CN106283307B - 复合轮胎帘线及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复合轮胎帘线及其制造方法，所述复合轮胎帘线可以容易地制造并具有更均一的物理性质以及改善的强度和耐疲劳性。所述复合轮胎帘线包括尼龙长丝初加捻纱和芳族聚酰胺长丝初加捻纱，其中该尼龙长丝初加捻纱和芳族聚酰胺长丝初加捻纱一起被二次加捻，且在具有预定长度的复合轮胎帘线的二次加捻退捻之后，所述芳族聚酰胺长丝初加捻纱的长度是所述尼龙长丝初加捻纱长度的1.005至1.025倍。

Description

复合轮胎帘线及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种包含多种具有不同物理性质的纱线的复合轮胎帘线及其制造方法。更具体地，本发明涉及一种可以容易地制造并具有更均一的物理性质以及改善的强度和耐疲劳性的复合轮胎帘线，以及制造该复合轮胎帘线的方法。
背景技术
轮胎帘线，特别是用粘合剂处理过的轮胎帘线，被称为“浸胶帘线”，广泛用作例如轮胎、传送带、V型带和软管等橡胶产品的增强材料和用于包括尼龙纤维、聚酯纤维和人造丝纤维等的轮胎帘线的材料。改善最终橡胶产品性能的基本方法之一是改善用作增强材料的轮胎帘线的物理性质。
改进的车辆性能和路况已经带来了逐渐提高的车辆行驶速度。因此，关于即使在高速行驶期间也能够保持轮胎的稳定性和耐久性的轮胎帘线，正进行着大量的研究。
轮胎帘线根据应用的部位和规则进行分类，被分为用于整体支撑轮胎的胎体、用于在高速行驶时承受负载的环带层和用于防止环带层变形的冠带层。近来，改进的高速公路路况已经引起车速提高，导致例如轮胎的环带层变形和行驶舒适性变差等等的问题。为此，用于防止环带层变形的冠带层的重要性增大。
冠带层目前所用的轮胎帘线的主要材料是尼龙和芳族聚酰胺。其中，尼龙与其它材料相比，由于低成本、优异的粘合性和优异的耐疲劳性而应用于大多数的轮胎。此外，尼龙具有有利于在高速行驶期间防止环带层变形的高抗压应力。然而，尼龙具有因低模量和随温度变化变形大引起平点(flat spots)的问题。
除上述尼龙之外，芳族聚酰胺用作另一种用于冠带层的材料，芳族聚酰胺由于非常高模量和在室温和高温下模量变化小而几乎没有轮胎在长时间停车时变形的平点现象，因而芳族聚酰胺通常用于本质上要求高质量的高质量轮胎。然而，芳族聚酰胺因为非常昂贵而不适用于一般用途的轮胎。此外，芳族聚酰胺具有的缺陷在于：由于高模量在轮胎模制中相对困难，以及由于低断裂伸长率导致低的耐疲劳性和耐久性。
为了解决尼龙和芳族聚酰胺的上述问题，已经开发了一种应用了尼龙和芳族聚酰胺两者的复合帘线。具体地，已经开发了一种具有用芳族聚酰胺初加捻纱(primarilytwisted yarn)覆盖尼龙初加捻纱的结构(下文，称为“覆盖结构”)的复合帘线。
典型地，为了使芳族聚酰胺初加捻纱和尼龙初加捻纱同时断裂，与具有较低模量的尼龙长丝纱相比，具有较高模量的芳族聚酰胺长丝纱以更大的捻度进行初步加捻，且为了防止在二次加捻过程中初加捻纱之间的聚集，芳族聚酰胺长丝纱和尼龙长丝纱以不同的方向进行初步加捻。例如，芳族聚酰胺初加捻纱通过沿S-方向以高捻度对芳族聚酰胺长丝纱进行初步加捻而制得，尼龙初加捻纱通过沿Z-方向以低捻度对尼龙长丝纱进行初步加捻而制得，而具有覆盖结构的2-股纱通过沿S-方向以低捻度对上述芳族聚酰胺初加捻纱和尼龙初加捻纱进行二次加捻而制得。
上述具有覆盖结构的2-股纱具有低生产效率和高制造成本的缺点，这是因为其由采用环锭捻丝机的三步工艺而制备(即，第一步，对芳族聚酰胺长丝纱进行初步加捻以形成芳族聚酰胺初加捻纱；第二步，对尼龙长丝纱进行初步加捻以形成尼龙初加捻纱；以及第三步，对上述芳族聚酰胺初加捻纱和尼龙初加捻纱进行二次加捻)。
