TW201022057A - Non-load bearing cut resistant tire side-wall component comprising knitted textile fabric, tire containing said component, and processes for making same - Google Patents

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201022057 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關-個非承重耐㈣組件，触件用於一口 輪胎的側壁和其他包含相同組件的輪胎側壁。該組件是由 至少-種具有财切割聚合物纖維的紗和至少第二種具有益 機維的紗；該編織品進-步含有能為織品與橡膠之間提供 良好黏著力的塗層，使得耐切割輪胎側壁組件具有以至 65%的自由面積。

【先前技術】 輪胎耐切割性是一種重要的特性，尤其是當輪胎專為越 野用途所設計時，例如輕型卡車子午線輪胎以及運動型休 旅車的輪胎（稱為RLT輪胎卜特別是輪胎侧壁可能遭各種 外在威脅所劃破或割傷。 以簾布為型#的高強力全芳香族聚酿胺細絲已經納入輪 胎側壁的組成成份以利機械強化功能，其作用為藉由附著 於輪胎胎圈而作為輪胎側壁内的承載結構。一般而言這 些全芳香族聚醯胺細絲是以連續纖維的型式存在，以便提 供強而有力的機械屬。有許多文獻披露不同連續纖維組 合的用it ’包括具有金屬、線或其他無機連續纖維而應用於 輪胎承重的全芳香族聚酿胺連續纖維。 美國專利第6,691，757號披露一個具有兩個胎侧防切割護 盾的子午線輪胎，於輪胎兩個侧壁各置一個，防切割護盾 至少由兩層平行長纖陣列所組成，每個平行陣列各置於與 陣列相鄰的角《。細絲陣列中的細絲可以為有機或無機材 143751.doc 201022057 料，例如鋼、聚醯胺、芳香族聚醯胺或嫘縈。由於單層簾 布層的材料無法提供多轴向的切割防護，因此這種類型的 強化作用在輪胎側壁需要運用大量的材料。 《國際專利應用著作》（lntemati〇nal Patent Applicati〇n

Publication)第w〇 2〇〇7/〇48683號披露可能為編織品的輪 月曰台雙重延展性強化構件。織品可由合成纖維、天然纖維或 是這些纖維的混合物構成。有彈性的織布具有至少4〇%的 空隙率，以便使編織品可以充分壓縮。該空隙率的計算方 法是將編織品的體積質量與由任何經典方法所測量出的緊 密物質體積質量進行比較而計算得出。利用雙重延展性的 強化功能加強防禦裂紋的擴大。 故些參考文獻沒有—篇討論含有耐切割高分子纖維愈無 組合織品的輪胎侧壁的用途，纟中改良的輪胎耐切 ° 疋主要屬性而承重並非主要的考量。 般而a，用於輪胎的織品一直以來都是 所製成；確實拮霞的合虹用重的簾布 的某此層Pί 織品置於輪胎胎面 〜層就疋利用非常「緊密」的織品或是那些 蓋因素可提供抗穿刺性的織品。 舉例而言’美國專利第4 649 979號至κ 有骨架布層和位於胎面下層中間的斷層等多元=路具 車輪胎。斷層可以甴各種不同高強度的材料==的腳踏 改善輪胎的防切創a种所製成，並能 割性和刺穿性。斷層通常是由材 :聚酿胺、—、聚"尼龍、螺香 或金屬材料(例如絲網或大量鋼絲)的織品所製成或破璃纖維 14375l.doc 201022057 《研究披露》（Research Discl〇sure)第 42159 號（1999年5 月）披露利用防刺穿紡織材料（特別是緊密、纺織的半延伸芳 香族聚醯胺織品）作為輪胎套筒以降低或是消除刺穿的機 率。 美國專利第6,534’175號至Zhu與Prickett和第6,952,915號 至Prickett披露將用於保護性衣物舒適的耐切割織品。這 些織品的設計旨在對人類皮膚提供實質性的保護，它們至 φ 夕由種耐切割紗所製成，該種紗内含耐切割短纖維外鞘 以及與-種包含耐切割纖維但不含金屬纖維的紗種合股的 金屬纖維内芯。然而，由於短纖的纖弱本質，它們一直以 來都未被認為可作為輪胎組成成份。當連續纖維紗由短纖 纺紗取代時，紗的強度將會減低，所以在典型的應用中， 由此種短纖紗線所製成的任何織品之短紗質量和基本重量 必須增加到-個程度，導致這種大型紗、簾布或織品的應 用變得不切實際。此外，尚不清楚這種設計來保護人類皮 ® 冑的織°°在輪胎製造期間是否有充足的開放面積可供橡膠 混合物充份渗透。 因此，所需要的是對輪胎（特別是側壁區域）提供切割保 護的方法，並在側壁内提供多方向切割保護的一層材料， 而非仰賴於作為承重結構的材料。 【發明内容】 本發明係涉及一個耐切割輪胎側壁組件以及一只含有該 組件的輪胎，該側壁組件包括一種紡織品，其中，一層所 述單層織品提供織品平面的多方向耐切割性，該織品至少 143751.doc 201022057 ㈣她種八有耐切割聚合物纖維的紗以及至少-種具有無 =纖維㈣’該織品進—步具有加強織品對橡膠黏著力的 、層使付耐切割輪胎側壁組件具有18至65%的自由面 積0 本^明亦涉及製造耐切割輪胎側壁組件的程序，包括 amu有耐㈣聚合物纖維的第一種紗以及以無機纖 維組成的第二種紗； b)將第《和第二種紗編織入具有1 8至65〇/〇自由面積的 織品；以及 麵 將塗料塗佈在織品上以加強織品對橡膠的黏著力，同 時保持輪胎側壁組件的自由面積於i 8至“％的範圍内。 【實施方式】 輪路側壁组件 本發月涉及-個以一種紡織織品所組成的耐切割輪胎侧 壁’該紡織織品具有至少含切割聚合物纖維的紗以及一種 含無機纖維的紗。「輪胎側壁組件」指的是可以用於輪胎 _ 側壁的材料；輪胎侧壁也就是輪胎胎圈與胎面之間的區 域。一般而言，這是一條浸潰過橡膠材料的紡織織品，它 - 嵌入輪胎侧壁中，但並沒有與胎圈附著在一起；或是浸潰 過橡夥的紡織織品的保護外層，該外層位於輪胎胎冠一側 的胎圏至輪胎另一側的胎圈之間，但沒有貼附在任一個胎 圈上。「胎圏」指的是輪胎的一部份，包括一個由簾布層 簾布所包裹的環形拉伸構件，並且由或無需由其他加強元 件所塑形（例如：外包布、強化片、三角膠條、彈性伸縮 143751.doc -6 - 201022057 材料和胎圈耐磨布）以適合鋼圈設計。「胎面」是指輪胎在 正常充氣以及承受正常載重的情況下與路面接觸的部份。 「胎冠」是指在輪胎胎面寬度限制内的輪胎部份。「骨架 布層」是指除了束帶結構、胎面、底胎面以及側壁和簾布 層上面的側壁橡膠（但不包括胎圈）以外的輪胎結構。 如圖1所不，輪胎1通常有兩個胎圈2、兩個侧壁3、一個 胎冠區4以及一個形成胎冠區外侧表面的織線區5。耐切割

