TW202335881A - 強化線 - Google Patents
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Abstract
本申請案係關於複合線，其包括熱塑性芯組件與鞘部。該鞘部包括纏繞在該芯組件的至少二群組的強化絲。該至少二群組的強化絲與該芯組件形成複數個角度，且所有角度的總和基本是零。
Description
本申請案係關於用於例如輪胎中的強化彈性體材料的複合線。
彈性體材料製輪胎是近乎所有路行車與飛機的基本組件，且半個多世紀以來此等輪胎已遠超乎可充氣的橡膠球。輪胎結構複雜，包含複雜的橡膠混合體及數種不同材料的纖維強化實體。
典型輪胎包括至少五種不同的強化。胎唇區常係由鋼線或鋼索製的胎唇強化來強化。位在胎面正下方的是所謂的冠帶層。帶束位於冠帶層下方。通常，帶束是鋼索結構且輪胎骨架結構是由所謂的胎體形成，胎體通常是紡織索的編織結構。
第五種組件是嵌入胎唇與胎唇填充物的強化織物，熟悉此技術者將之稱為外護圈包布(若是由紡織物製成)或鋼絲圈包布(若是由鋼索製成)。
為了輪胎穩定性，常於輪胎中使用鋼索與線。鋼索與線顯示迄今用於輪胎應用的紡織索結構尚無法達到的高抗壓縮性與抗彎剛性。此外，採用鋼索與線亦係基於經濟考量，因為其等較許多高韌性紡織材料便宜。
但在輪胎中廣泛使用鋼索與線的最大缺點在於這些結構過重。廣泛使用紡織材料會導致重量顯著降低並可改善滾動阻力，且因而使得對應車輛的油耗明顯降低。
因此，本申請案的一目的在於提供一種適用於充氣式車輛輪胎的強化，能降低輪胎內鋼量且同時提供滿足技術要求的一定程度的抗壓縮性與抗彎剛性。
本目的係藉由一種複合線達成，該複合線包括：作為芯組件的熱塑性單絲及鞘部，該鞘部包括纏繞在該芯組件的至少二群組的強化絲；其特徵在於該至少二群組的強化絲與該芯組件形成複數個角度，且所有角度的總和基本上是零。
在整個本申請案中，術語「生物源」與「生物來源」屬同義詞。兩種術語是指取自活的有機體如植物、真菌、細菌或動物的材料。生物來源材料的典型特徵是其等的碳含量是自然碳循環的一部分，而非源自岩石圈中的化石碳。一般處理後的生物來源材料不會增加大氣中的二氧化碳含量，因而不會對全球氣候造成衝擊。
在整個本申請案中，術語「回收源」與「回收的」屬同義詞。兩種術語是指取自經化學及/或物理處理後廢料的材料。物理處理係指廢料被放入不同形式，例如係指廢棄熱塑膠、玻璃或金屬被熔化且藉由例如擠壓、鑄造或任何本技術中已知的其他處理而成為不同形式，以獲得與已經過物理處理的廢棄物材料相同的新物品。
化學處理是指廢料經處理以誘發化學分解而獲得原料，其後可加工成為與初始材料相同的材料或另一種材料。
一般而言，回收材料並非取自活的有機體如生物源材料或出自岩石圈如礦物或化石燃料的原料。
依本申請案的複合線是一種長度是直徑的至少數百倍且包括至少兩種不同材料的物品。
該芯組件可為任何熱塑性材料，諸如聚酯(聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚對苯二甲酸三亞甲基酯(PTT)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚2,6萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚呋喃酸乙二醇酯(PEF)等)、芳香族聚酯、脂肪族聚醯胺(諸如聚醯胺-5、聚醯胺-6、聚醯胺-6,6、聚醯胺-5,6、聚醯胺-4,10、聚醯胺-6,10、聚醯胺-6,8、聚醯胺-10或聚醯胺-11)、芳香族聚醯胺諸如芳族聚醯胺(聚對苯二甲醯對苯二胺、聚間苯二甲醯間苯二胺)、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、聚伸苯基苯并㗁唑(PBO)、聚苯并咪唑(PBI)、聚醚醚酮(PEEK)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、聚胺甲酸酯(PUR)或包含前述材料的單體或前述材料之混合物或混合的共聚物。
芯組件材料可部分或全是生物來源。芯組件材料可部分或全是回收塑膠製成。生物與回收原材料可合併。
在一實施例中，芯組件可包括成核劑。該成核劑可係本技術中已知的滑石粉或類似的無機填料、苯甲酸鈉、硬酯酸鈉、鈉離子離子鍵聚合物、磺醯胺化合物之金屬鹽或磺醯亞胺化合物之金屬鹽、二羧酸的單鈉鹽及其任何混合物。
芯組件係單絲。
芯組件直徑至少0.3mm。在一實施例中，芯組件直徑至少0.4mm。在一實施例中，芯組件直徑至少0.6 mm。在一實施例中，芯組件直徑至少0.8 mm。在一實施例中，芯組件直徑至少1.0 mm。在一實施例中，芯組件直徑至少1.2 mm。在一實施例中，芯組件直徑至少1.4 mm。在一實施例中，芯組件直徑至少1.6 mm。在一實施例中，芯組件直徑至少1.8 mm。在一實施例中，芯組件直徑至少2.0 mm。在一實施例中，芯組件直徑至少2.3 mm。
