CN102202914A - 非承重性耐切割轮胎胎侧组件、包含所述组件的轮胎以及所述组件的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种耐切割轮胎胎侧组件(6)和用于制备所述组件的方法以及含有所述组件的轮胎(1),所述胎侧组件(6)包含纺织织物,其中所述纺织织物的单层在织物平面内提供多向耐切割性,所述织物包含具有皮/芯构造的至少一种单纱,所述皮包含耐切割聚合物短纤维,所述芯包含无机纤维,所述织物还具有涂层以改善所述织物与橡胶的粘附性,使得所述耐切割轮胎胎侧组件具有18%至65%的自由区。
Description
发明背景
1.发明领域。
本发明涉及用于轮胎胎侧的非承重性耐切割组件。该组件由纱线制成,所述纱线具有短纤维外皮和用于改善耐切割性的连续无机长丝的芯。
2.背景技术。
轮胎耐切割性是一种重要的属性,尤其是当轮胎设计用于越野用途,例如用作子午线轻卡轮胎和用于SUV的轮胎(称为RLT轮胎)时。具体地讲,轮胎胎侧可能因种种危险原因被切割或割开。
线绳形式的高韧度芳族聚酰胺长丝已被作为机械增强材料复合到轮胎胎侧内,以通过附接到轮胎胎圈而充当轮胎胎侧内的承载结构。一般来讲,这些芳族聚酰胺长丝以连续长丝形式存在,以提供强机械特性。许多参考文献公开了多种连续长丝(包括芳族聚酰胺连续长丝)与金属线材或其它无机连续长丝的组合在轮胎内的承重性应用中的用途。
美国专利6,691,757公开了一种子午线轮胎,该轮胎具有分别设置在轮胎每个胎侧内的两个侧部防切割件,该侧部防切割件包含至少两层平行长丝阵列,每个平行阵列被设置成与相邻阵列成一角度。长丝阵列中的长丝可以是有机或无机材料,例如钢、聚酰胺、芳族聚酰胺、或人造丝。这类增强需要轮胎胎侧内有大量材料,因为单帘布层材料不能提供多轴向切割保护。
国际专利申请公布WO 2007/048683公开了可以是针织织物的双弹性轮胎增强材料。该织物可由合成纤维、天然纤维或这些纤维的混合物构成。该弹性针织织物具有至少40%的空隙率,以便能够充分压缩针织织物。空隙率通过比较用任何典型方法测量的针织织物的体积质量与压缩材料的体积质量进行计算。使用双弹性增强材料改善了对裂缝蔓延的抑制作用。
这些参考文献均没有涉及这样的轮胎:该轮胎的胎侧内使用了含有耐切割聚合物纤维和无机纤维的组合物,并且改善的耐切割性是轮胎的主要属性,而承重性则不是主要的考虑对象。
用于轮胎内的织物通常是由粗线绳制成;公开了织物的参考文献依靠将织物设置在轮胎胎面内的某些层中,或使用非常“紧”的织物或具有非常高的表面覆盖率的织物来提供耐刺穿性。
例如,授予Kazusa等人的美国专利4,649,979公开了一种自行车轮胎,该自行车轮胎具有多个胎体帘布层和介于胎面下面的那些帘布层之间的缓冲层。缓冲层可由多种高强度的材料构成,并且改善了轮胎的耐切割和耐刺穿性。缓冲层通常由以下材料制成的织物形成:芳族聚酰胺、高强度尼龙、聚酯、维尼纶、人造丝或玻璃纤维、或金属丝网或多种钢丝之类的金属材料。
Research Disclosure 42159(1999年5月)公开了防刺穿织造材料,特别是紧密织造的对位芳族聚酰胺织物,来用于减少或防止穿刺的轮胎护套。
授予Zhu和Prickett的美国专利6,534,175和授予Prickett的美国专利6,952,915中公开了用于防护服的舒适耐切割织物。此类织物设计用于为人体皮肤提供基本保护并由至少一种耐切割纱制成,该耐切割纱包含具有耐切割短纤维外皮的股线和与具有不含金属纤维的耐切割纤维的股线层合在一起的金属纤维芯。然而,由于短纤维脆弱的性质,其已经不被视为轮胎组件中可接受的组件。当用短纤纱代替连续长丝纱线时,纱线韧度降低,因此在一个典型应用中,不得不将短纤纱质量和由此类短纤纱制成的任何织物的基重增加到使得此类大纱线、线绳或织物的应用不切实际的程度。此外,还不清楚设计用于保护人体皮肤的此类织物是否有足够的开口面积,以允许橡胶化合物在轮胎制造过程中的充分渗透。
因此,需要一种为轮胎尤其是轮胎侧区提供改善的切割防护作用的方法,该方法用一层材料在胎侧提供多方向切割保护,并且不要求该材料为承载结构。
发明概述
本发明涉及耐切割轮胎胎侧组件和含有该组件的轮胎,所述胎侧组件包含纺织织物,其中所述纺织织物的单层在织物平面内提供多向耐切割性,该织物包含具有皮/芯构造的至少一种单纱,所述皮包含耐切割聚合物短纤维,并且芯包含无机纤维,该织物还具有涂层,用于改善织物与橡胶的粘附性,使得耐切割轮胎胎侧组件具有18%至65%的自由区。
本发明还涉及一种用于制备耐切割轮胎胎侧组件的方法,该方法包括:
a)提供具有皮/芯构造的至少一种单纱,所述皮包含耐切割聚合物短纤维,并且芯包含无机纤维;
b)将所述纱针织或机织成具有18%至65%自由区的织物;以及
c)在织物上施加涂层以改善织物与橡胶的粘附性,同时将轮胎胎侧组件的自由区保持在18%至65%。
附图简述
图1至4为轮胎内的耐切割轮胎胎侧组件的各种实施方案的图示。
图5和6为可用于耐切割轮胎胎侧组件的织物的数字图像。
图7示出耐切割轮胎胎侧组件中所用织物的一些优选实施方案。
图8为包含耐切割聚合物短纤维的皮和无机长丝芯的一种单纱的示意图。
图9为包含两种单纱的合股加捻纱的示意图。
发明详述
轮胎胎侧组件
本发明涉及一种耐切割轮胎胎侧组件,该组件包含纺织织物,该纺织织物包含具有皮/芯构造的至少一种单纱,所述皮包含耐切割聚合物短纤维,并且芯包含无机纤维。所谓“轮胎胎侧组件”是指可用于轮胎胎侧内即介于轮胎胎圈和胎面之间的区域的材料。一般来讲,该组件为用橡胶材料浸渍的纺织织物条,该织物条插入轮胎胎侧内,但不连接到胎圈;或者为橡胶浸渍的纺织织物的保护性包层,该包层从轮胎一侧的一个胎圈横跨轮胎胎冠设置到轮胎另一侧的胎圈,但不连接到任一个胎圈。“胎圈”是指包含环形抗拉构件的轮胎部分,该部分由帘布层帘线包裹并成型为贴合轮辋,其带有或不带有其它加强元件,例如钢圈包布、切片包布、三角胶、护趾圈和胎圈包布。“胎面”是指在正常充气和正常负载情况下轮胎接触路面的部分。“胎冠”是指在轮胎胎面的宽度极限范围内的轮胎部分。“胎体”是指除了带束结构、胎面、底胎面和帘布层以上的胎侧橡胶之外但包括胎圈的轮胎部分。