此外，在复合帘线的制造过程中存在物理性质偏差高和不良率提高的问题，这是因为用于覆盖尼龙初加捻纱的芳族聚酰胺初加捻纱通过与导轨或导辊摩擦而被拉曳，从而形成顶面，或者尼龙初加捻纱受压，因而在将具有覆盖结构的2-股纱浸渍在粘合剂溶液中之后的干燥和热处理过程中导致形状不一致。
另外，因为芳族聚酰胺长丝纱以比尼龙长丝纱更高的捻度进行初步加捻，以使尼龙和芳族聚酰胺之间物理性质的差别最小化，所以芳族聚酰胺长丝纱的强度大大地劣化且芳族聚酰胺的优点即高模量不能得到保证。结果，该具有覆盖结构的复合帘线如所预料的必然具有低强度，因而在高速行驶时具有非常高的轮胎变形的风险。
为了解决具有覆盖结构的复合帘线的上述缺点，登记在本申请人名下的韩国专利公开No.10-2014-0090307提出了一种具有并合结构(merge structure)的复合帘线，该复合帘线通过对已经在相同方向初步加捻过的尼龙初加捻纱和芳族聚酰胺初加捻纱以与该初步加捻方向相反的方向进行二次加捻而制得，其中进行二次加捻使得尼龙初加捻纱和芳族聚酰胺初加捻纱具有相同的结构。
然而，对于具有并合结构的复合帘线，在轮胎反复受拉和受压时应力剧烈地施加到芳族聚酰胺初加捻纱上，因而不可避免地导致轮胎帘线低的耐疲劳性，并不利地导致不可能在长期高速行驶过程中确保轮胎的安全性。
发明内容
技术问题
因此，鉴于由相关技术的局限和缺陷引起的问题，已完成了本发明，本发明提供一种复合轮胎帘线及其制造方法。
本发明的一个方面是提供一种复合轮胎帘线，该复合轮胎帘线可以容易地制造，并由于高强度和高耐疲劳性而适用于超高性能的轮胎。
本发明的另一个方面是提供一种以高生产效率和低成本、同时使物理性质偏差最小化的制造复合轮胎帘线的方法，该复合轮胎帘线由于高强度和高耐疲劳性而适用于超高性能的轮胎。
本发明如上所述的方面以及本发明的其它特征和优点将在下面描述，或者从这些描述中被本领域的技术人员清楚地理解到。本发明的这些方面和其它优点可以通过在本发明的具体说明书和权利要求中说明的构成来实施和完成。
技术方案
根据本发明的一个方面，上述和其它目的可以通过提供一种复合轮胎帘线来实现，所述复合轮胎帘线包括尼龙长丝初加捻纱和芳族聚酰胺长丝初加捻纱，其中该尼龙长丝初加捻纱和芳族聚酰胺长丝初加捻纱一起被二次加捻，且在具有预定长度的复合轮胎帘线的二次加捻退捻之后(后退捻)，所述芳族聚酰胺长丝初加捻纱的长度是所述尼龙长丝初加捻纱长度的1.005至1.025倍。
所述尼龙长丝初加捻纱可以具有第一加捻方向，所述芳族聚酰胺长丝初加捻纱可以具有第二加捻方向，所述尼龙长丝初加捻纱和所述芳族聚酰胺长丝初加捻纱可以在第三加捻方向上一起被二次加捻，所述第二加捻方向可以与所述第一加捻方向相同，且所述第三加捻方向可以与所述第一加捻方向相反。
所述芳族聚酰胺长丝初加捻纱可以具有比所述尼龙长丝初加捻纱的捻度低的捻度。
所述芳族聚酰胺长丝初加捻纱可以具有比所述尼龙长丝初加捻纱的捻度低0.1％～5％的捻度。
所述尼龙长丝初加捻纱和所述芳族聚酰胺长丝初加捻纱的重量比可以为20：80至80：20。
所述复合轮胎帘线可以还包括涂布在所述尼龙长丝初加捻纱和所述芳族聚酰胺长丝初加捻纱上的粘合剂，其中，根据ASTM D885测得的断裂强度和断裂伸长率分别是8.0～15.0g/d和7％～15％；基于所述尼龙长丝初加捻纱的捻度为100，所述芳族聚酰胺长丝初加捻纱的捻度比所述尼龙长丝初加捻纱的捻度低0.1％～5％；以及根据日本标准协会(JSA)的JIS-L 1017进行的圆盘疲劳试验之后强度保持百分率为90％或更高。
根据ASTM D885测得，所述复合轮胎帘线的3％LASE、5％LASE和7％LASE分别可以为0.8～2.0g/d、1.5～4.0g/d和3.0～6.0g/d。
所述复合轮胎帘线的收缩率可以为1.5％～2.5％，其中该收缩率是在180℃下0.01克/旦尼尔的初始负载下2分钟测得的。