芯組件直徑至多2.5 mm。在一實施例中，芯組件直徑至多2.3mm。在一實施例中，芯組件直徑至多2.1 mm。在一實施例中，芯組件直徑至多1.9 mm。在一實施例中，芯組件直徑至多1.7 mm。在一實施例中，芯組件直徑至多1.5 mm。在一實施例中，芯組件直徑至多0.9 mm。在一實施例中，芯組件直徑至多0.7 mm。在一實施例中，芯組件直徑至多0.5 mm。
複數群組的強化絲可包括一個以上基本上平行的強化絲。「群組」的表達非必謂相同群組的強化絲具相同或類似性質及不同群組的強化絲具不同性質。因此，「群組」的表達須擴大解釋為包含在依本發明的複合線中的全組強化絲的子組。一群組的強化絲一起處理。強化絲可包括纖維。
依本申請案，術語「纖維」可指長度是其直徑的至少100倍的任何物品。務必注意依本申請案的術語「纖維」的解釋甚廣。亦即在本申請案中已知纖絲或弦線亦屬纖維。此外，術語「纖維」亦涵括金屬線。
依本申請案的纖維可具任何剖面形狀。含括金屬線與纖絲的纖維剖面可為圓形、橢圓形、長橢圓形、三角形、方形、矩形或任何多邊形如五邊形、六邊形、七邊形或八邊形。星狀剖面亦可。
強化絲可為單絲、紗線或繩索。
若強化絲為紗，則紗可加撚或不加撚。加撚紗一般具有基本上圓形剖面。加撚紗可於S或Z方向上加撚。未加撚紗亦可具有其他剖面幾何形狀，如矩形、長橢圓形或橢圓形或可呈帶狀。熟悉此技術者已知帶狀紗亦稱之為「扁平紗」或「帶紗」。若強化絲為繩索，則繩索可自兩條以上加撚在一起的紗形成。在依本申請案的繩索中，紗可自行加撚。在加撚紗的繩索中，紗一般具S加撚並以Z加撚撚在一起，或是紗具Z加撚並以S加撚撚在一起。繩索亦可自例如兩條紗加撚，一條具S加撚而另一條具Z加撚。
繩索亦可自未加撚紗製成，其中未加撚紗撚在一起。繩索亦可包括加撚與未加撚紗兩者或加撚紗、未加撚紗與單絲的任何組合。
包括在強化絲中的纖維可為本技術中已知的任何有機聚合物或無機材料。可用的無機材料係鋁、鋼、玻璃、碳或玄武岩。可用的有機聚合物係熱塑性及/或熱固性聚合物，諸如聚酯(聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚對苯二甲酸三亞甲基酯(PTT)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚2,6萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚呋喃酸乙二醇酯(PEF)等)、芳香族聚酯、脂肪族聚醯胺(諸如聚醯胺-5、聚醯胺-6、聚醯胺-6,6、聚醯胺-5,6、聚醯胺-4,10、聚醯胺-6,10、聚醯胺-6,8、聚醯胺-10或聚醯胺-11)、芳香族聚醯胺諸如聚對苯二甲醯對苯二胺或聚間苯二甲醯間苯二胺、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、聚伸苯基苯并㗁唑(PBO)、聚苯并咪唑(PBI)、聚醚醚酮(PEEK)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、聚胺甲酸酯(PUR)或包含前述材料的單體或前述材料之混合物或混合體的共聚物，但不以此選擇為限。
強化纖維可包含在呈纖絲形式的強化絲中。強化纖為用的材料可完全或部分屬生物來源及/或來自回收源。
依本申請案的纖絲是基本上無限長的纖維。一般纖絲的長度超過一米，但纖絲易具數百米甚或數公里長度。
在處理單一纖絲的情況下，單獨運輸及/或處理且不與其他纖絲一起謂之單絲。
依本申請案的纖絲無需係單體物品。纖絲可中空或可包括封圍如粒狀或纖維狀填料、纖維、紗、繩索或其任意組合。纖絲因而可係加撚紗或繩索，其外側經浸漬、塗佈、共擠壓或定大小等方式而具均質表面。
依本申請案的纖絲可具本技術中已知的任何剖面幾何形狀如圓形、橢圓形、長橢圓形、三角形或多邊形如五邊形、六邊形、七邊形或八邊形。星狀或腎狀剖面亦可。金屬線亦可係依本申請案的纖絲。
已知在此揭示的所有纖絲特性適用於與本申請案相關的所有種類纖絲。
纖絲可連接、組合及/或放在一起形成紗。紗係基本上一維纖維體，其中纖維藉由加撚、焊接、黏接若本技術中已知的任何其他連結技術連結。
一條紗亦可藉由加撚、焊接、黏接若本技術中已知的任何其他連結技術連結數條紗而形成。藉由將紗加撚在一起而形成的紗一般視厚度及用途而稱之為繩索或麻線。
紗可具任何種類剖面幾何形狀如圓形、橢圓形、三角形、四邊形或基本上線形。基本上線形係指紗剖面係橢圓形或矩形，其中寬度較厚度大至少10倍。熟悉此技術者將具有基本上線形剖面的紗稱之為「扁平紗」、「帶」、「粗紗」或「帶狀紗」。
扁平紗一般非藉由會導致基本上圓形剖面的加撚紗及/或纖維併同形成。但可將數條加撚紗連結至一扁平紗。在一般的扁平紗中，藉由黏著劑連結纖維或將纖維嵌於基質材料中。
在依本發明的複合線中，二、四、六、八或更多群組的強化絲纏繞於芯組件。強化絲的群組數可為任何偶數。