如图1所示,轮胎1通常具有两个胎圈2、两个胎侧3、胎冠区4和形成胎冠区外表面的胎面区5。耐切割轮胎胎侧组件6的一个实施方案显示其对接至胎圈2,但不包裹胎圈。图2示出具有耐切割轮胎胎侧组件7的轮胎的另一个实施方案,该胎侧组件在从任一侧的胎圈大致到轮胎任一侧的胎冠边缘的范围内包围整个轮胎胎侧。图3示出多个耐切割轮胎胎侧组件8的又一个实施方案;图中所示胎侧组件重叠,但可以看出其在胎侧内彼此邻接。图4示出具有保护性包层9形式的耐切割轮胎胎侧组件的又一个实施方案,该包层从轮胎一侧的一个胎圈(但不包裹在该胎圈周围)横跨轮胎的胎冠区延伸到轮胎另一侧的胎圈。图中所示轮胎胎体、胎面、胎圈等的具体形状仅用于例证,并不旨在进行限制;例如,轮胎可以具有更大或更小的高宽比。
本发明涉及非承重性耐切割轮胎胎侧组件。充气的轮胎胎体必须支撑汽车施加到路面上的重量。承重性组件以力学上有效的方式将轮胎胎圈上的载荷传递到胎面上,同时将横向载荷保持在充气轮胎内。这种承重性组件通过连接到轮胎胎圈(即通过在轮胎制造过程中包裹和稳定到胎圈)而提供这种有效的载荷力学传递。例如,在图4中,承重性胎体帘布层12的每个末端在胎侧内轮胎的任一侧包裹相应的轮胎胎圈2,以形成承载结构。所谓“非承重性”是指轮胎胎侧组件不连接到胎圈,即在制造过程中不像常规的子午线帘布层或其它胎体组件那样包裹住胎圈,因此耐切割轮胎胎侧组件不能将胎圈上的载荷有效地传递到胎面或将横向载荷保持在充气的轮胎内。由于该耐切割轮胎组件不是承重性的,因此其可以有效设计为利用单织物层或帘布层提供更先进的切割防护作用。
轮胎胎侧内被耐切割胎侧组件覆盖的面积值可根据需要变化,胎侧组件可以覆盖胎侧的整个面积或一部分面积。虽然可以在轮胎胎侧内使用多个胎侧组件,并且可以根据需要重叠或不重叠,但在一个优选的实施方案中,耐切割轮胎胎侧组件仅使用单层织物或单个帘布层。实际上,轮胎胎侧组件在织物平面内或具有单层织物或单个帘布层的轮胎胎侧内具有多向耐切割性,从而减少轮胎内所需的耐切割胎侧组件的数量。
在轮胎制造过程中,胎侧组件嵌入到轮胎胎侧内并用轮胎橡胶浸渍。通常,两个轮胎胎侧均将包含耐切割胎侧组件。如果需要,可以用一个胎侧组件覆盖两个胎侧。例如,可以将一个胎侧组件安装到从第一胎圈区延伸到胎面区第一边缘的第一胎侧区内,该胎侧组件的形状使其横跨整个胎面区延伸到胎面区的第二边缘,并进一步横跨相对的第二胎侧区延伸到第二胎圈区。这样,胎侧组件有点类似在轮胎内从一个胎圈安装到相对的另一胎圈的胎体帘布层。然而,胎侧组件并不包裹和稳定在胎圈上,因此不能通过此类帘布层有效实现承重。
耐切割织物
在一个优选的实施方案中,轮胎胎侧组件内使用的纺织织物为针织织物。“针织”旨在包括可通过使用针或线将一种或多种纱线的一系列环互锁而形成的结构,例如经编针织物(如特里科、米兰尼斯或拉歇尔)和纬编针织物(如圆型或平型)。据信,针织结构在轮胎制造过程中为织物内的纱线提供更大的机动性,以允许改善织物的柔韧性和膨胀性。耐切割性和柔韧性受针织的紧密度影响,可对紧密度进行调整以满足任何具体需求。耐切割性和柔韧性的一种非常有效的组合可见于例如单面针织物中,但也可以使用其它针织物,包括毛圈织物、针织罗纹或其它针织物。在另一个实施方案中,轮胎胎侧组件使用的纺织织物为织造织物。“织造”旨在包括通过编织制成的任何织物,即,通常以直角交织至少两股纱线。通常,通过交织一组称为经纱的纱线和另一组称为纬线的纱线制成此类织物。织造织物可具有基本上任何编织形式,例如平织、四经破缎纹织、方平织、缎面织、斜纹织、非平衡织等。平织最为常见。
耐切割织物可由一种或多种单纱、一种或多种合股加捻纱、和/或它们的组合制成。单纱优选用于降低制造成本,前提条件是其特征性的合股不会导致针织织物内的织物变形。合股加捻纱被合股平衡化以消除纱线的捻性,用于单纱不起作用的应用中。
在一个实施方案中,纺织织物和胎侧组件具有18%至65%的自由区。“自由区”是织物开放程度的量度,它是指织物平面内未被纱线覆盖的面积值。其为织物紧密度的直观测量值,并且可通过对从透光台发出并穿过6英寸×6英寸的方形织物样品的光拍摄电子图像,然后比较被测光的强度和白色像素的强度加以确定。在一些优选实施方案中,织物和胎侧组件的自由区为25%至65%,在一些实施方案中为30%至65%,而在一些优选实施方案中,织物和轮胎胎侧组件的自由区为40%至65%。织物的这种开放度为轮胎橡胶充分浸渍到胎侧组件内提供了充足的空间。图5和6为分别具有55%和40%自由区的一种可用的针织织物10和织造织物11的数字图像。
在一些实施方案中,纺织织物为织造物,并且具有不平衡的编织结构,即一个方向例如纬向的每英寸纱线数大于经向的每英寸纱线数。在一些优选实施方案中,织物在一个方向具有4至7线/英寸(16至28线/分米)的密度,而在另一个方向具有7至17线/英寸(28至67线/分米)的线密度。在其它实施方案中,织物在一个方向具有4至12线/英寸(16至63线/分米)的密度,在另一个方向具有7至17线/英寸(28至67线/分米)的线密度。同样,在一些优选实施方案中,织物为针织织物,并且纵向线圈数不等于横向线圈数。在一些尤其优选的实施方案中,纵向线圈数小于横向线圈数,形成非常开放的针织结构。在一些优选实施方案中,针织织物具有4至7个纵向线圈/英寸(16至28个纵向线圈/分米)和7至17个横向线圈/英寸(28至67个横向线圈/分米)的线密度。在其它实施方案中,针织织物具有4至12个纵向线圈/英寸(16至63个纵向线圈/分米)和7至17个横向线圈/英寸(28至67个横向线圈/分米)的线密度。
