CN107075747B - 轮胎用胎唇纤维 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种轮胎用胎唇纤维,其能够使成为高性能的自行车用轮胎的充足的空气量注入,并且,在利用橡胶覆盖胎唇纤维时无需使胎唇纤维干燥,因而加工性优异,对于防止轮圈脱落有效。一种轮胎用胎唇纤维,其特征在于:使用弹性模数为800cN/dtex以上的全芳香族聚酯纤维。
Description
技术领域
本发明涉及一种自行车用所使用的充气轮胎用胎唇纤维。
背景技术
根据骑行的环境和目的,对自行车用轮胎所要求的性能大为不同。例如,已知对于公路自行车等自行车用轮胎,重视轻量性,通过增加空气量而意在减少振动。
为了作为公路自行车等的自行车用轮胎而实现充足的空气量,需要不易引起轮圈脱落。一般认为公路自行车等的自行车用轮胎的空气量在JIS K 6302记载的自行车用轮胎的轮圈脱落水压试验中优选为1500kPa以上。
因此,为了将自行车用轮胎轻量化,已知使用高强度的有机纤维作为自行车用轮胎与轮圈的嵌合部分即胎唇部所使用的胎唇纤维。
例如,在专利文献1中,提出了作为轻量且容易操作的胎唇纤维使用高强度的全芳香族聚酯纤维的方案。
另外,在专利文献2中,作为胎唇纤维,列举了帝人股份有限公司制造的“Technora”(注册商标)、Dupont股份有限公司制造的“Kevlar”(注册商标)等对位系芳香族聚酰胺纤维和高强度聚乙烯等,其中,提出了优选为对位系芳香族聚酰胺纤维。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开昭64-77640号公报
专利文献2:日本特开平10-95211号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而,即使在胎唇采用高强度的纤维,也未必一定能够实现充足的空气量。
另外,Technora、Kevlar这样的对位系芳香族聚酰胺纤维存在吸水的情况,在制成利用橡胶覆盖的胎唇纤维来使用时,从橡胶劣化的观点考虑,需要在以预热器等进行加热后使用等吸水率的管理。
本发明的目的在于提供一种胎唇纤维,其能够使充足的空气量注入,另外,在利用橡胶覆盖胎唇纤维时的加工性优异,对于防止轮圈脱落有效。
用于解决课题的方法
本发明的发明人为了解决上述课题,进行了深入研究,结果发现,空气量与有机纤维的弹性模数有较大关系,从而完成了本发明。
即,本发明的目的能够通过利用如下的胎唇纤维来实现,该胎唇纤维的特征在于:使用弹性模数为800cN/dtex以上的全芳香族聚酯纤维形成。
另外,优选本发明的轮胎用胎唇纤维中将上述全芳香族聚酯纤维制成捻纱(twisted yarn)来使用。
另外,优选上述捻纱为合股纱(plied yarn),复捻(上撚,second twist)的捻系数为20以下,初捻(下撚,first twist)的捻系数为30以下。
发明的效果
根据本发明,能够获得一种胎唇纤维,其能够使自行车用轮胎的空气量有效地增加,在利用橡胶覆盖胎唇纤维时,无需使胎唇纤维干燥,因而加工性优异,对于防止轮圈脱落有效。因此,通过使用本发明的轮胎用胎唇纤维,能够获得高性能的自行车用轮胎。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施例的自行车用轮胎的剖面的说明图。
具体实施方式
本发明中使用的全芳香族聚酯纤维由全芳香族聚酯系聚合物形成。
