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CN104995037A - 轮胎加强材料 - Google Patents

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Abstract

一种轮胎加强材料（1），其由具有不同弹性模量的帘线或者纱线（2、3、4、5）形成，并且所述轮胎加强材料根据其热收缩（TK、AS）属性不同而获得双弹性属性。为了提供一种轮胎加强材料（1），其具有经典的混合帘线的工艺和性能表现并且同时具有缩减的织物厚度（厚度压缩）。使所述轮胎加强织物的生产工艺和性能属性能够彼此独立地进行优化。

Description

轮胎加强材料
技术领域
本发明涉及一种轮胎加强材料，所述轮胎加强材料由具有不同模量的帘线或者纱线形成，并且所述轮胎加强材料取决于不同的热收缩属性来获得双弹性（bielastic）表现。
背景技术
在充气轮胎技术中被用作冠带层加强材料的混合帘线通过将具有不同属性的纱线彼此捻合来得到。
在具有两层或者多层（帘布层）的混合帘线中的纱线之间的最重要的区别是它们的弹性模量。弹性模量指的是使具有单位横截面面积（mm2）的材料增加100%长度所需的力。双弹性是在应力-应变曲线中具有双模量表现。换句话说，在织物的应力-应变曲线中能看到首先低然后高的模量。例如在双层（帘布层）混合帘线中，如果形成这些层的一层纱线具有低模量，则另一层具有高模量（例如尼龙和芳族聚酰胺）。在混合帘线中具有低模量的纱线（例如尼龙）的作用是使冠带层加强织物能够通过低张力来拉长，这在轮胎生产工艺中是需要的并且防止形成拉紧的帘线，并且其用来切割被放置在冠带层的下面的带束层橡胶（工艺特征）在混合帘线中具有高模量的纱线（例如芳族聚酰胺）的作用是防止高速下由具有钢帘线的带束层产生的离心力引起的轮胎增大，或者用来将其保持在可接受水平（性能特征）。
满足工艺和性能要求的经典混合帘线的圆形横截面面积与相关纱线的横截面面积的总数相等。因而混合帘线的直径（厚度）与具有高和低模量的纱线的总分特（dtex）值成比例地增大。分特是纱线厚度的测量量。其是10.000米长的纱线的克重。经典混合帘线的低模量和高模量的纱线在新产品中彼此并排，并没有拧合在一起。
经典混合帘线的一个重要问题在彼此独立地改变与工艺和性能相关的属性使存在难度。也即，低模量和高模量纱线的分特、捻级和数量的变化本身不仅呈现在预延长区域或者高模量区域中，而且也呈现在从低模量至高模量的过渡区域的特征中。换句话说，所述属性在经典混合帘线中相互依赖。
然而，在某些程度上，轮胎的性能特征如舒适度、机动能力和耐久性受到混合帘线的从低模量至高模量的过渡区域的形状和范围的影响。
韩国专利文献第KR20050030447号作为本领域已知的应用公开了一种具有高性能的在轮胎中用作冠带层的混合帘线。该发明的目的在于通过形成由聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）和溶解性（lyocell）多丝构成的浸渍过的混合帘线来提供一种轮胎结构，所述轮胎结构对橡胶的粘着性增强，所述轮胎结构的强度提高，所述轮胎结构的驾驶舒适度改善，所述轮胎结构的工艺性提高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种轮胎加强材料，所述轮胎加强材料具有经典混合帘线织物的与工艺和性能相关的属性，并且所述轮胎加强材料还具有缩减的织物厚度（厚度压缩）。
本发明的另外一个目的在于提供一种轮胎加强材料，所述轮胎加强材料使所述轮胎加强织物的与工艺和性能相关的属性能够彼此独立地进行优化。
附图说明
在附图中示出了开发用于实现本发明目的的“一种轮胎加强材料”，其中，
图1是具有混合帘线的加强织物的视图，该混合帘线通过捻合不同属性的纱线来获得。
图2是具有帘线的加强织物的视图，所述帘线由彼此相邻的不同属性的纱线捻合得到。
图3是显示所述混合织物结构中热处理前（A）、热处理后（B）、热处理后（C）（具有更多的热收缩）的张力表现的曲线图。
图4a是热处理之前的所述混合加强织物的视图。
图4b是热处理之后的本发明的轮胎加强材料的视图。
图5a是热处理之前的具有相邻帘线对的所述混合加强织物的视图。
图5b是热处理之后的具有相邻帘线对的本发明的轮胎加强材料的视图。
图6是热处理过程中的形成双弹性属性的视图。
图7是具有彼此相邻（并排）的平行纱线的所述混合加强织物的视图。
图8是具有相邻纱线对的所述混合加强织物的视图。
附图中所示出的部件的每一个给出的附图标记如下：
1、轮胎加强材料
2、低模量的帘线
3、高模量的帘线
4、低模量的纱线
5、高模量的纱线
6、间距
Ck、经向帘线
Ak、纬向帘线
AS、轴向压缩
TK、热收缩
KS、压应力（由经向帘线施加）。
具体实施方式
本发明的轮胎加强材料（1）包括作为连续和平行的经线（Ck）飞具有不同模量和热收缩属性的帘线或者纱线，并且在热处理之后成为具有双弹性表现的织物。
在本发明优选的实施方案中，被用于所述轮胎加强材料（1）中的具有低模量的帘线或者纱线（2、4）可以是尼龙6.6或者PET；具有高模量的帘线或者纱线（3、5）可以是芳族聚酰胺、人造丝、PEN、碳纤维或者玻璃纤维。
