CN105525410B - 混合帘线和包括该混合帘线的高性能子午线轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于轮胎的混合帘线及其制造方法，以及包括高混合帘线的环境友好的高性能子午线轮胎。该混合帘线包括高模量纤维层和低模量纤维层。该混合帘线具有包括初始模量部分、中间模量部分和最终模量部分的应力‑应变曲线。该初始模量部分的初始模量比该中间部分模量的中间模量高，并且该最终模量部分的最终模量比中间模量高。

Description

混合帘线和包括该混合帘线的高性能子午线轮胎

技术领域

本发明总体涉及一种混合帘线和包括该混合帘线的高性能子午线轮胎，更具体地，涉及一种相对于常规的混合帘线具有在应力-应变曲线上不同物理性质、优异的关于工序的制造效率、和优异的品质一致性的混合帘线以及包括该混合帘线的高性能子午线轮胎。

背景技术

随着车辆的性能的提高和道路条件的改善，车速逐渐加快。在这种趋势下，为了在高速行驶期间保持轮胎的稳定性和耐用性，已经积极地开展对用作轮胎的橡胶补强材料的轮胎帘线的研究。

因为在轮胎帘线中使用的某些材料具有高强度却在其断裂点具有低的抗张伸展率，所以它们不适合那些在其断裂点需要高的抗张伸展率的应用。相反，因为某些材料在其断裂点具有非常高的抗张伸展率却又不具有足够的强度，它们不能用于需要高的破坏压力或重载荷承载的某些应用。

为了克服这些问题，开发了通过将在断裂点具有高的耐疲劳性和高的抗张伸展率的纤维与具有高强度的纤维组合和绞合到一起而形成的混合帘线。通过将基于具有小的初始模量的材料(例如，聚酰胺66)和具有大的初始模量的材料(例如，芳纶)的两条线加捻在一起而制成以合股纱形式的混合帘线，从而分配在小变形的情况下降低和在大变形的情况下增加的拉伸模量。

具有合股纱结构的混合帘线的缺点在于，在小变形的情况下速度降低，并且过早的“变硬”而导致行驶噪声，从而降低基于轮胎的乘坐舒适性。

为了克服这些问题，韩国专利申请公开第2004-0077875号中公开了一种技术，其中混合帘线的最终切线模量与初始切线模量的比被设定为等于或大于10，从而降低了行驶噪声。在上述引用的专利公开中，聚酰胺66纱被用作芯纱，并且芳纶纱被用作包纱。在这种情况下，为了用聚酰胺形成芯纱并且用芳纶形成包纱，有必要给芳纶分配比给聚酰胺分配的Z捻更大的Z捻，或者在与芳纶被扭绞的方向相反的方向上扭绞聚酰胺。这种方法的缺点在于，它不能由现有技术的直接制缆器实现，并受到处理效率的显著损失，例如制造周期的增加，因为必须使用老式的环扭绞器来执行该方法。当在浸渍和热处理中施加低的张力时，在合股纱形成工序中构成的包芯结构能被保持，并且如上述获得的芳纶-聚酰胺66混合帘线可以被构造成切割模量与初始模量的比率等于或大于10。施加这样大的模量比率的理由是为了将低模量分配到应力-应变曲线的初始部分从而便于制造以及为了将高模量分配到应力-应变曲线的最后部分从而提高在成品轮胎的拉伸方向抵抗变形的能力。

图1示出了使用常规方法制造的芳纶-聚酰胺66混合帘线的应力-应变曲线。在图1中，初始模量E_initial是14gf/d，并且最终模量E_terminal是257gf/d。因此，最终模量与初始模量之间的比率为18.3，其大于10，如上所述。然而，由于一种纤维帘线材料(例如纺织帘线)不是固体状态，但对应于薄纤维组件，在测量过程中可能会出现显著误差，因此不足以简单地利用最终模量与初始模量之间的比率来定义物理性质。

