鞘单丝)的数量是三条、最大背离部的背离幅度L为0.02mm、其L/d值为0.09、每个间距的凹凸数为2、线径为0.92mm、突出量的最大值的2倍为0mm的钢线,和单丝直径d为0.22mm、弯曲单丝(鞘单丝)的数量是三条、最大背离部的背离幅度L为0.08mm、其L/d值为0.36、每个间距的凹凸数为2、线径为0.93mm、突出量的最大值的2倍为0.01mm的钢线,以及单丝直径d为0.22mm、弯曲单丝(鞘单丝)的数量是三条、最大背离部的背离幅度L为0.15mm、其L/d值为0.68、每个间距的凹凸数为3、线径为0.94mm、突出量的最大值的2倍为0.01mm的钢线,还有单丝直径d为0.22mm、弯曲单丝(鞘单丝)的数量是三条、最大背离部的背离幅度L为0.06mm、其L/d值为0.27、每个间距的凹凸数为4、线径为0.93mm、突出量的最大值的2倍为0.01mm的钢线,单丝直径d为0.22mm、弯曲单丝(鞘单丝)的数量是三条、最大背离部的背离幅度L为0.10mm、其L/d值为0.45、每个间距的凹凸数为6、线径为0.95mm、突出量的最大值的2倍为0.02mm的钢线。此外,比较例是下述钢线,即,单丝直径d为0.22mm、弯曲单丝(鞘单丝)的数量是三条、最大背离部的背离幅度L为0.01mm、其L/d值为0.05、每个间距的凹凸数为2、线径为0.99mm、突出量的最大值的2倍为0.04mm的钢线,和单丝直径d为0.22mm、弯曲单丝(鞘单丝)的数量是三条、最大背离部的背离幅度L为0.21mm、其L/d值为0.95、每个间距的凹凸数为3、线径为0.99mm、突出量的最大值的2倍为0.04mm的钢线,以及单丝直径d为0.22mm、弯曲单丝(鞘单丝)的数量是三条、最大背离部的背离幅度L为0.12mm、其L/d值为0.55、每个间距的凹凸数为1、线径为0.99mm、突出量的最大值的2倍为0.04mm的钢线。此外,现有例是单丝直径d为0.22mm、没有弯曲单丝的封闭型、线径为0.92mm的钢线。
2+7构造中,本发明线(实施例)是下述钢线,即,单丝直径d为0.25mm、弯曲单丝(鞘单丝)的数量是三条、最大背离部的背离幅度L为0.03mm、其L/d值为0.12、每个间距的凹凸数为2、线径为1.03mm、突出量的最大值的2倍为0mm的钢线,和单丝直径d为0.25mm、弯曲单丝(鞘单丝)的数量是三条、最大背离部的背离幅度L为0.10mm、其L/d值为0.40、每个间距的凹凸数为2、线径为1.04mm、突出量的最大值的2倍为0.01mm的钢线,以及单丝直径d为0.25mm、弯曲单丝(鞘单丝)的数量是三条、最大背离部的背离幅度L为0.17mm、其L/d值为0.68、每个间距的凹凸数为3、线径为1.05mm、突出量的最大值的2倍为0.02mm的钢线。此外,比较例是下述钢线,即,单丝直径d为0.25mm、弯曲单丝(鞘单丝)的数量是三条、最大背离部的背离幅度L为0.20mm、其L/d值为0.80、每个间距的凹凸数为2、线径为1.06mm、突出量的最大值的2倍为0.05mm的钢线,和单丝直径d为0.25mm、弯曲单丝(鞘单丝)的数量是三条、最大背离部的背离幅度L为0.06mm、其L/d值为0.24、每个间距的凹凸数为1、线径为1.06mm、突出量的最大值的2倍为0.02mm的钢线。此外,现有例是单丝直径d为0.25mm、没有弯曲单丝的封闭型、线径为1.03mm的钢线。
