CN1533453A - 用于生产轮胎帘子线的改进方法和系统 - Google Patents

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Abstract

一种生产用于橡胶制品，特别是轮胎的加强材料的方法和系统，所述方法包括以下步骤：将两根或两根以上纱线并捻，以便形成线缆，并且在加捻之后，直接将粘接剂涂在所述线缆上，并且使它固化，以便形成处理过的帘子线。所述加捻纱线，以及涂敷粘接剂和使粘接剂固化的步骤，都是在一台机器上形成的，没有中间卷取步骤。本发明还涉及一种用于生产处理过的帘子线的系统，该系统包括一台机器的加捻和处理装置。

Description

用于生产轮胎帘子线的改进方法和系统
相关申请的交叉引用
本申请要求申请日为2001年5月21日的待批美国临时申请流水号60/292674的优先权，该申请的所有内容被收作本文参考。
技术领域
本发明总体上涉及生产用于橡胶制品的强化材料的方法，更具体地讲，涉及用于生产处理过的轮胎帘子线的方法和系统。本发明还涉及用所述方法生产的制品。
背景技术
用于橡胶制品，特别是轮胎帘子线的强化材料的生产，一直是大量研究和革新的目标。这一努力一直集中在多个方面，其中，涉及生产性能更好的产品，同时满足一直存在的全球工业的苛求的经济化成本的目标。
对橡胶制品，特别是橡胶轮胎的强化材料业已提出了其他结构并就该结构提出了专利申请，如改进截面的单丝(DuPont Hyten)或者0加捻多丝带(Yokohama)。不过，在制造中度加捻的结构上，使用诸如人造丝、尼龙、芳族聚酰胺和聚酯的高弹性有机纤维制成的轮胎帘子线仍然是主要的加固方法。高弹性有机纤维能赋予改善了的疲劳特性，并且，在用一种粘性促进剂涂敷时，在所生产的制品的固化过程中，获得了对周围橡胶的良好粘性。
用于生产聚酯或尼龙为基础的轮胎帘子线的传统的独立的工艺步骤包括在一台设备内当从一个加工机械转移到另一个加工机械时对材料的典型的处理，以及在纤维制造厂、织物转化商、处理装置和轮胎成型装置之间从一种装置到另一种装置的典型的转运。很显然，所述包括多个独立步骤和产品的多次转移的常规方法，是劳动力和成本密集型的。在很多涉及传统生产工艺的场合下，处理过的帘子线的成本比生产高弹性纤维本身的基本成本高出2倍以上。另外，所述常规方法采用了股线和线缆加捻机，这种机械曾经是流行的标准机械。
在过去几年的工业发展，业已导致了对所述传统处理的轮胎帘子线生产工艺的改变。例如，所述转换工业在很多场合下是用直接线缆机取代旧式股线加捻设备。这种机械将股线和加捻步骤组合成一个操作，因此，使得轮胎帘子线生产工艺更有效并且更经济。另外，通过在最终的帘子线产品中需要较少的打结或拼接，这种机器能生产出更大的包装尺寸和更好的质量。
用于制造轮胎的方法也经历了显著发展。在很多场合下，现有方法采用单根处理过的帘子线，而不是切割多层织造涂装织物作为输送到轮胎成型机器的轮胎胎壳加固材料。尽管采用单根处理的方法明显减少了对空间的需求，和用于制造轮胎的成本，但是传统单根处理工艺的费用是昂贵的。
现有方法进一步强调了在所述生产工艺上的主要进步。使用在纤维生产技术和粘接化学上的最新发展，可以通过一台机器的工艺，实现将高弹性纤维转化成具有强化橡胶制品所需要的物理和化学特性的并捻处理过的帘子线。由此消除了独立的帘子线和纤维处理装置的多次包装处理和数百万美元资金的需求。通过使用最佳的技术正确选择每一个独立的部件，可以用一台机器非常经济地生产出令人满意的并捻处理过的帘子线，该机器被称为一台机器的并捻的并且处理过的帘子线的装置(“OCT”)。
用于OCT装置的高弹性有机纤维是经过选择的，并且以具有物理特征的形式生产，以便在结成线缆并且进行短时间的加热固化之后，所述帘子线的性能能满足预定的最终用途。可以在其相应的生产工艺中用粘接促进剂对每一根输入的纱线进行预处理，或者在OCT装置上用粘接促进剂对每一根输入的纱线进行涂装。每一根输入的纱线在一个直接线缆子单元上制成线缆，不过，由此生产的原始线缆状帘子线向前直接输送到处理子单元上，而没有任何现有的包装卷取步骤。用粘接促进浸泡液对所述原始线缆状帘子线进行涂装。在受控制的张力下，将涂装的原始帘子线从加热装置中拉过，操纵该装置，以便获得在特定驻留时间内的所需要的温度，以便将所述粘接浸泡液固化，然后将处理过的帘子线卷绕在一个包装上。一旦包装好，就将处理过的线缆帘子线输送到产品仓库，优选通过自动化输送打包装置输送，然后向外面转运给消费者或进行进一步的加工或生产。