另外，在芳纶-聚酰胺66混合帘线中过低的初始模量可能会带来在随后的包括轧制工序的处理中导致产品之间的差异的缺点。当为了实现低的初始模量而在帘线的热处理工序中人为地降低张力时，增加了提高帘线的物理性能之间的差异的问题。当为了简化制造而过度地降低应力-应变曲线的初始部分的初始模量时，其过度地低于工艺条件，并因此可能出现这样的问题，即，当在加工过程中沿帘线的轴向方向将拉伸力施加到帘线上时，帘线可以容易地变形，其结果是可能降低了在制造过程期间的尺寸的稳定性。另外，出现了这样的缺陷，即，在帘线制造工序期间帘线产生的物理性能之间的差异可能影响成品轮胎的均匀性和尺寸。

在常规的芳纶-聚酰胺66混合帘线中，初始模量被设定为一个非常低的值以便增加的最终模量与初始模量的比率。因此，产生了在帘线制造方面的各种问题，导致了制造成本的增加。例如，当聚酰胺66被布置在芯纱中然后被芳纶覆盖的结构形成时，具有芯-包结构的芳纶-聚酰胺66的帘线通常采用这样的方法制造，在该方法中扭绞机施加不同捻到各个层中，并且在浸渍之后进行的热处理工序期间几乎不施加张力，由此促使聚酰胺66线的自收缩。然而，由于所有的工序必须在无张力下进行，会出现这样的缺陷，即，必须保持非常缓慢的处理速度并且增加了物理性能之间(例如各自帘线的中间的伸长等)的差异增加。此外，非常低的初始模量使得它在轮胎制造过程的施加拉伸力的切割/成型工序期间难以保持均匀的物理性质，并最终影响轮胎的物理性能的均匀性。

发明内容

本发明的至少一个示例性的实施方案涉及提供一种混合帘线，可以克服这些问题，即，在帘线的物理性质中的差异和当帘线被用作轮胎的增强材料时产生的驾驶性能的降低，并因此可以确保轮胎的良好的均匀性和行驶性能。

本发明的至少一个示例性的实施方案涉及提供一种制造混合帘线的方法，其可以制造具有均匀的物理特性的混合帘线，同时克服了在混合帘线的制造过程中由于低的初始模量所导致的加工困难，以这样的方式改变了混合帘线的应力-应变曲线的转变点具有的特性的变化，并且还改变各部分的模量比率。

本发明的至少一个示例性的实施方案涉及提供一种高性能的环境友好的子午线轮胎，其中应用了根据本发明一个示例性实施例的混合帘线的轮胎的均匀性得到了改善，并且减小了轮胎的驾驶性能的差异。

根据本实施方式的一个方面，提供了一种混合帘线，包括高模量纤维层和低模量纤维层；其中所述混合帘线的应力-应变曲线包括初始模量部分、中间模量部分和最终模量部分，并且其中，初始模量部分的初始模量比中间模量部分的中间模量高，最终模量部分的最终模量比上述中间模量高。

根据本实施方式的另一个方面，提供了一种混合帘线的制造方法，包括：S扭绞两类Z捻纱(即，低模量芯纱和高模量包纱)从而形成合股纱，其中芯纱的输入与包纱的输入的比例范围为1:1.05至1:1.2；并进行热处理，其中，在热处理工序中进行0.9至1.2范围的适当的拉伸。

根据本实施方式的又一方面，提供了一种高性能子午线轮胎，其中使用了根据本发明的混合帘线。

附图说明

本实施例的上述和其它目的、特征和优点将通过与附图结合的以下详细描述而被更清楚地理解，其中：

图1示出了常规的芳纶混合帘线的应力-应变曲线；

图2示出了根据本发明一个示例性实施例的混合帘线的应力-应变曲线；和

图3是子午线轮胎的示意性剖面图，其中应用了根据本发明一个示例性实施例的混合帘线。

具体实施方式

如果有必要，本发明将详细地参照附图进行描述。除非本文另有定义，这里所使用的所有技术和科学术语具有那些在本发明所属的技术领域的普通技术人员通常所理解的含义。

本文所用的术语“混合帘线”是指由两种或更多种类型的具有不同特性的材料的复合帘线。本文所用的术语“芯纱”指的是被布置在混合帘线的核心中的线纱。本文所用的术语“包纱”是指缠绕在芯纱上的一缕或多缕纱。