在本发明的另一个方面中，提供一种制造复合轮胎帘线的方法，该方法包括：第一步，沿第一方向对芳族聚酰胺长丝纱进行初步加捻以形成芳族聚酰胺长丝初加捻纱；第二步，沿第二方向对尼龙长丝纱进行初步加捻以形成尼龙长丝初加捻纱，所述第二步和所述第一步同时进行；以及第三步，沿第三方向对所述芳族聚酰胺长丝初加捻纱和所述尼龙长丝初加捻纱进行二次加捻以形成合股纱，所述第三步与所述第一步和所述第二步连续进行，其中所述第一步、所述第二步和所述第三步利用一个捻丝机进行，所述第二方向与所述第一方向相同，所述第三方向与所述第一方向相反，在所述第二步中施加到所述尼龙长丝纱上的张力高于在所述第一步中施加到所述芳族聚酰胺长丝纱上的张力，且在所述第二步中施加到所述尼龙长丝纱上的张力，以使得具有预定长度的复合轮胎帘线的二次加捻退捻之后芳族聚酰胺长丝初加捻纱的长度是尼龙长丝初加捻纱长度的1.005至1.025倍的量高于在所述第一步中施加到所述芳族聚酰胺长丝纱上的张力。
本发明的方法可以还包括：将所述合股纱浸渍在粘合剂溶液中，干燥粘合剂溶液浸渍过的合股纱，以及热处理干燥的合股纱。
所述浸渍、干燥和热处理步骤可以连续地进行，且在浸渍、干燥和热处理步骤中施加到所述合股纱上的张力可以为每帘线0.4g/d或更小。
上面给出的与本发明相关的概括性描述用于说明或公开本发明，而不应解释为限制本发明的范围。
有益效果
根据本发明，二次加捻和初步加捻在一个捻丝机中进行，从而提高了复合轮胎帘线的生产效率和减少了复合轮胎帘线的制造成本。
另外，所述芳族聚酰胺长丝纱的初步加捻的捻度大大地低于在现有技术的覆盖结构中的芳族聚酰胺初步加捻的捻度，从而大大地减少了芳族聚酰胺强度的劣化。也就是说，在所述复合轮胎帘线的制造中，芳族聚酰胺比较高的强度可以得到保持，且本发明的复合轮胎帘线由于芳族聚酰胺的高强度，可以使在高速行驶期间轮胎变形最小化。
此外，当与关于覆盖结构的现有技术相比，本发明的复合轮胎帘线具有所述芳族聚酰胺长丝初加捻纱和所述尼龙长丝初加捻纱以基本相同的比例被加捻的稳定结构，从而使物理性质上的偏差和在制造过程中可能产生的不良率最小化。
此外，根据本发明，在所述帘线退捻之后，芳族聚酰胺长丝初加捻纱的长度是尼龙长丝初加捻纱的长度的1.005至1.025倍，从而将在轮胎的反复拉/压(tension/compression)中施加到复合轮胎帘线上的应力分散到芳族聚酰胺长丝初加捻纱以及尼龙长丝初加捻纱上。从而，本发明具有优异的耐疲劳性的复合轮胎帘线即时在长期高速行驶期间也能够保持轮胎的稳定性。特别是，当拉/压变形严重时在耐疲劳性上的差别出现了，而当实际轮胎行驶时反复施加拉/压/剪切时在耐疲劳性上的差别进一步增加。
具体实施方式
下文，将详细描述本发明的复合轮胎帘线及其制造方法的实施方案。
本领域的技术人员将认识到，在不脱离如所附权利要求书公开的本发明的范围和精神的情况下，各种改变、增加和替代是可能的。因此，本发明包括落入所要求的本发明的范围内的改变和变化及其等同物。
此处所采用的术语“长丝初加捻纱”是指通过沿一个方向加捻一根长丝纱而制备的单根纱。
此处所采用的术语“合股纱”是指通过沿一个方向一起加捻两根或多根长丝初加捻纱而制备的纱线，也称为“原帘线(raw cord)”。
此处所采用的术语“轮胎帘线”包括“原帘线”和“浸胶帘线”，浸胶帘线是指包含粘合剂的合股纱使得其可以直接应用于橡胶产品。含有粘合剂的织物通过纺合股纱、用该合股纱制成织物、然后将该织物浸渍在粘合剂溶液中而制得，其也包括在所述轮胎帘线中。
此处所采用的术语“捻度”是指每1米加捻的数目，它的单位是TPM(每米捻数)。
根据本发明的轮胎帘线是一种复合型的尼龙和芳族聚酰胺，包括第一加捻方向的尼龙长丝初加捻纱和第二加捻方向的芳族聚酰胺长丝初加捻纱，其中所述尼龙长丝初加捻纱和所述芳族聚酰胺长丝初加捻纱沿第三加捻方向一起被二次加捻。