依本申請案，「纏繞」係指複數群組的強化絲繞芯組件配置。複數群組的強化絲與芯組件的垂直線呈一角度。此角度稱之為「纏繞角」。依本申請案，若強化絲群組以順時鐘繞芯組件轉動，則稱纏繞角為正，若強化絲群組以逆時鐘繞芯組件轉動，則稱纏繞角為負。
每一群組的強化絲形成至少±15度的纏繞角。在一實施例中，纏繞角為至少±23度。在一實施例中，纏繞角為至少±30度。在一實施例中，纏繞角為至少±40度。
每一群組的強化絲形成至多±85度的纏繞角。在一實施例中，纏繞角為至多±70度。在一實施例中，纏繞角為至多±60度。在一實施例中，纏繞角為至多±50度。
所有群組的強化絲的纏繞角的總和基本上為零。此處的基本上為零係指所有群組的強化絲的纏繞角的總和至多±9度。在一實施例中，所有群組的強化絲的纏繞角的總和至多±5或±1度。
在一實施例中，複數群組的強化絲以每米至少70圈(tpm)纏繞芯組件。在一實施例中，複數群組的強化絲以至少270 tpm纏繞芯組件。在一實施例中，複數群組的強化絲以至少1000 tpm纏繞芯組件。在一實施例中，複數群組的強化絲以至少5000 tpm纏繞芯組件。在一實施例中，複數群組的強化絲以至少7000 tpm纏繞芯組件。在一實施例中，複數群組的強化絲以至少10000 tpm纏繞芯組件。
在一實施例中，複數群組的強化絲以至多1000 tpm纏繞芯組件。在一實施例中，複數群組的強化絲以至多5000 tpm纏繞芯組件。在一實施例中，複數群組的強化絲以至多7000 tpm纏繞芯組件。在一實施例中，複數群組的強化絲以至多9000 tpm纏繞芯組件。在一實施例中，複數群組的強化絲以至多13000 tpm纏繞芯組件。
纏繞圈數
n與芯組件中的纏繞角α及以公尺為單位的直徑
d兩者的直接關聯性如下列公式：
在一實施例中，藉由繩索加撚實行複數群組的強化絲對芯組件的纏繞。在一實施例中，藉由佈線實行複數群組的強化絲對芯組件的纏繞。
在一實施例中，至少兩群組的強化絲纏繞芯組件。依本申請案，繞組係指每一群組的強化絲形成繞芯組件的自主螺旋。
在一實施例中，至少兩群組的強化絲可繞芯組件編織。依本申請案，編織係指至少兩群組的強化絲形成繞芯組件的混合螺旋。
依本申請案，術語「纏繞」可指一群組的絲纏繞芯組件或繞芯組件編織。術語「纏繞」進一步涵括纏繞與編織的任何組合。
在一實施例中，至少兩群組的強化絲纏繞芯組件且至少兩群組的強化絲繞芯組件編織。
在一實施例中，可組合複數群組的強化絲的纏繞與編織。
在一實施例中，依本發明的複合線的芯組件可包括強化纖維。強化纖維可包括在芯組件中呈單絲或多個平行絲的形式或係撚在一起的纖維或紗製的加撚紗。包括在芯組件中的強化纖維與包括在複合線中的強化絲同異皆可。強化纖維可係本技術中已知的任何有機聚合物或無機材料。可用的無機材料係玻璃、碳、玄武岩、鋼或鋁。可用的有機聚合物係所有的熱塑性及/或熱固性聚合物，諸如聚酯(聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚對苯二甲酸三亞甲基酯(PTT)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚2,6萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚呋喃酸乙二醇酯(PEF)等)、芳香族聚酯、脂肪族聚醯胺(諸如聚醯胺-5、聚醯胺-6、聚醯胺-6,6、聚醯胺-5,6、聚醯胺-4,10、聚醯胺-6,10、聚醯胺-6,8、聚醯胺-10或聚醯胺-11)、芳香族聚醯胺諸如聚對苯二甲醯對苯二胺或聚間苯二甲醯間苯二胺、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、聚伸苯基苯并㗁唑(PBO)、聚苯并咪唑(PBI)、聚醚醚酮(PEEK)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、聚胺甲酸酯(PUR)或包含前述材料的單體或前述材料之混合物或混合體的共聚物，但不以此選擇為限。強化纖維材料可全部或部分來自生物及/或回收來源。
在一實施例中，強化絲是利用共擠壓技術嵌於熱塑性材料中。在芯組件包括強化絲的情況下，芯組件包括基於芯組件總體積的至少23 Vol.-%的強化纖維。在一實施例中，芯組件包括基於芯組件總體積的至少29 Vol.-%的強化纖維。
芯組件包括基於芯組件總體積的至多50 Vol.-%的強化纖維。在一實施例中，芯組件包括基於芯組件總體積的至多45Vol.-%的強化纖維。
在一實施例中，強化纖維位於芯組件中央做為單絲或金屬線或多重纖維、纖絲或金屬線，形成纖維束、紗或繩索。熟悉此技術者可以諸如黏合劑或接合劑處理任何尺寸的強化纖維。熟悉此技術者已知的例如重要的接合劑如間苯二酚-甲醛-膠乳-(RFL)-浸漬。亦可係已知基於其他化學物的其他接合劑。
依本申請案的複合線可納於多種產品中，例如用於強化彈性體物件如輪胎等。依本發明的複合線因而可嵌於彈性體材料中。
