CN102626972A - 用于子午线轮胎的减薄带束层部件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于子午线轮胎的减薄带束层部件，包括带束层骨架及覆胶层，骨架材料为高模量的帘线材料，包括钢丝帘线或纤维帘线，帘线层数为单层或多层，覆胶层为天然橡胶或天然橡胶与合成橡胶的共混物，按照子午线轮胎带束层生产工艺进行帘线扩张、压延和敷胶，制成比传统工艺生产的该部件胶层厚度减薄3-10％的标准宽度的减薄带束层片材，然后采用电子加速器辐照装置对减薄带束层片材进行辐射预硫化处理，制备成减薄带束层部件。本发明具有减薄的减薄带束层结构、橡胶原材料用量低，覆胶胶料的格林强度高、胶层的均匀性及结构的稳定性强，使得制成轮胎的性能品质得以大幅提高，适于制备高性能的子午线轮胎。

Description

用于子午线轮胎的减薄带束层部件

所属技术领域

本发明涉及橡胶轮胎加工和辐射技术应用领域，具体涉及到一种用于子午线轮胎的减薄带束层部件。

背景技术

轮胎工业随着汽车和公路的改进而迅速发展起来，同时高速公路的发展、汽车速度和载重量的提高对轮胎又提出更加苛刻的要求，为了适应新的需求，必须加速轮胎结构设计和制备工艺的改进。目前，子午线轮胎正向扁平化、高速化、环保化、功能化和生产自动化方向发展。子午线轮胎带束层是子午线轮胎主要受力部件，一般由一层或多层钢丝帘布组成，其作用是固定胎体及增高胎面的刚性，以保证轮胎行驶稳定、与路面接触良好和具有必要强度。带束层作为子午线轮胎的特有结构，其结构设计是子午线轮胎设计的重要环节。在传统的轮胎制备过程中，带束层在加工、运输、成型和最终硫化定型中，由于加工过程会发生形变，出现钢丝帘线的偏移、变形或裸露，为了避免帘线的位移、露线和胎体部件的形变，常规解决方法是增加帘线层的覆胶量，这势必增加原材料用量和该部件的厚度，影响轮胎质量的稳定性和使用安全性。目前，为了降低生产成本和保护环境，各个轮胎企业投入大量资金和人力进行研究开发，针对如何减少原材料消耗、减轻轮胎重量、减低滚动阻力、节约油耗和减少尾气排放等问题，不断地推出新产品，如：轻量化环保轮胎、绿色轮胎等。如何在不降低轮胎性能的前提下，实现轮胎部件的减薄，轮胎企业多在轮胎部件的结构设计和使用材料上进行技术革新。现有技术在进行带束层部件减重时，常用高强度、低密度(只有钢丝的1/6)、高拉伸强度(是钢丝的5-10倍)的芳纶纤维部分替代轮胎中的钢丝，达到减重效果。但是带束层胶层厚度减薄的问题一直没有很好的解决。带束层部件胶层减薄、整胎减重意味着高技术，其实施急需有相应的工艺技术予以保证，以实现部件结构设计和质量控制的目标。如何解决上述传统轮胎制造方法中存在的缺陷，在不降低轮胎综合性能的前提下，提供一种减薄带束层部件，以便制造出轻量化的子午线轮胎，是当前本技术领域中急需研究解决的课题。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有薄带束层结构、橡胶原材料用量低，覆胶胶料的格林强度高、胶层的均匀性及结构的稳定性强，使得轮胎性能品质得以大幅提高的用于子午线轮胎的减薄带束层结构部件。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种用于子午线轮胎的减薄带束层结构部件，包括带束层骨架及覆胶层，其特点是：骨架材料为高模量的帘线材料，包括钢丝帘线或纤维帘线，帘线层数为单层或多层，覆胶层为天然橡胶或天然橡胶与合成橡胶的共混物，按照子午线轮胎带束层生产工艺进行帘线扩张、压延和敷胶，制成比传统工艺生产的该部件胶层厚度减薄3-10％的标准宽度的减薄带束层片材，将减薄带束层片材固定在电子加速器下的恒张力牵引束下传输装置上，采用电子加速器辐照装置对减薄带束层片材进行辐射预硫化处理，制备成减薄带束层部件。

上述所述的采用电子加速器辐照装置对减薄带束层片材进行辐射预硫化处理，是将带束层片材通过束下传输装置送入电子加速器辐照室，进行辐射处理，电子加速器束流能量为0.5-5MeV，束流强度为0.2-100mA，电子束扫描宽度0.3-1.0米，带束层片材辐照吸收剂量为10-100kGy，辐照采用电子加速器单面辐照或双面辐照；束下装置传输速度为1-50m/min，辐照氛围为限氧环境，惰性气体保护，经过辐射处理后，完成子午线轮胎带束层部件的制备。

上述所述的电子加速器辐照装置对减薄带束层片材进行辐射预硫化处理，可在轮胎生产线外另建电子加速器辐照装置从带束层生产线上取胶实现离线辐射，也可在轮胎生产线上配套电子加速器辐照装置实现连续在线辐射。