輪胎側壁組件6的一個具體實施例顯示其緊鄰胎圈但是並 叹有包覆住胎圈2。圖2顯示具有耐切割輪胎側壁組件（涵 蓋從輪胎一侧的胎圈到通常為另一側胎冠邊緣的整個輪胎 侧壁）7的輪胎的另一個具體實施例。圖3顯示的則是多重 耐切割輪胎側壁組件的另一個具體實施例8 ;這些組件被 繪圖成互相重疊’但是它們在側壁内可能顯示的是互相毗 鄰。圖4顯示的是耐切割輪胎侧壁組件的另外—個具體實 施例，這些組件是以保護外層9的形式從輪胎—侧：胎圈 I伸至（但，又有包裹住）輪胎另一側的胎圈，橫跨整個輪胎 胎冠區域。這些圖中所顯示的輪胎骨架布層、胎面、胎圈 的特定形狀僅為圖解說明之用’無限制之意；例如，輪胎 可能有較高或是較低的側剖面。 本發明亦涉及非承重的耐切割輪胎側壁組件。經充氣的 輪胎骨架布層必須支推汽車在道路表面的重量。承重組件 有效率地以機财切輪㈣圈上承載重量轉移至胎圈， 同時保留充氣輪胎的側向承重。藉由將所述承重組件貼附 於輪胎胎圈而提供有效率的機械轉移承載，·亦即，藉由在 143751.doc 201022057 輪胎製造時將承重組件包裹住並且固定於胎圈上。舉例而 言’在圖4中，承重骨架簾布層12的每個末端包裹住輪胎 兩側側壁内的個別輪胎胎圈2以形成承重結構。「無承重。 意指輪胎側壁組件沒有貼附於胎圈上；亦即，它沒有在製 造過程中像傳統的子午線簾布層或其他骨架組件一樣包裹 住胎圈’因此’耐切割輪胎側壁組件並無法有效率地將胎 圈上的承重轉移至胎面或是保留已充氣輪胎的侧向承重。 由於此耐切割輪胎組件不具承載力，它可以設計成利用單 層織層或簾布層有效地提供高級的切割保護。 由耐切割側壁組件覆蓋的輪胎侧壁面積可根據需要而有 所不同；組件可以覆蓋側壁的完整面積或是一部份的面 積。雖然侧壁多重組件可以運用於輪胎側壁，並且可根據 需要決定是否重疊，但在較佳的具體實施例中，耐切割輪 胎側壁組件僅使用單層或單一簾布層織品。事實上，輪胎 側壁組件利用單層或單一簾布層織品在織品平面或是輪胎 側壁提供多方向耐切割性，因此減少輪胎所需的耐切割側 壁組件數量。 側壁組件置入輪胎側壁並且在輪胎製造期間以輪胎橡膠 π潰。一般而言’輪胎的兩側侧壁皆包含财切割側壁組 件。如果需要的話’ 一個側壁組件可以用於涵蓋兩側側 壁。舉例而言’ 一個側壁組件可以併入第一個侧壁區域， 從第一個胎圈區域延伸至胎面區域的第一個邊緣，該組成 件被定形為可以横越胎面區域延伸至胎面區域的第二個邊 緣’進一步橫越第二個對側側壁區域至第二個胎圈區域。 143751.doc 201022057 以這種方式，該侧壁組件有點像從輪胎的一個胎圈併入另 一側胎圈的骨架簾布層；然而，側壁組件並沒有包裹住胎 圈並與其固定在一起，因此這一類型的簾布層並無法實現 有效的承重功能。 耐切割織品 使用於輪胎侧壁組件的紡織織品為編織品β Γ編織」指 ' 的是包括可藉由連結一股或多股紗的一系列紗圈以針或是 Φ 金屬絲進行生產的構造，例如經編織造（如：特利可得編 織物（tricot)、米蘭尼斯經編織物（miianese)或拉斜爾經編 織物（raschel))以及緯編織造（如：圓形或是平坦形）。據認 為，編織結構在輪胎製造過程中為織品中的紗提供增加的 流動性，進而提高了織品的彈性與延展性。耐切割性與彈 性受=織物的緊實度所影響，因此可以將該緊實度予以調 正以符口任何具體的需求。舉例而言，对切割性與彈性的 -個非常有效的組合可從單—的平紋編織物看出，但是也 ❿可以利用其他編織物，包括毛圈織、羅紋織或其他編織 耐切割織品可以由一股或多股單紗、一股 ㈣/或兩者之組合製成。單紗是降低製造成本^， 但Ά疋其特有的撼度活躍性不會使編織品造成織品變 == 紗經過撫度平衡以消除紗的活躍性，並用來應 用於早》、無法3及發揮作用之處。 ^個具體實施例中，紡織品與側壁組件有18至65%的 面積。自由面積」是織品開放區域的測量值，其值 143751.doc 201022057 為未被々所被覆蓋的織品平面的面績總和。這是一種織品 緊實度的視覺測量，對由_個光桌所投射穿透一片六英叶 乘六英吋織品樣品的光進行拍攝成為電子影像，再將測量 光的強度與白色晝素的強度進行比較而決定。一些較佳的 具體實施例中，織品與側壁組件的自由面積為25至65%， -些具體實施例為3〇至65%，而―些較佳的具體實施例 中，織品與輪胎側壁組件的自由面積為㈣㈣。織品的 開放性為輪胎橡膠提供完全浸潰侧壁組件的充足空間。圖 5為一種具有55%自由面積的有用織品10的-個數位影 像。 在一些較佳的具體實施例中，編織品的經行數與緯列數 並不相冑纟些特別較佳的具體實施例中，經行數小於 緯列數，形成-個開放的編織結構 一 施例中，編㈣州4靖_(16訊=數= 寸）與每英料7至17條緯列數（28至67緯列數/公寸卜在其 他具體實施例中，編織品每英时有4至12條經行數（Μ· 絰灯數/公寸）與每英吋7至17條緯列數（28至67緯列/公寸）。 圖6說明一些具體實施例中耐切割輪胎側壁組件的屬 性。三角圖的第-絲為每平方碼盘斯（每平方公尺 61〇克）的紡織品基本重量，第二條軸為〇至5〇〇〇丹尼⑺至 5600分特）的紗線型密度，第三條軸則為。至歸。的自由面 積。在-些具體實施例中，纺織品的基本重量為19至14 盎2斯/碼2(64至475公克/公尺2)，較佳的重量是i 9迎盘斯/ 碼（64至373公克/公尺2)，與最佳重量為3.5至U盎斯/碼2 143751.doc 201022057 (119至373公克/公尺2)，位於基本重量範圍高端的織品提 供較多的切割保護。在一些具體實施例中，織品中的紗具 有的線性密度為400至4000丹尼（440至4400分特），較佳的 密度為1200至3400丹尼（1300至3800分特），最好的密度則 為1200至3000丹尼（1300至3300分特）。如本文中所使用， ' 這些紗線性密度的範圍指的是作為織品單位的一股或一條 ' 織線的總線性密度，該股或是該織線可以是一條或多條單 # 股紗、同時放入紡織機的一條或多條單股紗或是複合紗、 一條或多條複合紗與或這些紗的組合。 顯示6—些具有A-D-G-E面積的較佳織品結構，這是較 佳織品屬性的具體實施例。說明較佳自由面積操作範圍的 替代實施例由線條A-D代表25%的自由面積，a，_d，代表 30%的自由面積，A，，-D，，代表40〇/〇自由面積。一個較佳的 屬性組合是由字母B-F-G-D所指明的面積，該些字母說明 25至65%的自由面積由12〇〇至34〇〇丹尼（13〇〇至38〇〇分特） φ 的紗所製成的紡織品，其基本重量為每平方碼1.9至丨j盘 斯（64至373公克/公尺2)。另一種較佳的屬性組合是由字母 B-C-H所指明的面積，代表12〇〇至3〇〇〇丹尼（^⑼至”⑹分 - 特）的紗，25至60〇/❶的自由空間，與每平方碼3,5至11盘斯 (119至373公克/公尺2)的基本重量。其他較佳的組合可以 藉由代表不同自由面積邊界的適當A，_D，或A，，_D，，線條（或 同樣地B，-D，，或 B，，_D，，或 B，_c，或 B，，_c，，取代A D b 4或1 C)的邊界而產生。 如果紡織品存在的自由面積高於5%，則該材料的耐切 143751.doc 201022057 割性據相信將會減低，原因只在於沒有足夠的織布可以阻 擋切割。如果自由面積低於丨8%，據相信將無法獲得足以 穿過纖品的橡膠穿透力，而造成輪胎製造與操作上的問 題。如果使用線性密度超過3400丹尼（3800分特）或基本重 量超過每平方碼14盎斯（475公克/公尺2的紗，織品會因為 笨重而變得無實際的用處，無法作為輪胎側壁組件；但是 - 如果使用線性密度低於400丹尼（44〇分特）或基本重量低於 每平方碼1.9盘斯（64公克/公尺2的織品，耐切割性據相信 會大幅減低。 糝 塗層 具有18至65%自由面積的紡織品進一步含有能為織品與 橡膠之間提供良好黏著力的塗層。將塗料塗佈於纺織品之 後，形成的塗佈織品可保持18至65%的自由面積並形成耐 切割側壁組件。有些不含塗層的織品的較佳具體實施例 中，織品在塗佈之後具有25至65%的自由面積有一些具 體實施例為3〇至㈣，然而一些較佳的具體實施例中y塗 =後的自由面積為40至65%。在—個較佳的具體實施例 中：:玄塗層包括環氧樹脂底層與間苯二酚甲醛外塗層。 β亥塗層為聚合物材料，盆設外县泛7以 折 八汁疋為了增加織品對橡膠基 般而言該塗層是與可用於沾浸輪胎簾布的 該塗層可以選擇自環氧樹腊、異氰酸醋與各種 不同的間苯二酚甲醛乳膠混合物。 耐切割聚合物纖維炒 編織纺織品包括至少一種1古 八有有機耐切割纖維的單股 143751.doc -12· 201022057 紗。「紗」才旨的是一起紡織或是#樵而形成連續纖維紗股 雜纖維的-種集合體、形成一種連續紗股的—種或多種 連續細絲的一《集合體或是短、纖維以&一種或多種連續纖 維的一些混合體。由大量的連續細絲所製成的紗被稱為連 、續複絲紗。在很多具體實施例中’「紗」指的是習知技術 巾所稱的單紗’它是適於梭織與編織等作業的纺織材料中 - 帛簡單的紗股。短纖紗可以利用或多或少的加_短纖中 籲 形成；連續複絲紗可以經過或不經過加撚而形成。當撚線 存在於單紗時，皆為同-方向。如果需要的話，單紗可以 僅具㈣纖維或僅具有$續細絲，或僅具有短纖維和連續 細絲的混合體 舉例而S，連續細絲和短纖維可以以鞘/芯紗的形式存 在於紗中，如圖7所顯示的紗20。有機耐切割短纖維外鞘 21可以包覆、紡織或束缚於連續細絲芯22的周圍。.這些可 以藉由包芯紡紗等製法而達成，例如DREF紡紗或利用環 • 錠式紡紗將無機材料嵌入内芯的任何方法；利用標準型 Murata或Murata Vortex喷射型紡紗的噴氣紡紗；自由端紡 紗等等。如果需要的話，可將.短纖維以足夠覆蓋内芯的密 - 度加固於無機細絲芯周圍。覆蓋的程度端賴用來紡紗的製 程而定；舉例而言，DREF紡紗（例如披露於美國專利第 4，1〇7,909號；第4,249,368號與第4,327,545號)的包芯紡紗 比其他紡紗法提供更佳的覆蓋。其他紡絲製法一般而言僅 可提供對内芯的部份覆蓋，但是為了本發明之目的’ ^使 疋部伤覆蓋也假設為鞘/芯型結構。外鞘亦可包括其他材 143751.doc -13- 201022057 料的纖維’其程度可至容許由於其他材料而導致降低的耐 切割性。 或者，連續細絲短纖維亦可利用環錠式紡紗法合併於紗 中，形成如圖9所示的紗。環錠式單股紗26顯示具有至少 一種連續細絲2 7以及一種部份覆蓋的短纖維環錠式紡紗外 鞘28。環錠式紡紗僅提供對中心内芯的覆蓋，但是為了本 發明之目的，即使是部份覆蓋也假設為鞘/芯型結構。紗 亦可包括一些其他材料的纖維，其程度可至容許由於其他 材料而導致降低的耐切割性。 或者，單股紗也可以是一種包芯紗，具有一種或多種芯 紗並且至少由一種其他的紗以螺旋狀包覆。這些紗可以用 來利用另一種紗完全或部份包覆該芯紗。密集的螺旋式包 覆或多層包覆幾乎可以覆蓋整個芯紗。 如果有機耐切割纖維的紗為鞘/芯型纖維，該外稍或是 内芯或兩者皆可能含有耐切割纖維。一般而言，具有—個 無機細絲芯與一個有機耐切割短纖維外鞘的單股紗中， 至70的重|百分比為無機，並且具有4〇〇至28〇〇分特的線 性密度。在一些具體實施例中，外鞘與芯之間以重量為基 礎的材料比例’基本上最好介於75/25至40/60。 在一些具體實施例中，作為本發明首選的有機耐切割短 纖具有理想的2至20公分長度，最好的長度則是3 5至'36 = 分。在一些較佳的具體實施例中，其直徑為⑺至％微米 線性密度為0.5至7分特。 ’ 在-些較佳的具體實施例中’有機耐切割短纖的切割指 14375I.doc -14- 201022057 數至少為0.8，較理想的切割指數為i2或更大。最理想的 短纖具有或更大的切割指數。丨5切割指數是丨q州從即將 接又測忒的纖維梭織或編織而成的475克平方公尺（丨4盎斯 平方碼）織品的切割效能，其值係根據美國材料與試驗協 會（AmeriCan S〇ciety 如 Testing anci Mat_ls’ ASTM) ^790-97規範的數值(以克為測量單位，亦稱為切割保護 效月 t· (Cut Pr〇tecti〇n Perf〇rmance，cpp))除以被切割織品的 φ 面積密度（以克平方公尺為單位）而測量得出。舉例而言， 聚（對苯二甲醯對苯二胺）纖維可以具有1〇5〇公克的cpp與 2.2公克公克公尺2的切割指數；超高分子重量聚乙烯的纖 維可以具有900公克的CPP與1.9公克公克公尺2的切割指 數；以及尼龍與聚酯纖維可以有65〇公克的cpp與14公克 公克公尺2的切割指數。 無機纖維炒 所述編織紡織品至少包括一種含無機纖維的紗。該無機 • 纖維可以為單股連續細絲，在某些具體實施例中，該無機 細絲也可以為複絲。在一些較佳的具體實施例令，較理想 . 的是單股金屬細絲或多股金屬或玻璃纖維，依據需要或預 - 期的具體情況而定。 「金屬細絲」所指為不銹鋼、銅、鋁、青銅等具延展性 的金屬所製成的細絲或鋼絲。如果需要的話，這些金屬細 絲可以外裹塗層以增加對橡膠的黏著力。其中一個範例為 塗有黃銅的鋼纖維。金屬細絲一般而言為連續鋼絲。在一 些具體實施例中，直徑50至200微米的金屬細絲即屬有 143751.doc -15- 201022057 用’較佳的直徑為75至150微米。為了方便起見’芯大小 換算表（Core Size Conversion)列出鋼直徑與等值線性密度 之間的關係。 鋼芯大小換算表（Core Size Conversion) 分特 德士制(Tex) 144 14 325 33 578 58 731 73 903 90 1092 109 1300 130 1769 177 2304 230