发明内容
本发明涉及一种用于生产处理过的帘子线的方法，包括以下步骤：将两根或两根以上纱线并捻，以便形成线缆帘子线，以及在加捻所述纱线之后直接在线缆帘子线上涂敷粘接剂并且使其固化，以便形成处理过的帘子线。以上步骤是在一台机器上进行的，而没有中间卷取。
本发明还涉及一种用于生产处理过的帘子线的系统，该系统包括一台机器的加捻和处理装置。
另外，本发明涉及用于生产处理过的帘子线的系统。该系统包括适用于将输入的纱线加捻成帘子线的并捻装置，一个用于将粘接剂涂在帘子线上并使其固化，以便形成处理过的帘子线的处理装置，以及用于将处理过的帘子线直接从所述并捻装置向前输送到所述处理装置而没有任何中间卷取的输送装置。
附图说明
图1是用于生产橡胶轮胎的处理过的强化帘子线常规方法的工艺流程图，所述方法包括采用环状加捻机的方法；
图2是用于生产橡胶轮胎的处理过的强化帘子线的另一种常规方法的工艺流程图，该方法包括采用直接线缆生产机器的方法；
图3是表示本发明用于生产处理过的帘子线的方法的示意图，该方法包括采用一台机器的并捻和处理装置的方法；
图4是本发明的一台机器并捻和处理装置的正视图，所述一台机器并捻和处理装置包括直接缆线子单元和处理子单元。在图4的左侧示出了直接缆线机器，而在图的右侧示出了一台机器的加捻和处理装置；
图5是一台机器的成线缆的处理过的帘子线的装置的示意图；
图6表示图4和5所示直接缆线子单元和处理子单元的优选结构的示意图；
图7表示图4和5所示直接缆线子单元和处理子单元的优选的另一种结构的示意图；
图8表示图4和5所示直接缆线子单元和处理子单元的优选的另一种结构的示意图；
图9表示聚酯和尼龙的发明性的样品和聚酯对照样品的H-粘性；
图10是在特定负荷下的伸长率(EASL)曲线，它是按本发明方法处理过的并且在模拟橡胶固化之后的帘子线收缩率的函数；和
图11是拉伸曲线，它是用本发明方法处理过的帘子线的炉内张力的函数。
具体实施方式
使用纤维生产技术和粘接化学的最新发展，将高弹性纤维转化成具有强化橡胶制品所需要的物理和化学特性的线缆状的、处理过的帘子线的关键步骤可以通过一台机器的工艺完成。这样，消除了独立的帘子线和织物处理装置对多次包装处理和数百万美元资金的需求。
为了更全面地理解本发明，对某些常规帘子线生产和处理工艺进行综述和说明是有用的。参见附图，特别是图1，图中示意性地表示生产处理过的轮胎帘子线的常规方法10。可以理解的是，用于生产处理过的轮胎帘子线的方法需要在一个工厂或装置内，在操作之间和/或生产点之间进行大量的操作控制。还可以理解的是，在生产过程的不同阶段，需要对所生产的纱线或帘子线进行转运和运输。例如，当纱线的生产商和将纱线转变成线缆的转化商是不同的企业时，就需要在不同企业之间进行转运操作。另外，即使当生产商和转化商是相同的企业时，也需要在生产设施之间进行转运。为了便于这种理解，图1，2和3包括一些符号，其中，圆形表示在生产的一个阶段内操作纤维、纱线、线缆、帘子线织物或纺织品的操纵点，并且，其中，方形表示在将纤维、纱线、线缆、帘子线、织物或纺织品从一个生产阶段转运或运输到另一个生产阶段。
图1中的过程10始于在生产设施12上通过纤维制造厂进行纱线的生产。在本文中，“纱线”是用于表示一股连续的织物纤维、长丝或材料的通用术语，所述材料是适合加捻、针织、织造或以其他方式交织成帘子线或线缆或织物的形式的。将由此生产的纱线进行卷绕或包装，以便运送给消费者。以上操作通常是在控制操作点14通过卷轴或整经机完成的，然后在转运点16从纤维制造厂12转移或运输到转化设施18。
从转运操作点16开始，转化装置18在操纵点20接收打包的纱线。对于某些轮胎帘子线生产的常规方法来说，转化装置18采用环状加捻机分两个步骤生产线缆，通常称之为“环状加捻工艺”。所述纱线在点22处被加捻成股线。在本文中，“股线”表示加捻的单根纱线。在本文中，术语“加捻”表示在每单位长度的纱线或其他织物束绕其轴线的捻回数。然后，在操纵点24，将所述股线转移到转化设施18内，以便用加捻装置28加捻成具有两个或两个以上股线的线缆。