图7示出耐切割轮胎胎侧组件的一些实施方案的特性。该三角形图具有在第一轴线上0至18盎司/平方码(610克/平方米)的纺织织物基重、第二轴线上0至5000旦尼尔(0至5600分特)的纱的线密度、和第三轴线上0至100%的自由区。在一些实施方案中,纺织织物具有1.9至14盎司/码2(64至475克/米2)、优选1.9至11盎司/码2(64至373克/米2)、最优选3.5至11盎司/码2(119至373克/米2)的基重,织物在基重范围高端提供更大的切割保护作用。在一些实施方案中,织物中的纱线具有400至4000旦尼尔(440至4400分特)、优选1200至3400旦尼尔(1300至3800分特)、最优选1200至3000旦尼尔(1300至3300分特)的线密度。如本文所用,这些纱的线密度范围是指将经线或线用作织物中的单位时的总线密度,经线或线可以是一种或多种单纱、同时喂入针织机的一种或多种单纱或合股的纱、一种或多种合股的纱、和/或这些纱线的组合。
图7示出一些优选的织物结构,其中区域A-D-G-E为优选织物特性的实施方案。示出优选自由区操作范围的替代实施方案用线A-D表示25%的自由区,用线A’-D’表示30%的自由区,用线A”-D”表示40%的自由区。一个优选的特性组合是用字母B-F-G-D表示的区域,该区域描述了由1200至3400旦尼尔(1300至3800分特)纱线制成的具有25%至65%的自由区和1.9至11盎司/平方码(64至373克/米2)的基重的织物。另一个优选的特性组合是用字母B-C-H表示的区域,该区域表示1200至3000旦尼尔(1300至3300分特)纱线、25%至60%的自由区和3.5至11盎司/平方码(119至373克/米2)的基重。可通过将A-D、B-D或B-C边界线替换成表示不同自由区边界线的合适的A’-D’或A”-D”线(或类似地B’-D”或B”-D”或B’-C’或B”-C”)来生成其它优选组合。
如果织物内存在65%以上的自由区,则认为材料的耐切割性不足,只因没有足够的织物用来阻止切割。如果存在18%以下的自由区,则认为无法实现橡胶充分渗透织物,从而引起轮胎制造和操作问题。如果使用具有大于3400旦尼尔(3800分特)的线密度或大于14盎司/平方码(475克/米2)的基重的纱线,则织物体积会变得过大,以至于用作轮胎胎侧组件不现实;而如果使用具有小于400旦尼尔(440分特)的线密度的纱线或具有小于1.9盎司/平方码(64克/米2)的基重的织物,则认为耐切割性将显著降低。
涂层
具有18%至65%的自由区的织物还具有用于增强织物与橡胶的粘附性的涂层。在将该涂层施加到织物上之后,所得带涂层的织物保持18%至65%的自由区,并且形成耐切割胎侧组件。在织物内没有涂层的一些优选实施方案中,织物在涂覆涂层之后具有25%至65%的自由区,在一些实施方案中为30%至65%,而在一些优选实施方案中,织物在涂覆涂层之后具有40%至65%的自由区。在一个优选的实施方案中,涂层包括环氧树脂底涂层和间苯二酚-甲醛面涂层。
涂层为设计用于增加织物与橡胶基质粘附性的聚合材料。一般来讲,涂层与可用于浸渍轮胎帘线的涂层相同。涂层可选自环氧化物、异氰酸酯和多种间苯二酚-甲醛胶乳混合物。
皮/芯型单纱
织物包含具有皮/芯构造的至少一种单纱,其中外皮为有机耐切割短纤维,芯为至少一种无机长丝。所谓“纱”是指纺或捻在一起形成连续股线的短纤维的集合。如本文所用,纱通常是指本领域已知的单纱,这是适用于编织或针织之类操作的纺织材料的最简单的股线。短纤纱可由具有或多或少合股的人造短纤维形成。连续的复丝可通过合股或不合股形成。当合股存在于单纱内时,全部在同一方向。
此类纱线的一个实施方案如图8中的纱线20所示。有机耐切割短纤维外皮21可以包裹、纺织或包缠在无机长丝芯22周围。这可以通过诸如包芯纱纺纱法之类的方法实现,例如,德雷夫纺纱法或使用环锭纺纱将无机材料插芯的任何方法;使用标准村田或村田涡流喷气纺纱进行的喷气纺纱;自由端纺纱,等等。优选地,将短纤维以足以覆盖芯的密度压实在无机长丝芯周围。覆盖程度取决于所用纺纱方法;例如,诸如德雷夫纺纱法(在例如美国专利4,107,909、4,249,368和4,327,545中有所公开)之类的包芯纺纱提供了优于其它纺纱方法的覆盖百分比。其它纺纱方法通常仅可提供对芯的部分覆盖,但即使是部分覆盖也被看作可用于本发明目的的皮/芯结构。外皮也可包含一些其它材料的纤维,前提是由该其它材料导致的耐切割性的降低是可以接受的。
作为另外一种选择,单纱可以是包缠纱,其具有被至少一种其它纱线螺旋缠绕的一种或多种芯纱。这些纱线可用于完全或部分地用另一种纱线包裹芯纱。密集螺旋缠绕或多重缠绕实际上可以覆盖整个芯纱。
具有无机长丝芯和有机耐切割短纤维外皮的单纱的无机长丝通常为20至70重量%,并且具有400至2800分特的总线密度。在一些实施方案中,外皮与芯的材料重量比优选为75/25至40/60。
在一些实施方案中,优选用于本发明的有机耐切割短纤维具有优选2至20厘米、优选3.5至6厘米的长度。在一些优选实施方案中,该短纤维具有10至35微米的直径和0.5至7分特的线密度。
在一些优选实施方案中,有机耐切割短纤维的切割指数为至少0.8,并且优选为1.2或更大。最优选的短纤维具有1.4或更大的切割指数。切割指数为由100%的待测纤维机织或编织而成475克/平方米(14盎司/平方码)的织物的切割性能,其随后按照ASTM F1790-97(以克为单位,也称为切割防护性能(CPP))进行测量,所得值除以被切割的织物的面密度(以克/平方米为单位)。例如,聚(对苯二甲酰对苯二胺)纤维可具有1050克的CPP和2.2克/克/米2的切割指数;超高分子量聚乙烯纤维可具有900克的CPP和1.9克/克/米2的切割指数;尼龙和聚酯纤维可具有650克的CPP和1.4克/克/米2的切割指数。