本发明线(实施例)与现有例的钢线相比橡胶进入性及耐疲劳性非常出色。与之相对,比较例的钢线中,具有L/d的值超过0.7的背离的钢线,耐疲劳性不足,凹凸数(具有L/d为0.07~0.7的背离的部位数量)为每个间距一个的钢线,橡胶进入性差,耐疲劳性也不足。
(第三实施方式)
图5是本发明第三实施方式的一个实例的钢线的剖视图(a)及另一实例的钢线的剖视图(b),图6是表示将该钢线捻开后的具有弯曲的单丝水平配置并在水平面投影时的投影面上单丝的轨迹的图。
该实施方式的钢线,如图5(a)所示,是将例如三条芯单丝311a~311c配置在芯部,并在其周围配置九条鞘单丝312a~312i(钢丝),且将这些芯单丝311a~311c和鞘单丝312a~312i在同一方向上以同一间距同时捻合的3/9构造的钢线310,芯单丝311a~311c是除用于线捻合的螺旋弯曲以外没有弯曲的具有笔直性的单丝(正常丝),将其稠密地捻合而形成芯,鞘单丝312a~312i,通过其中三条鞘单丝312c、312f、312i为具有与用于线捻合的螺旋弯曲不同的小的螺旋状或波状弯曲的单丝(弯曲单丝),且另六条鞘单丝312a、312b、312d、312e、312g、312h为除用于线捻合的螺旋弯曲以外没有弯曲的具有笔直性的单丝(正常丝),将为弯曲单丝的鞘单丝312c、312f、312i均匀地配置在笔直的鞘单丝312a、312b、312d、312e、312g、312h间且使其在大部分的捻合部分以单丝之间大致紧贴的方式牢固捻合在芯周围而形成鞘。这里,小的螺旋状弯曲是三维螺旋状弯曲。螺旋状弯曲的方向可以与线捻合方向相同,也可以是相反方向。此外,波状弯曲是将螺旋投影的形状的二维弯曲。这些螺旋状或波状弯曲理想的是在单丝长度方向上不规则且不均匀地形成。芯单丝311a~311c和鞘单丝312a~312i的直径(单丝直径)为例如0.15~0.35mm,并使用同一直径的单丝。
在将钢线310捻开后,三条芯单丝311a~311c水平配置且在水平面投影时的投影面上的轨迹为正弦波状。而且,在将钢线310捻开后的各鞘单丝312a~312i内,除用于线捻合的螺旋弯曲以外没有弯曲的具有笔直性的鞘单丝312a、312b、312d、312e、312g、312h水平配置且在水平面投影时的投影面上的轨迹为正弦波状,具有与用于线捻合的螺旋弯曲不同的小的螺旋状弯曲或波状弯曲的鞘单丝312c、312f、312i,如图6中实线所示,在沿正弦波状的基准线310B不规则地背离的同时呈现出描绘没有弯折的光滑曲线的凹凸的波形状。
该钢线310的鞘单丝312a~312i在大部分的捻合部分单丝之间大致紧贴,但由于具有弯曲的一部分鞘单丝312c、312f、312i的小螺旋状或波状弯曲,这些具有弯曲的鞘单丝312c、312f、312i的外观的外径线312A为比其它单丝312a、312b、312d、312e、312g、312h直径大的大致圆形或大致椭圆形亦或长圆形,在捻合状态下可在单丝间具有向外部开放的间隙H1。
