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      增強用于車輛車輪的輪胎中的胎體結(jié)構(gòu)的高速性能的方法和用于車輛車輪的輪胎的制作方法

      文檔序號:4464762閱讀:196來源:國知局
      專利名稱:增強用于車輛車輪的輪胎中的胎體結(jié)構(gòu)的高速性能的方法和用于車輛車輪的輪胎的制作方法
      技術領域
      本發(fā)明涉及一種增強用于車輛車輪的輪胎中的胎體結(jié)構(gòu)的高速性能的方法和一種用于車輛車輪的輪胎。
      背景技術
      用于車輛車輪的輪胎通常包括與帶束結(jié)構(gòu)相聯(lián)的胎體結(jié)構(gòu)。胎面帶施加在帶束結(jié)構(gòu)的徑向外部位置處。生輪胎通過組裝由彈性體混合物制成的相應的半成品構(gòu)造而成并且隨后被模制/固化。具體地,本發(fā)明涉及一種高性能輪胎(諸如,例如HP (高性能)輪胎和UHP (超高性能)輪胎或者應用于諸如場地賽的運動領域的輪胎,或者用于多種SUVs (運動型多功能車輛),所述SUVs集合了作為具有跑車性能的旅行車的典型特征的質(zhì)量和體積),所述高性能輪胎用于功率非常強勁的汽車或摩托車,或者更普遍地用于涉及高運轉(zhuǎn)速度和/或復雜操控條件的應用。在這些類型的輪胎中,車輛的高于200km/h的高行駛速度產(chǎn)生離心力,所述離心力能夠使輪胎發(fā)生徑向變形,從而徑向地改變所述輪胎的外輪廓。這種變形致使印跡面積減小,這不利地改變了輪胎自身的性能和存續(xù)時間。在這些類型的輪胎中,甚至在延長的運轉(zhuǎn)期間,胎體也必須確保動力學響應,從而在存在由輪胎所經(jīng)受的熱機械類型的高應力的情況下,尤其在極端駕駛的情況下,也產(chǎn)生適當?shù)能囕v行駛性能、輕松駕駛、操控性能和舒適性。在HP (高性能)或UHP (超高性能)類型的摩托車輪胎的領域中,最難滿足的要求之一是限制在復雜操控條件下使用輪胎所必然產(chǎn)生的輪胎的行駛性能特征的衰退。事實上,胎體確定了由輪胎所能夠承擔的負載能力、由輪胎所提供的舒適性和所述輪胎的動力學行為。因此,需要這樣的胎體材料,所述胎體材料的強度和彈性的比例在各種條件下均協(xié)調(diào)均衡。為了限制高性能條件下的輪胎變形,已知輪胎的胎體簾布層或多個胎體簾布層包括多個人造纖維增強簾線,所述多個人造纖維增強簾線布置成相互平行并且至少部分地被彈性體材料所覆蓋。就這一點而言,如在2002年4月29日至5月I日在佐治亞州Savannah 召開的 “ 161st Spring Technical Meeting” 的會議議程中,由 Dr. ChristianNorthausen, Condenka Gmbh, Germeany 所重述的 “Rayon the advanced material forrubber reinforcement-ACS Rubber Division”,指出了在構(gòu)造用于高性能輪胎的胎體簾布層的簾線中,人造纖維被認為是具有最好特性的材料。根據(jù)文章的作者,在平衡性能和疲勞 強度的最優(yōu)化的輪胎結(jié)構(gòu)中,人造纖維是最可靠的材料。依然根據(jù)所提及的文章,熱空氣收縮值對于人造纖維和芳族聚酰胺纖維而言是有限的,而對于聚萘二甲酸乙二醇酯和尼龍(PA66)而言相對較高。由于收縮,兩種最后提及的材料在溫度升高時顯示出彈性楊氏模量的降低(即,熱塑性性能),這實際上不建議在用于經(jīng)受高運轉(zhuǎn)溫度且旨在用于高性能的輪胎中使用所述兩種最后提及的材料。文獻US 20090139626A1描述了一種包括胎體層的子午線輪胎,取代了人造纖維簾線,所述胎體層包括混雜纖維的簾線,所述混雜纖維通過對尼龍46的單條紗以及兩條芳族聚酰胺紗線進行第一單絲加捻并且隨后將三條紗線捻在一起,與此同時,沿著與第一加捻操作相反的方向?qū)θ龡l紗線實施第二加捻。此外,已知同一申請人名下的文獻WO 2009/052844公開了一種包括以下結(jié)構(gòu)元件的輪胎所述結(jié)構(gòu)元件設置有增強元件,所述增強元件還包括至少一種混纖紗。混纖紗包括多條絲,所述絲由具有第一起始模量的第一復絲紗和具有與所述第一起始模量不同的第二起始模量的至少一種第二復絲紗獲得。復絲紗中的每一條均包括多條單絲。第一和第二復絲紗中的單絲均相互混合。本申請人已經(jīng)注意到的是,在滾動期間,輪胎和道路之間產(chǎn)生的摩擦力和輪胎所 經(jīng)受的變形產(chǎn)生熱量,從而致使輪胎和構(gòu)成所述輪胎的元件變熱。