千分之一英吋 微米 丹尼 2 50 130 3 75 293 4 1〇〇 520 45 H3 658 5 !25 813 5.5 138 983 6 150 1170 7 175 1593 8 200 2080 玻璃纖維j係指由矽基配方所製成連續複絲紗。這些 配方包括電子級玻璃（E_Glass)、高強度玻璃（S_glass)、耐 酸性玻璃（C-glass) '低誘電率玻璃（D_glass)、鹼性玻璃（a_ glass)等等。在一些具體實施例中，直徑1至25微米的玻璃 纖維即屬有用，較佳的直徑為3至15微米。在一些具體實 施例中，有用的複絲紗具有11〇至28〇〇分特的線性密度。 在某些具體實施例中，無機纖維可以併入同時具有連續 絲和短纖維的紗，例如以之前的圖7和圖9所述與所示的 勒/芯紗形式併人。在某些其他具體實施射，該無機纖 維可併入外勒中。 合股撚紗 如果需要的話’在編織紡織品中，含有耐切割聚合物 維的紗和含有無機纖維的紗可以以合股撚 正如…所使用，「合股撫紗」與「複合紗=: 使用’並且指的是兩種或多種紗’亦即—起加撚或是複 143751.doc -16- 201022057 參 的單紗。在習知技術中為人所熟知的是將單股紗（當與短 纖紗線-起使用時亦稱為「單股」紗卜起加槪而=人 股擒紗。「將至少兩種個別的單股紗一起加撼」這句話指 的是將兩種單股紗一起加撼，但不會使—種紗完全覆蓋: 另一種紗。這區別出合股撚紗與包覆紗或是包芯紗之不 同’所述包覆紗或是包芯紗中，第一種單股紗完全包裹住 第二種單股紗而使形成的紗的表面僅露出第—種單股紗。 圖8說明由含有耐切割有機聚合物纖維的單紗30和含有無 機纖維的單紗33所製成的合股撚紗24。這並不意謂該圖對 於細絲（尤其是無機纖維紗）的大小有所限制，在很多情況 :’該種紗都比整體的單股紗顯著小得多。這些單股紗可 能有額外的加撚’該加撚並未顯示於以清楚說明為目的的 圖解令。在一些具體實施例中’所述合股擦紗包括至少兩 單股紗。合股撫紗可以包括其他材料，只要從該 ^ 功能或效能不會影響到預期的使 用0 合股撚紗可以利用兩步驟或是合併的製程由單股紗製 、兩步驟製程的第一步驟中，將^^^^^^^^^^^^^ 捲。接=起，而沒有合股加撚或是繞成-個紗 併在一起的單股紗以環錠方式互相（或是-起）環 、〇撚，形成合股撚紗。合股撚炒通常$「 則诵I兔「〇 艰吊為Ζ」撚'(單股紗 〇 、常為S」撚）。或者，可以採用合併的製 紗，將兩個操作步驟合而為 ’、早 143751.doc -17- 201022057 藉由將單股&加#成具有德士制（Μ syMem)撚係數i4 * 至33.6而最好是19.2至31 2(相當於棉紗支數樵係數以至 3.5，較佳的樵係數為2·〇至3 25)的合股撫紗而完成加撫。 撼係數在習知技術t已為人所熟知，係每英^寸撚數與紗支 數平方根的比值。合股撚紗接著可以與其他相同或是不同 的合股撚紗或其他細絲或紗合併在一起形成一條簾布或一 :紗束而最後形成織品’或者可以依照所需要的織品規 疋，利用個別的合股撚紗形成織品。 在-些具體實施例中，將一股或多股合股撚紗合併成可 供編織❸刀割織品的紗束。織品屬性可以藉由將不含益機 細絲的短纖所製成的其他單股紗加人合賴紗或紗束中而 改變。這些單股紗最好含有有機耐切割纖維。這些單股紗 一般而言具有400至28〇〇分特的線性密度。 在-個較佳的具體實施例中，將兩個完全相同的短纖維 外鞘/無機芯單股紗一起合股加撚而形成合股撚紗。取決 於應用方式與單股㈣大小而定，合股撚料㈣現狀使 用’或是與其他合股撚、紗合併在—起。舉例而言，一種利 用兩個千刀之六寸的鋼端作為單紗内芯的單股、厚合股撼 =以無需與其他紗合併即可使用。或者，也可以將兩種 較輕的合股撚紗合併在-起形成-個紗束（總共具有 四種早股紗）放入纺織機中，要不要進一步將合股撫紗一 起加撚皆可。爯去，& β 也可以藉將由兩個短纖維外鞘/1機 :芯單紗所製成的合股槪紗與由兩個纖維單股紗製成：合 版撚紗合併在_起形成紗束纖維單紗最好是不含任何無 143751.doc -18- 201022057 機細絲的耐切割短纖維。這些替代方法的目的並非為了有 所限制，並且在紗束中可以使用兩種以上的合股樵紗。許 多組合都是可能的，完全取決於紗束中預期的合股樵紗數 以及預期的切割保護量。 這些單股紗不管是否包括無機細絲都具有一些撚度。這 些合股撚紗也可能具有一些撚度，而合股撚紗中的撚度— . 般而言與單股紗中的撚度截然不同。在任何單股紗中，撫 • 纟-般而言介於19.m8.2德士制(Tex system)撚係數(2: 4棉紗支數撚係數）。編織品可以由一種或多種單股紗或是 合股撚紗的供料而製成，而送入機器的紗束無需含撚紗， 雖然如果需要的話，還是可以將撚紗放入紗束中。 在許多具體實施例中，較佳的含鋼耐切割單紗據相信是 具有千分之三至千分六英吋（0.076至〇 152公厘）鋼芯且其 鞘/芯重量比約為50/50的單紗。舉例而言，丹尼數大約85〇 (935分特）與重量比例為50/5〇的千分之五英吋（〇 125公厘） φ 的鋼可能意謂著最後的單紗大約為1700丹尼（1900分特）。 將此例中的兩支單紗一起合股，最後即形成棉花支數約 3.1/2s(3800分特）的合股撚紗。 • 在許多具體實施例中，較佳的含玻璃纖維的耐切割單紗 據相信是具有400至800丹尼（44〇至890分特）玻璃纖維内芯 且勒/芯重量比例為50/50的單紗。舉例而言，比例為5〇/5〇 的600丹尼（680分特）玻璃纖維可能意著最終的單紗為12〇〇 丹尼（1300分特）。將此例中兩支單紗加以合股，最後即形 成棉花支數約4.3/2s(2700分特）的合股撚紗。 143751.doc •19· 201022057 抗切割纖维 較佳的耐切割短纖為對位全芳香族㈣胺纖維。對位全 芳香族聚酿胺纖維意為由對位全芳香族聚酿胺聚合物所製 成的纖維；聚（對苯二甲酿掛笼_尬 令m ( Μ對本—胺）(隐τ)是較佳的對位 族聚醯胺聚合物。PPD-T意為以摩耳濃度為單位， 由對笨二胺和對苯二甲醜氣的聚合作用所形成的均 2以及=量的其他二胺和對苯二胺和少量的其他二酸氯;; 和對：一甲酰氣融合在一起所形成的共聚合物。以二般 、“。其他一胺與其他二酸氣化物可以用於高達約百 分之十摩耳（或者也許稱微高一點的量）的對笨二胺或對苯 二甲醜氣，唯-的條件是其他二胺與二酸氣化物不含干擾 聚合反應的反應基。PPD_T亦指由其他芳香二胺與其㈣ 香二Γ:如：2,6-蔡甲醜氯或氣·或二氣對苯二甲酿氣) 後形成的共聚合物；唯一的條件是其他芳香二胺與芳 香一氣酿存在的量不會對對位全芳香族聚醯胺產生不利影 響。 、 、；加劑可以與對位全芳香族聚酿胺—起用於纖維中。據 發現可以將重量高達i G %的其他聚合物材料與全芳香族 酿胺混合在一起，或者也可使用含有高達10%的其他二胺 =取代全芳香族聚酿胺二胺的共聚合物或者用來替代全 芳香族聚醯胺二酸醯氣而重量高達10%的其他二酸醯氣。 對位王方香族聚醢胺纖維一般而言是由對位全芳香族聚 、胺命液透過毛細作用壓入凝浸液所造成的擠壓紡紗而 成針對聚（對笨二甲酿對苯二胺）而言，溶液的溶劑—般 143751.doc -20· 201022057 而言為濃縮琉酸，擠壓一般而言是透過氣隙進入冷的含水 凝浸液。這些製程大致披露於美國專利第3,063,966號；第 3,767,756號；第3,869,429號與第3,869,430號。對位全芳 香族聚醯胺纖維可在市面上購得，包括由E. I. du Pont de Nemours and Company所售的 Kevlar®纖維和 Teijin, Ltd所 售的Twaron®纖維。 本發明中有用的其他較佳耐切割纖維為一般而言依據美 國專利第4,457,985號所討論的方法進行備製的超高分子重 量或延伸的鏈聚乙烯纖維。該纖維以Toyobo公司的 Dyneema®以及Honeywell公司的Spectra®為商品名稱在市 面上發售。其他較佳的耐切割纖維為以共聚物（對苯/3,4·-二苯醚二甲醯對苯二胺）為基礎的全芳香族聚醢胺纖維， 例如以Technora®商名名稱發售的Teijin, Ltd.產品。較不理 想但是重量較重時仍然有用的是由聚苯唑所製成的纖維， 例如Toyobo公司的Zylon® ;非均向溶聚醋，例如Celanese 公司的Vectran® ;聚醯胺；聚酯；以及較佳的耐切割纖維 和較不财切割的纖維的混合物。 其他的耐切割纖維包括脂肪族聚醯胺纖維，例如含有尼 龍聚合物或共聚合物的纖維。尼龍為長鏈合成聚醯胺，具 有以反覆出現的醯胺基團（-NH-CO-)為高分子鏈主要部份 的長鏈合成聚醯胺，並且包括聚六亞甲二胺己二醯二胺的 尼龍66和聚己内醯胺的尼龍6。其他尼龍可以包括由11-烷 基胺基酸製成的尼龍11，以及由六亞甲二胺與癸二酸所製 成的尼龍610。 143751.doc -21- 201022057 其他的耐切割纖維包括聚酯纖維，例如含有至少重量佔 8 5 %的二羥醇與對苯二曱酸的酯類所組成的聚合物或共聚 合物的纖維。聚合物可以由乙二醇與對苯二甲酸或其衍生 物的反應所產生。在一些具體實施例中，較佳的聚酯為聚 對苯二甲酸乙二醇酯（PET)。PET可以涵蓋各種不同的共單 體，包括二甘醇、環己烷二甲醇、聚（乙二醇）、戊二酸、 壬二酸、癸二酸、間苯二甲酸等等。除了這些共單體外， 亦可使用如均笨三甲酸；苯四甲酸、三羥甲基丙烷和三 (經曱）乙烧與與異戊四醇等支化劑。PET可以利用公知的 聚合技術’從對苯二曱酸或其較低的烷基酯（例如對苯二 甲酸二甲醋）與乙二醇或這些物質的融化物或混合物取 得。另一個可能有用的聚酯為聚對萘二曱酸乙酯（pEN)。 PEN可以利用公知的聚合技術’從2,6萘二甲酸與乙二醇取 得。 輪胎 本發明亦涉及一個由一個非承重耐切割輪胎側壁組件組 成的輪胎；具體而言，一個輪胎具有一個胎面區域、從胎 面區域的第一個邊緣延伸至第一個胎圈區域的第一個侧壁 區域以及從胎面區域的第二個邊緣延伸至第二個胎圈區域 的第二個侧壁區域；輪胎包括如本文所述之耐切割輪胎側 壁組件’以單層紡織品形式，在位於第一個侧壁内的織品 平面提供多方向耐切割性，織品並沒有包裹住任一個胎 圈。在一些具體實施例中，織品形成輪胎的保護套，位於 第一個側壁區域的織品從第一個胎圈區域延伸至胎面區域 143751.doc 201022057 的第一個邊緣，跨過胎面區域，至胎面區域的第二個邊 綠，再跨過第二個側壁區域至第二個胎圈區域，但是並沒 有包裹住任何一個胎圈。 