LU100697B1 - High modulus single twisted nylon 6.6 wire - Google Patents
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Abstract
ABREGE: Les fils de nylon 6.6 à torsade simple à module élevé ayant des valeurs de contrainte de traction à un allongement de 4% entre 2,0 et 2,8 cN/dtex sont utilisés comme renfort dans des composites de caoutchouc en forme. Le retrait à la chaleur minimum desdits câblés est 4% et le retrait à la chaleur maximum est 7%.ABRIDGED: High modulus, single twist, nylon 6.6 wire having tensile stress values at 4% elongation between 2.0 and 2.8 cN / dtex are used as reinforcement in shaped rubber composites. The minimum heat shrinkage of said cords is 4% and the maximum heat shrinkage is 7%.
Description
FILS DE NYLON 6.6 A TORSADE SIMPLE A MODULE ELEVE DOMAINE DE L’INVENTIONNYLON 6.6 THREAD YARNS WITH HIGH MODULE DOMAIN OF THE INVENTION
La présente invention se rapporte à des fils torsadés de nylon 6.6 à module élevé comme renfort dans des pneumatiques et des caoutchoucs industriels.The present invention relates to high modulus nylon 6.6 twisted wires as reinforcement in tires and industrial rubbers.
ARRIERE-PLAN DE L’INVENTIONBACKGROUND OF THE INVENTION
Il est bien connu que des fils de nylon 6.6 ont des propriétés de traction bi-élastiques, ce qui signifie un module initial bas et un module final élevé. Le module initial bas rend le processus de ramollissement/expansion du pneumatique possible sans aucune distorsion dans un pneumatique vert, et le module final élevé (module après le point de transition du module bas à élevé) améliore la durabilité à haute vitesse du pneumatique comme nappe sommet dans des pneumatiques radiaux (PCR et LT).It is well known that nylon 6.6 threads have bi-elastic tensile properties, which means a low initial modulus and a high end modulus. The initial low module makes the tire softening / expanding process possible without any distortion in a green tire, and the high end module (modulus after the low to high modulus transition point) improves the high speed durability of the tire as a web top in radial tires (PCR and LT).
Dans le document US 3,343,363, des brins/fils de nylon 6.6 à torsade simple et des câblés ayant un module initial entre 25 et 60 g/d et une ténacité supérieure à 7,0 g/d à la température ambiante ont été exposés comme des renforts de pneumatiques. Les valeurs de module initial sont déterminées conformément à ASTM A1380-61T.In US 3,343,363, single twisted nylon 6.6 strands / yarns and cords having an initial modulus of 25 to 60 g / d and a toughness greater than 7.0 g / d at room temperature have been disclosed as tire reinforcements. Initial modulus values are determined in accordance with ASTM A1380-61T.
Dans le document US 3,849,976, des câblés de nylon 6.6 à module élevé retors un brin, deux brins et trois brins ayant un module L5 supérieur à 60 g/d obtenus en appliquant un étirement élevé à une température élevée lors d’un processus d’étirement à chaud ont été exposés comme un renfort de pneumatiques.In US Pat. No. 3,849,976, high modulus nylon strands 6.6 stranded one strand, two strands and three strands having an L5 modulus greater than 60 g / d obtained by applying a high stretch at a high temperature during a process. hot stretching were exposed as a tire reinforcement.
Dans le document US 4,284,117, des fils de nylon, polyester, rayonne et aramide à torsade simple sont exposés comme des renforts de nappe sommet dans des pneumatiques radiaux.In US 4,284,117, single twisted nylon, polyester, rayon and aramid yarns are exposed as crown ply reinforcements in radial tires.
Afin d’obtenir les fils à torsade simple à module élevé, les fils de nylon 6.6 ordinaires existants ayant un module ordinaire (niveau de contrainte de traction inférieur à 1,25 cN/dtex à un allongement de 4%, ou un niveau de module de traction à un allongement de 4% inférieur à 31,25 cN/dtex ou 35,4 g/d) ont été utilisés. Ces fils à torsade simple préparés à partir des fils à module ordinaire avaient une rigidité très élevée et une résistance à la fatigue de flexion inférieure du fait d’un étirement excessif à températures élevées.In order to obtain high modulus single twist wires, existing ordinary nylon 6.6 wires having an ordinary modulus (tensile stress level less than 1.25 cN / dtex at 4% elongation, or a module level 4% elongation less than 31.25 cN / dtex or 35.4 g / d) were used. These twisted yarns prepared from the ordinary modulus yarns had a very high rigidity and lower flex fatigue strength due to excessive stretching at elevated temperatures.
