CN102080286B - 轮胎加强环带用三重混合帘线及包含该帘线的充气轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施例涉及一种轮胎环带用三重混合帘线以及包含这种三重混合帘线的充气轮胎，更为具体地，涉及由高伸长率帘线、中伸长率帘线和低伸长率帘线构成的轮胎加强环带用三重混合帘线以及包含这种三重混合帘线的高性能充气轮胎。

Description

轮胎加强环带用三重混合帘线及包含该帘线的充气轮胎
技术领域
本发明的实施例涉及轮胎加强环带用三重混合帘线以及包括其的充气轮胎。
背景技术
轮胎中的环带对于分散行驶中从地面传递的应力、维持轮胎的接地形状、以及能够实现优良的行驶、磨损、制动性能等方面来说是非常重要的构成部件。尤其是，加强环带的作用是制止所述环带的变化，并通过在行驶时维持最佳的环带形状来始终良好地维持轮胎的环带形状，提高轮胎的性能。这种加强环带帘线所要求的主要特性有耐热粘合力、收缩力、在常温和高温中的模量等。
由于在使用位置的特性上，加强环带位于轮胎中发热最严重的胎面与环带之间，并且在行驶中因长时间的高温而产生的老化不断发展，因而认为上述特性中的耐热粘合力是与轮胎的耐久性的关联性最大的物性。
行驶性和良好的乘坐感觉对于轮胎来说是同时被要求的要素，但要同时满足两种相反的物性相当困难。虽然尼龙66帘线作为传统的用于高性能充气轮胎加强环带的材料在乘车感和噪音方面显示出了优良的性能，但在高速耐久性和操纵稳定性方面还有改善的余地。另外，为了提高高速耐久性以及操纵稳定性，采用了高模量的加强环带以防止由高速行驶时发生的离心力产生的钢丝环带以及轮胎的变形；但是，在这方面优选采用诸如高模量的聚酰胺类、芳香族聚酯、再生纤维素类这样的帘线。
通常，作为广泛使用在乘用车轮胎中的帘线有人造纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、尼龙等。在这里，由于PET帘线的耐热粘合力差，并且在高温时的模量降低剧烈，因此难以用作加强环带。此外，虽然人造纤维几乎不存在因收缩产生的变化，但由于存在在高温时帘线的长度伸长而无法控制环带的问题而难以使用。最后，作为现在最为广泛使用的尼龙，主要使用耐热性能优于尼龙6的尼龙66；由于尼龙66的耐热粘合性优良，并且与PET、尼龙6相比具有在高温时的模量不会严重降低的优点，因而是世界上最为广泛使用的加强环带材料。但是，由于在尼龙的特性方面，基本的模量非常低，因此在提高操纵稳定性方面具有某种程度的限度。
发明内容
本发明的实施例提供一种维持尺寸的温度稳定性、具有卓越的乘车感、并同时提高低速、中速和高速时的耐久性能以及操纵稳定性的三重混合帘线。
本发明的实施例提供一种维持对应于行驶条件的模量的、在低速、中速以及高速行驶时具有具有优良的性能和乘车感的充气轮胎。
本发明的一个实施方式涉及一种轮胎加强环带用三重混合帘线，由具有不同断裂强力的高伸长率帘线、中伸长率帘线和低伸长率帘线构成，所述高伸长率帘线、中伸长率帘线和低伸长率帘线的上捻和下捻的捻度分别为15～35T/dm。
本发明的另一个实施方式涉及一种包含所述三重混合帘线的充气轮胎。
具体实施方式
下面，更为具体地对本发明的实施例进行说明。
本发明的一个实施例的三重混合帘线由高伸长率帘线、中伸长率帘线和低伸长率帘线构成，并且这些帘线在捻线工序中被制造为具有不同伸长率和强力的帘线。因此，三重混合帘线的各个帘线的上捻和下捻的捻度为15～35T/dm。
此外，三重混合帘线的断裂强力大于等于40kgf、断裂伸长率小于10％，并且高伸长率帘线、中伸长率帘线和低伸长率帘线的每个的排列密度可以为17～26EPI。