輪胎所經(jīng)受的加速度越大,則該現(xiàn)象就越重要。本申請人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是,上述提及的屬于胎體結(jié)構(gòu)的已知增強簾線的變熱確定了形成簾線的紗線的模量降低,結(jié)果,相對于在參考溫度(例如,大約20°c的室溫)條件下的理想變形,經(jīng)受加速度的胎體的真實變形加大。另外,本申請人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是,因為人造纖維具有較強的吸濕性,S卩,具有非常依賴于纖維濕度的模量,并且因為在加工纖維期間,干燥工藝復雜且難以以最優(yōu)的方式獲得(無論如何,纖維中都捕獲一定量的水分),所以結(jié)合到輪胎胎體中的濕人造纖維紗線的模量小于理論給定的模量,這導致了相對于具有完全干燥的纖維的理想胎體的變形,所述胎體的真實變形加大。另外,因為人造纖維的機械特征取決于纖維中的含水量(所述纖維中的含水量是能夠變化的并且取決于干燥系統(tǒng)的效率),所以將更加難以設置輪胎上的人造纖維性能。此夕卜,捕獲在人造纖維中的水能夠?qū)е略诔善份喬ド袭a(chǎn)生缺陷(氣泡、脫離等)。

      發(fā)明內(nèi)容
      在這種背景下,本申請人已經(jīng)感覺到有必要制造這樣的一種紗線,所述紗線適于制造用于胎體簾布層的增強簾線,所述胎體簾布層即使在在道路上使用輪胎期間的溫度發(fā)生變化以及在加工輪胎部件期間的濕度發(fā)生變化的情況下也具有足夠高且穩(wěn)定的模量。根據(jù)本發(fā)明,已經(jīng)驚喜地發(fā)現(xiàn),利用混纖紗制造胎體能夠提高就針對高運轉(zhuǎn)溫度的動力學行為而言的胎體性能,所述混纖紗包括混合的絲,所述混合的絲分別屬于聚酯紗線和設置有取決于溫度的低模量衰減的紗線。這旨在通過使按比例至少高達50%的聚酯紗的絲與按比例不超過50%的具有在溫度逐漸升高時的低衰減的一定量的紗線的絲相混合。更加具體地,在第一方面,本發(fā)明涉及一種提高用于車輛車輪的輪胎中的胎體結(jié)構(gòu)的高速性能的方法,所述方法包括-制備至少一種混纖紗,所述混纖紗包括多條絲,所述絲由聚酯的第一復絲紗和具有低于20%的隨著溫度的模量衰減的第二復絲紗獲得;所述第一復絲紗和所述第二復絲紗中的每一條均包括多條單絲;所述第一復絲紗中的單絲至少部分地以至少50%的比例與所述第二復絲紗的單絲相混合;
      -組裝胎體結(jié)構(gòu),所述胎體結(jié)構(gòu)包括至少一個胎體簾布層,所述胎體簾布層基本構(gòu)造在簾線上,所述簾線包括至少一種混纖紗。根據(jù)本發(fā)明的第二方面,本發(fā)明涉及一種用于車輛車輪的輪胎,所述輪胎包括胎體結(jié)構(gòu)、施加在胎體結(jié)構(gòu)的徑向外部位置處的帶束機構(gòu)、在胎冠區(qū)域處施加在所述帶束結(jié)構(gòu)的徑向外部位置處的胎面帶。其中,胎體結(jié)構(gòu)包括至少一個胎體簾布層;其中,所述至少一個胎體簾布層包括多個增強簾線,所述多個增強簾線布置成相互平行并且至少部分地被彈性體成分所覆蓋,所述增強簾線中的至少一些包括至少一種混纖紗;其中,所述混纖紗包括多條絲,所述絲由聚酯的第一復絲紗和具有低于20%的隨著溫度的模量衰減的第二復絲紗獲得;所述第一復絲紗和所述第二復絲紗中的每一條均包括多 條單絲;所述第一復絲紗的單絲至少部分地以至少50%的比例與所述第二復絲紗的單絲相混合。優(yōu)選地,所述輪胎是高性能輪胎。特別地,本申請人的經(jīng)驗表明,通過將便宜紗線與更低百分比的對溫度變化低敏感性的材料(諸如,芳族聚酰胺(聚芳酰胺)纖維或碳纖維或玻璃纖維)的絲相混合來提升諸如聚酯(PET聚對苯二甲酸乙二醇酯、PEN聚萘二甲酸乙二醇酯)紗線的便宜紗線(所述便宜紗線由于隨著運轉(zhuǎn)溫度模量顯著減小,因此其自身不能適于應用在高性能輪胎的胎體簾線中),允許獲得這樣的混纖紗,所述混纖紗具有能夠滿足高性能輪胎胎體的規(guī)格的理想特征(模量值和性能均勻性)。本發(fā)明在以上方面中的至少一個方面中能夠具有下文描述的優(yōu)選特征中的一個或多個。優(yōu)選地,第一復絲紗由從以下組中選擇的纖維制成聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)。優(yōu)選地,第一復絲紗具有在20°C和100°C之間并且在2%的伸長量的條件下測量得到的高于40%的隨著溫度的模量衰減。