依本發明的複合線可另與其他複合線或紗撚在一起形成待嵌於彈性體材料中的強化紗或繩索。依本發明的複合線或包括此複合線的任何紗或繩索可編織、針織或繞織成待嵌入彈性體材料中的一或二維強化結構。
複合線或其所製成的任何一維或二維結構可經表面處理以改善對橡膠的黏著性。熟悉此技術者將為此目的所做的表面處理稱之為「浸漬」且一般係利用間苯二酚、甲醛與膠乳的混合物(所謂的RFL-浸漬)或丙烯酸酯聚合物實行。熟悉此技術者已知不含無間苯二酚與甲醛的其他浸漬亦可。
浸漬可影響複合線的剛性。
彈性體材料是包括交聯聚合物鏈且顯示顯著彈性的任何聚合物材料。彈性體材料可包括天然橡膠、合成橡膠、氯丁橡膠、丁苯橡膠、丁腈橡膠、丁基橡膠與矽橡膠、氟矽橡膠、氟彈性體或磷腈彈性體或其混合物。
強化彈性體材料製的產品係受強機械應力的輪胎、軟管、驅動帶、傳輸帶或密封件，但不以此為限。
依本申請案的複合線可含於多種強化結構中。
本申請案亦係關於用於包括依本申請案的至少一複合線的充氣式或非充氣式車輛或飛機輪胎的強化帶。強化帶一般係膠合在一起且位於輪胎的冠帶層與強化胎體之間的繩索結構。複合線可含於帶束中作為單一複合線或紗或繩索的一部分，其中併有依本申請案的其他複合線或併有不同材料的纖維、紗或繩索。帶束中的複合線可係編織、針織或繞織強化材料的一部分。依本申請案的複合紗可另含於輪胎的強化胎唇、冠帶層或胎體中。
本申請案亦係關於用於包括依本申請案的至少一複合線的充氣式或非充氣式車輛或飛機輪胎的強化胎唇。強化胎唇位於輪胎唇部區。強化胎唇可包括依本申請案的複合線，作為單一複合線或一束複合線，複合線束可僅含依本申請案的複合線或是依本申請案的複合線併同其他材料製成的紗或繩索。熟悉此技術者已知強化胎唇亦可以「鋼絲圈包布」或「外護圈包布」表示。
本申請案亦係關於用於包括依本申請案的至少一複合線的充氣式或非充氣式車輛或飛機輪胎的強化胎體。強化胎體一般包括一種以上繩索製成的編織層。胎體的層可係以徑向配置(所謂的「徑向胎」)或以相對角度配置的交叉疊合(所謂的「偏向胎」)。複合線可含於胎體中作為單一複合線或紗或繩索的一部分，其中併有依本申請案的其他複合線或併有不同材料的纖維、紗或繩索。胎體中的複合線可係編織、針織或繞織強化材料的一部分。
本申請案亦係關於用於包括依本申請案的至少一複合線的充氣式或非充氣式車輛或飛機輪胎的冠帶層。冠帶層一般包括位於胎面下方的繩索，該等繩索一般定向在輪胎的滾動方向上。複合線可含於冠帶層中作為單一複合線或紗或繩索的一部分，其中併有依本申請案的其他複合線或併有不同材料的纖維、紗或繩索。冠帶層中的複合線可係編織、針織或繞織強化材料的一部分。
本申請案亦係關於包括依本申請案的至少一複合線的充氣式或非充氣式車輛或飛機輪胎。
在一實施例中，輪胎包括依本申請案的強化胎唇。在一實施例中，本申請案的胎唇係外護圈包布。在一實施例中，本申請案的胎唇係鋼絲圈包布。
在一實施例中，輪胎包括依本申請案的強化胎體。
在一實施例中，輪胎包括依本申請案的冠帶層。
在一實施例中，輪胎包括依本申請案的帶束。
驚訝地發現若另於強化胎唇中納入具嵌入強化纖維的至少一熱塑性弦線，則可更減少依本申請案的輪胎中的鋼量。
依本申請案的熱塑性弦線亦可於他處的任何輪胎應用中取代依本申請案的複合線。
依本申請案，弦線係圓柱形或稜形瘦長體，具有圓形、橢圓形、長橢圓形、三角形、方形、矩形、五邊形、六邊形、七邊形、八邊形或其他多邊形剖面。
依本申請案的弦線的最大直徑最多為弦線長度的十分之一。在一般情況下，依本申請案的弦線長度最少為最大直徑的數千倍。依本申請案的弦線係均質體，亦即至少就外側而言，弦線係單體。但這不意味依本申請案的弦線不須包括較小的零件或片段，如纖維、纖絲或粒子，但該等較小的零件或片段基本上以完全覆蓋弦線外側的方式使成一體。
在一實施例中，熱塑性弦線呈絲狀。熱塑性弦線直徑至少0.3mm。在一實施例中，熱塑性弦線直徑至少0.4mm。在一實施例中，熱塑性弦線直徑至少0.6 mm。在一實施例中，熱塑性弦線直徑至少0.8 mm。在一實施例中，熱塑性弦線直徑至少1.0 mm。在一實施例中，熱塑性弦線直徑至少1.2 mm。在一實施例中，熱塑性弦線直徑至少1.4 mm。在一實施例中，熱塑性弦線直徑至少1.6 mm。在一實施例中，熱塑性弦線直徑至少1.8 mm。在一實施例中，熱塑性弦線直徑至少2.0 mm。在一實施例中，熱塑性弦線直徑至少2.3 mm。
熱塑性弦線直徑至多2.5 mm。在一實施例中，熱塑性弦線直徑至多2.3mm。在一實施例中，熱塑性弦線直徑至多2.1 mm。在一實施例中，熱塑性弦線直徑至多1.9 mm。在一實施例中，熱塑性弦線直徑至多1.7 mm。在一實施例中，熱塑性弦線直徑至多1.5 mm。在一實施例中，熱塑性弦線直徑至多1.2 mm。在一實施例中，熱塑性弦線直徑至多0.9 mm。在一實施例中，熱塑性弦線直徑至多0.7 mm。在一實施例中，熱塑性弦線直徑至多0.5 mm。