另一方面，高伸长率帘线、中伸长率帘线和低伸长率帘线的每个的修正细度可以为800D/1～2500D/1。
包含于本发明的一个实施例的三重混合帘线中的高伸长率帘线并不限于此，也可以使用尼龙6或者尼龙66。
包含于本发明的一个实施例的三重混合帘线中的中伸长率帘线可以是聚酯、聚乙烯醇(PVA)、人造纤维、溶解性纤维(lyocell)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)中的任何一种，但并不限于此。
包含于本发明的一个实施例的三重混合帘线中的低伸长率帘线可以是PK纤维、芳纶(aramid)纤维、聚对亚苯基-2，6-苯并双噁唑(poly(p-phenylene-2，6-benzobisoxazole)；PBO)纤维、炭素纤维、玻璃纤维中的任何一种，但并不限于此。
本发明的一个实施例的三重混合帘线的拉伸强度优选为760～2040kgf/in。
本发明的另一个实施例涉及一种包含所述轮胎加强环带用三重混合帘线的充气轮胎。
包含本发明的一个实施例的所述轮胎加强环带用三重混合帘线的充气轮胎具有优良的耐热粘合力，并且改善了尺寸的温度稳定性的维持以及降低问题，据此，不仅具有优良的乘车感，而且能够同时提高在低速、中速以及高速时的耐久性能以及操纵稳定性。
以下是本发明的一个实施例的轮胎加强环带用三重混合帘线的制造方法的概略工序。
首先，在分别利用另行的工序制造高伸长率帘线、中伸长率帘线和低伸长率帘线的原丝之后，利用轮胎帘线捻线工序制造高伸长率牵伸丝、中伸长率帘线牵伸丝和低伸长率牵伸丝。
帘线的捻线有下列方式，第一步进行下捻、第二步进行上捻的两步捻线方式和使用同一个机器一次地制造下/上捻的一步制造方式；当采用两步捻线方式时，在第一步的下捻操作时，可以通过增加捻回数来制造；而当采用一步捻线方式时，在投入加捻机之前，通过其他的加捻机以上捻和下捻之差进行预加捻处理之后进行制造。
利用本发明的实施例的三重混合帘线的捻线方式可以采用一步方式和两步方式中的任何一种。
下面，通过具体的实施例更为详细地对本发明的结构和效果进行说明，但这些实施例仅是为了更为明确地理解本发明的说明，而并非对本发明的范围进行限制。
实施例1-2：三重混合帘线的制造
对芳纶、聚萘二甲酸乙二醇酯以及尼龙66进行捻线，并在以与通常的尼龙帘线的制造方法大致相同的条件下进行织造和热处理之后，制造三重混合帘线。将各个帘线的种类、结构、上捻/下捻的捻度、中伸％、断裂强力、断裂伸长率以及耐热粘合力记载在下述表1中。
比较例1：三重混合帘线的制造
对尼龙66进行捻线，并在以与通常的尼龙帘线的制造方法大致相同的条件下进行织造和热处理之后，制造三重混合帘线。将各个帘线的种类、结构、上捻/下捻的捻度、中伸％、断裂强力、断裂伸长率以及耐热粘合力记载在下述表1中。
比较例2：三重混合帘线的制造
对芳纶、尼龙66进行捻线，并在以与通常的尼龙帘线的制造方法大致相同的条件下进行织造和热处理之后，制造三重混合帘线。将各个帘线的种类、结构、上捻/下捻的捻度、中伸％、断裂强力、断裂伸长率以及耐热粘合力记载在下述表1中。
【表1】
Figure BSA00000347174300041
物性评价
(1)断裂强力
是在帘线的伸长试验时，将到断裂发生为止所施加的力除以修正细度的值，试验方法依据ASTM D885。
(2)断裂伸长率
是在帘线的伸长时，到断裂发生为止时的伸长率，试验方法依据ASTMD885。
(3)帘线制备的恒温恒湿条件
是依据ASTM 1776条件实施的。
(4)耐热粘合力