優(yōu)選地,第二復絲紗由從包括芳族聚酰胺纖維、玻璃纖維、碳纖維的組中選定的纖維制造而成。使用聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)的優(yōu)勢是成本低廉。使用聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)的優(yōu)勢是在室溫條件下具有足夠高的模量。聚酯并且尤其是聚對苯二甲酸乙二醇酯通常用于制造非高性能輪胎的胎體中的增強簾線。使芳族聚酰胺纖維或玻璃纖維或碳纖維與聚酯相混合,使得能夠獲得具有相對較低的吸水性、足夠輕質(zhì)并且相對便宜的混雜物,所述混雜物設置有隨溫度基本穩(wěn)定的模量?;炖w紗的隨著溫度的低模量衰減確保輪胎輪廓針對高溫的更高的穩(wěn)定性。與用于人造纖維的干燥工藝相比,所獲得的混雜物(具有隨溫度的高模量衰減的纖維與具有受限的模量衰減的纖維混合)需要更低廉且更為可靠的干燥工藝。減少了由于人造纖維的吸水性而造成的在成品輪胎上的可能的缺陷。另外,輪胎具有更為均勻一致的性能特征。優(yōu)選地,混纖紗包括按重量計占大約50%至按重量計占大約90%的第一復絲紗。優(yōu)選地,混纖紗包括按重量計占大約10%至按重量計占大約50%的第二復絲紗。更低百分比的低價值,S卩,更便宜的紗線允許在保持或改進輪胎性能的同時限制所述輪胎的制造成本。優(yōu)選地,混纖紗在20°C的條件下具有大于大約1500cN/Tex的起始模量。優(yōu)選地,混纖紗在20°C的條件下具有大于大約2000cN/Tex的起始模量。優(yōu)選地,混纖紗在20°C的條件下具有大于大約2500cN/Tex的起始模量。優(yōu)選地,混纖紗在177°C的條件下具有測量得到的小于或等于4%的收縮率。對于給定的輪胎,變化兩種類型紗線的材料、質(zhì)量和百分比,以允許獲得混纖紗和胎體的理想性能(模量、收縮率)。根據(jù)優(yōu)選的實施例,通過以下步驟制備混纖紗
      -以第一供給速度將第一復絲紗供給到噴氣裝置;-以第二供給速度將第二復絲紗供給到噴氣裝置; 其中,第一供給速度和第二供給速度基本相等。噴氣裝置本身已知且不再贅述。以相等的速度供給兩種紗線,使得能夠獲得這樣的混纖紗,在所述混纖紗中,自伸長開始以來,構(gòu)成所述混纖紗的兩種混合的絲類型便以協(xié)作方式起作用。從根據(jù)本發(fā)明的增強用于車輛車輪的輪胎中的胎體結(jié)構(gòu)的高速性能的方法和用于車輛車輪的輪胎的優(yōu)選但不排外的優(yōu)選實施例的詳細描述中,其它特征和優(yōu)勢將變得更加顯而易見。


      將參照以非限制性示例給出的附圖在下文中陳述本描述,在所述附圖中-圖I概略示出了用于車輛車輪的輪胎的徑向半截面;-圖2是設計成形成圖I的輪胎的胎體簾布層的條狀元件的細長元件的透視圖;-圖3示出了混纖紗的制造步驟,從應用于制造圖2的細長元件的兩種復絲紗開始;-圖4a示出了圖3的兩種復絲紗的橫截面;-圖4b示出了圖3的混纖紗的橫截面;-圖5是圖解了同一紗線在不同溫度時的兩條曲線的負載/變形圖;表-圖6是圖解了關于不同紗線的曲線的模量/溫度圖表;-圖7是圖解了關于不同簾線的曲線的負載/變形圖表。
      具體實施例方式圖I中的附圖標記I表示用于車輛車輪的輪胎,所述輪胎通常包括胎體結(jié)構(gòu)2,所述胎體結(jié)構(gòu)包括至少一個胎體簾布層3a、3b (在圖I示出的示例中有兩個),所述胎體簾布層分別具有與相應的環(huán)形錨固結(jié)構(gòu)4相接合的相對的端部折片,所述環(huán)形錨固結(jié)構(gòu)可能與彈性體填料4a相連并且與通常稱為“胎圈”的區(qū)域5成一體。帶束結(jié)構(gòu)6與胎體結(jié)構(gòu)2相連,所述帶束結(jié)構(gòu)包括一個或多個帶束層6a,以相互之間疊置的關系和與胎體簾布層3a、3b成疊置的關系布置所述帶束層,并且所述帶束層通常具有金屬的增強簾線。這些增強簾線相對于輪胎I的周向延伸方向成交叉定向。與構(gòu)成輪胎的其它半成品一樣,彈性體材料的胎面帶7也被施加在帶束結(jié)構(gòu)6的徑向外部位置處。另外,在軸向外部位置處,彈性體混合物的相應側(cè)壁8被施加到胎體結(jié)構(gòu)2的側(cè)表面,每個所述側(cè)壁均從胎面帶7的側(cè)邊緣中的一個延伸直到靠近相應的固定至胎圈5的環(huán)形錨固結(jié)構(gòu)為止。此外,輪胎I的徑向內(nèi)部表面優(yōu)選地在內(nèi)部由基本氣密的彈性體材料層或者由所謂的襯里9所覆蓋。在圖I示出了實施例中,輪胎I是用于機動車輛的輪胎。