熱塑性弦線可係任何熱塑性或熱固性材料。可用的有機聚合物係所有的熱塑性及/或熱固性聚合物，諸如聚酯(聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚對苯二甲酸三亞甲基酯(PTT)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚2,6萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚呋喃酸乙二醇酯(PEF)等)、芳香族聚酯、脂肪族聚醯胺(諸如聚醯胺-5、聚醯胺-6、聚醯胺-6,6、聚醯胺-5,6、聚醯胺-4,10、聚醯胺-6,10、聚醯胺-6,8、聚醯胺-10或聚醯胺-11)、芳香族聚醯胺諸如聚對苯二甲醯對苯二胺或聚間苯二甲醯間苯二胺、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、聚伸苯基苯并㗁唑(PBO)、聚苯并咪唑(PBI)、聚醚醚酮(PEEK)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、聚胺甲酸酯(PUR)或包含前述材料的單體或前述材料之混合物或混合體的共聚物，但不以此選擇為限。熱塑性弦線材料可全部或部分來自生物及/或回收來源。
強化纖維可係本技術中已知的任何有機聚合物或無機材料。可用的無機材料係玻璃、碳、玄武岩、鋼或鋁。可用的有機聚合物係聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚2,6萘二甲酸乙二酯(PEN) 、纖維素絲諸如人造絲或萊賽爾纖維、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、脂肪族聚醯胺諸如聚醯胺-5、聚醯胺-6、聚醯胺-6,6、聚醯胺-5,6、聚醯胺-4,10、聚醯胺-6,10、聚醯胺-6,8、聚醯胺-10或聚醯胺-11、芳香族聚醯胺諸如聚對苯二甲醯對苯二胺或聚間苯二甲醯間苯二胺、蛋白質纖維如絲綢、聚伸苯基苯并㗁唑(PBO)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)或芳香族聚酯或其混合物。強化纖維材料可全部或部分來自生物及/或回收來源。
依本申請案的熱塑性弦線可包括與複合線的鞘部相同或不同的強化纖維。依本申請案的熱塑性弦線可包括與複合線的芯組件相同或不同的強化纖維。
強化纖維可含於熱塑性弦線中呈單絲、多重平行絲或加撚紗或繩索的形式。
在一實施例中，利用共擠壓技術將強化纖維嵌於熱塑性材料中。熱塑性弦線包括基於熱塑性弦線總量的至少23 Vol.-%的強化纖維。在一實施例中，熱塑性弦線包括基於熱塑性弦線總量的至少29 Vol.-%的強化纖維。
熱塑性弦線包括基於熱塑性弦線總量的至多50 Vol.-%的強化纖維。在一實施例中，熱塑性弦線包括基於熱塑性弦線總量的至多45Vol.-%的強化纖維。熟悉此技術者可以諸如黏合劑或接合劑處理任何尺寸的強化纖維。熟悉此技術者已知的例如重要的接合劑如間苯二酚-甲醛-膠乳-(RFL)-浸漬。亦可係已知基於其他化學物質的其他接合劑。
在一實施例中，強化纖維位於熱塑性弦線中央。
熱塑性弦線可單獨或併同依本申請案的複合線及/或併同相同或不同材料的繩索、絲或紗含於強化胎唇中。熱塑性弦線可併同其他熱塑性弦線撚合或佈線及/或併同依本申請案的複合線撚合或佈線及/或併同相同或不同材料的繩索、絲或紗含於強化胎唇中。
實例
在所有實例中，已依據ASTM D885第38節施行剛性測量，與其差異處在於僅測試一繩索而非10繩索製成的樣本。
每一變體指示的剛性結果係3次測量的平均結果。
對照例
為提供對依本申請案的複合線的剛性測量，提供在強化輪胎中使用的典型鋼線與繩索，詳參表1。
表1：縮語NT-一般拉抗力，鋼的碳含量高達0.7%；H T-高拉抗力，鋼的碳含量高達0.8%；S T-超高拉抗力，鋼的碳含量高達0.9%；U T-極高拉抗力，鋼的碳含量高達0.96%。「2x0.28 ST」係指2條0.28mm的HT級鋼線已撚在一起。「2+1x0.22 HT」係指先將2條厚度0.22mm的HT級鋼線撚在一起且將所得繩索與另一條厚度0.22mm的HT級鋼線撚在一起。
| 構造 | 剛性 [cN] | 重量 [dtex] | 直徑 [mm] |
| 0.22HT | 275 | 29 | 0.22 |
| 0.25HT | 425 | 37 | 0.25 |
| 0.28ST | 668 | 46 | 0.28 |
| 0.30UT | 859 | 53 | 0.3 |
| 2x0.28ST | 1247 | 96 | 0.56 |
| 2x0.30UT | 1578 | 110 | 0.6 |
| 2x0.30ST | 1297 | 110 | 0.6 |
| 2+1x0.22HT | 796 | 90 | 0.55 |
| 2+1x0.28NT | 1795 | 145 | 0.7 |