在本发明优选的实施方案中，在所述轮胎加强材料（1）中的帘线或者纱线（2、3、4、5）的分特值在100和3000之间、优选为100至1000。所述帘线或者纱线（2、3、4、5）的捻级在20和1000tpm（每米匝数）之间。所述帘线或者纱线（2、3、4、5）的每分米数量（epdm：每分米头数）范围在50至200之间。
在本发明的轮胎加强材料中呈现的具有低模量的帘线或者纱线（2、4）和具有高模量的帘线或者纱线（3、5）可以作为帘线对或者纱线对。在所述帘线对或者纱线对之间存在某一间距（6）。所述帘线或者纱线（2、3、4、5）的分布可以是交替的或者是不同的。所述帘线或者纱线（2、3、4、5）的分特值可以是彼此接近的或者是不同的。
本发明的轮胎加强材料（1）优选地作为条带缠绕在带束层包扎物上或者用作冠带层材料。
在所述轮胎加强材料（1）被用于车辆轮胎中的一种情况下，所述加强材料（1）被切割成条带并缠绕在轮胎的带束层包扎物上，从而使其与赤道平面将形成0至5°的角度，并且其被用作冠带层加强织物。所述条带的宽度在5和25mm之间变化，并且其不含橡胶而被用作粘性条带。
用于充气轮胎中的本发明的轮胎加强材料（1）包括交替的且平行的具有低模量和高模量的帘线和/或纱线。在所述轮胎加强材料（1）中的具有低模量的帘线和纱线（2、4）的热收缩（TS）高于具有高模量的帘线或者纱线（3、5）的热收缩。
当张力或者负荷被施加在坯布织物或者从所述坯布织物上切割下来的条带上时，其没有显示出任何双弹性表现。在所述织物中具有低模量的帘线或者纱线（2、4）在浸渍工艺过程中暴露于高温（其是热处理）时产生收缩，并且在收缩时其引起具有高模量的帘线或者纱线（3、5）轴向压缩或者微变形，所述具有高模量的帘线或者纱线（3、5）较小地收缩或者根本不发生收缩。当张力或者负荷被应用在其上时，由所述热处理产生的本发明的加强材料（1）或者从该材料上切割下来的条带呈现双弹性属性。
通过将具有不同模量的纱线（4、5）捻合在一起而获得的所述混合帘线和其坯布织物在张力下呈现双弹性表现，而包括彼此相邻的具有不同模量的帘线（2、3）的胚布织物并不呈现双弹性表现。在本发明的轮胎加强材料（1）中，由混合帘线组成的织物（混合织物）经受热处理，并且通过具有不同热收缩（TK）值的帘线使所述织物能够成为双弹性的。
本发明的轮胎加强材料（1）通过使具有不同弹性模量和热收缩特性的纱线和/或帘线（2、3、4、5）平行排列并彼此相邻来获得（图1a、1b）。在所述织物中具有低模量的帘线和纱线（2、4）的热收缩（TK）高于具有高模量的帘线或者纱线（3、5）的热收缩（AS）。
当其处于坯布织物形式时，由具有不同模量的帘线（2、3）组成的本发明的加强材料（1）没有呈现双弹性属性，在浸渍和热处理之后其呈现双弹性属性。在热处理后，当张力施加到本发明的轮胎加强材料（1）时，首先其呈现低力伸长率（低模量），然后呈现高力伸长率（高模量）（图2）。
在本发明的加强材料（1）获得双弹性属性过程中，坯布织物经受热处理，由于高温和低张力，具有低模量的纱线或者帘线（2、4）收缩，同时与其相邻的具有高模量的纱线或者帘线（3、5）被压迫以被轴向压缩（AS）（图3、4、5）。
在本发明的轮胎加强材料（1）中彼此相邻出现的经向帘线（Ck）在其之间可以存在某一间距（6），或者双帘线可以相邻成对。具有高模量（3）的帘线的轴向压缩通过其自身与相邻位置的低模量的帘线（2）之间的粘合剂（RFL膜）形成，并且通过由纬向帘线（Ak）施加的压应力（KS）形成。在具有低模量和高模量的帘线（2、3）之间存在某一距离的情况下，仅仅通过纬向帘线（Ak）将压应力（KS）施加在具有高模量的帘线（3）上。因而取决于具有高模量的帘线或者纱线（3、5）的构造，可以经受轴向压缩（AS）或者微变形。在由本发明的轮胎加强材料（1）获得的非常薄的带束层条带的情况下，不是使用经向帘线（Ck），而是使用捻合的多股作为经线（其具有低于1000的分特值）来彼此相邻或者临近成对（图6a、6b）。
当本发明的轮胎加强材料（1）被用作轮胎中的冠带层加强织物时，在生产过程中由轮胎直径增大引起的力由具有低模量的帘线（2）承载。被轴向压缩（AS）的具有高模量的帘线（3）在不承载任何较大力的情况下拉长，并且其并不抵抗工艺扩张。
为了降低重量和充气轮胎中的滚动阻力，可以设想具有低分特值、具有低模量和高模量的纱线或者帘线（2、3、4、5）在轮胎加强织物中彼此相邻且彼此平行使用，并且在张力下其呈现双弹性（混合）表现。在本发明的轮胎加强材料（1）中，具有低模量的纱线或者帘线比具有高模量的纱线或者帘线具有更高的热收缩性。
本发明的轮胎加强材料（1）
1、比利用具有相似属性的经典混合帘线生产的加强材料更薄。
2、能够在轮胎中使用更少的橡胶，并且因而使得重量和滚动阻力降低。
3、当准备使用加强材料时，可施用在条带中。
4、通过优化从低模量至高模量的过渡区域的应力-应变表现，提供在轮胎性能上的改进。
在这些基本构思的框架之内，可以发展出本发明的轮胎加强材料（1）的各种各样的实施例。本发明不能被局限于本文描述的例子，其本质上由权利要求书所限定。