據瞭解，如果需要的話，在輪胎製造過程中，可利用數 個裝配點將耐切割輪胎側壁組件與輪胎進行結合。舉例而 ' 言，具有耐切割輪胎側壁組件的子午線輪胎可以利用下列 - 方式製成。輪胎裝配至少以兩個階段進行。第一階段的製 &是在—個收合鋼成型鼓上進行。先裝上無内胎内襯，接 著外覆胎體簾布層，並在鼓的邊緣將其向下翻面。裝上鋼 胎圏並將内襯/簾布層往上翻。如果希望以一層未固化 的、覆有塗料的梭織物或編織品組成耐切割輪胎侧壁組 件，則在此時從一個胎圈至另一個胎圈，以基本上連續的 平面形式’將其併入輪胎中，但並沒有包裹住任—個胎 圈。另一方面，如果希望耐切割輪胎側壁組件僅作為嵌入 物加入，僅從胎圈延伸至胎冠，或從胎圈延伸至一部份侧 • 壁’則在此裝配點冑一層纟固化的、覆有塗料的纺織物或 編織品進行切割以符合適當的大小。胎圈耐磨布與側壁在 . ㈣機進行壓合，·將其貼附在-起成為-個裝配件。鼓收 • 合並且輪胎已經就緒，預備進行第二階段。 第二階段製造在安裝於鋼圈上的可充氣胎囊上面完成。 綠色的第一階段胎罩安裝於鋼圈上，胎囊將其撐大，使其 膨脹至鋼帶導引裝配件位置。裝上鋼帶，使其簾布交又 低的角度處。接著塗覆胎面橡膠。將胎面襄配件捲起以強 化其與鋼帶的結合’並從機器上卸下綠色胎罩。如果需要 143751.doc -23- 201022057 的話’可將輪胎製造程序設為自動化，使各個組件沿著一 些裝配點分別進行組裝。 组件製造程序 本發明亦涉及製作耐切割輪胎側壁組件的程序，包括： a) 提供至少一種具有耐切割聚合物纖維的第一種紗以及 至少一種以無機纖維組成的第二種紗； b) 將第一種和第二種紗編織入具有18至65%自由面積的 織品；以及 c)將塗料塗佈在織品上以加強織品對橡膠的黏著力同 時保持輪胎侧壁組件的自由面積於18至65%的範圍内。 編織品可於各種不同的編織機上織造^可以採用種類繁 多的平台式與圓形編織機。舉例而言，Μ—㈣編織 機可以用來織造編織品。如果需要的話，可以對編織機供 給複絲或紗；亦即，可以將，史π 从將4多不同類型的單紗紗束（例 如一種或多種短、連續、共織式β 、夠·或疋包芯的單紗或是任何這 些單紗的混合物）或是複合紗纱由π 士 、 乂办束同時送入紡織機並編織 成織品。在一些具體實施例中， 、 T 比較理想的是藉由將一種 或是多種其他短纖維或連續長絲祕、 頁负絲織維紗以及一種或多種含 密接混*合纖維的短纖紗同時裝 辰入而增加織品的功能性。可 以調整編織物的緊實度以符合任 ^ 〇〇 任何特定需求。舉例而言， 在單面平紋編織、混織、網眼 編織Μ及毛圈編織圖案的織 布上已經發現非常有效的耐切割性。 一般而言，在織布呈現一此瞥 ^ , 一緊端度的情況下，在織品上 塗佈塗料，然後等待乾燥以繼锖 屬項進一步的製程。在許多情 H3751.doc •24- 201022057 況下，需多塗佈一種以上的塗料。利用具有高含量全芳香 族聚醯胺纖維的織布，將塗料塗佈到織品上的較理想製程 是一個兩步驟的塗佈製程。在第一個步驟令，將環氧戋環 氧與封閉型異氰酸酯混合物的底層塗料或基礎塗料塗佈到 織品上，接著使其乾燥；然後再進行第二步驟，將間苯二 • # 甲搭乳膠（res⑽inol-formaJdehyde latex，RFL)塗佈在織 • 品上，再使其進一步乾燥。如果需要的話，RFL塗料亦可 含有碳黑成份。 β 塗料一般而言是利用沾浸方式塗佈至織品上。最好是塗 料大致上或完全塗佈到織品内的紗上而沒有明顯地縮小織 品與紗之間的開放區域。換言之，塗怖到織品上的塗料相 當充裕，足以在織品與輪胎橡膠之間提供充足的黏著力， 卻不致於阻塞住輪胎製造期間相同的輪胎橡膠對於織布的 滲透力。織品的自由面積可以藉由調整織品的塗層黏性與 負載力而維持’在一個較佳的具體實施例中，這一目標已 ❹、經達成，使得自由面積在塗層乾燥時明顯地或大致上獲得 改變。亦即，未塗佈塗料的織品的自由面積與具有乾燥或 • 固化塗層的織品的自由面積兩者之間差異小於25%，而最 . 理心的If况疋小於15%。當覆上塗層的織品用於輪胎製造 時，乾燥後的塗層一般而言會加以固化。 測試方法 于刀生測量用於輪胎應用的材料的耐切割性並沒有 標準化的方法。最接近的標準方法為ASTM規範類號謂_ 04的「測量用於防護罩耐切割性材料的標準測試方法」 143751.doc •25· 201022057 (Standard Test Method f〇r Measuring Cut Resistance 〇f Materials Used in Protective cl〇thing)。此方法的侷限性是 無法模擬有關因内部輪胎壓力所造成的侧壁緊繃的邊界條 件。為了開發測試輪胎層布的新方法，使用了 astm 1790-04作為開發測試與分析協定的基礎。在此測試中， 先將樣品伸展至指定的負載張力，接著利用塑料芯軸將樣 品壓在切削刀上，再將上面負載指定力量的切削刃—次拉 伸横跨樣品，直到切斷樣品或是刀片移動35〇英吋（Μ 9八 厘）為止。切削刃是一把具有尖銳邊緣、刀長a英二 (95.25公厘）的不镑鋼刀刃。每次測試皆利用新的切削刀 樣品是0.25英忖x5.0〇英叶（6 35公厘xm公厘）橡 布 混合物的矩形斷面。芯轴是由硬塑料製成，具有兩個= 切入表面。水平凹槽使樣品不致隨著切削刀移動， 凹槽則可使切削刃穿透樣品。藉由監測 割。當張力降落至零時，樣品已經切斷。樣品二= 程度因結構之不同而有所差異。為了確定適當的=力的 ::0·2;英心5·。。英公厘χΐ27公厘) 將 力一且利用此負載張力端緊切割：，張 =條件被認為—件更適合二= 测試至少以五個不同的芯轴負載重覆五次。 據’以芯軸的負载為橫座標以及刀刀切 k‘數 離為縱座標繪製成圖。此即產…所跨越的距 生作為4軸負載函數的切割 143751.doe -26- 201022057 距離曲線圖《為了比較不同複合結構的相對切割效能，對 給定芯軸負載下的切割距離一起進行平均計算。接著，冪 函數符合所有的平均數據。可以對照用於替代結構的類似 曲線繪製該曲線。需要更多芯軸負載以產生類似切割距離 的材料則被視為較具耐切割性。材料以1英吋（2 54公分）切 割長度的值進行比較。 ' 自由面積測定。將六英吋乘以六英吋（15.2公分X 15.2公 φ 刀）方形的材料樣品平放於具有330呎燭光（3550勒克斯）強 度的光桌上進行測量。如果需要的話，可以利用數個12英 吋（30.5公分）長的％英吋（6.35公厘）鋼棒材托住樣品的邊緣 以防止拱起和起皺。將具有24厘米鏡頭的6 5百萬晝素數 位單鏡反光（SLR)相機懸空置於光桌上方的突出鋁框上， 樣品由光桌從後面打光，利用相機捕捉該樣品的影像。為 了完成自由面積的測量’將捕捉的影像轉存到Ad〇bE Photoshop®進行處理與分析。 φ 一旦在photoShoP®下，即可利用影像〉模式-灰階 (Image>M〇de-GrayScale)功能，將影像的顏色轉換為灰階 影像。接下來，利用影像 > 調整〉臨界值（Image> ' Adjustments>Threshold)功能，將影像轉換為高對比的黑白 景> 像。選擇128的臨界值設定（〇=black與255=白色）。將所 有比臨界值淡的畫素轉換為白色；所有較暗的畫素轉換為 黑色。要進一步分析高對比影像，必須選擇樣品的代表性 區域。為此，利用矩形選框工具高亮顯示樣品的代表性部 份。南免顯示的區域為裁切的影像〉裁切（Iinage>crop)。 14375t.doc •27- 201022057 最後’利用直方圖工具測量影像的平均強度。由於影像已 轉換為高強度的黑白影像，樣品的開放區域具有255的畫 素強度，而織品涵蓋的區域強度則為〇。藉由將平均晝素 強度除以白色畫素強度（255)而得出樣品自由面積的測量 值。 撚係數是每英吋撚數與紗支數平方根的比值。如本文中 _ 所使用棉❷支數撚係數是將每英叫*撚數除以棉支數平方 根所得出。而德士制（Tex ”咖叫撚係數則是將每英吋的 撚數乘以德士制中紗《的線性密度而得出。 ❹ 範例1 鞘/心型單紗是由耐切割全芳香族聚醯胺纖維與一股不 锈鋼單絲所組成。全芳香族聚醢胺纖維即為聚（對苯二甲 酿對苯二胺）纖維，由杜邦公司（E. I. du Pont de Nemours and Company)作為 Merge 1F12〇8 Type 97〇皇家藍（Royai B1Ue)製造商著色的短纖維發售，其商品名稱為Kevlar®纖 維。這些纖維的切割長度大約為3.8公分，線性密度則為 母細絲1.6分特。使用的四根鋼單絲為直徑範圍5()微米（約 © 千刀之一英寸）至1 50微米的（大約千分之六英时）304L不绣 - 鋼所有的單絲鋼樣品都是由Bekaert Corporation製造。 50微米直徑的鋼是以Bekin〇x⑧VN 5〇/ι的商品名稱發售。 75微米直徑的鋼是以Bekin〇x⑧vn 75/1的商品名稱發售。 100微米直彼的鋼是以Bekinox® VN 100/1的商品名稱發 售1被米直徑的鋼是以Bekinox® VN 1 50/1的商品名稱 發售。 143751.doc -28- 201022057 將全芳香族聚醯胺纖維送入用於處理短纖紗以製造梳棉 條的標準梳棉機中。利用雙道併條機（梳毛機/梳理併條機） 將梳棉條加工處理為熟條，並且在粗紗機上加工處理製成 35格林（1553分特）的棉條。在DREF III摩擦紡紗製程中製 紗。將全芳香族聚醯胺棉條與不同直徑的單絲鋼送入製程 • 中，以便利用全芳香族聚醯胺包覆紗生產出具有鋼芯的 - 紗。表1說明各種不同製成的紗。 表1 紗 鋼直徑 (千分之一 英时） 重量百分比 直徑 (擻米） 銅線性 密度 (分特） 全芳香族聚 醢胺 重量百分比 最後的炒 線性密度 (分特） 最後的炒 英國棉炒 支數 1-1 2 50 144 34 421 14/1 1-2 3 75 325 36 894 6.6/1 1-3 4 100 578 45 1283 4.6/1 1-4 6 150 1300 51 2565 2.3/1 1-5 2 50 144 6 2565 2.3/1 1-6 3 75 325 13 2565 2.3/1 1-7 4 100 578 23 2565 2.3/1 範例2 鞘/芯型單紗是由耐切割全芳香族聚醯胺纖維與一股玻 璃纖維複絲所組成。全芳香族聚醯胺纖維即為聚（對苯二 甲酸對苯二胺）纖維，由杜邦公司（Ε· I· du Pont de Nemours and Company)作為 Merge 1F1208 Type 970皇家藍（Royal