而且,该钢线310,在将三条芯单丝311a~311c和九条鞘单丝312a~312i在同一方向以同一间距同时捻合后,通过经过将多个辊交错状地配置的矫正机,来按压线外周部的突起。此时,通过调整拉出张力、卷绕张力、辊直径、辊间距、按压力等,调整具有弯曲的鞘单丝312c、312f、312i向线外周部的突出量,以使背离幅度L(mm)和单丝直径d(mm)的比率L/d超过0.7的部位在将该单丝在水平面上转动并在单丝整周范围内改变角度而投影的任一轨迹上皆不存在(即,在单丝整周角上不存在超过0.7的部位),且L/d在将该单丝在水平面上转动并在单丝整周范围内改变角度而投影的某一轨迹上为0.07~0.7范围内的部位在用于线捻合的螺旋弯曲(捻合螺旋)的每个间距中存在两处以上,所述背离幅度L(mm)是如图6所示,在将钢线310捻开后把具有弯曲的鞘单丝312c、312f、312i水平配置并在水平面投影时的投影面T上单丝的轨迹312B和用于线捻合的螺旋弯曲的正弦波状的基准线310B之间的、在与该基准线310B的切线垂直的直线上的背离幅度。
但是,该突出量的调整还可使捻合的线通过模具或使预先弯曲的单丝通过辊矫正机后捻合来完成。
该钢线310是作为例如汽车用轮胎的增强材料而埋入胎体和胎面间的增强层(缓冲层或带)的外部层的部件,该情况下,在周围覆盖未硫化橡胶而成形为与橡胶材料的复合体片,并作为轮胎增强材料在轮胎成形时埋入轮胎主体的橡胶中。此时,在钢线310周围覆盖未硫化橡胶时,未硫化橡胶从具有弯曲的鞘单丝312c、312f、312i和笔直的鞘单丝312a、312b、312d、312e、312g、312h之间的间隙H1进入,在轮胎成形时被硫化而渗透到线内部。而且,钢线310,通过如上述那样调整预先具有弯曲的鞘单丝312c、312f、312i向线外径侧的突出量,而使在例如与橡胶材料的复合体片成形中负载有张力时对负载的阻力的降低变小,并抑制钢线310的伸展,不会使小的螺旋状或波状弯曲消失,保持鞘单丝间橡胶材料充分进入的间隙H1,且难以产生以具有弯曲的鞘单丝312a、312d、312g的突出部分为起点的疲劳断裂,而且在线长度方向上捻合形状稳定,即使通过反复弯曲应力也不容易产生压曲,耐疲劳性优良。
而且,该钢线310,通过使预先具有弯曲的鞘单丝312a、312d、312g的螺旋状或波状弯曲在将钢线310捻开后的单丝水平配置并在水平面上投影时的投影面上在单丝长度方向上不规则且不均匀存在地形成,而使复合体片成形时的橡胶进入性稳定。
图5(b)是该第三实施方式的另一个实例的钢线的剖视图。该钢线,是将例如两条芯单丝321a、321b配置在芯部,并在其周围配置五条鞘单丝322a~322e(钢丝),且将这些芯单丝321a、321b和鞘单丝322a~322e在同一方向上以同一间距同时捻合的2/5构造的钢线320,芯单丝321a、321b是除用于线捻合的螺旋弯曲以外没有弯曲的具有笔直性的单丝(正常丝),将其稠密地捻合而形成芯,鞘单丝322a~322e通过其中两条鞘单丝322b、322d为具有与用于线捻合的螺旋弯曲不同的小的螺旋状或波状弯曲的单丝(弯曲单丝),且另三条鞘单丝322a、322c、322e、为除用于线捻合的螺旋弯曲以外没有弯曲的具有笔直性的单丝(正常丝),并将具有弯曲的鞘单丝322b、322d不相邻地配置且使其在大部分的捻合部分以单丝之间大致紧贴的方式牢固捻合在芯周围而形成鞘。小的螺旋状弯曲是三维螺旋状弯曲。螺旋状弯曲的方向可以与线捻合方向相同,也可以是相反方向。此外,波状弯曲是将螺旋投影的形状的二维弯曲。这些螺旋状或波状弯曲理想的是在单丝长度方向上不规则且不均匀地形成。芯单丝321a、321b和鞘单丝322a~322e的直径(单丝直径)为例如0.20~0.38mm,并使用同一直径的单丝。