Claims (10)

1.一种轮胎加强材料（1），其特征在于，彼此平行排列的经线（Ck）包括低模量的帘线（2）和高模量的帘线（3）或者低模量的纱线（4）和高模量的纱线（5），并且所述经线（Ck）由于热处理之后不同的热收缩性而成为双弹性织物。
2.根据权利要求1所述的轮胎加强材料（1），其特征在于，用于所述轮胎加强材料（1）中的所述低模量的帘线或者纱线（2、4）是尼龙6.6或者PET；并且所述高模量的帘线或者纱线（3、5）是芳族聚酰胺、人造丝、PEN、碳纤维或者玻璃纤维。
3.根据权利要求1所述的轮胎加强材料（1），其特征在于帘线或者纱线（2、3、4、5），所述帘线或者纱线（2、3、4、5）的分特值在100和3000之间。
4.根据权利要求1所述的轮胎加强材料（1），其特征在于帘线或者纱线（2、3、4、5），所述帘线或者纱线（2、3、4、5）的捻级在20和1000tpm（每米匝数）之间。
5.根据权利要求1所述的轮胎加强材料（1），其特征在于帘线或者纱线（2、3、4、5），所述帘线或者纱线（2、3、4、5）的数量（头数）在每分米50和200头之间（epdm）。
6.根据权利要求1所述的轮胎加强材料（1），其特征在于，低模量的纱线或者帘线（2、4）使与其相邻的所述高模量的纱线或者帘线（3、5）轴向压缩，同时取决于热处理过程中的温度和张力而热收缩。
7.根据权利要求1所述的轮胎加强材料（1），其特征在于，经向帘线（Ck）在所述经向帘线之间具有形成活动区域的间距（6）。
8.根据权利要求1所述的轮胎加强材料（1），其特征在于，经向帘线（Ck）是成对地彼此相邻的。
9.根据权利要求1所述的轮胎加强材料（1），其特征在于，当轮胎带束层上出现条带状损伤时，所述轮胎加强材料（1）被用作冠带层，从而使其与赤道平面将形成0至5°。
10.根据权利要求1所述的轮胎加强材料（1），其特征在于，所用的冠带层的宽度在5和25mm之间变化，并且所述冠带层为不具有橡胶的粘性条带的形式。
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