作为冠带层的新型双弹性芳族聚酰胺轮胎帘线制造技术

本发明专利技术涉及一种由具有双弹性拉伸性能的超高模量芳族聚酰胺纤维制成的新型轮胎帘线增强物。这种新型双弹性轮胎帘线在用作充气子午线轮胎中的冠带层时改进高速耐久性且消除接地点扁平化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】作为冠带层的新型双弹性芳族聚酰胺轮胎帘线专利
本专利技术涉及一种由具有双弹性拉伸性能的超高模量芳族聚酰胺纤维制成的新型轮胎帘线增强物。这种新型双弹性轮胎帘线在用作充气子午线轮胎中的冠带层时改进高速耐久性且消除接地点扁平化(flatspotting)。相关技术描述在高速条件下，轮胎的外径由于通过钢帘线带束层组合件(beltpackage)和胎面产生的离心力而增加。这种直径增加或轮胎生长增加了带束层边缘帘线的缩放运动，导致裂纹萌生、裂纹扩展和最终的带束层边缘分离(beltedgeseparation)。螺旋地缠绕在带束层组合件上的冠带层通过对由斜交钢帘线层(crossplysteelcordlayer)制成的重质带束层组合件施加压缩力(约束力)来防止在高速条件下过度的轮胎生长。当前，最广泛使用的冠带层材料是多股尼龙6,6层或单层混合帘线，其以与轮胎的赤道面成0至5度螺旋地缠绕在带束层组合件上。尼龙帘线在弯曲和轴向压缩下具有优异的抗疲劳性，和在轮胎构建期间确保易于加工的双弹性拉伸特性。此外，在高速条件下随着使用温度的提高而产生的收缩力改进了抗带束层边缘分离性和高速耐久性。但尼龙的低玻璃化转变温度导致在高速行驶后的停车期间轮胎的扁平点(flatspot)问题。多层尼龙冠带层组件的其它潜在缺点是其高橡胶含量，通过迟滞(热累积)导致轮胎的滚动阻力增加。众所周知，具有双弹性拉伸行为的包括高模量纱线和低模量纱线的混合帘线也用作高速轮胎中的冠带层。混合帘线的低模量组分使得带束层组合件容易提升，由于其高可拉伸性而不形成紧的帘线，高模量组分在使用条件下变得有效。通过使用混合帘线作为冠带层，可以减小冠带层的总厚度和橡胶含量，且混合帘线的高模量组分增强约束力且改进高速耐久性。但尼龙的存在也造成了一些扁平点。另一方面，由具有高捻度的超高模量纱线制成的帘线也用作轮胎增强物，以消除扁平点并改进高速性能，但高水平的帘线捻度导致急剧的模量和断裂强度损失。美国专利号4,893,665描述了一种包括至少两根各自仅由芳族聚酰胺长丝组成的纱线和单根芯纱线的混合帘线，所述单根芯纱线仅由选自具有至少部分取向的结构的聚酰胺和具有至少部分取向的结构的聚酯的长丝组成。美国专利号5,558,144描述了具有高模量芳族聚酰胺和低模量尼龙的混合帘线，该帘线以相对于赤道面成0至3度的角度在轮胎的圆周方向上螺旋且连续地缠绕在带束层组合件上。美国专利号6,799,618描述了径向向外叠置到带束层组件上的织物型冠带层结构用由包括尼龙和芳族聚酰胺的材料制成的帘线来增强。在帘线的初始伸长时，主要荷重纱线是尼龙纱线，在可观的伸长之后，主要荷重纱线是芳族聚酰胺纱线。美国专利号2013/0025758描述了一种用于乘用车的高性能充气子午线轮胎，其使用混合帘线作为冠带层，该混合帘线由具有不同的初捻捻数和不同的复捻捻数的双股芳族聚酰胺纱线和单股尼龙纱线构成，从而具有改进的高速耐久性和驾驶稳定性。专利技术概述本专利技术涉及由具有双弹性拉伸性能的芳族聚酰胺纱线制成的双股或更多股帘线增强物。即，初始模量低且在初始伸长后模量高。为了防止过度的模量和断裂强度损失，已经避免了高水平的帘线加捻。将所述芳族聚酰胺帘线的线性拉伸行为转化为双弹性特性的产生原理基于打开帘线股并在其中插入RFL粘合剂。在其打开的股线之间具有RFL的芳族聚酰胺帘线在张力下表现出双弹性拉伸行为。定义：帘线：通过将两根或更多根合股的纱线加捻在一起形成的产品。帘线股：在帘线内的合股的单根纱线。分特：10000米长的纱线的克重。接地点扁平化：具有低Tg和高热收缩力(shrikforce)的轮胎中的帘线在接地点(footprint)经受收缩。当在这个位置冷却时，帘线保持扁平点直到它在使用时再次达到其Tg。原帘线(Greigecord)：浸渍和热定型前的加捻帘线。热定型：通过水分或加热赋予纱线、帘线或织物尺寸稳定性和耐热性的过程。热定型帘线：暴露于高温的帘线(例如在张力下120℃至260℃)。线密度：每单位长度的重量，以g/分特或g/d(旦尼尔)表示。