因此，对于某些常规方法来说，纱线向线缆的转化是一个具有两个步骤的过程，包括分开的和独立操纵的机器，所述机器分别专门用于在点22将所述纱线加捻成股线，在操纵点24将所述股线转移到所述加捻设备，然后在点28由一台独立的机器将所述股线加捻成线缆。在本文中，“线缆”或“帘子线”表示通过将两根或两根以上股线并捻形成的产品。可以充分理解的是，这种两个步骤的环状加捻工艺是浪费劳动力的，并且是昂贵的。
必须指出的是，此时的线缆尚未处理过。因此，所述线缆仍然处在原始状态，并且通常称之为坯帘子线或线缆。
继续参见图1，在环状加捻操作18结束时，随后所述坯线缆可以在织造操作点30织造成织物。这一操作需要在设备之间的额外移动，如操纵点32所示。将轮胎帘子线织造成织物的方法为本领域技术人员所公知。
由于所述织造的坯织物是未处理过的，因此，它不是为了任何具体的最终用途而制备的，需要其他的操纵和转运操作36，38和40，以便将未处理过的织物从织造装置30转移到处理装置44。在处理步骤44中，所述坯织物做好了用于特定最终用途的准备。
标准聚酯轮胎纱线的传统浸泡工艺，通常被称为双重浸泡或双区处理工艺。根据希望的用途选择的处理剂的第一次浸泡涂敷46被施加在坯织物上。在本文中，术语“浸泡”表示将纤维、纱线、帘子线、线缆、织物或纺织品浸泡在处理液中。术语“处理剂”表示导致纤维、纱线、帘子线、线缆、织物或纺织品接收粘接剂的材料。这种化学浸泡46制备了所述纤维的表面，构成了将要以有待披露的方式接受第二种化合物的涂装的织物，它使得所述织物可以与橡胶粘接。典型的处理剂可以包括嵌段二异氰酸酯的溶液。通过加热设备干燥处理过的织物，如图1中的编号48所示。适用于这一目的的加热设备在本领域中是普遍公知的，并且，例如，由Litzler公司和Zell公司生产的设备。
在所述处理剂进行第一次浸泡46和干燥阶段48之后，对所述织物进行第二次浸泡操作50。现在可以理解的是，来自第一次浸泡46的处理剂使织物上浆，使得所述织物做好了在第二次浸泡操作50中接受粘接剂的准备，其中，涂敷诸如稳定化的间苯二酚-甲醛-乳胶(RFL)的粘接剂，以便促进所述织物与橡胶的粘接。这是一个关键步骤，因为未处理过的帘子线通常不能很好地连接在橡胶上，并且可能需要粘接剂实现这一目的。在本文中，术语“粘接剂”表示能导致将纤维、纱线、帘子线、线缆、或织物粘接或粘连在一起或粘接在其他材料上的材料。
在第二次浸泡操作50之后，拉伸处理过的织物，并且通过加热使它松弛，如图1中的编号52和54所示，以便固化所述浸泡液，并且使构成所述织物的线缆上的加捻定型。这使得处理过的织物保持稳定，并且在随后的生产过程中接触更高的温度时防止或减少收缩。此时的织物包括处理过的织物，并且可用于生产橡胶制品。
继续参见图1，所示出的处理过的织物可以转运到诸如轮胎成型厂60的制造厂上。处理过的织物进行操纵和转运操作，如编号62，64和66所示。轮胎成型厂60通过压延操作70压延处理过的织物，用橡胶原液将所述织物的两侧层压在一起，以便形成一帘子布层。用于压延和生产帘子布层的方法为本领域所公知。通过操纵操作73将所述帘子布层从压延设备70转移，以便切割成用于特殊用途或设计的形式，如点74所示。然后在点76操纵切割帘子布层以便生产并且制造轮胎。
参见图2，示出了生产轮胎帘子线的另一种、更新的常规方法110的流程图，其中，一种改进被应用于处理过的帘子线的生产。图2还包括符号，其中，圆形表示在一个生产阶段操纵纱线、线缆或帘子线的操作点，而方形表示将纱线、线缆或帘子线从一个生产阶段转移或运输到另一个生产阶段的转运点。
图2的方法110始于用纤维制造厂112进行纱线的生产。在这种场合下，制造厂112生产在生产过程中预处理过的纱线，以便得到高弹性粘性活化的有机纤维。该纤维可以进行选择，并且以具有一定物理特性的形式生产，以便在加捻成线缆并且进行短时间的浸泡和在特定温度和时间下进行加热固化时，所述纤维的物理特性，以及最终帘子线或纺织物的物理特征满足预期的用途。
