DE112020007349T5

DE112020007349T5 - Hochdehnbares nylon 6.6-garn

Info

Publication number: DE112020007349T5
Application number: DE112020007349.1T
Authority: DE
Inventors: Cansu Gunduz; Mehmet Sadettin Fidan
Original assignee: Kordsa Teknik Tekstil AS
Current assignee: Kordsa Teknik Tekstil AS
Priority date: 2020-06-23
Filing date: 2020-06-23
Publication date: 2023-04-06
Also published as: KR20230009931A; US20230211635A1; WO2021262102A1; CN115702264A; JP2023537187A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Nylon 6.6-Garn mit einem Zugverstärkungsindex (TRI) von mehr als 12,0 g/dtex, das für die Verwendung als Reifenschnurverstärkung in Luftreifen geeignet ist.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das hochdehnbare Nylon 6.6-Garn mit hohem Modul, welches überlegen in der Verwendung als Reifenschnurverstärkung in Luftreifen ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Es ist bekannt, dass Nylon 6.6-Garne bielastische Zugeigenschaften, d. h. ein niedriges Anfangsmodul und einen höheres Endmodul haben. Das niedrige Anfangsmodul ermöglicht das Anheben/Expandieren des Reifens ohne Verformungen im Reifenrohling, und das hohe Endmodul (Modul nach dem Übergangspunkt vom niedrigen zum hohen Modul) verbessert die Haltbarkeit von Hochgeschwindigkeitsreifen als Zwischenbau in Radialluftreifen.
Neben dem bielastischen Zugverhalten ist auch die Zugfestigkeit, d.h. die Zähigkeit, ein sehr wichtiger Parameter, der eine hohe Berstfestigkeit in der Karkasse und eine erhöhte Kolbenenergie im Zwischenbau ermöglicht. Die erhöhte Bruchfestigkeit oder Zähigkeit ermöglicht auch die Verwendung dünnerer (niedrigerer dtex) Schnüre, die den Rollwiderstand durch eine geringere Gummidicke verringern können. Aus diesem Grund haben Garne mit hoher Zähigkeit und hohem Modul als Rohmaterial für die Herstellung der endgültigen thermofixierten und getauchten Schnüre den Vorteil, dass sie im Vergleich zu den normalen Nylon 6.6-Garnen verbesserte endgültige Zugfestigkeitseigenschaften aufweisen.
EP3469122B1 und EP3469123B1 beziehen sich auf Nylon 6.6-Schnüre mit hohem Modul als Verstärkung in Luftreifen und mechanischen Gummiwaren, aber sie offenbaren nicht das Gleichgewicht zwischen Zugfestigkeit (Zähigkeit) und Modul (SASE) und die Bedeutung der Zugfestigkeit (Zähigkeit) für Nylon 6.6-Schnüre.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Hauptziel der Erfindung ist der Zugverstärkungsindex (TRI) von Nylon 6.6-Garn über 12,0 g/dtex. Die Verwendung von Garnen mit hohem TRI bei der Herstellung von Reifenschnurverstärkungen verbessert die Leistungen des Reifens, wie z.B. das Reifenwachstum, den Rollwiderstand und gleichzeitig die Haltbarkeit bei hohen Geschwindigkeiten, wenn sie als Zwischenbau auf einem Gürtelpaket verwendet werden. In Karkassenanwendungen verbessert es die Berstfestigkeit und ermöglicht die Verwendung dünnerer Schnüre, was zu einer Gewichtsreduzierung führt.
Figurenliste

1. Ein Beispiel für eine bekannte Querstrom-Quench- und gekoppelte Spinnziehvorrichtung, die im Hintergrund der Erfindung erwähnt wird (Beispiel aus dem Stand der Technik).
2. Spannungs-Dehnungs-Kurve der Erfindung mit der Kontrolle A und B.