RESUME DE L’INVENTIONSUMMARY OF THE INVENTION
Le but de la présente invention est de produire des brins à torsade simple ayant un module élevé comme renfort dans des pneumatiques et des caoutchoucs industriels.The object of the present invention is to produce single twisted strands having a high modulus as reinforcement in tires and industrial rubbers.
Comme il est visible dans la littérature de brevet, les valeurs de module initial ou LASE (Load At Specified Elongation ; charge à allongement spécifié) de fils et de câblés de nylon peuvent être augmentées en appliquant des étirements élevés à températures élevées. Afin d’obtenir des propriétés stables (non réversibles), qui sont maintenues dans une large mesure même après être passés à l’état de repos (conditionnés avec des extrémités coupées libres sous conditions de laboratoire), il a été nécessaire d’exposer les fils ou câblés de nylon 6.6 à une température supérieure à 250°C. Sous ces conditions (étirement élevé sous haute température), les fils et câblés deviennent plus rigides et ils perdent partiellement leur résistance à la fatigue en flexion et compression.As is apparent in the patent literature, the initial modulus or LASE (Load At Specified Elongation) values of nylon yarns and cords can be increased by applying high stretching at elevated temperatures. In order to obtain stable (non-reversible) properties, which are maintained to a large extent even after going to rest (packaged with free-cutting ends under laboratory conditions), it was necessary to expose the wire or cords of nylon 6.6 at a temperature above 250 ° C. Under these conditions (high stretch under high temperature), the wires and cords become stiffer and they partially lose their resistance to flexural and compressive fatigue.
Selon l’invention, des fils de nylon 6.6 sont étirés à plus de 5% et moins de 12% dans une plage de température de 230-250°C et enroulés sur des bobines ou des tambours avec une tension d’enroulement entre 150 g et 500 g par fil (brin). Les mêmes conditions sont également valides pour des étoffes de fils à torsade unique comme un rouleau.According to the invention, nylon threads 6.6 are stretched to more than 5% and less than 12% in a temperature range of 230-250 ° C and wound on reels or drums with a winding tension between 150 g and 500 g per wire (strand). The same conditions are also valid for single-twist yarn fabrics such as a roll.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTIONDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Selon l’invention, afin de produire les fils à torsade simple à module élevé, les fils de nylon 6.6 bruts à module élevé sont utilisés au lieu de fils de nylon 6.6 bruts à module ordinaire qui résultaient en une résistance à la fatigue améliorée.According to the invention, in order to produce the high modulus single twist yarns, the high modulus raw nylon 6.6 yarns are used instead of ordinary modulus raw nylon 6.6 yarns that result in improved fatigue strength.
La valeur de contrainte de traction à 4% desdits fils de nylon 6.6 bruts est supérieure à 1,30 cN/dtex, préférablement entre 1,35 et 1,60 cN/dtex (déterminée avec un dynamomètre conformément à ASTM D885-16).The tensile stress value at 4% of said raw nylon 6.6 yarns is greater than 1.30 cN / dtex, preferably between 1.35 and 1.60 cN / dtex (determined with a dynamometer in accordance with ASTM D885-16).
Les fils à grand étirement ayant un module élevé conservent leurs propriétés en bobines, parce qu’ils ne sont pas laissés se relaxer, et ils sont utilisés dans un pneumatique sans rencontrer de relaxation significative (chute de module).High-modulus high-modulus yarns retain their roll properties because they are not allowed to relax, and they are used in a tire without experiencing significant relaxation (modulus drop).
Les fils (brins) à module élevé dans des étoffes à grand étirement conservent également leurs propriétés en tambour, parce qu’ils ne sont pas laissés se relaxer, et ils sont utilisés dans un pneumatique sans rencontrer de relaxation significative (chute de module).High modulus yarns (strands) in high stretch fabrics also retain their drum properties because they are not allowed to relax, and they are used in a tire without experiencing significant relaxation (modulus drop).
Les propriétés en traction des fils torsadés en nylon 6.6 à module élevé sont déterminées après un conditionnement de 24 heures sur bobine (sans déroulement) sous une tension d’enroulement à 24°C et avec une humidité relative de 55% (ASTM D885-16). Après conditionnement, les fils torsadés sont testés dans un délai d’une minute après déroulement de la bobine.The tensile properties of the high modulus nylon 6.6 twisted yarns are determined after a 24 hour reel (non unwind) package under winding tension at 24 ° C and 55% relative humidity (ASTM D885-16 ). After conditioning, the twisted wires are tested within one minute after unwinding the coil.