| 2+2x0.25NT | 1359 | 155 | 0.65 |
自表1清楚可見典型的鋼索易於達成高達近1800cN的剛性。
實例
在一系列測試中，已測試依本申請案的數個複合線的剛性數據。表2中列出18個樣本的數值。
表2：將由具可變厚度(斜線後的數值，以mm為單位)指示的該級別鋼線所得複合線嵌入具可變厚度(斜線前的數值)的PET單絲中作為纏繞有兩組具可變線性密度(第三數值)的尼龍(NY)或PET紗的芯組件。所有的芯組件被兩條具所述線性密度的紗所纏繞。940與1400 dtex的尼龍紗分別由140或210條絲組成。1100與1670 dtex的PET紗分別由300或446條絲組成。除了標註
1以外的所有複合線均已利用已建立的RFL浸漬程序浸漬。
| 編號 | 構造 | tpm | 剛性 [cN] | 重量 [dtex] | 直徑 [mm] |
| 1 | PET/Steel 0.65/0.22HT NY940 | 200 | 568 | 87.94 | 0.9 |
| 2 | PET/Steel 0.65/0.22HT NY1400 | 200 | 589 | 100.87 | 1.01 |
| 3 | PET/Steel 0.65/0.25NT NY940 | 200 | 737 | 96.25 | 0.99 |
| 4 | PET/Steel 0.65/0.25NT NY1400 | 200 | 767 | 106.05 | 1.01 |
| 5 | PET/Steel 0.70/0.28ST NY940 | 200 | 1050 | 105.59 | 0.95 |
| 6 | PET/Steel 0.70/0.28ST NY1400 | 200 | 1171 | 120.07 | 1.03 |
| 7 | PET/Steel 0.73/0.30UT NY940 | 200 | 1276 | 123.76 | 1.02 |
| 8 | PET/Steel 0.73/0.30UT NY1400 | 200 | 1362 | 135.99 | 1.15 |
| 9 | PET/Steel 0.73/0.30UT NY1400 1 | 200 | 1154 | 133.30 | 1.19 |
| 10 | PET/Steel 0.73/0.30UT NY1400 | 100 | 1451 | 135.32 | 1.13 |
| 11 | PET/Steel 0.65/0.22HT PET1100 | 200 | 648 | 91.58 | 1.02 |
| 12 | PET/Steel 0.65/0.22HT PET1670 | 200 | 690 | 106.57 | 1.07 |
| 13 | PET/Steel 0.65/0.25HT PET1100 | 200 | 841 | 99.37 | 1.11 |
| 14 | PET/Steel 0.65/0.25HT PET1670 | 200 | 925 | 114.61 | 1.08 |
| 15 | PET/Steel 0.70/0.28ST PET1100 | 200 | 1105 | 111.19 | 1.11 |
| 16 | PET/Steel 0.70/0.28ST PET1670 | 200 | 1172 | 124.86 | 1.11 |
| 17 | PET/Steel 0.73/0.30ST PET1100 | 200 | 1304 | 129.76 | 1.1 |
| 18 | PET/Steel 0.73/0.30ST PET1670 | 200 | 1406 | 144.07 | 1.2 |
自表2可知RFL浸漬無需亦不可用於鋼線，因對複合線的剛性具顯著影響。
表3顯示依本申請案的熱塑性弦線的4個實例，其中將具可變厚度(斜線後的數值，以mm為單位)的前述級別鋼單絲嵌入具可變厚度(斜線前數值)的PET單絲中。
| 編號 | 構造 | 剛性 [cN] | 重量 [dtex] | 直徑 [mm] |
| 19 | PET/Steel 0.65/0.22HT | 438 | 64.8 | 0.65 |
| 20 | PET/Steel 0.65/0.25HT | 581 | 70.9 | 0.65 |
| 21 | PET/Steel 0.70/0.28ST | 877 | 82.7 | 0.7 |
| 22 | PET/Steel 0.73/0.30UT | 1116 | 100.4 | 0.73 |
表4-由具有以毫米為單位可變厚度(斜線前的數值)且由具線性密度以dtex為單位(斜線後的數值)的兩股芳綸絲纏繞的PET芯(芯內無強化纖維)組成的複合線。除了標註
1以外的所有複合線均已利用已建立的RFL浸漬程序浸漬。芳綸紗分別由500與1000條絲組成。
| 編號 | 構造 | tpm | 剛性 [cN] | 重量 [dtex] | 直徑 [mm] |