合股加捻纱
如果需要,纺织织物中的纱线可以合股加捻纱的形式存在。如本文所用,短语“合股加捻纱”和“合股的纱”可互换使用,是指加捻或合股在一起的两种或更多种纱,即单纱。将单纱(当用于短纤纱时,通常也称为“单”纱线)加捻在一起制备合股加捻纱是本领域熟知的。每种单纱可以是例如纺成本领域称为短纤纱的短纤维的集合。所谓短语“将至少两种单独的单纱加捻在一起”是指在不使一种纱线完全覆盖另一种的情况下将两种单纱加捻在一起。该概念将合股加捻纱与包覆纱或包缠纱区别开来,其中在包覆纱或包缠纱中,第一单纱完全缠绕在第二单纱周围,使得所得纱线的表面仅仅露出第一单纱。图9示出由单纱20和23制成的合股加捻纱24。图8为合股加捻纱中使用的单纱20的示意图,该单纱具有由耐切割短纤维外皮21和无机纤维芯22构成的皮/芯构造。该图并不旨在限制长丝尤其是无机纤维芯的尺寸,其尺寸在许多情况下将显著小于整个单纱的尺寸。单纱可具有额外的合股,为清晰起见,图中并未示出。在一些实施方案中,合股加捻纱包括至少两种不同的单纱。合股加捻纱可包括其它材料,前提是不会牺牲由该纱制成的纱或织物的期望用途的功能和性能。
合股加捻纱可由单纱通过两步法或组合法制成。在两步法的第一步中,将两种或更多种单纱彼此平行地无合股组合在一起并缠绕在卷装上。在第二步中,接着将两种或更多种组合的纱与单纱的反向捻线环锭加捻在彼此周围(或一起),形成合股加捻纱。合股加捻纱通常具有“Z”合股(单纱通常具有“S”合股)。作为另外一种选择,可以采用组合法将单纱合股加捻,该方法将上述步骤组合到一次操作中。
合股加捻通过将单纱加捻成具有14.4至33.6、优选19.2至31.2的特制捻系数(等价于1.5至3.5、优选2.0至3.25的棉纱支数捻系数)的合股加捻纱来实现。捻系数是本领域熟知的每英寸捻数与纱线支数平方根的比率。然后,可以将合股加捻纱与其它相同或不同的合股加捻纱或其它长丝或纱线组合形成线绳或形成纱束,以形成织物;或者可以用单独的合股加捻纱形成织物,具体取决于所需织物的要求。
在一些实施方案中,将一种或多种合股加捻纱组合成一束纱,以用于制备线绳或编织或针织成耐切割织物。通过将由不含无机长丝的短纤维制成的其它单纱加入到合股加捻纱或纱束中,可以改变织物的特性。优选地,这些单纱包含有机耐切割纤维。此类单纱一般具有400至2800分特的线密度。
在一个优选的实施方案中,将两种相同的短纤维外皮/无机芯单纱合股加捻在一起,以形成合股加捻纱。根据单纱的尺寸和应用,可以将合股加捻纱按原样使用或与其它合股加捻纱组合使用。例如,可以在不进一步组合其它纱线的情况下使用单种加重合股加捻纱,该合股加捻纱使用两种6密耳钢丝作为单纱的芯。作为另外一种选择,可以将两种轻型合股加捻纱组合在一起形成纱束(共具有四种单纱),可以将该纱束喂入针织机,然后将合股加捻纱进一步加捻在一起,或者不加捻。作为另外一种选择,可以将纱束制成包含由两种短纤维外皮/无机芯单纱制成的合股加捻纱和与之组合的由两种纤维(优选不含任何无机长丝的耐切割短纤维)单纱制成的合股加捻纱。这些替代形式并不旨在进行限制,可以在纱束内使用两种以上的合股加捻纱。根据纱束内所需合股加捻纱的数量和所期望的切割防护量,可能有多种组合。
单纱可具有一些合股,而不论是否包含无机长丝。合股加捻纱也可以具有一些合股,并且合股加捻纱内的合股通常与单纱内的合股相反。在任何单纱中,合股一般在19.1至38.2特制捻系数(2至4棉纱支数捻系数)的范围内。针织织物可通过喂入一种或多种单纱或合股加捻纱制成,并且喂入机器内的纱束不需要具有合股,但也可以根据需要在纱束中加入合股。
据信,优选的耐切割含钢单纱在许多实施方案中为具有3至6密耳(0.076至0.152mm)钢芯和约50/50的皮/芯重量比的单纱。例如,具有约850旦尼尔(935分特)的5密耳(0.125mm)钢芯和50/50的重量比意味着最终单纱将具有约1700旦尼尔(1900分特)的纤度。将两根该实例的单纱合股将得到约3.1/2s cc(3800分特)的最终合股加捻纱。
据信,优选的耐切割含玻璃纤维单纱在许多实施方案中为具有400至800旦尼尔(440至890分特)玻璃纤维芯和约50/50的皮/芯重量比的单纱。例如,600旦尼尔(680分特)的50/50重量比的玻璃纤维芯意味着最终单纱将具有约1200旦尼尔(1300分特)的纤度。将两根该实例的单纱合股将得到约4.3/2s cc(2700分特)的最终合股加捻纱。
耐切割纤维
优选的耐切割短纤维为对位芳族聚酰胺纤维。对位芳族聚酰胺纤维是指由对位芳族聚酰胺聚合物制成的纤维;聚对苯二甲酰对苯二胺(PPD-T)为优选的对位芳族聚酰胺聚合物。所谓PPD-T是指由对苯二胺和对苯二甲酰氯的等摩尔比聚合反应所得的均聚物,以及少量其它二胺与对苯二胺和少量其它二甲酰氯与对苯二甲酰氯的结合所得的共聚物。作为一般原则,其它二胺和其它二甲酰氯的使用量至多可为对苯二胺或对苯二甲酰氯的约10摩尔%,或者可能略高,前提条件仅为其它二胺和二甲酰氯不含干扰聚合反应的反应性基团。PPD-T也指其它芳族二胺和其它芳族二甲酰氯结合所得的共聚物,例如,2,6-萘亚甲基酰氯或者氯对苯二甲酰氯或二氯对苯二甲酰氯;前提条件是,其它芳族二胺和芳族二甲酰氯存在的量不会对对位芳族聚酰胺的特性造成不利影响。
可将添加剂与对位芳族聚酰胺一起用于纤维中,并且已经发现,至多10重量%的其它聚合材料可与芳族聚酰胺共混,或者可使用含有10%的其它二胺(取代了芳族聚酰胺的二胺)或10%的其它二甲酰氯(取代了芳族聚酰胺的二甲酰氯)的共聚物。