通过操纵和转运操作114，116和120将纤维从纤维生产设施112转移到转化设施118，在这里将所述纤维加捻成线缆。现在，在很多场合下，转化工厂业已用将两个步骤合并在一台机器上的设备取代了圆环加捻操作，通常称之为直接线缆装置(DCU)126。这种组合显著降低了转化操作所需要的成本和空间。本文将对这种机器的制造和操作作进一步说明。
可以理解的是，可以通过操纵操作132将原始帘子线从DCU126转移到织造装置130。同样，与图1所示的方法10类似，坯织物是未处理过的，因此，必须通过操纵和转运操作136，138和140将它从织造设备转移到处理设备144。现在可以理解的是，使用预先处理过的纱线消除了对用粘接剂进行第一次浸泡处理的需要。相反，由于所述织物是通过纤维制造厂112用预处理过的纱线制成的，处理步骤144仅包括第二浸泡操作150，和加热操作152，以及松弛操作154，其中，将粘接剂涂在所述织物上并且固化，以便促进与橡胶的粘接。拉伸浸泡过的织物，并且通过加热使其松弛，如编号152和154所示。现在，所述织物可以通过操纵和转运操作162，164和166转运到轮胎生产设施160。分别在操作点170和172对处理过的织物进行压延和帘子布层切割。然后通过操纵操作174和176将所述股线转移到轮胎成型厂180。
继续参见图2，图中示出，来自DCU126的帘子线还可以直接以帘子线形式处理，而不是织造成织物。为此，可以在操纵操作点172和选择性地转运操作点173，将帘子线从DCU126转运到单根帘子线处理设备170。在点176以类似于图1中所述的操作50的方式用合适的粘接剂处理帘子线，然后进行热处理，拉伸和松弛操作178。然后将处理过的帘子线卷绕成独立的包装，并且通过操纵和转运操作180，182和184转运到轮胎成型厂190，以便制造轮胎或其他强化橡胶制品。能同时处理很多帘子线的单根帘子线处理装置为本领域所熟知，不过，每磅重量的处理成本是昂贵的。
通过对某些常规帘子线生产方法的上述了解，现在将注意力转移到图3，其中，披露了本发明的系统和方法210。本发明包括一台机器的加捻和处理方法210，该方法消除了在常规生产方法10和110中所需要的很多劳动力密集型和成本昂贵的操纵和转运操作。通过正确选择每一种元件，采用最佳的独立方法，可以在一台机器上非常经济地生产出令人满意的线缆状处理过的帘子线。
方法210始于通过纤维制造厂212进行纱线的生产。纤维制造厂212可以生产出在生产过程中处理的纱线，以便得到高弹性有机纤维。所述高弹性纤维可以从多种现有的合成材料中选择，包括尼龙、聚酯，芳族聚酰胺，和其他高性能聚合物，如PBO。另外，可以将诸如人造丝的以天然材料为基础的材料用于生产处理过的纤维。一种适合这一目的的所述预处理过的纱线是以聚酯为基础的纱线，这种纱线在尺寸上是稳定的。这种纱线被称为1×53，并且是由Honeywell International公司以DSP纱线出售的。在本文中，尺寸稳定性表示织物材料在加热期间抗收缩以及降低在拉力作用下的拉伸。这种类型的聚酯纱线通常被称为高模量、低收缩(HMS)纱线。另外，共聚物材料，特别是双成分或鞘/芯纤维，也可以用于获得高度令人满意的结果。
可以在相应的生产过程中，用粘接剂促进剂，或粘接剂对每一根输入的纱线进行预处理。在一种优选方法中，该纱线可以筛选，并且以具有某些物理特性的形式生产，以便在并捻，和进行短时间加热固化时，在大约200℃下固化20秒或更短时间，所述纤维的物理特性和织造帘子线的最终的物理特性，能满足预期的用途。所述高弹性纤维可以从多种现有的合成材料中选择，包括尼龙、聚酯、芳族聚酰胺，和其他高性能聚合物，如PBO。另外，可以用以天然材料为基础的材料，如人造丝生产处理过的纤维。另外，共聚物材料，特别是双成分或鞘/芯纤维也可用于获得高度令人满意的结果。在美国专利5067538和美国专利4652488中提供了用于生产预先处理过的高弹性有机纤维的方法和产品，以上专利的完整内容被收作本文参考。还可以理解的是，纤维制造厂112可以生产出未处理过的纱线，并且本发明的方法还适用于用未处理过的纱线生产帘子线。