| 23 | PET/AR 0.3/840 | 200 | 45 | 27.22 | 0.47 |
| 24 | PET/AR 0.3/840 | 250 | 43 | 27.57 | 0.5 |
| 25 | PET/AR 0.3/1100 | 200 | 50 | 33.6 | 0.49 |
| 26 | PET/AR 0.3/1100 | 250 | 44 | 33.82 | 0.52 |
| 27 | PET/AR 0.3/1680 | 200 | 55 | 46.98 | 0.71 |
| 28 | PET/AR 0.3/1680 | 250 | 55 | 47.48 | 0.76 |
| 29 | PET/AR 0.4/840 | 200 | 108 | 35.56 | 0.55 |
| 30 | PET/AR 0.4/840 | 250 | 104 | 35.68 | 0.58 |
| 31 | PET/AR 0.4/1680 | 200 | 118 | 55.58 | 0.74 |
| 32 | PET/AR 0.4/1680 | 250 | 114 | 56.71 | 0.77 |
| 33 | PET/AR 0.65/840 | 200 | 467 | 66.18 | 0.83 |
| 34 | PET/AR 0.65/840 | 250 | 481 | 67.16 | 0.87 |
| 35 | PET/AR 0.65/1680 | 200 | 482 | 87.77 | 0.94 |
| 36 | PET/AR 0.65/1680 | 250 | 477 | 90.36 | 0.96 |
| 37 | PET/AR 0.65/1680 1 | 200 | 383 | 85.36 | 0.96 |
表4結果再度顯示繞組數對複合線所測得的剛性有影響。此外，實例編號35與37之間的比較再度顯示浸漬對所得剛性的影響。
1:芯組件
2:強化絲
3:強化纖維
圖式顯示依本申請案的複合線與纏繞角的兩實施例。
圖1顯示依本申請案的複合線的一部分，其中具有芯組件1與纏繞在該芯組件或繞該芯組件編織的兩群組的強化絲2。圖式顯示定義0°與90°的纏繞角α及直徑
d。兩繞組的間距，亦即所謂的纏繞間距稱之為
a。
圖2顯示依本申請案的複合線的一實施例，其中具有芯組件1與纏繞在該芯組件的兩群組的強化絲2。芯組件包括強化纖維3。
圖3顯示依本申請案的複合線的一實施例，其中具有芯組件1與繞該芯組件編織的兩群組的強化絲2。芯組件包括強化纖維3。
Claims (22)
- 一種複合線，其包括：作為芯組件(1)的熱塑性單絲及鞘部，該鞘部包括纏繞在該芯組件的至少二群組的強化絲(2)；其特徵在於該至少二群組的強化絲(2)與該芯組件形成複數個角度，且所有角度的總和基本是零。
- 如請求項1之複合線，其中該芯組件(1)的厚度至少為0.3 mm且至多為1.2mm，較佳地至少為0.4mm且至多為0.9mm。
- 如請求項1至2中任一項或多項之複合線，其中該芯組件包括成核劑，該成核劑係滑石或類似的無機填料、苯甲酸鈉、硬酯酸鈉、鈉離子離子鍵聚合物、磺醯胺化合物之金屬鹽或磺醯亞胺化合物之金屬鹽、二羧酸的單鈉鹽、或其任何混合物。
- 如請求項1至3中任一項或多項之複合線，其中該至少二群組的強化絲(2)係纏繞在該芯組件(1)。
- 如請求項1至4中任一項或多項之複合線，其中該至少二群組的強化絲(2)係纏繞在該芯組件(1)，及/或該至少二群組的強化絲(2)係繞該芯組件(1)編織。
- 如請求項1至5中任一項或多項之複合線，其中該芯組件(1)與每一群組的強化絲(2)形成的角度至少為±15度。
- 如請求項1至6中任一項或多項之複合線，其中該芯組件(1)包括強化纖維(3)。
- 如請求項1至7中任一項或多項之複合線，其中該等強化纖維係被包含在該芯組件中作為至少一種纖維束、紗或繩索。
- 如請求項7或8任一項或多項之複合線，其中在該芯組件中的該強化纖維係單絲。
- 如請求項7至9中任一項或多項之複合線，其中該強化纖維包括玻璃、碳纖維、鋼線、鋁線、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚2,6萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚醋酸乙烯酯(PVA)、纖維素纖絲、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、聚醯胺-5、聚醯胺-6、聚醯胺-5,6、聚醯胺-5,10、聚醯胺-6,6、聚醯胺-4,10、聚醯胺-6,10、聚醯胺-6,8、聚醯胺-10或聚醯胺-11、蛋白質纖維、芳香族聚醯胺、聚伸苯基苯并㗁唑(PBO)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、或芳香族聚酯，或包含前述材料的單體或前述材料之混合物的共聚物。