Bezugszeichenliste
Alle Teile der Abbildungen sind nummeriert und werden wie unten gezeigt referenziert:

1: Einlass
2: Spinnpaket
3: Unverstrecktes Filament
4: Querstrom-Kühlluft
5: Kammer
6: Konventionelles Garn
7: Vorschubrollenanordnung
8: Erstes Zugrollenpaar
9: Rohr
10: Zweites Zugrollenpaar
11: Relaxationsrolle
12: Abwurfrolle
13: Führung
14: Garnspule

In 1 ist ein Beispiel für eine bekannte Querstrom-Quench- und gekoppelte Spinnziehvorrichtung zur Herstellung von Nylon 6.6-Garn mit hohem Modul dargestellt. In dieser Figur wird ein geschmolzenes Polyamid am Einlass (1) in ein Spinnpaket (2) eingeführt. Das Polymer wird als unverstreckte Filamente (3) aus dem Spinnpaket (2) extrudiert, das mit Düsen versehen ist, die den gewünschten Querschnitt ergeben. Die unverstreckten Filamente (3) werden nach dem Austritt aus der Kapillare des Spinnpakets (2) gequencht, um die Fasern durch Querstrom-Kühlluft (4) zu kühlen. Diese Filamente werden in einer Kammer (5) durch Auftragen eines konventionellen Finish-Schmiermittels zu einem konventionellen Garn (6) zusammengeführt und durch eine Vorschubrollenanordnung (7) weitergeleitet. Das konventionelle Garn (6) wird dann einem ersten Zugrollenpaar (8) und anschließend einem zweiten und heißen Zugrollenpaar (10) zugeführt. Zur Erleichterung der zweiten Stufe des Verstreckungsprozesses kann ein heißes Rohr (9) oder eine Verstreckungshilfe verwendet werden. Das konventionelle Garn (6) wird an Abzugsrollen (11, 12) entspannt. Eine der Abzugsrollen wird auch als Relaxationsrolle (11) bezeichnet; sie kann mit niedrigeren Geschwindigkeiten als die Zugrollenanordnung (10) laufen, um die Schrumpfung des konventionellen Garns (6) und die Stabilität der physikalischen Eigenschaften zu kontrollieren. Eine andere Rolle wird auch als Abwurfrolle (12) bezeichnet, die die Spannung des konventionellen Garns (6) entspannt, um das Aufwickeln mit einer geringeren Spannung zu ermöglichen, als sie das konventionelle Garn (6) beim Verstrecken erfährt. Eine Führung (13) legt das konventionelle Garn (6) auf einer Garnspule (14) ab, wo es aufgewickelt wird. Der Prozess, die Vorrichtung und die Verfahren, die oben erklärt werden, sind dem Stand der Technik und der Literatur ähnlich, jedoch werden die Standard-Betriebsbedingungen differenziert, um Nylon 6.6-Garn mit hohem TRI zu produzieren, das sich von dem konventionellen Garn mit reduzierter Relaxation nach dem Heißverstrecken unterscheidet.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein hochdehnbares Nylon 6.6-Garn mit einem hohen Zugverstärkungsindex (TRI), der wie folgt definiert ist; $TRI (g / d t e x) = Z \ddot{a} h i g k e i t (g / d t e x) + SASE bei 7 % Dehnung (g / d t e x)$
Wobei;

Zähigkeit: Bruchkraft / lineare Dichte (g/dtex)
SASE: Spannung bei spezifizierter Dehnung (g/dtex)
LASE: Last bei spezifizierter Dehnung.