所述尼龙长丝纱和所述芳族聚酰胺长丝纱同时在一个捻丝机(例如，绳线捻丝机(cable cord twister))中分别进行初步加捻，从而形成尼龙长丝初加捻纱和芳族聚酰胺长丝初加捻纱。为此，所述芳族聚酰胺长丝初加捻纱的第二加捻方向与所述尼龙长丝初加捻纱的第一加捻方向相同，且所述第三加捻方向(即，二次加捻方向)与所述第一加捻方向相反。
根据本发明，因为初步加捻和二次加捻利用一个捻丝机进行，所以复合轮胎帘线的生产效率可以提高且制造成本可以降低。
同时，根据本发明，虽然初步加捻和二次加捻利用一个捻丝机进行，但是对于复合轮胎帘线的预定长度，在二次加捻被退捻之后，所述芳族聚酰胺长丝初加捻纱的长度是所述尼龙长丝初加捻纱的长度的1.005至1.025倍。即，本发明的复合轮胎帘线具有含有部分覆盖结构的并合结构。
因此，不同于具有其中尼龙长丝初加捻纱和芳族聚酰胺长丝初加捻纱具有基本相同的长度和相同的结构的并合结构(即，在二次加捻退捻之后，芳族聚酰胺长丝初加捻纱的长度低于尼龙长丝初加捻纱长度的1.005倍)的复合轮胎帘线，在本发明的复合轮胎帘线中，在轮胎反复拉/压时施加到复合轮胎帘线上的应力可以不仅分散到芳族聚酰胺长丝初加捻纱上，而且分散到尼龙长丝初加捻纱上。从而，本发明的具有优异耐疲劳性的复合轮胎帘线即使在长时间快速行驶时也可以保持轮胎的稳定性。
同时，当二次加捻退捻之后芳族聚酰胺长丝初加捻纱的长度超出尼龙长丝初加捻纱长度的1.025倍时，该复合轮胎帘线具有与现有技术的覆盖结构相似的不稳定结构，从而由于上述原因增大了物理性质的偏差和制造过程中的不良率，以及增大了由于轮胎制造过程中物理性质的偏差导致的轮胎不良率。
根据本发明的实施方案，所述复合轮胎帘线的芳族聚酰胺长丝初加捻纱具有比所述尼龙长丝初加捻纱的捻度低的捻度。例如，芳族聚酰胺长丝初加捻纱的捻度可以比尼龙长丝初加捻纱的捻度低0.1％～5％。
因为芳族聚酰胺长丝纱的初步加捻的捻度比现有技术的覆盖结构中芳族聚酰胺的初步加捻的捻度(其比尼龙的初步加捻的捻度高很多)低很多，所以本发明的复合轮胎帘线在芳族聚酰胺的强度上劣化小。即，在制造所述复合轮胎帘线的过程中，可以保持芳族聚酰胺相对高的强度，并且本发明的复合轮胎帘线由于芳族聚酰胺的高强度可以使高速行驶期间轮胎的变形最小化。
用于制造本发明的复合轮胎帘线的尼龙在主链中包含高极性的酰胺基，并且由于其立构规整度和手性是晶体状。尼龙为常规的尼龙6、尼龙66或尼龙6.10，优选为尼龙66。
用于制造本发明的复合轮胎帘线的尼龙长丝纱不受特别限制，优选具有400至3000旦尼尔的细度、8g/d或大于8g/d的拉伸强度以及17％或大于17％的断裂伸长率。当所述尼龙长丝纱的拉伸强度小于8g/d，不能充分防止在车辆行驶期间环带层的移动，或者当大量的帘线用于防止这种现象时，增加了轮胎的重量。当所述尼龙长丝纱的断裂伸长率小于17％时，由于轮胎帘线不好的耐疲劳性发生因轮胎反复拉/压导致的严重强度劣化。
芳族聚酰胺在主链中包含酰胺基和苯基，因而模量是尼龙的10倍以上。芳族聚酰胺根据苯基的键合位置分为对位(p-)和间位(m-)芳族聚酰胺，且优选为由下面式1表示的聚对苯二甲酰对苯二胺：
<式1>
其中，n根据芳族聚酰胺的分子量来确定，在本发明中不受特别限制。
根据本发明的实施方案，所述芳族聚酰胺长丝纱具有400至3000旦尼尔的细度、20g/d或大于20g/d的拉伸强度以及3％或大于3％的断裂伸长率。当所述芳族聚酰胺长丝纱的拉伸强度小于20g/d时，尼龙长丝纱的低强度不能够得到充分弥补，因此增大了在高速行驶期间引起轮胎变形的风险性。
在根据本发明实施方案的复合轮胎帘线中，尼龙长丝初加捻纱与芳族聚酰胺长丝初加捻纱的重量比为20：80至80：20。