- 如請求項10之複合線，其中包含在該強化纖維中的該等材料係部分或全部來自於生物及/或回收來源。
- 如請求項1至11中任一項或多項之複合線，其中該芯組件(1)包括聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚對苯二甲酸三亞甲基酯(PTT)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚2,6萘二甲酸乙二酯(PEN)、芳香族聚酯、諸如聚對苯二甲醯對苯二胺(para-polyphenylene terephthalamide)或聚間苯二甲醯間苯二胺(meta-polyphenylene isophthalamide)的芳香族聚醯胺、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、聚伸苯基苯并㗁唑(PBO)、聚醯胺-5、聚醯胺-6、聚醯胺-6,6、聚醯胺-5,6、聚醯胺-4,10、聚醯胺-6,10、聚醯胺-6,8、聚醯胺-10或聚醯胺-11、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、聚胺甲酸酯(PUR)或聚醚醚酮(PEEK)、或包含前述材料的單體或前述材料之混合物的共聚物。
- 如請求項12之複合線，其中包含在該芯組件中的該等材料係部分或全部來自於生物及/或回收來源。
- 如請求項1至13中任一項或多項之複合線，其中該強化絲(2)包括玻璃、碳纖維、鋼線、鋁線、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚2,6萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚醋酸乙烯酯(PVA)、纖維素纖絲、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、聚醯胺-5、聚醯胺-6、聚醯胺-5,6、聚醯胺-5,10、聚醯胺-6,6、聚醯胺-4,10、聚醯胺-6,10、聚醯胺-6,8、聚醯胺-10或聚醯胺-11、蛋白質纖維、芳香族聚醯胺、聚伸苯基苯并㗁唑(PBO)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、芳香族聚酯，或包含前述材料的單體或前述材料之混合物的共聚物。
- 如請求項14之複合線，其中包含在該強化絲中的該等材料係部分或全部來自於生物及/或回收來源。
- 一種用於充氣式車輛輪胎的強化帶，其包括至少一個如請求項1至15中任一項或多項之複合線。
- 一種用於充氣式汽車輪胎的強化胎唇，其包括至少一個如請求項1至15中任一項或多項之複合線。
- 一種用於充氣式車輛輪胎的強化胎體，其包括至少一個如請求項1至15中任一項或多項之複合線。
- 一種用於充氣式車輛輪胎的冠帶層，其包括至少一個如請求項1至15中任一項或多項之複合線。
- 一種充氣式車輛輪胎，其包括至少一個如請求項1至15中任一項或多項之複合線。
- 如請求項20之輪胎，其包括鋼絲圈包布強化元件或外護圈包布強化元件，所述的鋼絲圈包布強化元件或外護圈包布強化元件包括至少一個弦線，其具有嵌入的強化纖維。
- 一種熱塑性弦線，其包括具有嵌入的強化纖維的熱塑性單絲。
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|---|---|---|---|
| TW111108370A TW202335881A (zh) | 2022-03-08 | 2022-03-08 | 強化線 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW111108370A TW202335881A (zh) | 2022-03-08 | 2022-03-08 | 強化線 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW202335881A true TW202335881A (zh) | 2023-09-16 |
Family
ID=88927292
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW111108370A TW202335881A (zh) | 2022-03-08 | 2022-03-08 | 強化線 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| TW (1) | TW202335881A (zh) |
-
2022
- 2022-03-08 TW TW111108370A patent/TW202335881A/zh unknown
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