在将钢线320捻开后,两条芯单丝321a、321b水平配置且在水平面投影时的投影面上的轨迹为正弦波状。而且,在将钢线320捻开后的各鞘单丝322a~322e内,除用于线捻合的螺旋弯曲以外没有弯曲的具有笔直性的鞘单丝322a、322c、322e水平配置且在水平面投影时的投影面上的轨迹为正弦波状,具有与用于线捻合的螺旋弯曲不同的小的螺旋状弯曲或波状弯曲的鞘单丝322b、322d,在沿正弦波状的基准线310B不规则地背离的同时呈现出描绘没有弯折的光滑曲线的凹凸的波形状(省略图示)。
该钢线320的鞘单丝322a~322e在大部分的捻合部分单丝之间大致紧贴,但由于具有弯曲的一部分鞘单丝322b、322d的小螺旋状或波状弯曲,这些具有弯曲的鞘单丝322b、322d的外观的外径线322A为比其它单丝322a、322c、322e直径大的大致圆形,在捻合状态下可在单丝间具有向外部开放的间隙H2。
而且,该钢线320,在将两条芯单丝321a~321b和五条鞘单丝322a~322e在同一方向以同一间距同时捻合后,通过经过将多个辊交错状地配置的矫正机,来按压线外周部的突起。此时,通过调整拉出张力、卷绕张力、辊直径、辊间距、按压力等,调整弯曲鞘单丝322b、322d向线外周侧的突出量,以使背离幅度L(mm)和单丝直径d(mm)的比率L/d超过0.7的部位在将该单丝在水平面上转动并在单丝整周范围内改变角度而投影的任一轨迹上皆不存在(即,在单丝整周角上不存在超过0.7的部位),且L/d在将该单丝在水平面上转动并在单丝整周范围内改变角度而投影的某一轨迹上为0.07~0.7范围内的部位在用于线捻合的螺旋弯曲(捻合螺旋)的每个间距中存在两处以上,所述背离幅度L(mm)是在将钢线320捻开后把具有弯曲的鞘单丝322b、322d水平配置并在水平面投影时的投影面T上单丝的轨迹和用于线捻合的螺旋弯曲的正弦波状的基准线之间的、在与该基准线的切线垂直的直线上的背离幅度。
该突出量的调整还可使捻合的线通过模具或使预先弯曲的单丝通过辊矫正机后捻合来完成。
该钢线320是作为例如汽车用轮胎的增强材料而埋入胎体和胎面间的增强层(缓冲层或带)的外部层的部件,该情况下,在周围覆盖未硫化橡胶而成形为与橡胶材料的复合体片,并作为轮胎增强材料在轮胎成形时埋入轮胎主体的橡胶中。此时,在钢线320周围覆盖未硫化橡胶时,未硫化橡胶从具有弯曲的鞘单丝322b、322d和笔直的鞘单丝322a、322c、322e之间的间隙H2进入,在轮胎成形时被硫化而渗透到线内部。而且,钢线320,通过如上述那样调整预先具有弯曲的鞘单丝322b、322d向线外径侧的突出量,而使在例如与橡胶材料的复合体片成形中负载有张力时对负载的阻力的降低变小,并抑制钢线320的伸展,不会使小的螺旋状或波状弯曲消失,保持鞘单丝间橡胶材料充分进入的间隙H2,且难以产生以具有弯曲的鞘单丝322b、322d的突出部分为起点的疲劳断裂,而且在线长度方向上捻合形状稳定,即使通过反复弯曲应力也不容易产生压曲,耐疲劳性优良。
而且,该钢线320,通过使预先具有弯曲的鞘单丝322b、322d的螺旋状或波状弯曲在将钢线320捻开后的单丝水平配置并在水平面上投影时的投影面上在单丝长度方向上不规则且不均匀存在地形成,而使复合体片成形时的橡胶进入性稳定。
再有,在图5(a)的实例中,虽然使构成钢线的鞘的九条单丝中的六条单丝为具有笔直性的单丝,使三条单丝为具有小的螺旋状或波状弯曲的单丝,且在图5(b)的实例中,虽然使构成钢线的鞘的五条单丝中的三条单丝为具有笔直性的单丝,使两条单丝为具有小的螺旋状或波状弯曲的单丝,但具有小的螺旋状或波状弯曲的单丝是构成鞘的单丝中至少一条即可,在图5(a)实例中可以是两条或四条以上(也可以是全部),在图5(b)实例中可以是三条或四条以上(也可以是全部)。而且,具有螺旋状或波状弯曲的单丝为多条的情况下,可对该多条单丝的全部来如上述那样调整突出量。