Bekanntlich sind Zugfestigkeit (Zähigkeit) und Modul, insbesondere die Spannung bei 7 % Dehnung (SASE), zwei wichtige Zugeigenschaften, die sich erheblich auf die Leistungsparameter von Reifen auswirken, wie z. B. Haltbarkeit bei hohen Geschwindigkeiten, Rollwiderstand und Kraftstoffeinsparung.
Um den Schnüren die endgültigen Eigenschaften zu verleihen, wurden sie dem Tauchprozess (für statische und dynamische Haftung) und dem Thermofixierprozess (3T oder Heißstreckungsprozess) unter hoher Spannung und Temperatur unterzogen, um die molekulare Orientierung und die Formstabilität weiter zu verbessern. Unter denselben 3T-Bedingungen (Zeit, Spannung und Temperatur) weisen Nylon 6.6-Schnüre, die aus Nylon 6.6-Garn mit hohem TRI-Wert hergestellt wurden, einen höheren TRI-Wert auf als herkömmliche Nylon 6.6-Schnüre.
Nylon 6.6-Garne mit einem TRI-Wert von mehr als 12,0 g/dtex und einer Zähigkeit zwischen 9,3 g/dtex und 10,5 g/dtex sind besser geeignet als Nylon 6.6-Garne mit einem niedrigeren TRI. Ein TRI von mehr als 12 g/dtex stellt ein Gleichgewicht zwischen hohem Modul und hoher Festigkeit bereit. Reguläre Nylon 6.6-Garne mit hoher Zähigkeit und niedrigem Modul oder niedriger Zähigkeit und hohem Modul bieten keine ausreichende Anfangsfestigkeit für die finalen Schnüre.
Die Nylon 6.6-Garne mit einem Zugverstärkungsindex (TRI) von mehr als 12,0 g/dtex haben eine optimierte und ausgewogene Zähigkeit und SASE, die sich für Reifenschnüre eignen, die als Karkassen- und Zwischenbauverstärkung in Luftreifen verwendet werden können. Liegt der TRI-Parameter über 13,5 g/dtex, kann die Bruchenergie oder die Robustheit des Garns aufgrund einer exzessiven Molekülorientierung zu niedrig sein, und die Filamente könnten spröde sein. Neben einem TRI-Parameter von mindestens 12,0 g/dtex ist eine Zähigkeit von mindestens 9,3 g/dtex und höchstens 10,5 g/dtex vorzuziehen.
Die lineare Dichte des erfindungsgemäß hergestellten Nylon-6.6-Garns beträgt mindestens 200 dtex und höchstens 3000 dtex.

Tabelle 1 zeigt einen Vergleich zwischen den Eigenschaften des erfindungsgemäß hergestellten Nylon 6.6-Garns und den Kontrollgarnen A und B: Tabelle 1

Form		*Konditioniertes 1400 dtex-Garn**
Eigenschaften	Einheit	Kontrolle A	Kontrolle B	Erfindung
Bruchkraft	kgf	12,2	13,20	13,20
Zähigkeit	g/dtex	8,7	9,4	9,4
Dehnung bei Bruch	%	21,0	21,0	18,8
7% LASE	kgf	3,18	3,04	3,82
7% SASE	g/dtex	2,27	2,17	2,73
TRI	g/dtex	11,03	11,62	12,13

*Bedingung 24°C ± 1°C, 55% HR ± 2%

In Tabelle 1 ist die Kontrolle A ein Garn mit regulärer Zähigkeit und regulärem Modul (LASE) mit TRI< 12,0 g/dtex, die Kontrolle B ein Garn mit hoher Zähigkeit, aber regulärem Modul (LASE) mit TRI< 12,0 g/dtex und die Erfindung ein Garn mit hoher Zähigkeit und hohem Modul (LASE) mit TRI> 12,0 g/dtex.
Die Nylon 6.6-Garne mit hohem TRI werden als Reifenschnurverstärkung in Luftreifen verwendet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 3469122 B1 [0004]
EP 3469123 B1 [0004]

Claims

Nylon 6.6-Garn, das für eine Reifenschnurverstärkung für Luftreifen geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Zugverstärkungsindex (TRI) aufweist, der wie folgt definiert ist: $TRI (g / d t e x) = Z \ddot{a} h i g k e i t (g / d t e x) + S p a n n u n g bei 7 % Dehnung$
wobei der TRI mehr als 12,0 g/dtex und die Zähigkeit zwischen 9,3 - 10,5 g/dtex beträgt.
Nylon 6.6-Garn nach Anspruch 1, wobei besagter TRI weniger als 13,5 g/dtex beträgt.
Nylon 6.6-Garn nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Garn mindestens 200 dtex und höchstens 3000 dtex lineare Dichte aufweist.
Nylon 6.6-Garn nach Anspruch 1-3 zur Verwendung als Reifenschnurverstärkung für Luftreifen.