可以在相应的生产过程中(例如PET)用粘接促进剂对每一根输入的纱线进行预处理，或者在并捻机上以尚有待说明的方式用粘接促进剂对每一根输入的纱线进行涂装。所述合适的粘接促进剂基于多种环氧化合物，如环氧硅烷，有关内容披露于美国专利5693275和美国专利6046262中，以上专利的完整内容被收作参考。继续参见图3，通过操纵操作214以及选择地转运操作216将所述纤维从纤维制造厂212转运到转化操作218，它包括一台机器的并捻和处理帘子线装置(OCT)310。OCT 310以尚有待说明的方式，通过没有中间步骤的连续过程并捻帘子线并且处理。然后通过操纵和转运操作360，362和364将处理过的帘子线转移到轮胎成型厂370。
下面参见图4和5，其中，说明了OCT 310的作用和操作。OCT包括一个直接线缆子单元(DCU 312)和一个处理子单元328。OCT消除了对线缆中转操作的需要，通过一种张力装置系统，以一种有待说明的方式将线缆从DCU312直接输送到处理子单元328。
首先可以通过DCU312处理用于生产线缆的纱线。在这样的过程中，外部纱线314是从位于筒子架318或储存筒子架319中的输送包装316中拉出的。所述外部纱线314是通过制动装置320的张力装置提供的。可以理解的是，可以用诸如成对的驱动辊、倾斜辊、可调整的爪或钩环装置，计算机化的张力测定装置，联机的，手动的，计算机化的或其他方式的其他张力装置取代制动装置220或与该装置组合使用。可以理解的是，装置的数量适于提供用于加捻的纱线。
继续参见图4和5，内部纱线322是从内部输送包装324拉出和退绕的，该输送包装固定在静止的线轴容器330中。同样通过诸如制动装置326的张力装置操纵内部纱线322上的张力。可以通过调整制动装置320和326使内部纱线322上的张力与外部纱线314上的张力相关。通过本领域已知的张力测定装置测定并且保持张力，并且该张力可以通过手动、联机、计算机软件或其他方式进行关联。还应当理解的是，还可以调整诸如成对的驱动辊、倾斜辊、可调整的爪或钩环装置的其他张力装置，以便取代制动装置326或与该制动装置组合使用。
在外部纱线314和内部纱线322通过涡流盘336时，将外部纱线314和内部纱线322加捻成帘子线334，该涡流盘起着在加捻之前平均纱线之间存在任何长度差别的作用。
继续参见图4，OCT310的处理子单元328消除了图1所示的方法10中的操纵和转运操作32，36，38和40，以及图2所示的方法112中的操纵和转运操作132，136，138，140和172。在DCU312中使单根输入的纱线314和322并捻，不过，将由此生产的原始并捻帘子线334直接向前输送到处理子单元328，没有任何前期卷取步骤。这一目的是通过将处理子单元直接与DCU312连接，并且在帘子线从DCU前进到处理子单元328时控制帘子线上的张力而实现的。
迄今为止，所述帘子线处理设备一直是保持独立的，以便获得具有需要的最终特性和用途的预期的粘接水平，以及理想水平的物理和化学性能。
对于常规方法来说，为了在单根的或以织物为基础的处理装置上获得具有低模量材料的单根帘子线的目标特性的均匀性，人们认为必须对所述帘子线进行拉伸，然后再进行松弛操作。在所述拉伸和松弛操作之前通常是一个干燥步骤，使用高温和超过1分钟的时间，以便获得与粘接剂适当固化组合的弹性和收缩水平。所述拉伸和松弛操作为本领域所公知。在美国专利4491657中提供了典型的条件，该专利的完整内容被收作本文参考。对于Litzler Computreater来说，在张力条件下在160℃干燥加热，以便保持帘子线的稳定长度，然后在拉伸条件下，在240℃下加热120秒，并且在松弛条件下，在240℃下加热120秒。另一种例子披露于美国专利5403659中，该专利的完整内容被收作本文参考，该专利披露了使用2-8％的拉伸和0-4％的收缩，同时在227℃下加热40-60秒。
为了获得所述温度、时间和张力所需要的商业化装置，特别是包括超过1000个平行的单根轮胎织物来说，该装置是极其庞大的，并且费用昂贵，具有几层楼高的炉子。
令人吃惊的是，没有必要在能够具有物理特性均匀性的高模量材料上，并且具有能够在中等温度下用较短加热处理时间获得适度粘接的表面化学特性使用上述严格条件。所需要的特性可以在不拉伸帘子线的条件下获得，即通过简单地控制帘子线上的张力，以便发生小的加热收缩。使用这种坯帘子线参数，并且将所述概念应用在DCU机器上，获得了将浸泡和加热处理与DCU组合在一起的出人预料的能力，并且消除了在这些步骤之间的操纵和转运操作。