当尼龙长丝初加捻纱的重量超过芳族聚酰胺长丝初加捻纱的重量的4倍时，最终得到的复合轮胎帘线的物理性质变得类似于尼龙的物理性质，并因此出现平点。另一方面，如果芳族聚酰胺长丝初加捻纱的重量超过尼龙长丝初加捻纱的重量的4倍时，复合轮胎帘线的强度得到提高，但是收缩性降低并且不能充分防止在车辆行驶期间环带层的移动，由于耐疲劳性变差而难于确保轮胎的耐久性，且由于使用大量的昂贵的芳族聚酰胺而增加成本。
根据本发明实施方案的复合轮胎帘线可以还包括涂布在所述尼龙长丝初加捻纱和所述芳族聚酰胺长丝初加捻纱上的粘合剂，以提高与轮胎的粘合性，且根据ASTM D885测得的断裂强度、断裂伸长率可以分别为8.0～15.0g/d和7％～15％，根据日本标准协会(JSA)的JIS-L 1017进行的圆盘疲劳试验(disk fatigue test)后强度保持百分率可以为90％或更高。另外，根据ASTM D885测得，所述复合轮胎帘线的3％LASE、5％LASE和7％LASE可以分别为0.8～2.0g/d、1.5～4.0g/d和3.0～6.0g/d。所述复合轮胎帘线的收缩率可以为1.5％～2.5％，其中该收缩率是在180℃下初始负载0.01克/旦尼尔条件下2分钟测得的。
下文，将更详细地描述上述本发明的制造复合轮胎帘线的方法。
将具有400至3000旦尼尔细度的芳族聚酰胺长丝纱和具有400至3000旦尼尔细度的尼龙长丝纱两者引入用于进行初步加捻和二次加捻的绳线捻丝机中。在该捻丝机中，沿第一方向对芳族聚酰胺长丝纱进行初步加捻以形成芳族聚酰胺长丝初加捻纱的第一步和沿第二方向对尼龙长丝纱进行初步加捻以形成尼龙长丝初加捻纱的第二步同时进行，沿第三方向对所述芳族聚酰胺长丝初加捻纱和所述尼龙长丝初加捻纱进行二次加捻以形成合股纱的第三步与所述第一步和第二步连续进行。如上所述，所述第二方向与所述第一方向相同，所述第三方向与所述第一方向相反。
根据本发明，因为合股纱是通过在一个捻丝机中进行初步加捻和二次加捻的连续工艺来制备的，所以当与在各自的捻丝机中进行尼龙长丝纱和芳族聚酰胺长丝纱的初步加捻、然后采用另一个捻丝机进行二次加捻的常规间歇工艺相比，可以提高复合轮胎帘线的生产效率。
根据本发明，在第二步中施加到所述尼龙长丝纱上的张力大于在第一步中施加到所述芳族聚酰胺长丝纱上的张力。从而，虽然采用一个捻丝机进行初步加捻和二次加捻，但是在具有预定长度的复合轮胎帘线中二次加捻退捻之后所述芳族聚酰胺长丝初加捻纱的长度可以稍稍长于所述尼龙长丝初加捻纱的长度。结果，在轮胎反复拉/压时施加到复合轮胎帘线上的应力可以不仅分散到芳族聚酰胺长丝初加捻纱上，而且分散到尼龙长丝初加捻纱上，且复合轮胎帘线由于优异的耐疲劳性而即使在行驶期间也可以保持轮胎的稳定性。
此外，由于施加到尼龙长丝纱上的张力高于施加到芳族聚酰胺长丝纱上的张力，所以虽然在捻丝机中设定初步加捻和二次加捻的一个捻度，但是芳族聚酰胺长丝初加捻纱的捻度可以稍稍不同于尼龙长丝初加捻纱的捻度。
根据本发明的实施方案，在第二步中施加到所述尼龙长丝纱上的张力高于在第一步中施加到所述芳族聚酰胺长丝纱上的张力，且它们之间的差值可以使得，相对于具有预定长度的复合轮胎帘线在二次加捻退捻之后(即，合股纱退捻之后)芳族聚酰胺长丝初加捻纱的长度是尼龙长丝初加捻纱的长度的1.005至1.025倍。
通过合适地设定捻丝机的辊的每分钟转动次数(rpm)可以调整施加到尼龙长丝纱和芳族聚酰胺长丝纱上的张力的水平。
在关于制造浸胶帘线(不是原帘线)的实施方案中，可以连续地进行将所述合股纱浸渍在粘合剂溶液中，干燥粘合剂溶液浸渍过的合股纱，以及热处理干燥的合股纱，从而改善与轮胎的粘合性。
间苯二酚甲醛乳胶(RFL)溶液或者环氧粘合剂溶液等可以用作所述粘合剂溶液。
所述粘合剂溶液的干燥温度和时间可以根据组成而变化，所述干燥通常在100℃～200℃进行30～120秒。
所述热处理可以在200℃～250℃进行30～120秒。