此外,在图5(a)及图5(b)所示的实例中,虽然芯单丝全部是除用于线捻合的螺旋弯曲以外没有弯曲的具有笔直性的单丝,但芯单丝至少一条是具有与用于线捻合的螺旋弯曲不同的小的螺旋状或波状弯曲的单丝,该具有螺旋状或波状弯曲的单丝,背离幅度L(mm)和单丝直径d(mm)的比率L/d超过0.7的部位在将该单丝在水平面上转动并在单丝整周范围内改变角度而投影的任一轨迹上皆不存在,且该具有螺旋状或波状弯曲的单丝的至少一条,其L/d在将该单丝在水平面上转动并在单丝整周范围内改变角度而投影的某一轨迹上为0.07~0.7范围内的部位在用于线捻合的螺旋弯曲(捻合螺旋)的每个间距中存在两处以上为好,所述背离幅度L(mm)是在将钢线捻开后的单丝水平配置并在水平面投影时的投影面上该单丝的轨迹和用于钢线捻合的螺旋弯曲的正弦波状的基准线之间的、在与该基准线的切线垂直的直线上的背离幅度,这样,可提高橡胶向线中心部的进入性。
此外,虽然图示实例为3/9构造和2/5构造的情况,但本发明通常可适用于在由将m条(m=2~4)芯单丝和n条(n=5~9)鞘单丝在同一方向上以同一间距同时捻合的m+n构造的两层捻合中m条鞘单丝中至少一条单丝具有与用于线捻合的螺旋弯曲不同的小的螺旋状弯曲或波状弯曲的钢线。
表3将在表面实施镀黄铜的多条单丝捻合的2/5构造、3/9构造中,鞘单丝中一部分单丝具有与用于线捻合的螺旋弯曲不同的波状弯曲的各种构成的钢线的试验品试验结果分别表示在2/5构造、3/9各构造中。
表3
在表3中,“背离幅度L”是在将钢线捻开后的波状弯曲单丝水平配置并在水平面投影时的投影面上该单丝的轨迹和用于线捻合的螺旋弯曲的正弦波状基准线之间的、在与该基准线的切线垂直的直线上的背离幅度,表示最大背离部的值。此外,“凹凸数”表示具有背离幅度L(mm)和单丝直径d(mm)的比率L/d为0.07~0.7的背离的部位在捻合螺旋每个间距中的个数。另外,“突出量”是具有弯曲的单丝的外径的一部分与笔直的单丝的情况相比向线外径侧突出的量,表示其最大值的2倍。
而且,“橡胶进入性(%)”表示,在向各钢线施加49N拉伸载荷的状态下在橡胶中埋设,在硫化(180℃、20分钟)后,将钢线从橡胶拔出,剥开单丝,观察单丝整周,测量与橡胶材料接触的面积率的结果。
此外,“疲劳值”用在亨特式疲劳试验中,在将钢线弯曲为大约U形的状态下使其连续转动(此时,设定弯曲形状以使在线的最大曲率点上作用150Kg/mm2的应力),直到最大曲率点附近断裂的总转数表示。
在2/5构造中,本发明线(实施例)是下述钢线,即,单丝直径d为0.25mm、弯曲单丝(鞘单丝)的数量是两条、最大背离部的背离幅度L为0.018mm、其L/d值为0.072、每个间距的平均凹凸数为4.5、线径为0.97mm、突出量的最大值的2倍为0.01mm的钢线,和单丝直径d为0.25mm、弯曲单丝(鞘单丝)的数量是两条、最大背离部的背离幅度L为0.08mm、其L/d值为0.320、每个间距的平均凹凸数为6.0、线径为1.03mm、突出量的最大值的2倍为0.07mm的钢线,以及单丝直径d为0.25mm、弯曲单丝(鞘单丝)的数量是一条、最大背离部的背离幅度L为0.165mm、其L/d值为0.660、每个间距的平均凹凸数为5.5、线径为1.07mm、突出量的最大值的2倍为0.11mm的钢线,还有单丝直径d为0.25mm、弯曲单丝(鞘单丝)的数量是一条、最大背离部的背离幅度L为0.175mm、其L/d值为0.700、每个间距的平均凹凸数为3.0、线径为1.08mm、突出量的最大值的2倍为0.12mm的钢线。