本文所用的术语“高模量纤维”是指具有的拉伸模量范围为200(180g/dtex)至600g/d的纤维，并且这里所用的术语“低模量纤维”是指纤维具有相对低的模量，其拉伸模量范围为20至150g/d。

在本说明书中，纱或细线以逆时针方向扭绞具有的捻被称为的“Z捻”，纱或细线以顺时针方向扭绞具有的捻被称为“S捻”。通过Z扭绞细线形成的纱的被称为“Z捻纱”。本文所用的术语“合股纱”指的是通过将两缕或多缕纱在任何一个方向上扭绞在一起所形成的纱。

本文所用的术语“混合帘线的初始模量”指的是主负载已被施加后，原点的切线的斜率。本文所用的术语“混合帘线的中间模量”指的是，在混合帘线的应力-应变曲线上，切线斜率在减小低于初始模量部分的切线斜率后开始增大的位置的模量。本文所用的术语“混合帘线的最终模量”指的是，切线斜率与对应于混合帘线的应力-应变曲线上的帘线的断裂的伸长相同的模量。

本文所用的术语“转变点”指的是切线斜率在混合帘线的应力-应变曲线上变化的点。

在本发明中，不同的模量比率被应用在由高模量-低模量纤维(例如芳纶-聚酰胺66、全芳族聚酯-聚酰胺66等)构成的混合帘线(即，用于高性能子午线轮胎的常规的增强帘线)的各部分，从而提高了混合帘线的制造效率和轮胎的关于工序的制造效率。相比于其中已经应用了具有常规特性的芳纶-聚酰胺66混合帘线的轮胎，在均匀性和驾驶性能上的差异可被减小。

根据本发明一个示例性实施例的混合帘线包括：

高模量纤维层和低模量纤维层；

其中混合帘线具有包括初始模量部分、中间模量部分和最终模量部分的应力-应变曲线，并且其中，初始模量部分的初始模量比中间模量部分的中间模量更高，并且最终模量部分的最终模量比上述中间模量更高。

图2示出了根据本发明一个示例性实施例的混合帘线的应力-应变曲线。本实施例的混合帘线的物理性质部分被分为初始模量第一部分，中间模量第二部分和最终模量第三部分，如图2中所示。在本实施例的混合帘线中，初始模量E_initial的值比中间模量E_intermediate的值更高，并且最终模量E_terminal的值比中间模量E_intermediate的值更高。也就是说，常规的芳纶混合帘线具有一个转变点和两个模量部分，而本实施例的混合帘线具有两个模量转换点和三个模量部分。

混合帘线的应力-应变曲线包括：第一和第二模量转换点，第一转换点存在于从0.003至0.025的应变范围内，并且第二转换点存在于从0.03至0.065的应变范围内。

本实施例的混合帘线的初始模量部分是相对高的模量部分，该部分成为轧制和切割/成型工序中的变形部分。在相应的工序中，本实施方式的混合帘线显示出希望的均匀性和比传统帘线高的模量，从而减少了半成品在物理性能上的差异。第二相对低的中间模量部分是调节在固化过程中由于带提升产生的变形的部分。因为没有这部分的混合帘线妨碍在固化工序中的轮胎膨胀，从而产生缺陷，因此这部分是非常重要的。应力-应变曲线的第三部分是包括最终模量部分的部分。由于这部分具有最高模量并显示了芳纶的特性，该部分确保了在实际的轮胎中的性能，诸如对轮胎直径增加的防止、高速行驶时的稳定性等。

在本实施例的混合帘线中，初始模量与中间模量的比率范围可以为1:0.4至1:0.85，并且初始模量与最终模量的比率范围可以为1:4至1:9。

在图2的芳纶-聚酰胺66混合帘线的应力-应变曲线中，初始模量部分具有50g/d的模量，中间模量部分具有30g/d的模量，以及最终模量部分具有240g/d的模量。如上所述，芳纶-聚酰胺66混合帘线的应力-应变曲线的特征在于，初始模量比中间模量更高，最终模量为比前二者更高。在这种情况下，初始模量与中间模量的比率为1:0.6，以及初始模量与最终模量的比率为1:4.8。在这种情况下，拉伸试验在0.1g/d的主负载、300毫米/分钟的拉伸速度以及使用S夹具握持的条件下进行。

