CN102102253A - 包含玻璃纤维复合材料的轮胎帘线及利用该轮胎帘线的子午线轮胎 - Google Patents

包含玻璃纤维复合材料的轮胎帘线及利用该轮胎帘线的子午线轮胎 Download PDF

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Abstract

本发明的实施例涉及一种包含玻璃纤维复合材料的轮胎帘线及利用该轮胎帘线的子午线轮胎，尤其是涉及一种包含尼龙涂层单丝玻璃纤维复合材料的轮胎帘线及利用该轮胎帘线的节油性能得到进一步提高的子午线轮胎。

Description

包含玻璃纤维复合材料的轮胎帘线及利用该轮胎帘线的子午线轮胎
技术领域
本发明的实施例涉及一种轮胎带束层加固用轮胎帘线及包含该轮胎帘线的子午线轮胎。
背景技术
轮胎中带束层是分散行驶中由地面传递的应力，保持轮胎的抓地形状，并保证良好的行驶及制动性能，减少磨损的重要要素。尤其是加固带束层，起着紧紧包裹带束层，行驶时保持最佳的带束层形状，并提高轮胎性能的作用。这种纺织线带束层加固材料中被称为超级帘线的玻璃纤维、碳纤维以及芳纶具有钢帘线级别的高拉伸模量。但这些纺织线由弯曲刚度较低的细丝所组成，所以相比钢帘线弯曲刚度甚低。其结果，改变轮胎的抓地形状，并降低轮胎性能。
带束层的弯曲刚度是影响轮胎性能的重要要素，若弯曲刚度较低，则不仅会增加胎面的侧滑，还会增加磨损，抓地形状也变得更加滚圆，对操控稳定性和过度停顿(flat spot)性也非常不利。
提高纺织线弯曲刚度的另一种方法是：减少丝数并加粗个别丝线。但将芳纶溶解在溶剂中拉丝后，由高分子材料分离溶剂的制造工艺很难将纺织线制作成粗丝，而且如果将脆弱的玻璃纤维或碳纤维制作成粗丝，则很容易因疲劳而被破坏，很难适用于受长时间反复疲劳的轮胎带束层。
发明内容
本发明要解决的课题：
本发明的实施例均包含玻璃纤维复合材料，可提供既能保持轮胎性能又能减轻带束层重量的节油性能得到进一步提高的轮胎帘线。
本发明的实施例同时还提供，节油性能优秀、弯曲刚度高的高性能子午线轮胎。
课题解决手段：
本发明的一种实施例是包含单丝玻璃纤维复合材料的轮胎帘线，涉及一种形成上述玻璃纤维复合材料的玻璃纤维丝外皮为尼龙涂层的轮胎帘线。
本发明的另一种实施例涉及将拉成20-200tpm的玻璃纤维穿过粘性尼龙园模，制作成尼龙涂层玻璃纤维复合材料的阶段；冷却上述玻璃纤维复合材料的阶段；以及将上述被冷却的玻璃纤维复合材料浸渍在RFL水溶液中进行热处理的阶段包括在内的轮胎帘线制作方法。
本发明的另一种实施例涉及利用上述轮胎帘线的子午线轮胎。
效果：
本发明实施例中的轮胎带束层帘线不仅具有高弯曲刚度和拉伸模量，而且可通过减轻轮胎带束层的重量，提高节油性能。若适用这种轮胎帘线制造子午线轮胎，则不仅可以提高节油性能，高弯曲刚度可防止抓地现象的变化及性能变化。
附图说明
下图为本发明的一种实施示例。本图的目的是为了详细讲解本发明，帮助理解本发明，因此，不能解释为本发明只限定在本图。
图1为本发明的一种实施例中轮胎帘线中所包含的玻璃纤维复合材料的截面模式图。
附图主要符号说明
1.玻璃纤维丝
2.尼龙
具体实施方式
下面结合附图具体说明本发明的实施例。
图1是本发明的一种实施例中，轮胎帘线中所包含的玻璃纤维复合材料的截面模式图。图示为玻璃纤维复合材料上涂尼龙漆前(左)后(右)的形状。图1的右侧为被涂覆尼龙(2)的玻璃纤维复合材料内部的玻璃纤维丝(1)。
本发明实施例中的上述玻璃纤维复合材料，可通过将拉成20-200tpm的玻璃纤维复合材料穿过粘性尼龙(尼龙被挤出机挤出时融化而具有粘性)园模后，经冷却的方式制造。
本发明的实施例中可使用的尼龙绳有尼龙6.6、尼龙6或尼龙6.10，但并不局限于这些尼龙。这种尼龙涂层玻璃纤维复合材料，由于弯曲刚度高，不仅可以维持现有轮胎的性能，而且可通过减重，提高3％-5％节油性能。
本发明实施例中的玻璃纤维复合材料的线径为0.50-2.5mm，最好是满足0.88-0.92mm。此外，玻璃纤维复合材料的断裂伸率为4-5.5％，断裂强度为95-105kgf，2％中间伸率模数为2200-2500kgf。
具体地讲，在普通玻璃纤维上涂覆耐热胶及抗疲劳性能优秀的尼龙而制得的单丝轮胎帘线，可弥补多丝玻璃纤维的低弯曲刚度，实现比钢丝更高的弯曲刚度。此外，单丝帘线可通过使用玻璃纤维复合材料，将拉伸模量提高至现有水平。因此，若使用玻璃纤维复合材料制造轮胎，可将轮胎带束层重量减轻11％，节油性能可改善3-5％。