对位芳族聚酰胺通常通过将对位芳族聚酰胺的溶液从毛细管挤出到凝固浴中来纺丝。就聚对苯二甲酰对苯二胺而言,所述溶液的溶剂通常为浓硫酸,而挤出通常是通过气隙进入冷的水性凝固浴中。此类方法大致公开于美国专利3,063,966、3,767,756、3,869,429和3,869,430中。对位芳族聚酰胺纤维可以商品名Kevlar纤维从E.I.du Pont de Nemours and Company商购获得,还可以商品名Twaron纤维得自Teijin,Ltd。
可用于本发明的其它优选的耐切割纤维为超高分子量或伸展链聚乙烯纤维,大致按美国专利4,457,985中讨论的方法制备。此类纤维可以商品名Dyneema从Toyobo商购获得,并且可以Spectra得自Honeywell。其它优选的耐切割纤维为基于共聚(对亚苯基/3,4’-二苯基醚对苯二甲酰)(例如以Technora得自Teijin,Ltd.的产品)的芳族聚酰胺纤维。次优选但在较大重量下仍可用的是由以下材料制成的纤维:聚苯并噁唑,例如得自Toyobo的Zylon;各向异性熔融聚酯,例如,得自Celanese的Vectran;聚酰胺;聚酯;以及优选耐切割纤维与较低耐切割性纤维的共混物。
其它耐切割纤维包括脂族聚酰胺纤维,例如,含尼龙聚合物或共聚物的纤维。尼龙为长链合成聚酰胺,其具有重复的酰胺基(-NH-CO-)作为聚合物链整体的一部分,并且包括尼龙66,其为聚己二酰己二胺;和尼龙6,其为聚己内酰胺。其它尼龙可包括由11-氨基十一烷酸制成的尼龙11;和由六亚甲基二胺和癸二酸的缩合产物制成的尼龙610。
其它耐切割纤维包括聚酯纤维,例如,包含由至少85重量%的二羟醇和对苯二甲酸的酯构成的聚合物或共聚物的纤维。该聚合物可通过乙二醇和对苯二甲酸或其衍生物反应来制备。在一些实施方案中,优选的聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。PET可以包括多种共聚单体,包括二甘醇、环己烷二甲醇、聚(乙二醇)、戊二酸、壬二酸、癸二酸、间苯二甲酸等。除了这些共聚单体外,也可以使用支化剂,如均苯三甲酸、均苯四甲酸、三羟甲基丙烷和三羟甲基乙烷、以及季戊四醇。可采过已知的聚合技术由对苯二甲酸或其低级烷基酯(如对苯二甲酸二甲酯)与乙二醇或者这些物质的共混物或混合物来获得PET。另一种潜在可用的聚酯为聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)。PEN可采用已知的聚合方法由2,6-萘二羧酸和乙二醇获得。
芯
在一些实施方案中,无机长丝芯可以是单丝;在一些实施方案中,无机长丝芯可以是复丝。在一些优选实施方案中,无机长丝芯优选为单种金属长丝或若干种金属或玻璃长丝,根据特定情况的需要或期望确定。
所谓“金属长丝”是指由韧性金属(例如不锈钢、铜、铝、青铜等)制成的长丝或线材。如果需要,可以涂覆这些金属长丝以改善橡胶中的粘附性。一个实例为涂覆有黄铜的钢长丝。金属长丝通常为连续的线材。在一些实施方案中,可用的金属长丝具有50至200微米、优选75至150微米的直径。为方便起见,“芯尺寸换算表”列出了钢直径与当量线密度之间的关系。
钢芯尺寸换算表
所谓“玻璃长丝”是指由二氧化硅基配方形成的连续复丝纱线。这些配方包括E-玻璃、S-玻璃、C-玻璃、D-玻璃、A-玻璃等。在一些实施方案中,可用的玻璃长丝具有1至25微米、优选3至15微米的直径。在一些实施方案中,可用的复丝纱线具有110至2800分特的线密度。
轮胎
本发明还涉及包括非承重性耐切割轮胎胎侧组件的轮胎;具体地讲,是指具有胎面区、从胎面区的第一边缘延伸至第一胎圈区的第一胎侧区、以及从胎面区的第二边缘延伸至第二胎圈区的第二胎侧区的轮胎,该轮胎包括如本文所述的具有单层纺织织物形式的耐切割轮胎胎侧组件,该织物在位于第一胎侧的织物平面内提供多向耐切割性,该织物不被包裹在任一胎圈周围。在一些实施方案中,该织物为轮胎形成保护性包层,位于第一胎侧区内的织物从第一胎圈区延伸至胎面区第一边缘,横跨胎面区延伸至胎面区第二边缘,并且横跨第二胎侧区延伸至第二胎圈区,但不被包裹在任一胎圈周围。
应当理解,如果需要,在制造轮胎过程中有多个点可以将耐切割轮胎胎侧组件安装到轮胎内。例如,可以通过以下方式制造具有耐切割轮胎胎侧组件的子午线轮胎。轮胎组装在至少两个阶段内进行。第一阶段的成型是在平坦的可收缩钢成型鼓上进行。贴合无内胎内衬层,然后贴合胎体帘布层,该层在成型鼓边缘处向下翻转。贴合钢胎圈并上翻内衬层/帘布层。如果需要耐切割轮胎胎侧组件的保护性包层即包括一层未硫化的涂覆织造或针织织物,则将该包层在此时以基本上连续的表面形式从一胎圈到另一胎圈复合到轮胎内,但不被包裹在任一胎圈周围。另一方面,如果期望将耐切割轮胎胎侧组件仅作为仅从胎圈延伸至胎冠或从胎圈延伸至胎侧的一些部分的胎圈包布添加,则此时应将一层未硫化的涂覆织造或针织织物切割成适当的尺寸并进行添加。在挤出机上将胎圈包布和胎侧组合在一起;将二者作为组合件一起贴合。成型鼓收缩,轮胎可以进行第二阶段的组装。
第二阶段的成型是在安装于钢圈上的可充气胆上进行。将第一阶段的外胎坯装配到钢圈上,并用可充气胆对外胎进行充气,直到带束层导向组件为止。贴合钢带束层,使其帘线以低角度交叉。然后贴合胎面橡胶。辊压胎面组件,将其压实在带束层上,然后将外胎坯从成型机上分离。如果需要,可以将轮胎成型工艺自动化,使得沿多个组装点单独贴合每个组件。
制备组件的方法
本发明还涉及用于制备耐切割轮胎胎侧组件的方法,该方法包括:
a)提供具有皮/芯构造的至少一种单纱,所述皮包含耐切割聚合物短纤维,并且芯包含无机纤维;
b)将纱针织或机织成具有18%至65%的自由区的织物;以及