当得到初始模量时，在主负载条件下的初始模量被设计为与传统的混合帘线不同，以排除由于由纤维束强度可能由于合股纱在形成过程中的非均匀性而变化所引起的初始细微变形中的合股纱和纤维组件的结构变形而造成的影响。虽然0.05g/d的主负载被分配到常规的纤维帘线，通过具有0应变的应力-应变曲线的部分中的微分的初始模量的获得是不准确的，因而选择略微增加主负载值的方法。该方法是为了防止哪怕由在相同过程中发生的误差所产生的在初始模量值上的显著差异，而不管合股纱形成工序的概念或所需的扭绞方法。这种方法可以具有即使当标本的数量增加时也获得一致的初始模量值的优点。

在一个实施方案中，混合帘线可以包括由聚酰胺66纤维构成的芯纱和在合股纱形成工序中螺旋缠绕芯纱的一缕或多缕芳族聚酰胺包纱。当芯-包结构由热处理工序消除，可以显示出固有的物理性质。这种混合帘线是混合式帘线，其中，由脂肪族聚酰胺纤维构成的具有优异的粘合强度和优异的耐热性和疲劳特性的层与芳纶纤维构成的层被组合成合股纱。在这种混合帘线中，脂肪族聚酰胺纤维的低模量被芳纶纤维补充，而归属于芳纶纤维的低应变的不利于加工的缺陷被脂肪族聚酰胺纤维的模量补充，从而当应用到产品(如轮胎)时减少了成本，并因此增加了产品的竞争力。

可用于芯纱的聚酰胺纱可以选自由普通聚酰胺6、聚酰胺66和聚酰胺6.10构成的组，优选聚酰胺66。包纱可以是芳纶纱、聚酮、全芳族聚酯纱或类似物。

芳纶是芳族聚酰胺聚合物中的一种，并表现出聚酰胺模量的10倍以上的模量，因为苯环被链接到所有除了酰胺基团以外的主链。这种芳纶取决于苯环的链路的状态，被分成对(p)-芳纶和间(m)-芳纶。优选地，使用以对位形式链接的聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)。PPTA在溶解于浓硫酸中的特定浓度的溶液中呈现液晶特性，并通过干喷湿纺获得。

代替PPTA，可以使用各种类型的高强度纤维作为高模量的纱。也可以使用共聚3,4'-二苯醚/对苯二甲酰对苯二胺(DPE/PPTA)，即，芳纶中的一个。在溶剂中进行溶解的过程中，DPE/PPTA展现了除了液晶的特性的各向同性，并且其特征在于它在被干喷湿纺之后进行的热处理工序中拉长了10倍，从而在其中发展了微结构。作为另一种高强度纤维，也可使用全芳族聚酯。这些是高强度纤维，具有热致液晶特性，并且通过熔融纺丝得到，与上述的芳纶不同。

混合帘线可包括20-80％的500-1600旦尼尔芳纶纱和80-20％的400-1300旦尼尔聚酰胺66丝。在本实施例的混合帘线中，当芳纶纱的比例小于20％时，在重负载条件下增加模量的效果是轻微的，因而不能期望在应用的轮胎上的运行性能的改善，即，预期的目的。相反，当芳纶纱的比例超过80％时，初始模量变得非常高，产生噪声和乘坐舒适性的降低，因此，很难将它应用到高品质的轮胎中。

优选地芳纶纱是具有等于或高于16g/d的拉伸强度和200至60016g/d的杨氏模量的高强度的芳纶纱。

本发明的另一个方面涉及制造混合帘线纱的方法。在本实施方式的方法中，当通过采用S扭绞两种Z捻纱(即，低模量芯纱和高模量包纱)制造合股纱的步骤而制造混合帘线时，合股纱在这样的状态下形成，其中芯纱的输入与包纱的输入的比率的范围为从1:1.05至1:1.2，即，在包纱和芯纱的输入是不同的状态下，然后在热处理工序中进行0.9至1.2的拉伸。