商业化DCU机器受可获得的线轴速度的制约。实际上，最大线轴速度为11000rpm。例如，轮胎帘子线线缆上的典型的加捻数是400TPM(每米捻回数)。因此，每分钟通过所述机器的帘子线的米数速度为11000rpm除以400，即27.5米/分钟。对于30秒的加热时间来说，所需要的总的线性距离仅为13.75米，这一目的可以通过短时间多次通过加热器而实现。
可以理解的是，通过张力装置控制帘子线上的张力以及纱线从DCU312到处理子单元328的速度，可以将帘子线直接从DCU输送到所述处理设备，而没有任何中间步骤，因此，消除了在以上两个处理步骤之间的操纵和转运操作。
在处理子单元328上，用粘接剂对原始并捻帘子线334进行涂装，例如，对于尼龙、PET或人造丝来说，粘接剂是间苯二酚-甲醛-乳胶(RFL)。RFL可以含有催化添加剂，以便增强所述帘子线与橡胶的粘接。所述粘接剂可以根据原始帘子线的类型进行调节或替换。在受控制的张力下，通过张力装置系统344拉伸涂装过的原始帘子线334，通过加热装置342的浸泡盘340。在一种优选实施方案中，原始帘子线334可以通过许多较短的多程形式通过加热装置342。可以理解的是，在实施本发明时，可以使用移动原始帘子线334通过加热器342的多种不同设计中的任意一种。
加热装置342可以包括一个电力装置、红外装置、无线电频率装置、微波装置或等离子体，或者它可以用通过中央源提供的强制热空气加热。可以理解的是，可以用多种装置和其他加热器设计加热帘子线334，并且可以取代加热装置342。加热装置342还可以包括一个排气出口，以便排出或释放由浸泡液固化所产生的副产品。本领域技术人员可以理解的是，任何数量的加热装置都适用于与本发明结合，并且可以进行调整，以便接收直接来自DCU312的原始线缆状帘子线334。在一种优选实施方案中，操纵所述处理设备，以便获得大约200℃的温度，保持大约30秒或更短时间的驻留时间，以便使粘接剂固化，然后将处理过的帘子线346卷绕在包装或线轴350上。所述包装步骤优选是通过自动化落卷卷绕装置完成的；不过，任何适用于卷绕并捻帘子线的机械装置都是合适的。
将处理过的并捻帘子线产品包装350输送到产品仓库，优选通过自动化输送包装装置，然后转移到轮胎成型厂(TP)装置。例如，OTC装置可位于以下部位：
(i)纤维制造厂，以便消除对原始纤维的包装和运输，
(ii)独立的转化装置，不过，比传统的处理帘子线转化需要更少的地面空间和总的资金投入，或
(iii)轮胎或橡胶制品制造厂，特别是在安装基于单一帘子线技术的新的轮胎或橡胶制品制造元件情况下。
如图6所示，处理子单元328可以构成DCU312的一部分，以便节省地面空间。所示出的双侧OCT310具有分给每一个DCU312的一组处理子单元328。对OCT310进行垂直定位，以便减少机器空间。
另外，如图7所示，可以平行于DCU312地组装构造子单元328。处理子单元相对DCU312来说可以是倾斜的或者完全是水平的。这种结构减少了OCT310所需要的垂直间隔。
另外，如图8所示，可以靠近处理装置328安装一个低高度的卷绕子单元356，以便将处理过的帘子线346卷绕在线轴358上。
将通过以下实施例对本发明的实施作进一步的说明，这些实施例是说明性质的，而不是要限制本发明的范围。以聚酯和尼龙为例说明了获得典型的处理过的帘子线性能目标的过程。
                       例1
高弹性高模量低收缩(HMLS)商业化聚酯轮胎纱线是以1440分特包装形式获得的，通过制造厂(Honeywell)进行预处理，以便获得对橡胶原液的良好粘接性(粘接活化的1×53)。将两个包装放置在ICBT直接线缆机器的上部和线轴位置上，并且并捻生产两个股线，该股线在每米线缆状坯帘子线上具有410个捻回。然后用Zell单根试验室浸泡液处理所述坯帘子线，并且对处理装置的诸如速度、通过烘炉的次数和长度等的工作条件进行调整，以便获得表I所示的条件。