此外,比较例是下述钢线,即,单丝直径d为0.25mm、弯曲单丝(鞘单丝)的数量是两条、最大背离部的背离幅度L为0.015mm、其L/d值为0.060、每个间距的平均凹凸数为6.5、线径为0.96mm、突出量的最大值的2倍为0mm的钢线,和单丝直径d为0.25mm、弯曲单丝(鞘单丝)的数量是一条、最大背离部的背离幅度L为0.180mm、其L/d值为0.720、每个间距的平均凹凸数为6.0、线径为1.21mm、突出量的最大值的2倍为0.25mm的钢线,以及单丝直径d为0.25mm、弯曲单丝(鞘单丝)的数量是一条、最大背离部的背离幅度L为0.164mm、其L/d值为0.656、每个间距的平均凹凸数为1.0、线径为1.07mm、突出量的最大值的2倍为0.11mm的钢线。此外,现有例是单丝直径d为0.25mm、没有弯曲单丝的封闭型、线径为0.96mm的钢线。
3/9构造中,本发明线(实施例)是下述钢线,即,单丝直径d为0.22mm、弯曲单丝(鞘单丝)的数量是三条、最大背离部的背离幅度L为0.079mm、其L/d值为0.360、每个间距的平均凹凸数为6.0、线径为0.90mm、突出量的最大值的2倍为0.01mm的钢线,和单丝直径d为0.22mm、弯曲单丝(鞘单丝)的数量是三条、最大背离部的背离幅度L为0.132mm、其L/d值为0.600、每个间距的平均凹凸数为5.0、线径为0.93mm、突出量的最大值的2倍为0.04mm的钢线,以及单丝直径d为0.22mm、弯曲单丝(鞘单丝)的数量是三条、最大背离部的背离幅度L为0.150mm、其L/d值为0.680、每个间距的平均凹凸数为3.0、线径为1.02mm、突出量的最大值的2倍为0.13mm的钢线。此外,比较例是下述钢线,即,单丝直径d为0.22mm、弯曲单丝(鞘单丝)的数量是三条、最大背离部的背离幅度L为0.015mm、其L/d值为0.067、每个间距的平均凹凸数为6.0、线径为0.89mm、突出量的最大值的2倍为0.00mm的钢线,和单丝直径d为0.22mm、弯曲单丝(鞘单丝)的数量是三条、最大背离部的背离幅度L为0.161mm、其L/d值为0.730、每个间距的平均凹凸数为4.0、线径为1.21mm、突出量的最大值的2倍为0.32mm的钢线,以及单丝直径d为0.22mm、弯曲单丝(鞘单丝)的数量是三条、最大背离部的背离幅度L为0.143mm、其L/d值为0.650、每个间距的平均凹凸数为1.0、线径为0.94mm、突出量的最大值的2倍为0.05mm的钢线。此外,现有例是单丝直径d为0.22mm、没有弯曲单丝的封闭型、线径为0.89mm的钢线。
本发明线(实施例)与现有例的钢线相比橡胶进入性及耐疲劳性非常出色。与之相对,比较例的钢线中,具有L/d的值超过0.7的背离的钢线,耐疲劳性不足,L/d的值不到0.07、或凹凸数(具有L/d为0.07~0.7的背离的部位数量)为每个间距一个的钢线,橡胶进入性差,耐疲劳性也不足。
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