可以使用脂肪族聚酰胺纱，如聚酰胺6，聚酰胺66或聚酰胺6或10作为低模量芯纱，并且可以使用选自由芳纶纱、聚酮和全芳族聚酯组成的组的纱作为高模量包纱。

在上述合股纱形成工序中，优选地S扭绞以这样的方式进行，即，S扭绞范围200至500捻每米(TPM)，且两种类型Z捻纱优选具有相同的扭绞。

在常规的芳纶混合帘线的制造中，合股纱形成工序中使用倍捻机等形成合股纱，从而芳纶纱和聚酰胺66的纱具有不同的TPM，聚酰胺66被布置为靠近芯部并且芳纶帘线被布置为靠近包覆部分，并且在热处理工序没有提供显著的张力。然而，这种类型的芳纶混合帘线展示出非常低的初始模量。

为了实现应力-应变曲线的初始模量和中间模量之间的差异，本实施例采用了下面描述的方法。为了在合股纱形成工序中形成其中聚酰胺66纱被用作芯纱而芳纶纱被用作包纱的结构，在扭绞工序中使用不同的输入而形成芯包结构，而不是使用聚酰胺66纱和芳纶纱的不同的Z捻。在本实施方式的合股纱的形成工序中，芯纱的输入与包纱的输入的比率范围为从1:1.05至1:1.2。使用由上述获得的芯纱-包纱的合股纱进行编织，并且在热处理工序中进行0.9至1.2的拉伸。一旦执行了热处理，芯-包结构被消除。

在制造工序的浸渍和热处理中，选自温度、时间和张力的在张力上的变化被赋给具有芯-包结构的芳纶-聚酰胺混合帘线的坯料织物。在常规的芳纶-聚酰胺66混合帘线的情况下，使用提供在一定水平的能够使工序执行的张力的方法，由此实现成品混合帘线的初始模量与最终模量之间的差异显著，同时保持芯-包结构。相反，在本实施例中，进行热处理，从而可以通过在上述具有芯-包结构的芳纶-聚酰胺66帘线的热处理中给予足够的张力来消除芯-包结构。执行上述的热处理的理由是通过聚酰胺66纱在热处理中产生受热伸长而增加模量，从而增加成品芳纶-聚酰胺66混合帘线的初始模量。在如上所述制造的芳纶-聚酰胺66混合帘线中，它们的初始模量比传统的芯-包型芳纶混合帘线的模量高，并且中间模量部分存在于由外力所导致变形时的应力-应变曲线中。能够存在其斜率比初始模量的斜率更缓和的中间模量的原因是，在初始张力工序中通过在热处理中被赋予足够张力的聚酰胺66纱而使得初始模量增加，并且随后负载不但施加到芳纶纱，而且足够的负载也施加到聚酰胺66纱中的聚酰胺66纱分子链的断开的部分中。在随后的拉伸变形部分中，所述芳纶纱经受力，并因此表现出高的最终模量。

上述制造方法将在下面进行详细说明，使用作为例子的包括聚酰胺芯纱和芳纶包纱的混合帘线。

当使用本实施例中的方法制造混合帘线时，同时进行Z-扭绞每一个聚酰胺长丝和芳纶长丝的工序以及将通过Z-扭绞工序形成的聚酰胺Z捻纱和芳纶Z捻纱S-扭绞到一起的工序，并且Z-扭绞工序和S-扭绞工序所形成的合股纱被浸入到粘合剂溶液、干燥，然后进行热处理。

通过如下步骤制造了具有其中聚酰胺66被用作芯纱而芳纶纱被用作包纱的结构的原坯帘线：对具有几乎线性拉伸特性和非常高的初始模量的芳纶纤维束进行适当的Z方向扭绞，对具有低的初始模量的聚酰胺66进行相同的扭绞，以及输入更大量的芳纶纱。如上所述制造的原坯帘线以适当的经密(EPI)进行编织。棉或人造丝构成的纺纱被用作在上述情况下使用的纬纱，有利于在以后执行的切割。如上所述制造的原坯织物通过包括通常被称为“间苯二酚-甲醛胶乳(RFL)”混合溶液的粘合浸渍溶液，并且随后进行热处理。相反，当原坯织物没有被制造时，通过使用单端线(SEC)热处理设备进行热处理而不执行编织工序从而制造浸渍的单端线(SEC)。当在原坯织物和SEC的热处理中进行0.9至1.2适当的拉伸时，制造了具有不同值的初始模量、中间模量和最终模量的芳纶混合帘线和S捻，并且制造了使用这种芳纶混合帘线的轮胎。