Blue)製造商著色的短纖維發售，其商品名稱為Kevlar® 纖維。這些纖維的切割長度大約為3.8公分，線性密度則 為每細絲1.6分特。使用了 200丹尼（222分特）複絲電子級玻 璃（E-Glass)玻璃纖維紗。 143751.doc -29- 201022057 將全芳香族聚醯胺纖維送入用於處理短纖紗以製造梳棉 條的標準梳棉機中。利用雙道併條機（梳毛機/梳理併條機） 將梳棉條加工處理為熟條，ϋ且在粗紗機上加工處理製成 35格林（1553分特）的棉條。在DREF III摩擦紡紗製程中製 炒。將全芳香族聚醯胺棉條與一股至三股200丹尼（220分 特）的玻璃纖維放入製程以生產含有玻璃纖維芯的紗，該 - 玻璃纖維芯具有全芳香族聚醯胺包覆紗。表2說明各種不 同製成的紗。 表2 . ® 炒 200丹尼玻埃的 紗線數 總玻璃線性密度 (分特） 玻璃重量 百分比 最後的炒線 性密度 (分特） 最後的紗 英圔棉紗 支數 2-1 1 222 35 634 9.3/1 2-2 2 444 41 1073 5.5/1 2-3 3 667 45 1475 4.0/1 2-4 1 222 9 2565 2.3/1 2-5 2 444 17 2565 2.3/1 2-6 3 667 26 2565 2.3/1 範例3 ❹ 鞘/芯型單紗依如下步驟備製，並摘述於表3Α。製成第 一種由财切割全芳香族聚醯胺纖維與一股不绣鋼單絲所組 成的鞘/芯型單紗。全芳香族聚醯胺纖維即為聚（對苯二甲 - 醯對苯二胺）纖維，由杜邦公司（Ε. I. du Pont de Nemours and Company)作為 Merge IF 1 208 Type 970 皇家藍（Royal Blue)製造商著色的短纖維發售，其商品名稱為Kevlar®纖 維。這些纖維的切割長度大約為3.8公分，線性密度則為 每細絲1.6分特。鋼單絲是由Be+kaert Corporation所發售的 143751.doc •30· 201022057 直徑50微米（約千分之二英吋）的304L不锈鋼，其商品名稱 為Bekinox® VN 50/1。將全芳香族聚醯胺纖維裝入用於處 理短纖紗以製造梳棉條的標準梳棉機甲。利用雙道併條機 (梳毛機梳理併條機）將梳棉條加工處理為熟條，並且在粗 紗機上加工處理製成35格林（1553分特）的棉條。在dref • 111摩擦紡紗製程中製紗。將全芳香族聚醯胺棉條與直徑5〇 • 微米的鋼裝入製程中，以生產含鋼芯、10/ls棉花支數（59〇 ® 分特）的紗，該鋼芯具有全芳香族聚醯胺的包覆紗。 重覆先前的步驟，形成第二個鞘芯型單紗3_2，然而使 用的是直徑100微米（千分之四英吋）的不锈鋼單綵。再次於 DREF III摩擦紡紗製程上生產紗，生產出含有鋼芯、 2.3/ls棉花支數（2568分特）的紗，該鋼芯具有全芳香族聚 醯胺的包覆紗^ 重覆先前的步驟，形成第三個鞘/芯型單紗3_3，然而使 用的是直徑150微米（千分之六英吋）的不镑鋼單絲。再次於 ❿ DREF III摩擦紡紗製程上生產紗，生產出含有鋼芯、 2.3/ls棉花支數（2568分特）的紗，該鋼芯具有全 • 醯胺的包覆紗。 重覆先前的步驟’形成第四個鞘/芯型單紗3-4，然而使 用的是線性密度11〇分特的玻璃纖維複絲紗。再次於 ΠΙ摩擦紡紗製程上生產紗，生產出含有玻璃纖維芯、 10/ls棉花支數（59〇分特）的紗，該鋼芯具有全芳香族聚酿 胺的包覆紗。 重覆先前的步驟，形成第五個鞘/芯型單紗3_5， W向將 143751.doc -31- 201022057 聚（對苯二曱醯對苯二胺）纖維染為黑色，且使用直徑乃微 米（千分之三英吋）的不锈鋼單股纖維。再次於DREF m摩 擦紡紗製程上生產紗，生產出含有鋼芯、7 4/13棉花支數 (800分特）的紗，該鋼芯具有全芳香族聚醯胺的包覆紗。 第六個100。/。短纖維單紗3_6是完全由聚（對苯二甲醯對苯 二胺）纖維所製成並由杜邦公司（Ε. du p〇nt de Nem()urs and Company)以Merge 1F849型97〇短纖發售，其商品名稱 為Kevlar®纖維。這些纖維的切割長度約為8公分其線性 密度則為每細絲1.6分特。將短纖裝人標準梳棉機以製造 梳棉條。接著使用雙道併條機（梳毛機/梳理併條機）拉伸梳 棉條成為熟條，並且在粗紗機進行加工處理，製成656〇分 特（0.9絞紗支數）的粗紗。再將兩股粗紗以環錠式紡紗法製 紗，製造出的是棉紗支數為10/ls(59〇分特）的「z」撚其 棉紗支數撚係數為3.1〇。 第七個100%短纖維單紗3_7是完全由聚（對笨二甲醢對苯 二胺）纖維所製成並由杜邦公司（E j du p〇nt de Nem(^s and Company)以 Merge 1F848 Type 970短纖發售，其商品 名稱為Kevlar®纖維。這些纖維的切割長度大約為4 8公 分，線性密度則為每細絲2·5分特。將短纖裝入標準梳棉 機以製造梳棉條。接著使用雙道併條機（梳毛機/梳理併條 機）拉伸梳棉條成為熟條，並且在粗紗機進行加工處理， 製成9840分特（06絞紗支數）的粗紗。接著將兩股粗紗以環 鍵式纺紗法製紗’製造出的的是棉紗支數為2.3/ls(2568分 特）的「Z」撚’其棉紗支數撚係數為3.10 143751.doc 201022057 再利用表3B所總結的上述七種單紗製造出棉紗支數撚係 數為2.6的八種不同的合股撚紗。