上述全芳香族聚酯系聚合物是含有芳香族二羧酸、芳香族二元醇和/或芳香族羟基羧酸、这些的衍生物而构成的,根据需要,也包括它们与脂环族二羧酸、脂环族二元醇、脂肪族二元醇、这些的衍生物的共聚物。此处,作为芳香族二羧酸,可以列举对苯二甲酸、间苯二甲酸、4,4'-二羧基联苯、2,6-二羧基萘、1,2-双(4-羧基苯氧基)乙烷等或它们的烷基、芳基、烷氧基、卤素基的核取代体。作为芳香族二元醇,可以列举对苯二酚、间苯二酚、4,4'-二羟基联苯、4,4'-二羟基二苯甲酮、4,4'-二羟基二苯基甲烷、4,4'-二羟基二苯基乙烷、2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、4,4'-二羟基二苯基醚、4,4'-二羟基二苯基砜、4,4'-二羟基二苯基硫醚、2,6-二羟基萘、1,5-二羟基萘等或它们的烷基、芳基、烷氧基、卤素基的核取代体。作为芳香族羟基羧酸,可以列举对羟基苯甲酸、间羟基苯甲酸、2-羟基萘-6-羧酸、1-羟基萘-5-羧酸等或它们的烷基、芳基、烷氧基、卤素基的核取代体。作为脂环族二羧酸,可以列举反式-1,4-二羧基环己烷、顺式-1,4-二羧基环己烷等或它们的烷基、芳基、卤素基的核取代体。作为脂环族及脂肪族二元醇,可以列举反式-1,4-二羟基环己烷、顺式-1,4-二羟基环己烷、乙二醇、1,4-丁二醇、苯二甲醇等。
这些的组合中,作为本发明中优选的全芳香族聚酯系聚合物,例如,可以列举(a)含有对羟基苯甲酸残基40~70摩尔%、上述芳香族二羧酸残基15~30摩尔%与芳香族二酚残基15~30摩尔%的共聚酯、(b)含有对苯二甲酸和/或间苯二甲酸、氯对苯二酚、苯基对苯二酚、和/或对苯二酚的共聚酯、(c)含有对羟基苯甲酸残基20~80摩尔%和2-羟基萘-6-羧酸残基20~80摩尔%的共聚酯等。
对于使用上述起始原料而获得本发明所使用的全芳香族聚酯系聚合物而言,直接进行缩聚合反应,或者通过利用脂肪族或芳香族单羧酸或它们的衍生物、脂肪族醇或酚类或它们的衍生物等进行的酯化来进行缩聚合反应。作为缩聚合反应,能够采用公知的整体聚合、溶液聚合、悬浮聚合等,获得的聚合物直接作为纺丝用试样,或者以粉体状在不活泼气体中、或减压下进行热处理,作为纺丝用试样。或者,也可以利用挤出机造粒一次来使用。
在成分中,在不实质上降低其强度的范围内,也可以含有其它的聚合物或者添加剂(颜料、碳、热稳定剂、紫外线吸收剂、润滑剂、萤光增白剂等)。
本发明的全芳香族聚酯系聚合物存在适于纺丝的分子量范围。作为与适于该熔融纺丝条件的分子量对应的物性值,使用“流动开始温度”。“流动开始温度”定义为如下温度:使用岛津制作所制造的流变仪CFT-500,利用内径1mm、长度10mm的喷嘴,在压力100kg/cm2的状态下将芳香族聚酯试样以4℃/min进行升温,试样通过喷嘴而流动,且赋予4,800Pa·s的表观粘度的温度。
在本发明中,适于熔融纺丝的全芳香族聚酯系聚合物的“流动开始温度”优选为305~325℃。
本发明所使用的全芳香族聚酯纤维的制造通过公知的熔融挤出方法来进行即可。
关于本发明中所使用的全芳香族聚酯纤维,需要使其弹性模数为800cN/dtex以上。通过使用弹性模数为800cN/dtex以上的纤维,能够不使轮圈脱落地实现高空气量。
另外,弹性模数的上限只要能够实现本发明的效果即可,没有特别限定,例如,优选为1200cN/dtex以下。
在本发明中所使用的全芳香族聚酯纤维能够适当设定长丝数和总纤度,使其能够实现本发明的目的。
总纤度优选为110~11000dtex,更优选为3300~9900dtex。另外,优选为复丝。
另外,在本发明中所使用的全芳香族聚酯纤维的伸长率优选为2~10%,强度优选为15~30cN/dtex。
本发明所使用的全芳香族聚酯纤维也能够直接使用原纱作为胎唇纤维,优选制成捻纱来使用。
在制成捻纱时,捻次数并无特别限定,优选为根据下述式得到的捻系数为100以下。
(捻系数:K、纤度:D(dtex)、捻数:T(T/m))
另外,捻纱可以为单捻纱,也可以为合股纱,特别优选使用制成合股纱的捻纱。对于自行车用胎唇纤维,要求正圆性,为此需要一定程度的捻数,但由于若提高捻数则扭矩会增大,故而为了减小扭矩,可以制成合股纱。若扭矩较小,则在轮胎内不会产生胎唇纤维(捻纱)的起伏,故而优选。
在制成合股纱时,优选复捻的捻系数为20以下,初捻的捻系数为30以下。另外,优选复捻的捻系数为1以上,初捻的捻系数为1以上。
另外,在为合股纱时,关于初捻和复捻的捻数,复捻次数÷初捻次数优选为0.55~0.85,特别更优选为0.7~0.8。