c)在织物上施加涂层以改善织物与橡胶的粘附性,同时将轮胎胎侧组件的自由区保持在18%至65%。
纱可以形成为针织或编织织物,但在优选实施方案中针织为织物。针织织物可以在一系列不同针数的针织机上制造。可以采用多种平板和圆型针织机。例如,可使用Sheima Seiki针织机制造针织织物。如果需要,可将多头或复合纱喂入针织机;也就是说,可将一束纱或一束合股纱一起喂入针织机并针织成织物。在一些实施方案中,期望通过将具有纤维紧密共混物的一种或多种短纤纱与一种或多种其它短纱或连续长丝纱线同时喂入,从而将功能性添加到织物中。可调节针织紧密度以满足任何具体的需要。在例如单面针织物、交错编织针织物、网眼针织物和毛圈针织物图案中已发现存在非常有效的耐切割性。
一般来讲,在织物处于一定程度的张力的情况下将涂层施加到织物上,然后再干燥以进一步加工。在许多情况下,需要涂覆一层以上的涂层。将涂层涂覆到与具有高含量芳族聚酰胺纤维的织物一起使用的织物上的一种优选方法是两步涂覆法。在第一步中,将环氧化物或环氧化物与封端异氰酸酯的混合物的底漆或底涂料涂覆到织物上,然后进行干燥;接着在第二步中,将间苯二酚-甲醛胶乳(RFL)涂覆到织物上,然后进行另外的干燥。如果需要,RFL涂料也可以包含炭黑。
涂料一般通过浸涂施加到织物上。优选地,涂层基本上或完全地覆盖织物内的纱线,而不明显封闭织物内纱线之间的开放区域。换句话讲,涂覆到织物上的涂层基本上足以在织物和轮胎橡胶之间提供足够的粘附性,同时又不会封闭织物,使其在轮胎制造过程中无法被所述轮胎橡胶渗透。通过调节涂层粘度和在织物上的填充量,可以保持织物的自由区。在一个优选的实施方案中,该目的的实现使得在涂层干燥时自由区基本上不变或无显著变化。也就是说,未涂布织物的自由区与具有干燥或固化涂层的织物的自由区的差值小于25%,最优选小于15%。涂层在干燥后基本上固化,此时可以用带涂层的织物制造轮胎。
测试方法
耐切割性。测量轮胎应用所用材料的耐切割性没有标准方法。最接近的标准方法是ASTM 1790-04,“Standard Test Method for Measuring Cut Resistance of Materials Used in Protective Clothing”。该方法的局限性是不能模拟与因内胎压力产生的胎侧张力相关的边界条件。为了开发一种测试轮胎层压体的新方法,使用ASTM1790-04作为开发测试和分析方案的基础。在该测试中,将样品拉伸到规定载荷,然后将样品压贴到具有塑性芯轴的切刃上,最后将加载到预定力的切刃从整个样品两端一次拉过,直到样品被切穿或刀片移动3.50英寸(88.9mm)。切刃为具有3.75英寸(95.25mm)长的锋利边缘的不锈钢刀片。每次测试均使用新切刃。样品为橡胶和帘线复合物的0.25英寸×5.00英寸(6.35mm×127mm)矩形段。芯轴由硬塑料制成,并具有两个切入表面的凹槽。水平凹槽防止样品随切刃一起移动,而竖直凹槽则允许切刃穿透样品。通过监视样品张力记录切穿。当张力降至零时,样品被切穿。样品所承受的张力程度随样品构造而变化。为了确定正确的载荷,拉伸5个0.25英寸×5.00英寸(6.35mm×127mm)样品并记录载荷-应变曲线。记录将样品拉伸2.5%的平均载荷,并在切割测试中使用该载荷张紧样品。据认为,对于轮胎的非承重性构件来说,恒应变边界条件比恒载荷条件更适合。
在5种不同的芯轴载荷下,至少重复5次测试。利用这些数据绘制横坐标为芯轴载荷、纵坐标为刀片切穿样品所移动的距离的坐标图。这样得到切割距离与芯轴载荷的函数关系图。为了比较不同复合材料构造的相对防切割性能,将给定芯轴载荷下的切割距离取平均值。然后,对平均值数据进行幂函数拟合。可按替代构造的类似曲线绘制曲线。需要更大芯轴载荷以产生类似切割距离的材料被认为具有更好的耐切割性能。对材料在切割距离1英寸(2.54cm)时的值进行比较。
测定自由区。将6英寸×6英寸(15.2cm×15.2cm)正方形待测材料样品平放在光强330英尺-坎德拉(3550勒克斯)的透光台上。如果需要,可以使用若干个12英寸(30.5cm)长的1/4英寸(6.35mm)钢棒料按下样品边缘,以防止弯曲和褶皱。使用悬挂在透光台上方突出的铝框架上的带有24mm镜头的650万像素单反数码相机,对由透光台提供背光源的样品采集图像。为完成对自由区的测量,将采集的图像载入ADOBE PhotoShop进行处理和分析。
载入PhotoShop之后,使用Image>Mode-Grayscale功能将彩色图像转换为灰度图像。然后,使用Image>Adjustments>Threshold功能将图像转换为高对比度黑白图像。选择阈值设定为128(0=黑色,255=白色)。比阈值亮的所有像素都被转换为白色;比阈值暗的所有像素都被转换为黑色。为了进一步分析高对比度图像,需要选择样品的典型区域。为此,使用矩形选取框工具高亮样品的典型部分。使用Image>Crop剪切高亮区域。最后,使用直方图工具测量图像的平均强度。由于图像被转换为高强度黑白图像,样品内的开口面积具有255的像素强度,被织物覆盖的区域则具有0的强度。通过将平均像素强度除以白像素强度(255)获得样品自由区的测量值。
捻系数是每英寸捻数与纱线支数平方根的比率。如本文所用,棉纱支数捻系数是每英寸捻数除以棉纱支数平方根的值,特制捻系数是每英寸捻数乘以单位为特的线密度的平方根的值。
实施例1