更详细地，可以使用20-80％的500～1600旦尼尔单元层芳纶帘线和80-20％的400-1300旦尼尔聚酰胺66帘线来制造本实施方式的帘线，从而每个层和帘线扭绞的范围为大约200至500捻每米(TPM)。这取决于根据基于混合帘线的修正后的重量的纤度的捻系数而变化。如此，可以制造具有基于修正后的重量强度比等于或高于11g/d的纤度、范围从20至50g/d的初始模量和范围从30至300g/d的高负荷模量的混合帘线。

本实施例的混合帘线的捻系数α_d可以通过下面的等式1来表示，可落入从100至250的范围。基于等式1的捻系数，在捻系数低于100时，由于缺乏帘线纤维束强度，强度和可加工性可能下降，而帘线强度和模量可能下降，并且当捻系数超过250时，期望的性能的轮胎的应用是不可能的。

其中，α_d为以旦尼尔为单位的捻系数；T为每米的捻数(TPM)，而ρ_d为基于混合帘线的修正后的重量的以旦尼尔为单位的纤度。

当进一步地降低基于芳纶混合帘线的修正后的重量的纤度时，可以通过提高芳纶混合帘线织物的EPI来减轻来关于不足的强度担心。例如，尽管24的EPI在常规的芳纶-1500D/2+聚酰胺66-1260D/1混合帘线中理论上是不可能，可以施加40或更高的EPI到芳纶-600D/1+聚酰胺66-400D/1的情况下。

为了加强轮胎的粘合性，将如上述获得的合股纱浸入并通过粘接剂溶液，在约100-170℃中干燥，然后进行热处理，并在200至260℃范围的温度下热固定，从而完成了本实施例的混合帘线。在这种情况下，如上所述，在干燥和热处理工序中进行0.9至1.2适当的拉伸。使用这些浸渍、干燥和热处理工序，合股纱的表面涂覆有粘合剂溶液的粘合剂组分，在之前的工序中合股线已浸渍在该粘合剂溶液，从而增加了用于在随后的工序的轮胎制造中的橡胶组合物的粘结性。

本实施例的混合帘线可以理想地应用于橡胶及其它弹性制品的补强。虽然包括本实施例的混合帘线的产品不限于特定的产品，举例来说，本实施例的混合帘线可以在橡胶产品，如充气轮胎、软管、皮带和波纹管和其它弹性基质的产品中使用。

根据本实施例的又另一方面涉及一种包括本实施例的混合帘线的高性能子午线轮胎。特别地，本实施例的混合帘线可以有利地应用到胎面，用于承受负载并防止由高速行驶导致的变形，并应用到胎冠层试图用于防止带部的变形。

图3示意性示出了根据本发明一个示例性实施例制造的混合帘线应用在轮胎的胎冠层的结构。如图3所示，根据本发明一个示例性实施例的轮胎包括：内衬1，被配置为形成轮胎的内周；胎体2，被布置在内衬1的外周表面上；至少一层带3，被布置在胎体2的外周面上；胎冠层4，被配置为布置在带3的外周面并紧固带3；胎面层5，被配置为布置在胎冠层4的外周面并实质上与地面接触；两个侧壁6，被配置为形成轮胎的两个侧面；和两个胎圈7，被配置为为环绕安装在车轮上并保持轮胎的内部空气压力。此外，如图3所示，该胎冠层4被布置为覆盖带3的整个圆周或带3外周的两侧。胎冠层4具有防止分离现象的功能，在该分离现象中，在车辆的行驶期间，带3由于其损坏而分离，或者胎面花纹块51由于在圆周方向上的重复的变形和复原而被扯掉。此外，当由于高速行驶的离心力而使轮胎发生直径的增加的变形时，在由路面变化所导致的高速处理的变化被抑制，这提高了在高速行驶时的行驶稳定性。