同时，虽然将捻丝机设定成进行相同捻度的初步加捻和二次加捻，但是在浸渍由捻丝机制备的合股纱、然后干燥该合股纱的过程中，可能发生退捻。为了防止这一现象，在连续进行的浸渍、干燥和热处理步骤中，施加到合股纱上的张力优选为每帘线0.4g/d以下。
下文，参考下面的实施例和对比实施例更详细地描述本发明。下面的实施例仅为了更好地理解本发明而给出，不应解释为限制本发明的范围。
*制造合股纱(原帘线)
实施例1
将具有1260旦尼尔细度的尼龙长丝纱和具有1500旦尼尔细度的芳族聚酰胺长丝纱引入绳线捻丝机中，同时进行Z-方向的初步加捻和S-方向的二次加捻，从而制得2-股纱线。此时，对于初步加捻和二次加捻，绳线捻丝机被设定成300TPM的捻度，在制备中施加到尼龙长丝纱上的张力是52％，施加到芳族聚酰胺长丝纱上的张力是2.5位置(position)(施加到芳族聚酰胺长丝纱上的张力是2.5位置(position)是指施加到芳族聚酰胺长丝纱上的张力通过将绳线捻丝机设定在2.5位置来确定)。
实施例2
除了施加到尼龙长丝纱上的张力是52％和施加到芳族聚酰胺长丝纱上的张力是2.25位置(position)以外，以与实施例1相同的方法制造合股纱。
实施例3
除了施加到尼龙长丝纱上的张力是52％和施加到芳族聚酰胺长丝纱上的张力是2.0位置(position)以外，以与实施例1相同的方法制造合股纱。
实施例4
除了施加到尼龙长丝纱上的张力是52％和施加到芳族聚酰胺长丝纱上的张力是1.5位置(position)以外，以与实施例1相同的方法制造合股纱。
比较实施例1
除了施加到尼龙长丝纱上的张力是52％和施加到芳族聚酰胺长丝纱上的张力是3.25位置(position)以外，以与实施例1相同的方法制造合股纱。
比较实施例2
除了施加到尼龙长丝纱上的张力是52％和施加到芳族聚酰胺长丝纱上的张力是2.75位置(position)以外，以与实施例1相同的方法制造合股纱。
比较实施例3
除了施加到尼龙长丝纱上的张力是52％和施加到芳族聚酰胺长丝纱上的张力是0.75位置(position)以外，以与实施例1相同的方法制造合股纱。
关于在实施例1-4和比较实施例1-3中分别制造的合股纱，由下面方法得到芳族聚酰胺长丝初加捻纱的长度与尼龙长丝初加捻纱的长度之比，结果示于表1中。
*芳族聚酰胺长丝初加捻纱的长度与尼龙长丝初加捻纱的长度之比
将0.05g/d负载施加到25cm长度的合股纱试样上，以使二次加捻退捻并使它们彼此分开。然后，首先，通过切割除去尼龙长丝初加捻纱，测量施加了0.05g/d负载的芳族聚酰胺长丝初加捻纱的长度，重复二次加捻的退捻，通过切割除去芳族聚酰胺长丝初加捻纱，测量施加了0.05g/d负载的尼龙长丝初加捻纱的长度。由下面公式1计算芳族聚酰胺长丝初加捻纱的长度与尼龙长丝初加捻纱的长度之比：
<公式1>:R＝La/Ln
其中，R是芳族聚酰胺长丝初加捻纱的长度与尼龙长丝初加捻纱的长度之比，La是芳族聚酰胺长丝初加捻纱的长度，Ln是尼龙长丝初加捻纱的长度。
表1
*制造浸胶帘线
实施例5
将实施例1的2-股纱线浸渍在包含2.0wt％的间苯二酚、3.2wt％的福尔马林(37％)、1.1wt％的氢氧化钠(10％)、43.9wt％的苯乙烯/丁二烯/乙烯基吡啶(15/70/15)橡胶(41％)和水的间苯二酚甲醛乳胶(RFL)粘合剂溶液中。将包含由浸渍引入了RFL溶液的2-股纱线在150℃干燥100秒，在240℃热处理100秒，以制成浸胶帘线。在浸渍、干燥和热处理过程中施加到2-股纱线上的张力控制为0.5千克/帘线(kg/cord)。
实施例6-8
除了采用实施例2-4的合股纱代替实施例1的2-股纱线，以与实施例5相同的方法制造浸胶帘线。
比较实施例4-6
除了采用比较实施例1-3的合股纱代替实施例1的2-股纱线，以与实施例5相同的方法制造浸胶帘线。