制备包含耐切割芳族聚酰胺纤维和一种不锈钢单丝的皮/芯型单纱。芳族聚酰胺纤维为聚(对苯二甲酰对苯二胺)纤维,是以商品名Kevlar纤维购自E.I.du Pont de Nemours and Company的Merge 1F1208 970型品蓝纺前着色短纱。这些纤维具有约3.8厘米的切割长度和1.6分特/长丝的线密度。使用直径在50微米(约2密耳)至150微米(约6密耳)范围内的4种304L不锈钢单丝。所有单丝钢样品均由Bekaert Corporation制造。直径50微米的钢以商品名BekinoxVN 50/1出售。直径75微米的钢以商品名BekinoxVN 75/1出售。直径100微米的钢以商品名BekinoxVN 100/1出售。直径150微米的钢以商品名BekinoxVN 150/1出售。
将芳族聚酰胺纤维喂入加工短纤纱所用的标准梳理机,以制备生条。使用两道并条(头道/末道并条)将生条加工成熟条,并且在粗纱机上加工成35格令(1553分特)的长条。利用DREF III摩擦纺纱工艺加工纱线。将芳族聚酰胺长条和不同直径的单丝钢喂入工艺中,以制备具有钢芯和芳族聚酰胺外皮的纱线。表1描述了所制备的各种纱线。
表1
实施例2
制备包含耐切割芳族聚酰胺纤维和一种玻璃纤维复丝的皮/芯型单纱。芳族聚酰胺纤维为聚(对苯二甲酰对苯二胺)纤维,是以商品名Kevlar纤维购自E.I.du Pont de Nemours and Company的Merge 1F1208 970型品蓝纺前着色短纱。这些纤维具有约3.8厘米的切割长度和1.6分特/长丝的线密度。使用200旦尼尔(222分特)复丝E-玻璃玻璃纤维纱线。
将芳族聚酰胺纤维喂入加工短纤纱所用的标准梳理机,以制备生条。使用两道并条(头道/末道并条)将生条加工成熟条,并且在粗纱机上加工成35格令(1553分特)的长条。利用DREF III摩擦纺纱工艺加工纱线。将芳族聚酰胺长条和1至3根200旦尼尔(220分特)玻璃纤维喂入工艺,以制备具有玻璃纤维芯和芳族聚酰胺外皮的纱线。表2描述了所制备的各种纱线。
表2
实施例3
按以下方式制备皮/芯型单纱,结果汇总在表3A中。制备包含耐切割芳族聚酰胺纤维和一种不锈钢单丝的第一皮/芯型单纱3-1。芳族聚酰胺纤维为聚(对苯二甲酰对苯二胺)纤维,是以商品名Kevlar纤维购自E.I.du Pont de Nemours and Company的Merge 1F1208 970型品蓝纺前着色短纱。这些纤维具有约3.8厘米的切割长度和1.6分特/长丝的线密度。钢单丝是以商品名BekinoxVN 50/1购自Bekaert Corporation的直径50微米(约2密耳)304L不锈钢。将芳族聚酰胺纤维喂入加工短纤纱所用的标准梳理机,以制备生条。使用两道并条(头道/末道并条)将生条加工成熟条,并且在粗纱机上加工成35格令(1553分特)的长条。利用DREF III摩擦纺纱工艺加工纱线。将芳族聚酰胺长条和50微米直径的钢喂入工艺,以制备具有钢芯和芳族聚酰胺外皮的10/1s cc(590分特)纱线。
重复上述步骤,以形成第二皮/芯型单纱3-2,但采用的是具有100微米(4密耳)直径的不锈钢单丝。再次采用DREF III摩擦纺丝工艺加工纱线,得到具有钢芯和芳族聚酰胺外皮的2.3/1s cc(2568分特)纱线。
重复上述步骤,以形成第三皮/芯型单纱3-3,但采用的是具有150微米(6密耳)直径的不锈钢单丝。再次采用DREF III摩擦纺丝工艺加工纱线,得到具有钢芯和芳族聚酰胺外皮的2.3/1s cc(2568分特)纱线。
重复上述步骤,以形成第四皮/芯型单纱3-4,不同的是采用了具有110分特线密度的玻璃纤维复丝纱线。再次采用DREF III摩擦纺丝工艺加工纱线,得到具有玻璃纤维芯和芳族聚酰胺外皮的10/1s cc(590分特)纱线。
重复上述步骤,以形成第五皮/芯型单纱3-5,不同的是聚(对苯二甲酰对苯二胺)纤维被染成黑色,并且采用了具有75微米(3密耳)的不锈钢单丝。再次采用DREF III摩擦纺丝工艺加工纱线,得到具有钢芯和芳族聚酰胺外皮的7.4/1s cc(800分特)纱线。
单独用聚(对苯二甲酰对苯二胺)纤维制备第六100%短纤维单纱3-6,该纤维是以商品名Kevlar纤维购自E.I.du Pont de Nemours and Company的Merge 1F849 970型短纱。这些纤维具有约4.8厘米的切割长度和1.6分特/长丝的线密度。将短纤维喂入标准梳理机以制备生条。然后,使用两道并条(头道/末道并条)将生条加工成熟条,并且在粗纱机上加工成6560分特(0.9亨克数)的粗纱。然后,通过环锭纺纱将两根粗纱制成纱线。用棉纱支数捻系数3.10的“Z”合股制备10/1s棉纱支数(590分特)的纱线。
单独用聚(对苯二甲酰对苯二胺)纤维制备第七100%短纤维单纱3-7,该纤维是以商品名Kevlar纤维购自E.I.du Pont de Nemours and Company的Merge 1F848 970型短纱。这些纤维具有约4.8厘米的切割长度和2.5分特/长丝的线密度。将短纤维喂入标准梳理机以制备生条。然后,使用两道并条(头道/末道并条)将生条加工成熟条,并且在粗纱机上加工成9840分特(0.6亨克数)的粗纱。然后,通过环锭纺纱将两根粗纱制成纱线。用棉纱支数捻系数3.10的“Z”合股制备2.3/1s棉纱支数(2568分特)的纱线。
然后,如表3B中汇总的,用上述七种单纱制备棉纱支数捻系数2.6的不同的第八合股加捻纱。
表3A
表3B
实施例4
用实施例1和2中制备的所选单纱制备两种样式的针织织物,指定为紧密型(T)和宽松型(L)。紧密型样品具有比宽松型样品更小的自由区。使用两台圆型针织机针织表4A和4B所示纱线。使用针数10、直径26英寸的圆型针织机制备较轻的织物和一些较重织物的紧密针织品。使用针数3.5、直径10英寸的圆型针织机制备紧密和宽松样式的较重织物。改变针织机的张力设置,以获得期望的织物紧密度。表4A和4B汇总了每种织物和构造的自由区和耐切割性。制备每种织物设计的大约1米的样品。织物紧密度越高,耐切割性越好,但拉伸长度也越短,并且供橡胶渗透的面积也越小。
