TW201711872A

TW201711872A - 輪胎用胎唇之纖維

Info

Publication number: TW201711872A
Application number: TW105123880A
Authority: TW
Inventors: Naoki Inoue
Original assignee: Kb Seiren Ltd
Priority date: 2015-07-31
Filing date: 2016-07-28
Publication date: 2017-04-01
Also published as: KR102507317B1; JPWO2017022589A1; US10611195B2; EP3178977B1; TWI650252B; WO2017022589A1; CN107075747B; CN107075747A; JP6741654B2; US20180134098A1; EP3178977A1; KR20180033115A; EP3178977A4

Abstract

本發明提供一種胎唇之纖維，其可為了成為高性能之腳踏車用輪胎而使充足之空氣量注入，又，於利用橡膠覆蓋胎唇之纖維時無需使胎唇之纖維乾燥，因而加工性優異，對於防止輪圈脫落有效。一種輪胎用胎唇之纖維，其特徵在於：使用彈性模數為800cN/dtex以上之全芳香族聚酯纖維。

Description

輪胎用胎唇之纖維

本發明係關於一種腳踏車用所使用之充氣輪胎用胎唇之纖維。

根據騎行之環境及目的，對腳踏車用輪胎所要求之性能大為不同。例如，已知對於公路腳踏車等之腳踏車用輪胎，重視輕量性，藉由增加空氣量而意在減少振動。

為了作為公路腳踏車等之腳踏車用輪胎而實現充足之空氣量，需要不易引起輪圈脫落。一般認為公路腳踏車等之腳踏車用輪胎之空氣量於JIS K 6302所記載之腳踏車用輪胎之輪圈脫落水壓試驗中較佳為1500kPa以上。

因此，為了將腳踏車用輪胎輕量化，已知使用高強度之有機纖維作為腳踏車用輪胎與輪圈之嵌合部分即胎唇部所使用之胎唇(bead)之纖維。

例如專利文獻1中提出有作為輕量且易操作之胎唇之纖維而使用高強度之全芳香族聚酯纖維之情況。

又，於專利文獻2中，作為胎唇之纖維，列舉有帝人股份有限公司製造之「Technora」(註冊商標)、Dupont股份有限公司製造之「Kevlar」(註冊商標)等對位系芳香族聚醯胺纖維及高強度聚乙烯等，並且提出其中較佳為對位系芳香族聚醯胺纖維。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本特開昭64-77640號公報

[專利文獻2]日本特開平10-95211號公報

然而，即使對胎唇採用高強度之纖維，亦未必能夠實現充足之空氣量。

又，Technora或Kevlar之類的對位系芳香族聚醯胺纖維有吸水之情況，於製成利用橡膠覆蓋之胎唇之纖維而使用之情形時，就橡膠劣化之觀點而言，需要於以預熱器等進行加熱後使用等吸水率之管理。

本發明之目的在於提供一種胎唇之纖維，其可使充足之空氣量注入，又，於利用橡膠覆蓋胎唇之纖維時加工性優異，對於防止輪圈脫落而言有效。

本發明者為了解決上述課題而進行了努力研究，結果發現，空氣量與有機纖維之彈性模數有較大關係，從而完成本發明。

即，本發明之目的係利用如下之胎唇之纖維而實現，該胎唇之纖維之特徵在於：其係使用彈性模數為800cN/dtex以上之全芳香族聚酯纖維而成。

又，適宜為本發明之輪胎用胎唇之纖維係將上述全芳香族聚酯纖維製成撚紗(twisted yarn)而使用。

又，適宜為上述撚紗為合股紗(plied yarn)，上撚之撚係數為20以下，下撚之撚係數為30以下。

根據本發明，可獲得一種胎唇之纖維，其可使腳踏車用輪胎之空氣量有效地增加，於利用橡膠覆蓋胎唇之纖維時，無需使胎唇之纖維乾燥，因而加工性優異，對於防止輪圈脫落有效。因此，藉由使用本發明之輪胎用胎唇之纖維，可獲得高性能之腳踏車用輪胎。