如上所述，当通过将两个帘线结合在一起形成的混合帘线被用作增强层并被设置在胎冠层与胎面之间时，可以使用聚酰胺帘线的优良的收缩性来阻止由于帘线从带分离和带的变形所导致的发热现象，并且可以使用芳纶帘线的特性来阻止发热现象，该芳纶帘线的物理性质在高温下的下降是很低的，并且由于其高模量，由剪切应力产生的变形而很小。特别地，在轮胎中，其中胎冠层应用了本实施例的混合帘线，工序相关的生产效率和成品轮胎均匀性得到改善并且在驾驶性能的差异减小。

本发明基于如下实施例进行详细描述，但并不限于这些实施例。

实施例1-2及比较例1-3

在比较例1中，将聚酰胺66用于加强带；在比较例2中，使用了芳纶；并且在比较例3中，使用了用常规方法制造的、并且在其中最终模量与初始模量之间的比率等于或高于10的芳纶-聚酰胺66混合帘线。在实施例1和2中，使用了用上述方法制造的具有新的物理特性和基于修正的重量的低纤度的芳纶-聚酰胺66混合帘线。在实施例1中，通过减少基于修正的重量的纤度而试图降低重量。在实施例2中，使用了与比较例3相同的纱。在这两个实施例1和2中，使用了芳纶混合帘线，其被进行了上述的合股纱成型和热处理工序并且存在两个模量转换点。

使用包括了上述实施例和比较例中使用的混合帘线的轮胎(225/45R17)进行了室内驾驶试验和实际车辆性能测试；使用以下方法的测定了均匀性、动态轮廓、滚动阻力、高速行驶耐久性、车辆操纵稳定性、乘坐舒适性和噪声特性；试验的结果列于表1中。

[性能评价方法]

*均匀性，是R1H、锥度等值的综合指数值，使用均匀性测定装置进行测定。比基于比较例1的值更高的值是有利的。

*滚动阻力采用SAE J1269方法进行评价，并基于比较例1的设定为100的RRc值以指数形式表示。滚动阻力的更高的指数值是有利的。

*高速行驶耐久性在轮胎被装载到鼓式行驶耐久性试验机且鼓已被旋转的状态下进行评价，轮胎和鼓偶合在一起并旋转，并且模仿实际轮胎的运行条件而使速度逐步增加。速度按照每10分钟20至30km/h的增量而升高从而进行评价。

*动态轮廓以这样的方式测定，使用专用测试设备测定了由于基于运转速度的离心力在圆周上的增加，并且测量和记录了在从肩部到胎面部的范围内的每个位置的轮廓的变化。可以确定轮廓上小的变化显示出优异的性能。在表1中，比较例1的值由指数100表示，高于100的值表示它优于比较例1。

*车辆的行驶稳定性、乘坐舒适性以及噪声性能是当实际行驶装有试验轮胎的车辆时测试驾驶员感觉到的值的指标。比较例1的值设为指数100，并且高于100的值表示更优异。当所讨论的值是等于或大于100的参考指数的时候，所讨论的值优于比较例1。相反，当所讨论的值低于100，所讨论的值不如比较例1。

从表1的结果可以看出，在使用聚酰胺66帘线的比较例1中，噪声和乘坐舒适性都优异但高速行驶耐久性和车辆操纵稳定性较差，并且还可以看出，在使用芳纶帘线的比较例2中，高速行驶耐久性和车辆操纵稳定性都优异但噪声和乘坐舒适性较差。相反，可以看出，在使用具有通常目的纤度的芳纶-聚酰胺66混合帘线的比较例3中，获得了噪声、乘坐舒适性、高速行驶耐久性和车辆操纵稳定性的整体的期望的结果。然而，由于增加了轮胎的重量，滚动阻力得到一个较低的值，并且由于混合帘线的物理性能的非均匀性，均匀性也获得较低的值。

相反，在根据本发明的使用芳纶-聚酰胺66混合帘线的实施例1和2的情况下，高速行驶耐久性、车行驶稳定性、动态轮廓、乘坐舒适性展示为类似于或优于比较例3的值。特别地，在实施例1中，展示了最好的滚动阻力特性，并且展示了优于比较例1，2和3的均匀性。其结果是，可以看出，本发明的混合帘线由于在物理性能差异上的整体减少而减少了轮胎的特性的差异。