表4A
表4B
实施例5
然后,将表3B中的合股加捻纱喂入标准的针数7的Sheima Seiki针织机。尝试将每种待针织的合股加捻纱中的一种喂入针织机以制备织物样品。所得织物的基重如表4所示。经过若干次初始针织尝试之后,发现表3B的合股加捻纱3-14、3-15、3-16和3-17(具有4密耳和6密耳钢芯的2.3/2s cc纱线)非常难以针织,而纱线3-15和3-17则根本无法针织。据认为,刚度和高线密度是造成这些针织问题的原因。还应当指出,由表3A的单纱针织的织物具有可接受的织物特性,没有缠绕、扭曲或其它织物变形;并且在总纱的线密度和类似无机芯材料含量相等的情况下,织物的防切割性能没有因为使用单纱或合股加捻纱而受到影响。所有针织织物都具有在18%至65%范围内的自由区。样品5-8没有测量防切割性能,但预计也在和样品5-1至5-3相同的范围内。
表5
对织物进行上述耐切割性实验,与100%芳族聚酰胺对照物相比,所有织物均具有更好的耐切割性。相同纱线构造的紧密型织物具有更好的耐切割性。
实施例6
实施例4和5中制备的织物可以是两步法制备的带涂层织物。首先,将织物浸入底涂料环氧化物溶液,溶液的粘度已经过调节,以便在不封闭纱线之间的自由区域的情况下基本上完全覆盖织物内的纱线。然后,干燥织物上的底涂层,向织物施加刚好足够的张力,以免织物明显收缩或自由区域断裂。然后,将织物浸入间苯二酚-甲醛胶乳表涂料中,胶乳的粘度也经过调节,以便在不封闭纱线之间的自由区域的情况下基本上完全覆盖织物内的纱线。然后,干燥织物上的面涂层,向织物施加刚好足够的张力,以免织物明显收缩或自由区域断裂。测量时,未涂布织物的自由区与具有干燥涂层的织物的自由区的差值小于25%。
实施例7
具有含皮/芯型单纱或合股加捻纱的轮胎组件的子午线轮胎可按以下方式制造。轮胎组装在至少两个阶段内进行。第一阶段的成型是在平坦的可收缩钢成型鼓上进行。贴合无内胎内衬层,然后贴合胎体帘布层,该层在成型鼓边缘处向下翻转。贴合钢胎圈并上翻内衬层/帘布层。此时,如果需要,可以将具有皮/芯型合股加捻纱的针织或织造织物或具有含皮/芯型合股加捻纱的帘线的织物以基本上连续的表面形式从一胎圈到另一胎圈复合到轮胎内。在挤出机上将胎圈包布和胎侧组合在一起;将二者作为组合件一起贴合。同样,如果需要,可以在此时加入胎侧胎圈包布,该胎圈包布由具有皮/芯型合股加捻纱的针织或织造织物或具有含皮/芯型合股加捻纱的帘线的织物制成。成型鼓收缩,轮胎可以进行第二阶段的组装。
第二阶段的成型是在安装于钢圈上的可充气胆上进行。将第一阶段的外胎坯装配到钢圈上,并用可充气胆对外胎进行充气,直到带束层导向组件为止。贴合钢带束层,使其帘线以低角度交叉。此时,作为另外一种选择,可以将含皮/芯型合股加捻纱的织物复合到轮胎内。然后贴合胎面橡胶。辊压胎面组件,将其压实在带束层上,然后将外胎坯从成型机上分离。如果需要,可以将轮胎成型工艺自动化,使得沿多个组装点单独贴合每个组件。应当理解,如果需要,在制造轮胎过程中有多个点可以将具有皮/芯型合股加捻纱或含皮/芯型合股加捻纱的帘线的针织或织造织物复合到轮胎内。
Claims (14)
1.耐切割轮胎胎侧组件,所述组件包含:
纺织织物,其中所述纺织织物的单层在所述织物平面内提供多向耐切割性;
所述织物还包含具有皮/芯构造的至少一种单纱,所述皮包含耐切割聚合物短纤维,并且所述芯包含无机纤维;并且
所述织物还具有涂层以改善所述织物与橡胶的粘附性,使得所述耐切割轮胎胎侧组件具有18%至65%的自由区。
2.权利要求1的耐切割轮胎胎侧组件,所述组件具有25%至65%的自由区。
3.权利要求1的耐切割轮胎胎侧组件,所述组件具有30%至65%的自由区。
4.权利要求1的耐切割轮胎胎侧组件,所述组件具有40%至65%的自由区。
5.权利要求1的耐切割轮胎胎侧组件,其中所述涂层包含环氧树脂底涂层和间苯二酚-甲醛面涂层。
6.权利要求1的耐切割轮胎胎侧组件,其中所述纱的线密度为1200至3400旦尼尔(1300至3800分特)。
7.权利要求1的耐切割轮胎胎侧组件,其中基重为1.9至11盎司/平方码(64至373克/米2)。
8.权利要求1的耐切割轮胎胎侧组件,其中所述单纱与至少一种其它单纱合股加捻成具有14.4至33.6的特制捻系数(1.5至3.5的棉纱支数捻系数)。
9.权利要求1的耐切割轮胎胎侧组件,其中所述织物为针织物。
10.权利要求1的耐切割轮胎胎侧组件,所述组件为位于轮胎胎侧内的胎圈区上方的胎圈包布形式。
11.权利要求1的耐切割轮胎胎侧组件,所述组件为轮胎胎圈包布的形式,所述胎圈包布从第一胎侧区内的第一胎圈区延伸至轮胎胎面区的第一边缘,横跨所述轮胎胎面区延伸至所述轮胎胎面区的第二边缘,并横跨第二胎侧区延伸至第二胎圈区。
12.轮胎,所述轮胎具有胎面区、从所述胎面区的第一边缘延伸至第一胎圈区的第一胎侧区、以及从所述胎面区的第二边缘延伸至第二胎圈区的第二胎侧区,所述轮胎包含权利要求1的耐切割轮胎胎侧组件,所述组件为位于至少所述第一胎侧内的织物胎圈包布的形式。
13.权利要求12的轮胎,其中位于所述第一胎侧区内的织物胎圈包布从所述第一胎圈区延伸至所述胎面区的第一边缘,横跨所述胎面区延伸至所述胎面区的第二边缘,并横跨所述第二胎侧区延伸至所述第二胎圈区。
14.用于制备耐切割轮胎胎侧组件的方法,所述方法包括:
a)提供具有皮/芯构造的至少一种单纱,所述皮包含耐切割聚合物短纤维,并且芯包含无机纤维;
b)将所述纱针织或机织成具有18%至65%的自由区的织物;以及
c)在所述织物上施加涂层以改善所述织物与橡胶的粘附性,同时将所述轮胎胎侧组件的自由区保持在18%至65%。
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