1‧‧‧胎唇之纖維

2‧‧‧腳踏車用輪胎

圖1係表示本發明之一實施例之腳踏車用輪胎之剖面的說明圖。

本發明所使用之全芳香族聚酯纖維係由全芳香族聚酯系聚合物所形成。

上述全芳香族聚酯系聚合物係由芳香族二羧酸、芳香族二酚及/或芳香族羥基羧酸或該等之衍生物所構成者，視需要亦包括該等、與脂環族二羧酸、脂環族二醇、脂肪族二醇或該等之衍生物之共聚物。此處，作為芳香族二羧酸，可列舉：對苯二甲酸、間苯二甲酸、4,4'-二羧基聯苯、2,6-二羧基萘、1,2-雙(4-羧基苯氧基)乙烷等、或該等之烷基、芳基、烷氧基、鹵素基之核取代體。作為芳香族二酚，可列舉：對苯二酚、間苯二酚、4,4'-二羥基聯苯、4,4'-二羥基二苯甲酮、4,4'-二羥基二苯基甲烷、4,4'-二羥基二苯基乙烷、2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷、4,4'-二羥基二苯基醚、4,4'-二羥基二苯基碸、4,4'-二羥基二苯基硫醚、2,6-二羥基萘、1,5-二羥基萘等或該等之烷基、芳基、烷氧基、鹵素基之核取代體。作為芳香族羥基羧酸，可列舉：對羥基苯甲酸、間羥基苯甲酸、2-羥基萘-6-羧酸、1-羥基萘-5-羧酸等或該等之烷基、芳基、烷氧基、鹵素基之核取代體。作為脂環族二羧酸，可列舉：反式-1,4-二羧基環己烷、順式-1,4-二羧基環己烷等或該等之烷基、芳基、鹵素基之核取代體。作為脂環族及脂肪族二醇，可列舉：反式-1,4-二羥基環己烷、順式-1,4-二羥基環己烷、乙二醇、1,4-丁二醇、苯二甲醇等。

該等之組合中，作為於本發明中較佳之全芳香族聚酯系聚合物，例如可列舉：(a)由對羥基苯甲酸殘基40~70莫耳%與上述芳香族二羧酸殘基15~30莫耳%與芳香族二酚殘基15~30莫耳%所構成之共聚酯、(b)由對苯二甲酸及/或間苯二甲酸與氯對苯二酚、苯基對苯二酚、及/或對苯二酚所構成之共聚酯、(c)由對羥基苯甲酸殘基20~80莫耳%與2-羥基萘-6-羧酸殘基20~80莫耳%所構成之共聚酯等。

對於使用上述起始原料而獲得本發明所使用之全芳香族聚酯系聚合物而言，直接進行縮聚合反應，或者藉由利用脂肪族或芳香族單羧酸或此等之衍生物、脂肪族醇或酚類或此等之衍生物等所進行之酯化，而進行縮聚合反應。作為縮聚合反應，可採用公知之塊狀聚合、溶液聚合、懸浮聚合等，所獲得之聚合物可直接作為紡絲用試樣，或者以粉體狀於不活性氣體中、或減壓下進行熱處理而作為紡絲用試樣。或者，亦可利用擠出機造粒一次而使用。

於成分中，於不實質上降低其強度之範圍內含有其他之聚合物或者添加劑(顏料、碳、熱穩定劑、紫外線吸收劑、潤滑劑、螢光增白劑等)。

本發明之全芳香族聚酯系聚合物存在適於紡絲之分子量範圍。作為與適於該熔融紡絲條件之分子量對應之物性值，使用「流動開始溫度」。「流動開始溫度」係定義為如下溫度：使用島津製作所製造之流變儀CFT-500，利用內徑1mm、長度10mm之噴嘴，於壓力100kg/cm²之狀態下將芳香族聚酯試樣以4℃/min進行升溫，試樣通過噴嘴而流動，且賦予4,800Pa．s之視黏度的溫度。

於本發明中，適於熔融紡絲之全芳香族聚酯系聚合物之「流動開始溫度」適宜為305~325℃。

本發明所使用之全芳香族聚酯纖維之製造藉由公知之熔融擠出方法而進行即可。

關於本發明中所使用之全芳香族聚酯纖維，需要彈性模數為800cN/dtex以上。藉由使用彈性模數為800cN/dtex以上之纖維，可在無輪圈脫落之情況下實現高空氣量。

又，彈性模數之上限只要能夠實現本發明之效果，則無特別限定，例如適當為1200cN/dtex以下。

於本發明中所使用之全芳香族聚酯纖維可以實現本發明之目的之方式適宜設定長絲數及總纖度。

總纖度較佳為110~11000dtex，更佳為3300~9900dtex。又，較佳為複絲。

又，於本發明中所使用之全芳香族聚酯纖維之伸長率較佳為2~10%，強度較佳為15~30cN/dtex。

本發明所使用之全芳香族聚酯纖維亦可直接使用原紗作為胎唇之纖維，但較佳為製成撚紗而使用。

於製成撚紗之情形時，撚次數並無特別限定，較佳為根據下述式之撚係數為100以下。

K=T×√D÷100

(撚係數：K、纖度：D(dtex)、撚數：T(T/m))

又，撚紗可為單撚紗，亦可為合股紗，尤其適宜使用製成合股紗者。對於腳踏車用胎唇之纖維，要求真圓性，為此需要一定程度之撚數，但由於若提高撚數則扭矩會增大，故而為了減小扭矩，宜製成合股紗。若扭矩較小，則於輪胎內不會產生胎唇之纖維(撚紗)之起伏，故而適宜。