由实施例5-8和比较实施例4-6得到的浸胶帘线的断裂强度及其不均一性、断裂伸长率及其不均一性、收缩率和圆盘疲劳特性由下面方法测量，结果示于表2中。
*断裂强度及其不均一性&断裂伸长率及其不均一性
根据ASTM D-885试验方法，通过向10个250mm的试样施加300m/min的拉伸速度，采用英斯特朗测试仪(Instron tester)(Engineering Corp.,Canton,Mass)测量浸胶帘线的断裂强度和断裂伸长率。而后，通过将各个试样的断裂强度除以浸胶帘线的总细度而得到各个试样的断裂强度(g/d)。随后，计算10个试样的断裂强度和断裂伸长率的平均值，得到浸胶帘线的断裂强度和断裂伸长率。
同时，计算10个试样的断裂强度之间的最大值和最小值的差值，并计算这些试样的断裂伸长率之间的最大值和最小值的差值，得到浸胶帘线的断裂强度的不均一性和断裂伸长率的不均一性。
*收缩率(％)
在使得在温度25℃和相对湿度65％的大气条件下放置24小时或更长之后，采用Testrite设备在180℃下初始负载0.01g/De条件下2分钟测量收缩率。
*圆盘疲劳特性
复合轮胎帘线，已经测量了其强度(疲劳之前的强度)，使该复合轮胎帘线硫化成橡胶以制备试样，根据日本标准协会(JSA)的JIS-L 1017，采用圆盘疲劳试验仪，并在±2％(即，拉伸变形：+2％，压缩变形：-2％)和+3/-10％(即，拉伸变形：+3％，压缩变形：-10％)的范围内分别反复拉伸变形和压缩变形16小时，同时在80℃并以2,500rpm的速度旋转，以将疲劳施加给该试样。而后，从试样中除去橡胶，然后测量复合轮胎帘线疲劳后的强度。基于疲劳前的强度和疲劳后的强度计算由下面公式2定义的强度保持百分率。
<公式2>
强度保持百分率(％)＝[疲劳后的强度(kgf)/疲劳前的强度(kgf)]×100
其中，疲劳前的强度和疲劳后的强度(kgf)根据ASTM D-885按如下得到，采用英斯特朗测试仪(Instron Engineering Corp.,Canton,Mass)，当向250mm试样施加300m/min拉伸速度时测量复合轮胎帘线的断裂强度。
*弯曲疲劳特性
采用弯曲疲劳试验，弯曲疲劳试验是一种在轮胎行驶期间发生的拉/压/剪切变形的模拟试验。将0.6mm橡胶叠放在具有25EPI(每英寸纱线数(End per Inch))间隙的两个帘线层(即上和下帘线层)上使得总厚度达到5mm，在160℃硫化20分钟，制成试样，将经纱方向的宽度切成1英寸以制成疲劳试验试样。此时，在室温下在0.5英寸的锭子(spindle)处将68kgf的负载反复施加37500循环，然后收集10个帘线，测量该帘线疲劳后的强度。此时，疲劳前的强度和疲劳后的强度(kgf)根据ASTM D-885按如下得到：采用英斯特朗测试仪(Instron Engineering Corp.,Canton,Mass)，当向250mm试样施加300m/min拉伸速度时测量复合轮胎帘线的断裂强度。
表2
可以看出，实施例5-8表现出优异的物理性质均一性；表现出优异的耐疲劳性，这是因为在轮胎反复拉/压期间施加到复合轮胎帘线上的应力可以不仅分散到芳族聚酰胺长丝初加捻纱上，而且分散到尼龙长丝初加捻纱上；特别是，当拉/压变形严重时表现出优异的耐疲劳性，且当实际轮胎行驶时反复施加拉/压/剪切时，保持优异的耐疲劳性。
另一方面，可以看出，比较实施例4表现出物理性质均一性，但是因为在轮胎反复受拉和受压时应力强烈地施加于芳族聚酰胺长丝初加捻纱上且轮胎帘线的特性不好，而难于确保帘线的稳定性。比较实施例5尽管长的芳族聚酰胺长丝初加捻纱但是在确保耐疲劳性上存在困难，比较实施例6由于过长的芳族聚酰胺长丝初加捻纱而具有覆盖型的复合性能，因而在物理性质均一性上变差，在轮胎制造中不良率提高，且当拉/压变形小时具有90％以上的后-疲劳保持百分率，或者当拉/压大时或当拉/压/剪切反复时表现出耐疲劳性大大劣化。