典型地,在這種情況中,帶束結(jié)構(gòu)6還包括至少一個徑向外部層,所述徑向外部層 包括紡織的簾線,所述紡織的簾線布置成相對于輪胎的周向延伸方向基本成零度角。優(yōu)選地,用于機動車輛的輪胎I是HP (高性能)或UHP (超高性能)的類型,S卩,能夠承受至少240km/h,優(yōu)選地高于270km/h的最大速度的輪胎。這些輪胎的示例是那些屬于“V”、“W”、“Y”、“Z” 或 “ZR” 類別的輪胎。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例,輪胎I用于摩托車。用于摩托車(未示出)的輪胎的橫截面輪廓具有高橫向曲率,這是因為所述輪胎必須在摩托車的所有傾斜狀態(tài)中確保足夠的印跡面積。距離f和寬度C之間的比率值限定了橫向曲率,所述距離f是在輪胎的赤道面中測量得到的從穿過所述胎面的橫向相對的端部的線條到胎面中心的距離,所述寬度C由胎面自身的橫向相對的端部之間的距離所限定?!案邫M向曲率的輪胎”指的是其橫向曲率(f/c)至少為0. 20的輪胎,優(yōu)選地,用于后輪輪胎的橫向曲率(f/C)介于0. 20和0. 5之間,用于前輪輪胎的橫向曲率(f/C)介于0. 35和0. 6之間。由至少一個組裝裝置通過在成型鼓(未示出)上組裝相應的半成品來構(gòu)造如上所述的輪胎I。在成型鼓上構(gòu)造和/或組裝被設計成形成輪胎I的胎體結(jié)構(gòu)2的至少一部分部件。更詳細地,成型鼓適于首先接納襯里9(如果有的話),隨后接納多個胎體簾布層3a、3b。此后,未示出的裝置圍繞端部折片中的每個同軸地結(jié)合環(huán)形錨固結(jié)構(gòu)4中的一個,將包括帶束結(jié)構(gòu)6和胎面帶7的外部套圍繞圓筒形胎體套定位在同軸定中的位置,并且通過胎體簾布層3a、3b的徑向擴展使胎體套成形為環(huán)面構(gòu)造,以便確定將所述胎體套施加在外部套的徑向內(nèi)表面上。構(gòu)造生輪胎I之后,實施固化和模制處理,所述固化和模制處理的目的在于通過彈性體混合物的交聯(lián)確定輪胎I的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,并且所述固化和模制處理的目的還在于在胎面帶7上壓印期望的胎面圖案,以及在側(cè)壁8上印制可能的區(qū)別性圖形標記。在固化期間,在彈性體高分子之間形成共價鍵晶格,取決于共價鍵晶格的密度,防止所述彈性體流動,從而使得材料愈發(fā)更難以溶解、更難以熔化以及更富有彈性。胎體簾布層3a、3b各個均可由鋪設單元制成,所述鋪設單元設計成將多個條狀元件10以周向相互接近的關系施加在位于成型鼓的徑向外部的布置表面上,以便形成各個具有圍繞所述成型鼓的幾何軸線的連續(xù)的周向延伸部的簾布層。通過按照順序切割來自拉延和/或壓延裝置或來自供給卷筒的至少一個連續(xù)的細長或帶狀元件11而獲得條狀元件10,并且因此所有所述條狀元件都具有相同的寬度。如圖2所示,連續(xù)的帶狀元件11,并且因此由所述連續(xù)的帶狀元件獲得的條狀元件10各個均具有多個簾線12或類似的線狀元件,所述簾線或所述類似的線狀元件沿著帶狀元件和條狀元件10自身的縱向延伸部相互平行延伸,并且所述簾線或所述類似的線狀元件至少部分地被彈性體材料層“R”所覆蓋,所述彈性體材料層通過以上提及的拉延和/或壓延操作來施加。根據(jù)未示出的實施例,每個胎體簾布層均能夠制成為單個的半成品,所述半成品包括被彈性體材料層“R”所覆蓋的簾線12。典型地,除了尤其適于制造輪胎的諸如填料(碳黑、硅石)、固化劑(例如,硫磺)、催化劑、促進劑、塑化劑的添加劑之外,彈性體材料還包括彈性體聚合物。、
      典型地,彈性體材料包括能夠交聯(lián)的彈性體合成物,所述彈性體合成物包括具有不飽和鏈的彈性體聚合物或共聚物,所述彈性體聚合物或共聚物具有通常在20°C情況下,優(yōu)選地在0°C至110°C范圍內(nèi)的玻璃化溫度(Tg)。這些聚合物或共聚物能夠是天然的或者通過以按重量計不超過60%的量任選地與由從單芳乙烯和/或極性單體中選定的至少一種單體相混合的溶液聚合、乳液聚合或一種或多種共軛二烯的氣相聚合而獲得。共軛二烯通常包含4至12、優(yōu)選地4至8個碳原子并且能夠從例如包括1,3-丁二烯(1,3-butadiene)、異戍二烯(isoprene)、2, 3_ 二甲基-1,3_ 丁二 烯(2,3-dimethyl-l, 3-butadiene)、1,3_ 戍二烯(I, 3-pentadiene)、1,3_ 己二烯(1,3_hexadiene)、3- 丁基-I, 3_ 辛二烯(3-butyl-l, 3_octadiene)、2-苯基-1,3_ 丁二烯(2-phenyl-l, 3-butadiene)或者它們的混合物的組中選擇。