另外,也可以利用具有粘接性的成分对本发明所使用的全芳香族聚酯纤维进行处理。
另外,也可以对本发明所使用的全芳香族聚酯纤维实施涂布等。
本发明的胎唇纤维可以适当通过通常的方法用作所期望的自行车用轮胎的胎唇。其结果,能够使自行车用轮胎的空气量有效地增加,能够获得高性能的自行车用轮胎。
实施例
以下,列举实施例,具体地说明本发明。
实施例中的各评价通过以下方式进行。
1)胎唇纤维的强度、伸长率、弹性模数
依据JIS L 1013(2010)的标准时试验,使用拉伸试验机(岛津制作所制造、AGS-500NX),以试样长度200mm、拉伸速度200mm/min求出断裂强度及拉伸率和弹性模数(初期抗拉伸度)。
2)聚合物的吸水率
JIS L 0105所记载的标准水分率
3)胎唇纤维的加工性
将利用橡胶进行覆盖时无需干燥的情形记为○,将需要干燥的情形记为△。
4)耐水压
JIS K 6302所记载的轮胎的轮圈脱落水压试验
5)完成性
将轮胎内的胎唇纤维(股丝)的状态为无起伏而特别良好的情形记为◎,将良好的情形记为○,将稍有起伏的情形记为△。
(实施例1)
对作为全芳香族聚酯纤维的KB Seiren股份有限公司制造的“Zexion”(注册商标)(Type-MS、3300dtex/288f、单纱纤度11.5dtex、强度21cN/dtex、伸长率3%及弹性模数850cN/dtex),以捻数20T/m沿Z方向进行捻纱,制成胎唇纤维。
将该胎唇纤维沿轮胎的圆周方向以环状卷绕3周而形成环状体,利用橡胶覆盖该胎唇纤维束的环状体,制作自行车用轮胎(700×23C)。将轮胎的剖面示于图1。
对获得的自行车用轮胎的耐水压进行评价。
将其结果一并示于表1。
(实施例2)
将胎唇纤维的捻数设为45T/m,除此以外,与实施例1同样地制作轮胎。
(实施例3)
将实施例1的胎唇纤维设为初捻纱,以复捻15T/m向S方向制成3条合股,获得环状体,利用橡胶覆盖该环状体,制作轮胎。
(比较例1)
使用KB Seiren股份有限公司制造的“Zexion”(注册商标)(Type-VS、3300dtex/288f、单纱纤度11.5dtex、强度21cN/dtex、伸长率3%及弹性模数600cN/dtex),除此以外,与实施例1同样地制作轮胎。
(比较例2)
使用KB Seiren股份有限公司制造的“Zexion”(注册商标)(Type-VS、3300dtex/672f、单纱纤度4.9dtex、强度21cN/dtex、伸长率3%及弹性模数600cN/dtex),除此以外,与比较例1同样地制作轮胎。
(比较例3)
使用KB Seiren股份有限公司制造的“Zexion”(注册商标)(Type-TS、3300dtex/672f、单纱纤度4.9dtex、强度28cN/dtex、伸长率3%及弹性模数600cN/dtex),除此以外,与比较例1同样地制作轮胎。
(比较例4)
使用KB Seiren股份有限公司制造的“Zexion”(注册商标)(Type-TS、3300dtex/672f、单纱纤度4.9dtex、强度28cN/dtex、伸长率3%及弹性模数500cN/dtex),除此以外,与比较例1同样地制作轮胎。
(比较例5)
Toray-Dupont股份有限公司制造的“Kevlar”(注册商标)(3300dtex/2040f、单纱纤度1.6dtex、强度21cN/dtex、伸长率2.4%及弹性模数700cN/dtex),除此以外,与比较例1同样地制作轮胎。
[表1]
工业上的可利用性
本发明的胎唇纤维能够合适地用于自行车用轮胎等。
符号说明
1:胎唇纤维
2:自行车用轮胎
Claims (1)
1.一种自行车轮胎胎唇,其特征在于:
使用弹性模数为800cN/dt以上的全芳香族聚酯纤维形成,
所述全芳香族聚酯纤维制成捻纱来使用,
所述捻纱为合股纱,复捻的捻系数为20以下,初捻的捻系数为30以下,
复捻次数÷初捻次数为0.55~0.85。
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