                                      表I
                                单浸泡处理条件
   处理编号             干燥炉温度      处理  拉伸率时间(℃)      (秒)   (％)            固化炉温度  处理   拉伸率时间(℃)  (秒)   (％)              松弛炉温度      处理    拉伸率时间(℃)      (秒)    (％)
  1(对照)2(发明模拟)3(发明模拟)4(发明模拟)   130        60    +0.5环境温度         -环境温度         -环境温度         -     235    45    +3.0180    30    -0.5200    30    -0.5220    30    -0.5   230       45      -2.0环境温度          -环境温度          -环境温度          -
表I中的处理1是一种对照实施例，织物处理装置的典型的常用商业类型的条件，并用于生产具有橡胶最终用途所需要的物理和化学性能的参数的典型帘子线。表I中的处理2，3和4是模拟本发明OCT处理子单元的例子，其中，热处理的持续时间被缩短到仅为30秒，在烘炉中所使用的温度为180℃，200℃和220℃。在所有四种处理中，每一根帘子线都是用常规非氨基化间苯二酚-甲醛-乳胶浸泡液处理的，该浸泡液包括预先缩合的乙烯吡啶乳胶，间苯二酚，甲醛，氢氧化钠和水溶液，以帘子线的重量为基础，总固体吸收量大约为4.5％。然后用Instron Mode14466测试装置，在ASTM D885-84条件下检测处理过的帘子线的物理特性，热收缩是使用Testrite Model NK5在177℃下进行2分钟，采用0.5gms/分特的预张力。使用美国专利3940544中所限定的标准橡胶原液和H-粘接测试确定处理过的帘子线的粘性(该专利被收作本文参考)。所述物理和粘性结果如表II所示。
                              表II
                        处理过的帘子线特性
处理编号   抗拉强度(N) 在177℃，2分钟条件下的收缩(％)   断裂拉伸率(％)    H-粘性(N)
    1234     180179.6180.3180.6     1.62.31.81.5     14.516.316.116.0     135117112109
                        例2
在ICBT直接线缆装置上生产坯帘子线，使用1400分特的尼龙6高粘度高弹性纱线(购自Honeywell的IR88)，加捻水平为380TPM。模拟OCT装置的处理条件被选择为180℃和200℃进行30秒，然后采用与例1相同类型和水平的浸泡液。H-粘性分别为126N和144N。在图9中示出了例1和2的粘性结果。
                        例3
在表III所示的条件下，在所述模拟OCT装置上处理按例1方法生产的聚酯坯帘子线，以便确定所述处理装置张力(拉伸或松弛)对处理过的帘子线的关键特性的影响。
                             表III
                 张力对处理过的帘子线特性的影响
  处理编号   烘炉温度(℃)   处理时间(秒) 帘子线张力(N) 帘子线拉伸(％)
    5678910     200200200200200200     303030303030     1197531     +2.0+1.50+0.75-0.4-2.0-5.0
在表IV中提供了处理过的帘子线特征的结果，并且示于图11中。
                                  表IV
                           处理过的帘子线特性
处理编号 抗拉强度(N) 热收缩性(％) 断裂拉伸率(％)     E45(N)帘子线(％)     E45(N)轮胎内(％)