表3A 炒 鋼直徑 (微米） 玻靖纖維 線性密度 (分特） 鋼線性密度 (分特） 鋼或玻璃 織維重量 百分比 最後的炒 線性密度 (分特） 最後的炒 英國 棉炒支數 3-1 50 -- 144 24 590 10/1 3-2 100 -一 578 23 2565 2.3/1 3-3 150 — 1300 51 2565 2.3/1 3-4 — 110 -- 19 590 10/1 3-5 75 ·_ 325 41 797 7.4/1 3-6 一- -- — -- 590 10/1 3-7 — -- 一 一 2565 2.3/1

表3B 合股- 撚炒 第一種 單炒 第二種 單紗 全芳香族聚 醢胺 重量百分比 玻璃纖維 重量 百分比 最後的炒線 性密度 (分特） 最後的炒 英國 棉炒支數 3-11 3-1 3-6 12 ~ 1180 10/2s 3-12 3-1 3-1 24 — 1180 10/2s 3-13 3-5 3-6 20 ~ 1387 8.5/2s 3-14 3-2 3-7 11 — 5130 2.3/2s 3-15 3-2 3-2 23 ~ 5130 2.3/2s 3-16 3-3 3-7 25 — 5130 2.3/2S 3-17 3-3 3-3 51 — 5130 2.3/2s 3-18 3-4 3-6 一 9 1180 10/2s 3-19 (對照） 3-6 3-6 „ 1180 10/2s