1,3- 丁二烯(1,3-butadiene)和異戍二烯(isoprene)尤為優(yōu)選??赡苣軌蚴褂玫臉O性單體可以例如從乙烯基卩比唳(vinylpiridine)、乙烯基奎啉(vinylquinoline)、丙烯酸(acrylic acid)和丙烯酸腺酯(alkylacrylic acid esters)、腈類(nitriles)或它們的混合物中選取,諸如丙烯酸甲酯(methyl acrylate)、丙烯酸乙酯(ethyl acrylate)、間丙烯酸甲酯(methyl metacrylate)、甲基丙烯酸乙酯(ethylmetacrylate)、丙烯腈(acrylonitrile)或者它們的混合物。優(yōu)選地,包括在彈性體材料中的合成或自然彈性體能夠從例如順(式)_1,4-聚異戍二烯(cis-1, 4-polyisoprene)(天然或合成橡膠,優(yōu)選地為天然橡膠)、3,4_聚異戍二烯(3,4-polyisoprene)、聚丁二烯(polybutadiene)(特別是具有較高順式1,4結(jié)構(gòu)含量的聚丁二烯)、可能的齒代異戍二烯/異丁烯共聚物(halogenated isoprene/isobutene)、1,3_ 丁二烯 / 丙烯臆共聚物(1,3-butadiene/aerylonitriIe copolymers)> 苯乙烯/I, 3-丁二烯共聚物(styrene/1, 3-butadiene copolymers)、苯乙烯/異戍二烯/1,3_丁二烯共聚物(styrene/isoprene/1, 3-butadiene copolymers)、苯乙烯/1,3_丁二烯/丙烯腈共聚物(styrene/1, 3-butadiene/aery lonitri Ie copolymers)或者它們的混合物中選擇。有利地,為了改進所述混雜纖維粘附到可交聯(lián)的彈性體材料的粘合力,混雜絲能夠通過將所述混雜絲浸入到包含間苯二酹樹脂/甲醒(resorcinol resin/formaldehyde)的粘稠的乳膠(通常稱作“甲醛乳膠” -RFL)的混合物的溶液的藥液中而進行表面處理。所使用的乳膠能夠例如從乙烯基吡碇/苯乙烯丁二烯(VP/SBR)、苯乙烯丁二烯(SBR)、異戊二烯橡膠(NR)的乳膠、羧基氫化丁二烯-丙烯腈(X-HNBR)、氫化丁腈橡膠(HNBR)、腈基丁二烯橡膠(NBR)三元乙丙橡膠(EPDM)、氯磺化聚乙烯(CSM),單獨或者它們的組合。每個簾線12均包括單股條加捻的混纖紗13或加捻在一起的至少兩條紗線13(圖2a),所述至少兩股紗線中的至少一條是混雜而成的。
      混纖紗13由兩種混合或相混在一起的不同材料的多條單絲14a、15a (圖4b)形成。以第一復絲紗14和第二復絲紗15為原料獲得混纖紗13,所述第一復絲紗14和所述第二復絲紗15各個均由單一材料構(gòu)成,或者包括多條絲或單一材料的絲。第一復絲紗14由多條絲或第一材料的絲14a形成(圖4a)。第二復絲紗15由第二材料的多條絲15a形成(圖4a)。通過稱作“混雜”并且在同一申請人名下的文獻WO 2009/052844中描述的操作來
      混合第一和第二材料絲。第一復絲紗14和第二復絲紗15被運送并且以相互并排的關系布置在噴氣裝置17 (在圖3中概略性示出)的貫通導管16中。通過一個或多個噴嘴18將壓力下的空氣引入到所述導管16中??諝夥蛛x第一和第二復絲紗14、15中的每條的單絲并且使得所述單絲混合在一起,從而形成單條混纖紗13。兩條復絲紗14、15通過入口 19a進入到噴氣裝置17的貫通導管16并且混纖紗通過所述貫通導管16的出口 19b出來。噴氣裝置能夠從諸如噴氣變形裝置、噴氣編織裝置、噴氣纏繞裝置的已知裝置中進行選擇。在本說明書以及所附權(quán)利要求中,將第一和第二復絲紗14、15供給到噴氣裝置17的線供給速度確定為“CS1”和“CS2”,以及“TS”為從噴氣裝置17拾取混纖紗13的線拾取速度,第一和第二復絲紗14、15的“過度傳送”(0D1%、0D2%)分別由以下公式限定(0D1%) =[(CS1 - TS)/TS] XlOO(0D2%) = [ (CS2 — TS) /TS] XlOO0“過度傳送”是第一或第二復絲紗14、15的線供給速度與混纖紗13的拾取速度的差的百分比。優(yōu)選地,第一復絲紗14的“過度傳送”(0D1%)介于大約I和大約20之間。優(yōu)選地,第二復絲紗15的“過度傳送”(0D%)介于大約I和大約20之間。