本发明实施例的玻璃纤维复合材料制造工艺大致如下。
先将拉成20-200tpm的玻璃纤维穿过粘性尼龙园模，将玻璃纤维外皮涂覆成尼龙。接着冷却尼龙涂层玻璃纤维复合材料，并将此浸渍在RFL水溶液类普通轮胎用尼龙线浸渍液中进行热处理。适宜热处理温度为150-250℃，但并不局限在此温度。
如此制造的帘线，玻璃纤维缝隙间将会充满尼龙，显示出如同单丝帘线的效果。此外，可保持玻璃纤维原有的高模量，且具有高弯曲刚度，可改善汽车中发生的过度停顿性能。
利用上述轮胎带束层帘线的子午线轮胎，由于密度小，不仅可以减轻带束层重量，提高节油性能，高弯曲刚度可防止抓地现象的变化及性能变化。
下面将通过具体的实施例，进一步详细地说明本发明的构成及效果。目的只是为了更加清楚地了解本发明，而不是为了限定本发明的范围。
实施例：轮胎帘线的制造
将拉成80tpm的玻璃纤维穿过直径0.88mm的尼龙66园模后进行冷却。然后，将尼龙涂层玻璃纤维用RFL进行热处理制作成轮胎帘线。
比较例：轮胎帘线的制造
在通常的钢丝制造工艺条件下，制造2+2(0.35mm)HT钢丝构造轮胎帘线。
比较例：轮胎帘线的制造
在通常的钢丝制造工艺条件下，制造2+2(0.35mm)HT钢丝构造轮胎帘线。
实施例及比较例中制造的帘线的组成、帘线结构、强度、断裂伸率、弯曲刚度、线径、单位重量及粘结力如表1。物理性质评价方法如下。
(1)断裂强度
测定帘线发生破坏为止所需的力量，试验方法同ASTM D2229。
(2)断裂伸率
拉伸帘线时发生破坏为止的伸率，试验方法同ASTM D2229。
(3)粘结力
粘结力试片及试验方法同ASTM D2229，耐热性则在100℃老化24小时后测定粘结力。
表1
Figure BSA00000364005600041
Figure BSA00000364005600051
*指数(弯曲性低＜100＜弯曲性高)
从表1可知，使用涂覆尼龙66的玻璃纤维复合材料的实施例，线径减少4％；相比比较例弯曲刚度提高28％，单位重量减少23％。
另外，使用上述实施例及比较例的帘线，制造如表2的子午线轮胎。
表2
Figure BSA00000364005600052
按表2的组成制作轮胎，并评价高速行驶耐久性、低速操控稳定性及高速行驶稳定性的评价结果如表3。
表3
Figure BSA00000364005600053
Figure BSA00000364005600061
项目指数：100以下(差)＜100＜100以上(优秀)
操控稳定性及乘车感：熟练的驾驶员沿着测试线行驶，并以100为标准进行评价
从表3可知，实施例和比价例的行驶性和耐久性彼此相似，但实施例的风阻在中速和高速时有3-5％的改善，过度停顿性能有7％的改善。
以上通过本发明的可取实施例详细讲解了本发明。在不超出本发明的精神及范围的范围内，本发明可进行多种变更及变形，因此，所有的这种变更或变形，也可以解释为本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.包含玻璃纤维复合材料的单丝轮胎帘线中，形成上述玻璃纤维复合材料的玻璃纤维丝外皮上涂覆尼龙为特征的轮胎帘线。
2.如上述专利申请范围第一项，将拉成20-200tpm的玻璃纤维穿过粘性弄龙园模后经冷却制造成帘线为特征的轮胎帘线。
3.如上述专利申请范围第一项，尼龙材料为尼龙6.6、弄龙6或尼龙6.10中的其中任何一种为特征的轮胎帘线。
4.如上述专利申请范围第一项，玻璃纤维复合材料的直径以0.88-0.92mm为特征的轮胎帘线。
5.如上述专利申请范围第一项，玻璃纤维断裂伸率为4-5.5％，断裂强度为95-105kgf；中间伸率为2％时，模量以2200-2500kgf为特征的轮胎帘线。
6.将拉成20-200tpm的玻璃纤维穿过粘性尼龙园模，从而制作成尼龙涂层玻璃纤维复合材料的阶段；冷却上述玻璃纤维复合材料的阶段；以及将上述被冷却的玻璃纤维复合材料浸渍在RFL水溶液中进行热处理的阶段包括在内的轮胎帘线制作方法。
7.如上述专利申请范围第6项，RFL热处理温度以150-250℃为特征的轮胎帘线制造方法。
8.上述专利申请范围第1项至5项中，包含其中任何一项轮胎帘线的子午线轮胎。
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