於製成合股紗之情形時，較佳為上撚之撚係數為20以下，下撚之撚係數為30以下。又，較佳為上撚之撚係數為1以上，下撚之撚係數為1以上。

又，於為合股紗之情形時，關於下撚與上撚之撚數，上撚次數÷下撚次數較佳為0.55~0.85，尤其更佳為0.7~0.8。

又，亦可利用具有接著性之成分對本發明所使用之全芳香族聚酯纖維進行處理。

又，亦可對本發明所使用之全芳香族聚酯纖維實施塗佈等。

本發明之胎唇之纖維係適當藉由常法而用作所需之腳踏車用輪胎之胎唇。其結果為，可使腳踏車用輪胎之空氣量有效地增加，而可獲得高性能之腳踏車用輪胎。

[實施例]

以下，列舉實施例而具體地說明本發明。

實施例中之各評價係藉由以下方式進行。

1)胎唇之纖維之強度、伸長率、彈性模數

依據JIS L 1013(2010)之標準時試驗，使用拉伸試驗機(島津製作所製造、AGS-500NX)，以試樣長度200mm、拉伸速度200mm/min求出斷裂強伸度及彈性模數(初期抗拉伸度)。

2)聚合物之吸水率

JIS L 0105所記載之公定水分率

3)胎唇之纖維之加工性

將利用橡膠進行覆蓋時無需乾燥之情形設為○，將需要乾燥之情形設為△。

4)耐水壓

JIS K 6302所記載之輪胎之輪圈脫落水壓試驗

5)完成性

將輪胎內之胎唇之纖維(股絲)之狀態為無起伏而特別良好者設為◎，將良好者設為○，將稍有起伏者設為△。

(實施例1)

對作為全芳香族聚酯纖維之KB Seiren股份有限公司製造之「Zexion」(註冊商標)、Type-MS、3300dtex/288f、單紗纖度11.5dtex、強度21cN/dtex、伸長率3%及彈性模數850cN/dtex)，以撚數20T/m沿Z方向進行撚紗，而製成胎唇之纖維。

將該胎唇之纖維沿輪胎之圓周方向以環狀捲繞3周而形成環狀體，利用橡膠覆蓋該胎唇之纖維束之環狀體，而製作腳踏車用輪胎(700×23C)。將輪胎之剖面示於圖1。

對所獲得之腳踏車用輪胎之耐水壓進行評價。

將其結果一併示於表1。

(實施例2)

將胎唇之纖維之撚數設為45T/m，除此以外，與實施例1同樣地製作輪胎。

(實施例3)

將實施例1之胎唇之纖維設為下撚紗，以上撚15T/m向S方向製成3條合股，而獲得環狀體，利用橡膠覆蓋該環狀體，而製作輪胎。

(比較例1)

使用KB Seiren股份有限公司製造之「Zexion」(註冊商標)Type-VS、3300dtex/288f、單紗纖度11.5dtex、強度21cN/dtex、伸長率3%及彈性模數600cN/dtex)，除此以外，與實施例1同樣地製作輪胎。

(比較例2)

使用KB Seiren股份有限公司製造之「Zexion」(註冊商標)Type-VS、3300dtex/672f、單紗纖度4.9dtex、強度21cN/dtex、伸長率3%及彈性模數 600cN/dtex)，除此以外，與比較例1同樣地製作輪胎。

(比較例3)

使用KB Seiren股份有限公司製造之「Zexion」(註冊商標)Type-TS、3300dtex/672f、單紗纖度4.9dtex、強度28cN/dtex、伸長率3%及彈性模數600cN/dtex)，除此以外，與比較例1同樣地製作輪胎。

(比較例4)

使用KB Seiren股份有限公司製造之「Zexion」(註冊商標)Type-TS、3300dtex/672f、單紗纖度4.9dtex、強度28cN/dtex、伸長率3%及彈性模數500cN/dtex)，除此以外，與比較例1同樣地製作輪胎。

(比較例5)

Toray-Dupont股份有限公司製造之「Kevlar」(註冊商標)、3300dtex/2040f、單紗纖度1.6dtex、強度21cN/dtex、伸長率2.4%及彈性模數700cN/dtex)，除此以外，與比較例1同樣地製作輪胎。

[產業上之可利用性]

本發明之胎唇之纖維可適宜地用於腳踏車用輪胎等。

Claims

一種輪胎用胎唇之纖維，其係使用彈性模數為800cN/dt以上之全芳香族聚酯纖維而成。
如申請專利範圍第1項之輪胎用胎唇之纖維，其中，上述全芳香族聚酯纖維係製成撚紗(twisted yarn)而使用。
如申請專利範圍第2項之輪胎用胎唇之纖維，其中，上述撚紗為合股紗(plied yarn)，上撚之撚係數為20以下，下撚之撚係數為30以下。