另外,優(yōu)選地,第一復絲紗14的“過度傳送”(0D1%)基本等于第二復絲紗15的“過度傳送”(0D2%),即,供給速度“CS1”和“CS2”基本相等。具體地,相對于兩個速度“CS1”和“CS2”的算術平均值以百分比計算得出的第一復絲紗14的供給速度“CS1”和第二復絲紗14的供給速度“CS2”之間的差的絕對值((|CSl-CS2|/{(CSl+CS2)/2) } X 100)低于1%,優(yōu)選地低于0. 5%。簾線或紗線的模量是以cN/tex為單位測量得到的牽引模量,即,與纖維的線密度(tex)有關的力(百分之一牛頓(N))。在本說明書以及在所附權(quán)利要求中的短語“隨著溫度的模量衰減”意思是隨著溫度升高,簾線或紗線的牽引模量降低。特別地,對于評估在熱狀態(tài)中的模量穩(wěn)定性,首先完成在室溫(20°C)條件下以及在熱條件(通常為60°C或70°C和100°C)中對簾線牽引的分析。所分析的溫度值具有在運轉(zhuǎn)中的輪胎溫度的特征。在圖5的圖表中通過示例的方式示出了在20°C和100°C條件下材料的負載-伸長率牽引曲線。隨著溫度升高,牽引曲線變得更低,這意味著在同一變形時,負載更小。術語“LASE”指的是“在規(guī)定伸長率時的負載”,因此“LASE2%”是關于2%變形的負載(在ASTM D855說明書中“LASE”被稱作“FASE”,即,“在規(guī)定的伸長率時的力”)。由于隨著溫度升高,剛度降低,因此在100°C條件下測量得到的“LASE2%”小于在20°C條件下測量得到的“LASE2%”。在0%和2%變形之間計算得出的材料的平均模量(Mm)被限定為Mm=LASE2%/ (Delta Def * A)其中Delta Def = 2,即,2%和0%之間的伸長率差A=簾線截面所以 Mm (20 °C ) =LASE2% (20 °C ) / (2*A ) Mm (IOO0C ) =LASE2% (100°C ) / (2*A)例如通過作為在-10°C至100°C的溫度范圍內(nèi)的溫度的函數(shù)(Mm[%] (T))的平均模量百分比(在2%的伸長率時)的圖表表示法能夠顯示“隨著溫度的模量衰減”。平均模量百分比(Mm[%] (T))被限定為在溫度T (Mn (T))條件下的平均模量和在20°C (Mm (20°C))條件下的平均模量之間的比乘以100。
      Mm[%] (T) = ((Mm (T)) / (Mm (20°C)) XlOO結(jié)果,在20°C條件下的平均模量百分比 Mm[%] (20°C)等于100。在100°C條件下的平均模量百分比是 Mm[%] (IOO0C)) = ((Mm (100°C>) / (Mm (20°C)) XlOO= ((LASE2% (100°C))/ (LASE2% (20°C))) XlOO0如下,平均模量在2%的伸長率的條件下隨著溫度從20°C升高到100°C的衰減能夠以百分比表現(xiàn)( A (20 0C -IOO0C )Mm[%]) =IOOX (I — ((LASE2% (100°C )) / (LASE2% (20°C)))在本說明書和所附權(quán)利要求中的術語“起始模量”指的是在變形的起始階段(SP,在基本零度變形時)計算得出的簾線或紗線的牽引模量。在力/變形圖表中,起始模量是在零度變形點處的曲線的切線。第一復絲紗14優(yōu)選地由聚酯纖維絲(諸如,聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN))制成,所述聚酯纖維絲具有隨著溫度的高的平均模量衰減并且優(yōu)選地具有低起始模量。“隨著溫度的高的平均模量衰減”指的是根據(jù)以上給定的標準測量得到的大于大約40%的衰減 ( A (200C -IOO0OMm[%])第一紗線> 40低起始模量指的是低于大約1000cN/tex的模量。第一復絲紗14優(yōu)選地具有在大約100和大約1000之間的絲數(shù)。第一復絲紗14優(yōu)選地具有在大約200dtex和大約4000dtex之間的線密度。第一復絲紗14中的所述絲中的每一條均優(yōu)選地具有在大約5iim和IOOiim之間的直徑。第二復絲紗15優(yōu)選地由這樣的纖維絲構(gòu)成,所述纖維絲具有隨著溫度的低的平均模量衰減以及優(yōu)選地具有高起始模量。
      優(yōu)選地,被稱作具有高模量穩(wěn)定性的纖維的這些纖維是芳族聚酰胺纖維、碳纖維、玻璃纖維?!半S著溫度的低的平均模量衰減”指的是根據(jù)以上規(guī)定測量得到的小于大約20%,優(yōu)選地小于大約15%的衰減 ( A (20 0C -100°C)Mm[%])第一紗線〈20 ( A (200C _10(TC)Mm[%])第二紗線〈15。“高起始模量”指的是大于大約3000cN/tex的模量。