    5678910     180.0177.9179.5180.3177.0177.7     3.43.02.31.81.10.1     13.714.015.016.117.220.8     2.72.93.23.64.56.6     4.44.64.54.64.85.9
为了与商业化定向处理的帘子线进行比较，在橡胶中固化之后，对帘子线的预期的部分负荷模量进行测定。这种测定披露在以下文献中：Nelson等的Rubber World，“用于强化轮胎的尺寸稳定性PET纤维”，30-37页(1991年5月)和Nelson等，3rd国际纺织技术大会，“尺寸稳定性PET纤维”(1991年5月)，并且，在表IV中被称为“轮胎E45(N)”。
从图10中可以看出，在大约4牛顿的处理张力下，轮胎的帘子线在45N时拉伸开始急剧增加，这种现象是不理想的，而帘子线收缩的值处在低水平上(≤1.5％)，并且处理过的帘子线的断裂拉伸率非常高(≥14％)，它与帘子线弹性的组合产生了一种非常理想的坚固水平。
图11表示在200℃和30秒的驻留时间下，模拟的OCT处理子单元上的张力和拉伸/松弛之间的近似关系。4N的张力水平相当于大约1％的松弛度。对于一台机器装置OCT设计来说，所述张力和松弛水平都是非常实用的。
为了说明本发明，尽管业已对某些代表性实施方案和细节进行了说明，本领域技术人员可以理解的是，在不超出本发明范围构思和范围的前提下，可以进行各种改变和改进。

Claims (23)

1.一种用于生产处理过的帘子线的方法，该方法包括以下步骤：
将两根或两根以上纱线并捻在一起，以便形成线缆；和
在并捻之后，直接将一种粘接剂涂在所述线缆上，并且使它固化，以便形成处理过的帘子线；
其中，所述并捻纱线和涂敷以及固化粘接剂的步骤是在一台机器上完成的，没有中间卷取。
2.如权利要求1的方法，其中，所述并捻步骤是通过直接形成线缆完成的。
3.如权利要求1的方法，其中，所述纱线是任何有机高弹性纤维，它在加捻、但不进行充分热处理的情况下，能够具有满足橡胶强化所需要的特性。
4.如权利要求1的方法，其中，所述纱线可以是聚酯，聚酰胺、芳族聚酰胺，和其他能形成高弹性纤维的高性能聚合物。
5.如权利要求1的方法，其中，所述纱线是以天然材料为基础的纤维。
6.如权利要求1的方法，其中，所述纱线是由两种或两种以上成分组成的纤维。
7.如权利要求6的方法，其中，所述纱线是两种或两种以上成分纤维的混合体。
8.如权利要求7的方法，其中，所述纤维是聚酯长丝和尼龙长丝的混合物。
9.如权利要求1的方法，其中，所述纱线是尺寸稳定性的，高模量的，低收缩性聚酯。
10.如权利要求1的方法，其中，所述纱线包括聚酯芯/尼龙鞘纤维。
11.如权利要求1的方法，其中，所述纱线是芳族聚酰胺。
12.如权利要求1的方法，其中，所述纱线是人造丝。
13.如权利要求1的方法，其中，所述涂敷步骤包括用一种粘接剂涂敷所述原始线缆帘子线，并且使所述粘接剂固化。
14.如权利要求1的方法，其中，所述固化步骤是通过加热完成的。
15.如权利要求1的方法，其中，所述粘接剂是间苯二酚-甲醛-乳胶(RFL)。
16.如权利要求11的方法，其中，所述RFL包括用于粘合的催化添加剂。
17.如权利要求1的方法，其中，所述粘接剂是以乳胶为基础的系统，它包括使用粘性促进成分或固化成分。
18.在一台机器的并捻和处理工艺装置上通过权利要求1的方法生产的处理过的帘子线产品。
19.一种包括用权利要求18的方法生产的处理过的帘子线产品的轮胎。
20.一种用于生产处理过的帘子线的系统，该系统包括一台机器的加捻和处理装置。
21.一种用于生产处理过的帘子线的系统，该系统包括：
一个用于将输入的纱线加捻成帘子线的并捻装置；
一个用于将粘接剂涂在所述帘子线上并使它固化以便形成处理过的帘子线的处理装置；和
一个用于将处理过的帘子线从并捻装置直接向前输送到所述处理装置，而没有任何中间卷取的输送装置。
22.如权利要求22的系统，其中，所述处理装置还包括一个加热装置。
23.如权利要求23的系统，其中，所述加热装置包括电加热装置。
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