根据本发明的至少一个示范性实施例，提供了一种混合帘线，不但具有优异的关于工序的制造效率，而且当它被应用到轮胎上时还可以提高运行性能和乘坐舒适性。

根据本发明的至少一个示范性实施例，提供了一种混合帘线，可以减轻在混合帘线和轮胎的制造中设置张力条件的难度，从而在混合帘线和轮胎的制造中提高了关于工序的制造效率。

根据本发明的至少一个示范性实施例，提供了一种应用了根据本发明一个示例性的实施方案中的混合帘线的轮胎，其中，轮胎性能的均匀性优异、减小了制造偏差，并且因此容易预测轮胎的性能。

根据本发明的至少一个示范性实施例，提供了一种环境友好的高性能子午线轮胎，其中，通过在轮胎中应用具有基于修正后的重量的低纤度的纤维帘线而减小了轮胎的重量，从而额外地提高燃油里程性能。

尽管基于特定的具体实施例对本发明进行了详细的说明，但这仅仅是用于说明本发明的目的。明显的是，本领域技术人员可以在本发明的技术精神的范围内进行各种修改和变化。因此，这些修改和变化应被解释为落入所附权利要求范围内。

Claims (11)

1.一种混合帘线，包括：

高模量纤维层和低模量纤维层；

其中，所述混合帘线具有包括初始模量部分、中间模量部分和最终模量部分的应力-应变曲线，并且其中，所述初始模量部分的初始模量比所述中间模量部分的中间模量高，所述最终模量部分的所述最终模量比所述中间模量高，所述混合帘线的应力-应变曲线包括第一和第二模量转换点，所述第一模量转换点存在于0.003至0.025的应变范围内，并且所述第二模量转换点存在于0.03至0.065的应变范围内，

其中，所述初始模量与所述中间模量的比率范围为1:0.4至1:0.85，所述初始模量与所述最终模量的比率范围为1:4至1:9。

2.如权利要求1所述的混合帘线，其中，所述混合帘线包括：低模量纤维层，其由脂肪族聚酰胺纤维构成；以及至少一个高模量纤维层，其由一种选自由芳纶纱、聚酮和全芳族聚酯所组成的组的物质而构成，并且与低模量纤维层加捻并结合在一起。

3.如权利要求2所述的混合帘线，其中，所述混合帘线包括20-80％的500-1600旦尼尔芳纶纱和80-20％的400-1300旦尼尔聚酰胺66纱。

4.如权利要求2所述的混合帘线，其中，所述芳纶纱是高强度芳纶纱，其拉伸强度等于或大于16g/d，其杨氏模量的范围为从200g/d至1200g/d。

5.如权利要求4所述的混合帘线，其中，所述混合帘线的捻系数α_d的范围为100至250，并且所述捻系数α_d由下述等式1表示：

其中，α_d为以旦尼尔为单位的捻系数；T为每米捻数(TPM)，并且ρ_d为基于混合帘线的修正后的重量的以旦尼尔为单位的纤度。

6.一种制造如权利要求1至5中任一项所述的混合帘线的方法，包括：

通过S扭绞两种Z捻纱，即，低模量芯纱和高模量包纱而形成合股纱，其中所述芯纱输入与所述包纱输入的比例范围为从1:1.05至1:1.2；和

进行热处理，其中在所述热处理工序中进行0.9至1.2适当的拉伸。

7.如权利要求6所述的方法，其中，使用脂肪族聚酰胺纱作为所述低模量芯纱，并且使用选自由芳纶纱、聚酮和全芳族聚酯组成的组的纱作为所述高模量包纱。

8.如权利要求6所述的方法，其中，S-扭绞所述两种类型的Z捻纱，使得所述S扭绞的范围为200至500捻每米(TPM)。

9.如权利要求6所述的方法，其中上述两种类型的Z捻纱被配置为具有相同的TPM。

10.一种高性能子午线轮胎，其中，使用了如权利要求1至5中任一项所述的混合帘线。

11.如权利要求10所述的高性能子午线轮胎，其中，所述混合帘线被用于胎冠层。