範例4 利用範例1與2製造的單紗進行選擇，製成兩種編織品樣 式，各標明為緊（T)與鬆（L)。緊的樣品比鬆的樣品具有較 少的自由面積。利用表4A與4B所示的兩個圓形紡織機織 143751.doc -33- 201022057 紗。利用一部10針、直徑26英吋的圓形編織機編織較輕的 織品以及一些較重織品的較緊編織。利用一架3.5針、直 徑10英吋的圓形編織機編織較重的織品中輕和鬆的樣式。 改變機器的緊繃度設定以獲得期望的織品緊密度。表4A與 4B摘述各型織品的自由面積與耐切割性以及結構。每個織 品設計大約都製出一公尺的樣品。較緊的織品有較佳的耐 切割性，但是延展性較差並且可供橡膠滲透的區域也較 低。

表4A 織品 炒 編織 針數 麵重量 重量百 分比 全芳香族 聚醢胺 重量百分 比 全芳香族 聚醮胺 重量 百分比 炒線性 密度 (分特） 織品 面積密度 (公克/公 尺2) 織品 自由 面積 切割 值1 英吋 4-1 (T) 1-1 10 34 0 66 421 87 37.4% 1.58 4-1 (L) 1-1 10 34 0 66 421 64 42.1% 1.25 4-2 (T) 1-2 10 36 0 64 894 160 30.1% 3.30 4-2 (L) 1-2 10 36 0 64 894 100 48.3% 1.40 4-3 (T) 1-3 10 45 0 55 1283 200 33.3% 4.40 4-3 (L) 1-3 10 45 0 55 1283 130 64.7% 3.30 4-5 (T) 1-4 10 51 0 49 2565 350 28.3% 5.00 4-6 (T) 2-1 10 0 35 65 634 150 35.4% 1.61 4-6 (L) 2-1 10 0 35 65 634 120 47.8% 1.25 4-7 (T) 2-2 10 0 41 59 1073 200 44.3% 1.61 4-7 (L) 2-2 10 0 41 59 1073 180 45.5% 1.53 4-8 (T) 2-3 10 0 45 55 1475 270 31.2% 2.15 4-8 (L) 2-3 10 0 45 55 1475 240 42.1% 1.60 143751.doc 34- 201022057 表4B 織品 炒 編織 針數 鋼重董 重量百 分比 全芳香族 聚雄胺 重量百分 比 全芳香族 聚酿胺 重量 百分比 紗線性 密度 (分特） 織品 面積密度 (公公 尺2) 織品 自由 面積 切割 值1 英吋 4-9 (T) 1-5 3.5 6 0 94 2565 390 18.6% 2.90 4-9 (L) 1-5 3.5 6 0 94 2565 410 26.3% 2.20 4-10 (T) 1-6 3.51 13 0 87 2565 280 31.0% 2.50 4-10 (L) 1-6 3.5 13 0 87 2565 210 50.9% 2.30 4-11 (T) 1-7 3.5 23 0 77 2565 200 41.7% 3.40 4-11 (L) 1-7 3.5 23 0 77 2565 170 44.4% 3.41 4-12 (L) 1-4 3.5 51 0 49 2565 250 5.4% 4.60 4-13 (T) 2-4 3.5 0 9 91 2565 460 19.9% 2.25 4-13 (L) 2-4 3.5 0 9 91 2565 390 36.8% 1.50 4-14 (T) 2-5 3.5 0 18 82 2565 470 35.3% 2.50 4-14 (L) 2-5 3.5 0 18 82 2565 420 40.5% 1.50 4-15 (T) 2-6 3.5 0 27 73 2565 540 19.2% 7 80 4-16 (L) 2-6 3.5 0 27 73 2565 450 28.7% 2.20 範例5 再為標準7針Sheima Seiki紡織機供給表3B的合股撚紗。 曾試圖藉由裝入合股撚紗的各股一端進行編織而製成織品 樣本，其所製成的織品的基本重量如表4所述。經過數次 初始的編織嘗試後’發現表3B所述的合股撚紗3_丨4、3_ 15、3-16與3-17(具有千分之四與六英吋鋼芯、棉花支數為 2.3/2S的紗）很難編織，紗3_15與3_17則完全無法編織。僵 硬度與高線性密度據相信都會造成這些編織上的問題。亦 注意到表3 A所述單紗製成的織品提供了可接受的織品屬 性，無扭轉、扭曲或其他織品變形現象，並且織品的切割 效能並沒有因為使用單紗或合股撚紗而受到影響，只要同 類的無機芯材料總線型紗密度與含量相等即可。所有編織 的織品自由面積都在18至65%的範圍内。第5至第8項的切 143751.doc -35- 201022057 割效能未接受測量，但是估計與第5-1項至5-3項的範圍相 同。 表5 織品 炒 鋼重量 重量百 分比 鋼重量 重量百 分比 全芳香族 聚醢胺 重量 百分比 炒線性 密度 (分特） 織品 面積密度 (公克/公尺 2) 切割值1 英吋 5-1 311 12 0 88 1180 200 1.4 5-2 312 24 0 76 1180 200 2.3 5-3 313 23 0 77 1388 240 2.3 5-4 314 11 0 89 5130 不適用 不適用 5-5 315 23 0 77 5130 不適用 不適用 5-6 316 25 0 75 5130 不適用 不適用 5-7 317 51 0 49 5130 不適用 不適用 5-8 318 0 9 90.5 1180 200 不適用 對照 3-19 0 0 100 1180 200 1.1 織品需接受前述的耐切割性測試，並且所有的織品與以 100%的全芳香族聚醯胺作為對照的情況相比時，皆具有 較佳的耐切割性。相同紗結構的緊密織品具有較佳的耐切 割性。 範例6 利用表3B披露的兩種單紗組合重覆範例5，如表6所總 結；然而，個別的單紗並沒有先一起合撚才形成合撚紗。 相反的，每股單紗是直接送入編織機而沒有進行任何事先 的組合。紗股放入編織機織針的順序在整個編織製程中皆 維持相同。所有編織的織品自由面積都在18至65%的範圍 内。 143751.doc -36- 201022057 表6 第一種單紗 第二種單妙 3-1 3-6 3-1 - 3-1 3-5 — 3-6 3-2 3-7 3-2 3-2 3-3 _ 3-7 3-3 _ 3-3 3-4 3-6 範例7