本发明的减薄原理是，子午线轮胎的带束层部件是通过在钢丝帘线或高模量的纤维帘线上覆胶压延制备而成，帘线在橡胶中合适的排列方式对轮胎性能的影响较大。在传统轮胎生产工艺中，由于部件未硫化橡胶强度不高，为规避帘线外漏、帘线间开胶以及帘线疏密度不一等问题的出现，而造成轮胎在使用中产生早期脱层或爆破，常常过度地增加部件胶层的厚度。本发明是在不降低轮胎综合性能的前提下，利用橡胶辐射预硫化技术，即：不影响部件原有的生产工艺，只是在部件完全热硫化前，用电子束对部件进行辐照处理，通过改变辐照参数使橡胶分子达到一定程度的交联，实现部件材料的可控部分硫化，达到通过提高部件生胶的格林强度，保证中间产品的结构稳定性，防止或减少因后期加工移位、变形过大、材料蠕变流动而影响产品质量。正是由于有橡胶辐射预硫化工艺作为技术保障，可对带束层部件实施减薄结构设计，既保证了部件的结构稳定性，又达到部件减重，整胎轻量化的效果。与传统工艺生产的该部件相比，胶层厚度减薄3-10％。

经检测，减薄带束层部件经过辐射处理后，其格林强度较未辐射处理前大于270％，带束层厚度由常规工艺的2.6mm降低到2.4mm，节省原材料0.17公斤。经过对减薄带束层部件制备的轮胎与常规轮胎相比进行性能比较，数据如下表：

项目名称	减薄带束层部件轮胎与常规轮胎相比
		轮胎重量	减重1-10％
动平衡	提升一个等级或持平
		均匀性	提升一个等级或持平
高速性能	提升一或两个等级
		滚动阻力	减少1-5％
耐久性能	符合技术要求
		强度性能	符合技术要求
气密性	符合技术要求

由于采用了高模量的帘线材料作为骨架材料进行压延敷胶复合成减薄带束层片材，并且经电子加速器辐照装置对带束层片材进行辐射预硫化处理制备成带束层部件的技术方案，本发明可以达到如下效果：明显提高了橡胶材料的格林强度，使橡胶片材得到初步定型，减少材料变形或移动现象的产生，保证了产品工艺、结构和性能的稳定性，同时，由该部件减薄而产生的整胎重量减轻1-6％，轮胎的动平衡、均匀性和高速性能有一定提升，滚动阻力减少1-3％，可以有效提高轮胎的质量品质，达到了本发明的目的。

附图说明

图1为本发明的结构示意图

具体实施方式

实施例：P235/75R15子午线轮胎

下面结合具体实施例进一步详细描述本发明，

一种用于子午线轮胎的减薄带束层部件，包括带束层骨架1及覆胶层2，骨架1材料为高模量的帘线材料，包括钢丝帘线或纤维帘线，帘线层数为单层或多层，覆胶层2为天然橡胶或天然橡胶与合成橡胶的共混物的生胶，按100质量份的配方分别加入5份的敏化剂三烯丙基异氰尿酸酯(TAIC)，按照常规工艺于50L密炼机混合，制成减薄带束层片材。调整压延机辊距，按照常规工艺进行钢丝帘线扩张、压延，敷胶和收卷，制得标准长宽、厚度为2.4mm的双层带束层部件。将带束层部件固定在电子加速器的束下传输装置上，进行辐射处理。电子加速器束流能量为0.5MeV，束流强度为40mA，电子束扫描宽度1.0米，带束层片材辐照吸收剂量为45kGy，辐照氛围为限氧环境，采用氮气保护，辐射处理完成后，制成用于子午线轮胎的减薄带束层部件。将由减薄带束层部件制成的轮胎性能与常规工艺制成的轮胎性能对比测试，数据见下表：

检测结果表明，减薄带束层部件制备的轮胎，其基本性能数据明显优于常规工艺制备的轮胎。

Claims (5)

1.一种用于子午线轮胎的减薄带束层部件，包括带束层骨架(1)及覆胶层(2)，其特征在于：带束层骨架(1)材料为高模量的帘线材料，包括钢丝帘线或纤维帘线，帘线层数为单层或多层，覆胶层(2)为天然橡胶或天然橡胶与合成橡胶的共混物，按照子午线轮胎带束层生产工艺进行帘线扩张、压延和敷胶，制成比传统工艺生产的该部件胶层厚度减薄3-10％的标准宽度的减薄带束层片材，将减薄带束层片材固定在电子加速器下的恒张力牵引束下传输装置上，采用电子加速器辐照装置对减薄带束层片材进行辐射预硫化处理，制备成减薄带束层部件。

2.根据权利要求1所述子午线轮胎的减薄带束层部件，其特征在于：所述的采用电子加速器辐照装置对减薄带束层片材进行辐射预硫化处理，是将减薄带束层片材通过束下传输装置送入电子加速器辐照室，进行辐射处理，电子加速器束流能量为0.3-3.0MeV，束流强度为0.2-100mA，电子束扫描宽度0.6-1.0米，减薄带束层片材辐照吸收剂量为5-60kGy，束下装置传输速度为4-60m/min，辐照氛围为限氧环境，采用惰性气体保护，完成辐射处理后制成减薄带束层部件。

3.根据权利要求1所述子午线轮胎的减薄带束层部件，其特征在于：所述电子加速器辐照装置对减薄带束层片材进行辐射预硫化处理，能够通过在轮胎生产线外另建电子加速器辐照装置，在带束层生产线上取胶实现离线辐射。

4.根据权利要求1所述子午线轮胎的减薄带束层部件，其特征在于：所述电子加速器辐照装置对减薄带束层片材进行辐射预硫化处理，能够在轮胎生产线上配套加速器辐照装置实现连续在线辐射。

5.如权利要求1所述子午线轮胎的减薄带束层部件在橡胶轮胎加工领域中用于制备子午线轮胎。

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