      第二復絲紗15優(yōu)選地具有在大約100和大約1000之間的絲數(shù)。第二復絲紗15優(yōu)選地具有在大約200dtex和大約4000dtex之間的線密度。第二復絲紗15的所述絲中的每一條均優(yōu)選地具有在介于大約5 u m和大約100 U m之間的直徑。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面,本申請人已經(jīng)發(fā)現(xiàn),能夠通過使不同的紗線線密度(紗線支數(shù))與不同的每一簾線的紗線數(shù)和不同的加捻水平相結(jié)合來改變胎體的溫度性能。明顯地,為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的,本領域中的技術人員能夠在以上變量之間選擇紗線數(shù)和紗線支數(shù)、加捻和密度程度,以便構(gòu)造這樣的輪胎胎體,其使得能夠?qū)崿F(xiàn)與車輛性能有關的熱穩(wěn)定性的所述增強。所獲得的混纖紗13優(yōu)選地包括按重量計占大約50%至按重計大約90%的第一復絲紗,以及優(yōu)選地包括按重量計占大約10%至按重計大約50%的第二復絲紗。所獲得的混纖紗13優(yōu)選地具有優(yōu)選地高于大約1500cN/teX,更加優(yōu)選地高于大約2000cN/tex的起始模量。所獲得的混纖紗13優(yōu)選地具有根據(jù)ASTM標準D2259-02 (2004)在177°C條件下測量得到的小于或等于4%的收縮率。
      示例 I已經(jīng)制備了根據(jù)本發(fā)明的三種混纖紗Al-芳族聚酰胺(AR) +聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)(芳族聚酰胺50%)A2-芳族聚酰胺+聚對苯二甲酸乙二醇酯(芳族聚酰胺25%)A3-芳族聚酰胺+聚對苯二甲酸乙二醇酯(芳族聚酰胺20%)和兩種非混纖紗BI-凱夫拉爾(Kevlar) 440B2-聚對苯二甲酸乙二醇酯1670Al是以芳族聚酰胺(AR)的復絲紗和聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)的復絲紗為原料制造而成的混纖紗;芳族聚酰胺(AR)的復絲紗構(gòu)成混纖紗Al的按重量計的50%。紗線Al通過將芳族聚酰胺(AR)的復絲紗和聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)的復絲紗供給到噴氣紗線卷曲裝置(air-jet texturising device)制備而成。A2是以芳族聚酰胺(AR)的復絲紗和聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)的復絲紗為原料制造而成的混纖紗;芳族聚酰胺(AR)的復絲紗構(gòu)成混纖紗A2的按重量計的25%。紗線A2通過將芳族聚酰胺(AR)的復絲紗和聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)的復絲紗供給到噴氣紗線卷曲裝置制備而成。A3以芳族聚酰胺(AR)的復絲紗和聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)的復絲紗為原料制造而成混纖紗;芳族聚酰胺(AR)的復絲紗構(gòu)成混纖紗A3的按重量計的20%。紗線A3通過將芳族聚酰胺(AR)的復絲紗和聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)的復絲紗供給到噴氣紗線卷曲裝置制備而成。BI是非混雜的對比紗線并且由芳族聚酰胺(Kevlar )復絲紗構(gòu)成;這種芳族聚酰胺復絲紗的紗線支數(shù)(單位dtex)是440。B2是非混雜的對比紗線并且由聚對苯二甲酸乙二醇酯的復絲紗構(gòu)成;這種聚對苯二甲酸乙二醇酯的復絲紗的紗線支數(shù)(單位dtex)是1670。圖6示出了對于以上提及的紗線中的每一種,作為在-10°C至100°C溫度范圍內(nèi)的溫度的函數(shù)(Mm[%] (T))的平均模量百分比(在2%的伸長率時)。具有獨立于溫度的模量(無模量衰減)是用于確保輪胎上的更好性能的理想行 為。圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的三種混纖紗Al、A2和A3具有遠高于聚對苯二甲酸乙二醇酯的熱穩(wěn)定性以及接近單一芳族聚酰胺紗線的熱穩(wěn)定性(BI)。