尽管为了说明的目的已公开了本发明优选的实施方案，但是本领域的技术人员将理解，在不脱离如所附权利要求书公开的本发明的范围和精神的情况下各种改变、增加和替换是可能的。

Claims (11)

1.一种复合轮胎帘线，包括：
尼龙长丝初加捻纱；和
芳族聚酰胺长丝初加捻纱，
其中，所述尼龙长丝初加捻纱和所述芳族聚酰胺长丝初加捻纱一起被二次加捻，以及
在具有预定长度的复合轮胎帘线的二次加捻退捻之后，所述芳族聚酰胺长丝初加捻纱的长度是所述尼龙长丝初加捻纱长度的1.005至1.025倍。
2.根据权利要求1所述的复合轮胎帘线，其中，所述尼龙长丝初加捻纱具有第一加捻方向，
所述芳族聚酰胺长丝初加捻纱具有第二加捻方向，
所述尼龙长丝初加捻纱和所述芳族聚酰胺长丝初加捻纱在第三加捻方向上一起被二次加捻，
所述第二加捻方向与所述第一加捻方向相同，以及
所述第三加捻方向与所述第一加捻方向相反。
3.根据权利要求1所述的复合轮胎帘线，其中，所述芳族聚酰胺长丝初加捻纱具有比所述尼龙长丝初加捻纱的捻度低的捻度。
4.根据权利要求3所述的复合轮胎帘线，其中，所述芳族聚酰胺长丝初加捻纱具有比所述尼龙长丝初加捻纱的捻度低0.1％～5％的捻度。
5.根据权利要求1所述的复合轮胎帘线，其中，所述尼龙长丝初加捻纱与所述芳族聚酰胺长丝初加捻纱的重量比为20：80至80：20。
6.根据权利要求1所述的复合轮胎帘线，还包括涂布在所述尼龙长丝初加捻纱和所述芳族聚酰胺长丝初加捻纱上的粘合剂，
其中，根据ASTM D885测得的断裂强度和断裂伸长率分别是8.0～15.0g/d和7％～15％，以及
根据日本标准协会(JSA)的JIS-L 1017进行的圆盘疲劳试验之后强度保持百分率为90％或更高。
7.根据权利要求6所述的复合轮胎帘线，其中，根据ASTM D885测得的所述复合轮胎帘线的3％LASE、5％LASE和7％LASE分别为0.8～2.0g/d、1.5～4.0g/d和3.0～6.0g/d。
8.根据权利要求7所述的复合轮胎帘线，其中，所述复合轮胎帘线的收缩率为1.5％～2.5％，
其中该收缩率是在180℃下，0.01克/旦尼尔的初始负载下2分钟测得的。
9.一种制造复合轮胎帘线的方法，包括：
第一步，沿第一方向对芳族聚酰胺长丝纱进行初步加捻以形成芳族聚酰胺长丝初加捻纱；
第二步，沿第二方向对尼龙长丝纱进行初步加捻以形成尼龙长丝初加捻纱，所述第二步和所述第一步同时进行；以及
第三步，沿第三方向对所述芳族聚酰胺长丝初加捻纱和所述尼龙长丝初加捻纱进行二次加捻以形成合股纱，所述第三步与所述第一步和所述第二步连续进行，
其中，所述第一步、所述第二步和所述第三步利用一个捻丝机进行，
所述第二方向与所述第一方向相同，
所述第三方向与所述第一方向相反，
在所述第二步中施加到所述尼龙长丝纱上的张力高于在所述第一步中施加到所述芳族聚酰胺长丝纱上的张力，以及
在所述第二步中施加到所述尼龙长丝纱上的张力，以使得具有预定长度的复合轮胎帘线的二次加捻退捻之后所述芳族聚酰胺长丝初加捻纱的长度是所述尼龙长丝初加捻纱长度的1.005至1.025倍的量高于在所述第一步中施加到所述芳族聚酰胺长丝纱上的张力。
10.根据权利要求9所述的方法，还包括：
将所述合股纱浸渍在粘合剂溶液中；
干燥粘合剂溶液浸渍过的合股纱；以及
热处理干燥的合股纱。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述浸渍、干燥和热处理步骤连续地进行，以及
在浸渍、干燥和热处理步骤中施加到所述合股纱上的张力为每帘线0.4g/d或更小。
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