[发明专利]作为冠带层的新型双弹性聚酯轮胎帘线

说明书

发明领域

本发明涉及一种具有双弹性拉伸性能的新型聚酯轮胎帘线增强物。这种新型双弹性聚酯轮胎帘线在用作充气子午线轮胎中的螺旋地缠绕的零度冠带条时改进高速耐久性、消除接地点扁平化(flatspotting)且在轮胎构建和硫化过程期间确保高提升(liftings)。

相关技术描述

在高速条件下，轮胎的外径由于通过钢帘线带束层组合件(belt package)和胎面产生的离心力而增加。这种直径增加或轮胎生长增加了带束层边缘帘线的缩放运动，导致裂纹萌生、裂纹扩展和最后的带束层边缘分离。

圆周地缠绕在带束层组合件上的冠带层通过对由斜交钢帘线层(cross ply steel cord layer)制成的重型带束层组合件施加压缩力(约束力)来防止在高速条件下过度的轮胎生长。

当前，最广泛使用的冠带层材料是多股尼龙6,6层或单层混合帘线，其以与轮胎赤道面成0至5度螺旋地缠绕在带束层组合件上。除了尼龙6,6和芳族聚酰胺/尼龙6,6混合帘线外，一些聚酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯，PET)也作为冠带层应用。但由于PET的初始模量高，在提升之后存在形成紧的帘线的风险，这意味着与顶部带束层(top belt layer)的钢帘线接触，导致在动态条件下帘线断裂。

尼龙帘线在弯曲和轴向压缩下具有优异的抗疲劳性以及在轮胎构建期间确保易于加工的双弹性拉伸特性。此外，在高速条件下随着使用温度的提高而产生的收缩力改进了耐带束层边缘分离性和高速耐久性。但尼龙的低玻璃化转变温度导致在高速行驶后的停车期间轮胎的扁平点(platspot)问题。多股尼龙冠带层组件的其它潜在缺点是其高橡胶水平(gauge)，通过迟滞(热累积)导致轮胎的滚动阻力增加。

如上所述，具有双弹性拉伸行为的包括高模量纱线和低模量纱线的混合帘线也用作高速轮胎中的冠带层。混合帘线的低模量组分使得带束层组合件容易提升，由于其高可拉伸性而不形成紧的帘线，高模量组分在使用条件下变得有效。通过使用混合帘线作为冠带层，可以减小冠带层的总厚度和橡胶含量，且混合帘线的高模量组分增强约束力且改进高速耐久性。但尼龙的存在也造成了一些扁平点。作为冠带层，含芳族聚酰胺的混合帘线是一种昂贵的解决方案。

另一方面，由具有高捻度的超高模量纱线制成的冠带层帘线也用作轮胎增强物，以消除扁平点并改进高速性能，但高水平的帘线捻度导致急剧的模量和断裂强度(韧性)损失。

美国专利号6,799,618描述了径向向外叠置到带束层组件上的织物型冠带层结构用由包括尼龙和芳族聚酰胺的材料制成的帘线来增强。在帘线的初始伸长时，主要荷重纱线是尼龙纱线，在可观的伸长之后，主要荷重纱线是芳族聚酰胺纱线。

美国专利号7,584,774描述了一种以径向布置在带外侧的带束层增强层(belt reinforcing layer)(冠带层)，其特征在于，带束层增强层通过在轮胎的圆周方向上连续且螺旋地缠绕聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)帘线形成，且该帘线在160℃下测量时在29.4N负荷下具有不小于2.5mN/分特%的弹性模量。由于PET帘线的初始模量高，在这种应用中提升必须小于2%以防止过紧的帘线形成。

美国专利号2013/0025758描述了一种用于乘用车的高性能充气子午线轮胎，其使用混合帘线作为冠带层，该混合帘线由具有不同的初捻捻数和不同的复捻捻数的两股芳族聚酰胺纱线和单股尼龙纱线构成，从而具有改进的高速耐久性和驾驶稳定性。

发明概述

本发明提供一种具有双弹性拉伸性能的两股或更多股聚酯帘线增强物。即，初始模量低且在初始伸长后模量高。为了防止模量和断裂强度损失，已经避免了高水平的帘线加捻。

将聚酯帘线的或多或少的线性拉伸行为转变为双弹性特性(初始模量减小和增强在小力下的初始可拉伸性)的产生原理基于打开帘线股以及在它们之间插入RFL粘合剂。在其打开的股线之间具有RFL的聚酯帘线在张力下表现出双弹性拉伸行为。

定义：

帘线：通过将两根或更多根合股的纱线加捻在一起形成的产品。

帘线股：在帘线内的合股的单根纱线。

分特：10000米长的纱线的克重。

接地点扁平化：具有低Tg和高热收缩力的轮胎中的帘线在接地点(footprint)经受收缩。当在这个位置冷却时，帘线保持扁平点直到它在使用时再次达到其Tg。

原帘线(Greige cord)：浸渍和热定型前的加捻帘线。

热定型：通过水分或加热赋予纱线、帘线或织物尺寸稳定性和耐热性的过程。