Dans le cas des étoffes, les armures toile de test sont conditionnées comme armure toile (sans séparation ni coupe des fils de l’armure toile comme étoffe) sous les mêmes conditions que mentionnées ci-dessus. Après conditionnement, les fils coupés dans les armures toile sont testés dans un délai d’une minute.In the case of fabrics, the test cloth armor is packaged as plain weave (without separation or cutting of the threads of the plain weave as a fabric) under the same conditions as mentioned above. After conditioning, the threads cut in the plain weave are tested within one minute.
De tels fils à torsade simple ont une contrainte à un allongement de 4% de 2,0 cN/dtex (module de 51 g/dtex et 56,7 g/d) à 2,8 cN/dtex (module de 71,4 g/dtex et 79,3 g/d) et un retrait à la chaleur à 177°C de 4,0% à 7,0%.Such single twisted yarns have a stress at a 4% elongation of 2.0 cN / dtex (modulus of 51 g / dtex and 56.7 g / d) at 2.8 cN / dtex (71.4 modulus). g / dtex and 79.3 g / d) and a heat shrinkage at 177 ° C of 4.0% to 7.0%.
La contrainte à un allongement de 4% est déterminée conformément à la formule suivante : Contrainte à un allongement de 4% (cN/dtex) = Tension à un allongement de 4% (cN) / densité linéaire (dtex).The stress at an elongation of 4% is determined according to the following formula: 4% elongation stress (cN / dtex) = 4% elongation tension (cN) / linear density (dtex).
La dtex nominale du fil est prise comme la densité linéaire (par exemple 1400 pour une construction de 1400x1).The nominal dtex of the wire is taken as the linear density (for example 1400 for a 1400x1 construction).
Les valeurs de module sont calculées en multipliant les valeurs de contrainte à un allongement de 4% par 25 afin de trouver la valeur de contrainte nécessaire pour un allongement de 100%.The modulus values are calculated by multiplying the stress values at an elongation of 4% by 25 in order to find the stress value needed for an elongation of 100%.
Le retrait à la chaleur des fils et câblés est déterminé avec un testeur de retrait à la chaleur Testrite sous une prétension de 0,045 g/dtex à 177°C avec une durée d’exposition de 2 minutes.Heat shrinkage of the wires and cords was determined with a Testrite heat shrink tester at a pretension of 0.045 g / dtex at 177 ° C with an exposure time of 2 minutes.
Selon l’invention, le retrait à la chaleur des câblés est dans les limites de 4% et 7%, préférablement 5,0% et 6,5%.According to the invention, the heat shrinkage of the cords is within the limits of 4% and 7%, preferably 5.0% and 6.5%.
Selon l’invention, la dtex nominale totale des câblés peut changer entre 300 et 4 000 dtex.According to the invention, the total nominal dtex of the cords can change between 300 and 4000 dtex.
Selon l’invention, afin d’avoir une force de rétention et une résistance à la fatigue en flexion optimum, les facteurs de torsadage des fils sont ajustés entre 30 et 50, préférablement 35 et 45, conformément à la formule suivante :According to the invention, in order to have optimum retention force and flexural fatigue strength, the twisting factors of the yarns are adjusted between 30 and 50, preferably 35 and 45, according to the following formula:
Facteur de torsadage = (t/m x SQRT (tex/1000).Twist factor = (t / m x SQRT (tex / 1000).
Les fils (brins) de nylon 6.6 torsadés à module élevé peuvent être utilisés comme renfort dans des pneumatiques et des caoutchoucs industriels. Définitions :High modulus twisted nylon 6.6 strands can be used as reinforcement in tires and industrial rubbers. Definitions:
Dtex : le poids en grammes de fil ayant une longueur de 10 000 mètres.Dtex: the weight in grams of thread having a length of 10,000 meters.
Denier : le poids en grammes de fil ayant une longueur de 9 000 mètres. g/d : gramme/denier g/dtex : gramme/dtexDenier: the weight in grams of thread having a length of 9,000 meters. g / d: gram / denier g / dtex: gram / dtex
Densité linéaire : poids par unité de longueur en g/dtex ou g/d (denier)Linear density: weight per unit length in g / dtex or g / d (denier)
Module à un allongement de 4% : (contrainte à un allongement de 4%)x25 en g/d ou g/dtexModule at 4% elongation: (stress at 4% elongation) x25 in g / d or g / dtex
Module L5 : module à un allongement de 5% (contrainte à un allongement de 5%)x20 en g/d ou g/dtex Ténacité : force de rupture/densité linéaire totale (g/dtex)L5 module: modulus at 5% elongation (stress at 5% elongation) x20 in g / d or g / dtex Toughness: breaking force / total linear density (g / dtex)
Torsadage : torsade par mètre (t/m ou tpm)Twisting: twist per meter (t / m or rpm)
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