间距：多股加捻帘线内股到股相互的距离。2%伸长率时的TASE：2%伸长率时的应力，cN/分特。韧性：断裂力(N)除以线密度(分特)。Tg：聚合物的玻璃化转变点。总标称帘线分特：标称纱线线密度的和(对于1670x2帘线为3340分特)。捻度：每米纱线或帘线绕其轴的捻数(捻数(t)/米(m)或tpm)。超高模量纱线：拉伸模量高于100GPa。附图简述图1和2分别是常规(现有技术)的双股和三股芳族聚酰胺帘线的横截面图。图3是常规(现有技术)的双股混合帘线的横截面图，其中，A是芳族聚酰胺股线(纱线)，B是尼龙股线(纱线)。图4是常规(现有技术)的三股混合帘线的横截面图，其中，A是芳族聚酰胺股线(纱线)，B是尼龙股线(纱线)。图5和6分别是常规(现有技术)的双股和三股尼龙帘线(尼龙6或尼龙6,6)的横截面图。图7描述了对于双股和三股芳族聚酰胺帘线而言帘线横截面的打开和随后的在帘线股之间的浸渍渗透，其中A是封闭股线形式的双股和三股芳族聚酰胺帘线的横截面图，B是打开股线形式的双股和三股芳族聚酰胺帘线的横截面图，C是根据本专利技术的浸渍渗透形式的双股和三股芳族聚酰胺帘线的横截面图，D是粘合剂浸渍液(adhesivedip)(RFL)，填充股线之间的开口并覆盖帘线表面。图8a是常规的双股芳族聚酰胺帘线的侧视图和横截面图。图8b是根据本专利技术的打开形式的双股芳族聚酰胺帘线(在浸渍步骤之前)的侧视图和横截面图。图9a是常规的三股芳族聚酰胺帘线的侧视图和横截面图。图9b是根据本专利技术的打开形式的三股芳族聚酰胺帘线(浸渍步骤之前)的侧视图和横截面图。图10a，10b，10c和10d是帘线股的封闭和打开形式的横截面图。D是帘线直径，s是帘线股之间的间距(开口)。图11是芳族聚酰胺帘线的负荷-伸长率曲线，其中，1是1670分特/3浸渍的芳族聚酰胺帘线，Z/S，捻度320/320tpm(现有技术)，具有线性拉伸特性，2是1670分特/3芳族聚酰胺帘线，Z/S，320/280tpm(Z方向40tpm退捻)并浸渍，具有根据本专利技术的双弹性拉伸特性。专利技术详述具有超高模量和高强度的芳族聚酰胺是尺寸非常稳定的材料。由于其高度结晶的微观结构，当暴露到高温时不显示任何显著的热收缩。以双股或三股帘线的加捻形式，其可用作轮胎和机械橡胶制品如V形带的增强物(图1和图2)。帘线加捻改进了芳族聚酰胺的抗弯曲和抗压缩疲劳性，但同时也降低了模量和强度。在充气子午线轮胎的零度冠带层应用中，为了防止在高速条件下的带束层边缘分离，需要高模量来提供约束力，但在轮胎构建和硫化过程中带束层组合件的提升期间，还需要在小力下的初始可拉伸性(初始低模量)来提供可加工性以避免帘线切割通过束带层贴胶配混物(skimcompound)。芳族聚酰胺/尼龙混合帘线解决了这个问题，但尼龙的存在产生了接地点扁平化问题和不对称的帘线结构(图3和图4)两股或三股尼龙6或6,6帘线(图5和6)是众所周知的作为子午线乘用车和轻型卡车轮胎的冠带层的增强物，但扁平点和低水平的模量是它们的主要缺点。根据本专利技术，可以生产具有双弹性拉伸性能的不具有任何低模量组分股线(如尼龙)的两股或更多股的芳族聚酰本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种浸渍和热定型的芳族聚酰胺帘线，具有至少两股且在所述帘线股之间具有间距，具有在2.0%伸长率下小于2.0cN/分特的TASE，特征在于，所述帘线股之间的间距大于帘线直径(D)的10%且小于80%。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种浸渍和热定型的芳族聚酰胺帘线，具有至少两股且在所述帘线股之间具有间距，具有在2.0%伸长率下小于2.0cN/分特的TASE，特征在于，所述帘线股之间的间距大于帘线直径(D)的10%且小于80%。2.根据权利要求1的浸渍和热定型的芳族聚酰胺帘线，其中所述帘线的帘线股之间的间距优选大于帘线直径(D)的20%且小于50%。3.根据权利要求1的浸渍和热定型的芳族聚酰胺帘线，其中所述帘线的粘合剂浸渍液吸液率(DPU)高于10重量%且小于50重量%。4.根据权利要求1的浸渍和热定型...

【专利技术属性】
技术研发人员：MS菲丹，K阿克索伊，E塞诺卡克，
申请(专利权)人：科德沙技术纺织品股份公司，
类型：发明
国别省市：土耳其,TR