粘合力样品以及试验方法依照H-test ASTM D4776，与耐热性相关地在100℃下老化24小时后对粘合力进行了测量。
参照所述表1可知，对于与操纵稳定性密切相关的常温以及150℃时的中伸，与传统的尼龙66帘线和混合帘线相比，显然，三重混合帘线的热稳定性优良，而与耐久性相关的耐热粘合力处于同等水准。而在帘线的尺寸稳定性方面，尼龙66最为不利。
此外，以下述表2的结构，通过采用所述实施例和比较例中的帘线制造了充气轮胎。
【表2】
Figure BSA00000347174300051
对于以所述表2的结构制造的轮胎，按照下述方式进行高速行驶耐久性评价以及初期操纵稳定性评价、高速行驶后的行驶稳定性评价，其结果如下述表3所示。
【表3】
按条目区分的指标：100以下(不良)＜100＜100以上(良好)
操纵稳定性、乘车感：熟练驾驶者在试验场行驶时以100为基准进行评价
参照所述表3可知，对于采用了三重混合帘线的实施例1和2，高速行驶耐久性与尼龙66相比非常优良，而与传统的芳纶和尼龙混合帘线相比处于同等水准。此外，考虑到高速耐久性和操纵稳定性，三重混合帘线在低速和高速时的舒适性(噪音、乘车感)良好。而对于滚动阻力值，PEN下捻的捻度为28T/dm的实施例2最好。尼龙66虽然在乘车感和噪音方面上最好，但在高速耐久、操纵稳定性和滚动阻力值方面上最差。
以上，利用实施方式对本发明进行了说明，但本发明的技术范围并不限于上述实施方式所记载的范围。显然，本领域的技术人员可以对上述实施例加以各种变更或者改良。从所附的权利要求书的记载中可以清楚地知道加以这些变更或者改良的形式也可以包含于本发明的技术范围内。
由于利用本发明的实施例的轮胎加强环带用混合帘线以及应用其的充气轮胎具有优良的耐热粘合力，并且能够维持尺寸的温度稳定性，从而具有卓越的乘车感，并能够同时提高低速、中速和高速时的耐久性能和操纵稳定性。

Claims (8)

1.一种轮胎加强环带用三重混合帘线，其特征在于，所述三重混合帘线由具有不同断裂强力的高伸长率帘线、中伸长率帘线和低伸长率帘线构成，所述高伸长率帘线、中伸长率帘线和低伸长率帘线的各自的上捻和下捻的捻度为15～35T/dm，所述三重混合帘线的断裂强力大于等于40kgf，所述三重混合帘线的拉伸强度为760～2040kgf/in。
2.如权利要求1所述的轮胎加强环带用三重混合帘线，其特征在于，所述三重混合帘线的断裂伸长率小于10%。
3.如权利要求1所述的轮胎加强环带用三重混合帘线，其特征在于，所述高伸长率帘线、中伸长率帘线和低伸长率帘线的各自的排列密度为17～26EPI。
4.如权利要求1所述的轮胎加强环带用三重混合帘线，其特征在于，所述高伸长率帘线、中伸长率帘线和低伸长率帘线的修正细度分别为800D/1～2500D/1。
5.如权利要求1所述的轮胎加强环带用三重混合帘线，其特征在于，所述高伸长率帘线是从尼龙6、尼龙66中选择的一种或更多种，所述中伸长率帘线是从聚酯、聚乙烯醇、人造纤维和聚萘二甲酸乙二醇酯中选择的一种或更多种，所述低伸长率帘线是从PK纤维、芳纶纤维、聚对亚苯基－2,6－苯并双噁唑纤维、炭素纤维和玻璃纤维中选择的一种或更多种。
6.如权利要求5所述的轮胎加强环带用三重混合帘线，其特征在于，所述人造纤维是溶解性纤维。
7.如权利要求5所述的轮胎加强环带用三重混合帘线，其特征在于，所述高伸长率帘线是尼龙66，所述中伸长率帘线是聚萘二甲酸乙二醇酯，所述低伸长率帘线是芳纶纤维。
8.一种包含权利要求1至权利要求7中任何一项所述的轮胎加强环带用三重混合帘线的充气轮胎。
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