範例4與5中所製造的織品可以是依逐步化製程進行塗佈 的織品。首先將織品浸潰於底層塗料環氧溶液，溶液的黏 性已經調整為可以對織布内的紗基本上完全地覆蓋，但又 不會阻塞紗與紗之間的自由面積。接著使織品底層塗料乾 燥’塗佈的程度僅需對織品形成足夠的緊繃力即可，以防 止明顯的緊縮或是自由面積突然縮小。首先將織品浸潰於 間苯二酚甲醛乳膠的外層塗料，乳膠的黏性已經調整為可 對織布内的紗基本上完全地覆蓋’但又不會阻塞紗與紗之 間的自由面積。接著使底層塗料織品乾燥，塗佈的程度僅 需對織品形成足夠的繃緊力即可，以防止明顯的緊縮或是 自由面積突然縮小《測量時，未塗佈塗料的織品的自由面 積與具有乾塗層的織品的自由面積之間差異小於25%。 範例8 輪胎組件含有單股或鞠/芯型合股撚紗的子午線輪胎可 以利用下列方式製成。輪胎裝配至少以兩個階段進行。第 一階段的製造是在一個收合鋼成型鼓上進行。先裝上無内 143751.doc -37- 201022057 胎内襯，接著外覆胎體簾布層，並在鼓的邊緣將其向下翻 面。裝上鋼胎圈並將内襯/簾布層往上翻。如果需要的 話’可在此裝配點，以基本上從一個胎圈至另—個胎圈的 連續平面形式，將鞘/芯型撚紗所組成的編織或是梭織品 或是含鞘/芯型合股撚紗的簾布組成的織品併入輪胎令。 胎圈耐磨布與侧壁在擠壓機進行壓合；將其貼附在一起成 為一個裝配件。同樣地，如果需要的話，亦可在裝配點將 側壁喪入物加入’嵌入物是由鞘/芯型合股撚紗所組成的 編織或是梭織品或是由含鞘/芯型合股撚紗的簾布所組成 的織品。鼓收合並且輪胎已經就緒，預備進行第二階段。 第二階段製造在安裝於鋼圈上的可充氣胎囊上面完成。 綠色的第一階段胎罩安裝於鋼圈上，胎囊將其撐大使其 膨脹至鋼帶導引裝配件位置。裝上鋼帶，使其簾布交叉於

罩。如果需要的話，可將輪胎製造程序設為自動化，使各

紗的簾 布併入輪胎中。 。據瞭解，如果需要 裝配點，將含有勒/ 【圖式簡單說明】 1至4為輪胎内部耐切割輪胎側壁 圖1至 實施例的圖解說明； 組件的各種不同具體 143751.doc 201022057 的一個數位影 圖5為用於耐切割輪胎側壁組件的織 像； 圖6說明—些用於耐切割輪胎側壁組件的織品的較佳具 體實施例； ~ 圖7描繪出耐切割由一個聚合物短纖維外鞘和一個無機 細絲内芯組成的一種單股紗；及 圖8描繪出由兩股單紗組成的一種合股撚紗。 【主要元件符號說明】

1 輪胎 2 胎圈 3 側壁 4 胎冠區域 5 6 7 8 9 10 12 20 21 22 24 25 胎面區域 側壁組件 側壁組件 側壁組件 保護外層 針織品 胎體簾布層 紗 外鞘 内芯 合股撚紗 紗 143751.doc -39- 201022057 26 紗 27 細絲 28 外鞘 ❹

143751.doc -40-

Claims (1)

1. 201022057 七、申請專利範圍： 一個耐切割輪胎側壁組件，包括： 種編K織品，其所述織品提供織品平面的多 耐切割性； π :才切割聚合物纖維的第-種紗和具有無機纖維 的苐二種紗所組成的織品；以及 、 進步3有能為織品與橡膠之間提供良好黏著力 的塗層，使得耐切割輪胎側壁組件具有18至65%的自由 面積。 2. 申月專利範圍1的耐切割輪胎侧壁組件，該組件具有Μ 至65%的自由面積。 3. 申凊專利範圍1的耐切割輪胎側壁組件，該組件具有30 至65%的自由面積。 4. 申凊專利範圍1的耐切割輪胎側壁組件，該組件具有40 至65。/。的自由面積。 5. - 6. 申請專利範圍1的耐切割輪胎側壁組件，其中的塗層包 括層環氧樹脂底層與一層間苯二酴甲路外塗層。 申請專利範圍1的耐切割輪胎側壁組件，其中第一種或 第一種紗的線性密度為12〇〇至34〇0丹尼（1300至3800分 特）。 7.申請專利範圍1的耐切割輪胎側壁組件，其中織品基本 重量為每平方碼^至U盘斯（64至373公克/公尺。 8·申請專利範圍1的耐切割輪胎侧壁組件，該組件以嵌入 物為形式，位於輪胎側壁胎圈區域上方。 143751.doc 201022057 9_申請專利範圍1的耐切割輪胎側壁組件，該組件以輪胎 嵌入物為形式，從第一個側壁區域的第一個胎圈區域延 伸至輪胎胎面區域的第一個邊緣，跨過輪胎胎面區域至 輪胎胎面區域的第二個邊緣，再跨過第二個側壁區域至 第二個胎圈區域。 10. —個具有胎面區域的輪胎，一個從胎面區域的第一個邊 緣延伸至第一個胎圈區域的第一個侧壁區域，以及從胎 面區域的第二個邊緣延伸至第二個胎圈區域的第二個側 壁區域，輪胎包括申請專利範圍丨所述以織品嵌入物為 形式、至少位於第一個側壁内的耐切割輪胎侧壁。 11. 申吻專利範圍1〇的輪胎，其中位於第一個侧壁區域的織 品嵌入物從第一個胎圈區域延伸至胎面區域的第一個邊 緣，跨過胎面區域至胎面區域的第二個邊緣，再跨過第 二個側壁區域至第二個胎圈區域。 12. —個製造耐切割輪胎側壁組件的製程，包括： a) 提供具有耐切割聚合物纖維的第一種紗以及以無機 纖維組成的第二種紗； b) 將第一種和第二種妙總嫌λ曰山 裡編織入具有18至65%自由面積 的織品；以及 以加強織品對橡膠的黏著力， 的自由面積於18至65%的範圍 c)將塗料塗佈在織品上 同時保持輪胎侧壁組件 内0 13.申請專利範圍12的製程，其 第一種紗以及具有無機纖維 中具有耐切割聚合物纖維的 的第二種紗在編織之前先進 143751.doc 201022057

   行合股或加撚。 14.申請專利範圍12的製程，其中具有耐切割聚合物纖維的 第一種紗以及具有無機纖維的第二種紗在放入編織機之 前，並沒有一起大量的加樵。 143751.doc