特別地,混纖紗Al和A2的熱穩(wěn)定性基本等于獨自由芳族聚酰胺制成的紗線的熱穩(wěn)定性(BI)。示例2圖7示出了對于根據(jù)本發(fā)明的三種簾線,作為伸長率(%)的函數(shù)的牽引負載(牛頓)芳族聚酰胺+聚對苯二甲酸乙二醇酯(37901840X2405X405 (由兩種混纖紗芳族聚酰胺+聚對苯二甲酸乙二醇酯(37%)制成的簾線,每種混纖紗芳族聚酰胺+聚對苯二甲酸乙二醇酯(37%)均具有紗線支數(shù)1840 (dtex)和每米405加捻操作); 芳族聚酰胺+聚對苯二甲酸乙二醇酯(37%) 1840 X 2305 X 305 (由兩種混纖紗芳族聚酰胺+聚對苯二甲酸乙二醇酯(37%)制成的簾線,每種混纖紗芳族聚酰胺+聚對苯二甲酸乙二醇酯(37%)均具有紗線支數(shù)1840 (dtex)和每米305加捻操作);芳族聚酰胺+聚對苯二甲酸乙二醇酯(20902130X2405X405 (由兩種混纖紗芳族聚酰胺+聚對苯二甲酸乙二醇酯(20%)制成的簾線,每種混纖紗芳族聚酰胺+聚對苯二甲酸乙二醇酯(20%)均具有紗線支數(shù)2130 (dtex)和每米450加捻操作);以及對于四種人造纖維簾線 人造纖維1840X2 (480X480)[干燥](由兩種人造纖維紗線形成的簾線,每種人造纖維紗線均具有的紗線支數(shù)1840 (dtex)和每米480加捻操作;利用干燥纖維實施牽引試驗(在105°C的爐中進行干燥至少兩個小時)); 人造纖維1840X2 (480X480)[潮濕](與前述一種簾線相同的簾線,但利用潮濕的纖維實施牽引試驗); 人造纖維1220X2 (550X550)[干燥](由兩種人造纖維紗線形成的簾線,所述每種人造纖維簾線均具有的紗線支數(shù)1220 (dtex)和每米550加捻操作);利用干燥纖維實施牽引試驗(在105°C的爐中進行干燥至少兩個小時)); 人造纖維1220X2 (550X550)[潮濕](與前述一種簾線相同的簾線,但利用潮濕的纖維實施牽引試驗)在濕度為65%的環(huán)境中測試根據(jù)本發(fā)明的混雜簾線。圖7示出了人造纖維的潮濕簾線具有大大低于干燥時的同一人造纖維簾線的機械特征(模量),并且尤其是根據(jù)本發(fā)明的具有混纖紗的三種簾線的起始模量高于干燥人造纖維簾線和潮濕人造纖維簾線的起始模量。就此而言,在以下表格中,表現(xiàn)了與芳族聚酰胺+聚對苯二甲酸乙二醇酯(20%)2130X2405X405的簾線相比,在溫度為22°C以及濕度為65%的環(huán)境中測量得到的包含在兩種人造纖維簾線中的濕度量。在平衡條件下,人造纖維的含水量大約為12%,而芳族聚酰胺+聚對苯二甲酸乙二醇酯的含水量低于2%,這意味著人造纖維非常易潮濕,而根據(jù)本發(fā)明的混雜紗線芳族聚酰胺+聚對苯二甲酸乙二醇酯則不易潮濕。如果發(fā)現(xiàn)完全干燥的材料及時恢復濕度,則能夠看見過程相對較快,并且因此在制造工藝中較為關鍵。
      權(quán)利要求
      1.一種增強用于車輛車輪的輪胎中的胎體結(jié)構(gòu)的高速性能的方法,所述方法包括 -制備至少一條混纖紗(13),所述混纖紗包括多條絲(14a,15a),所述絲由聚酯的第一復絲紗(14)和第二復絲紗(15)獲得,所述第二復絲紗具有低于20%的隨著溫度的模量衰減;所述第一復絲紗(14)和所述第二復絲紗(15)的每一個均包括多條單絲(14a,15a);所述第一復絲紗(14)的所述單絲(14a)至少部分地以至少50%的比例與所述第二復絲紗(15)的單絲(15a)相混合; -組裝胎體結(jié)構(gòu)(2),所述胎體結(jié)構(gòu)包括基本構(gòu)造在簾線(12)上的至少一個胎體簾布層(3a,3b),所述簾線包括所述至少一條混纖紗(13)。
      2.如權(quán)利要求I所述的方法,其中,所述第一復絲紗(14)由從以下組中選擇的纖維制成聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)。
      3.如前述權(quán)利要求中的任意一項所述的方法,其中,所述第一復絲紗(14)具有在20°C和100°C之間以及在2%伸長率的條件下測量的高于大約40%的隨著溫度的模量衰減。
      4.如前述權(quán)利要求中的任意一項所述的方法,其中,所述第二復絲紗(15)由從包括芳族聚酰胺纖維、玻璃纖維、碳纖維的組中選擇的纖維制成。
      5.如前述權(quán)利要求中的任意一項所述的方法,其中,所述混纖紗(13)包括按重量計占大約50%至按重量計占大約90%的所述第一復絲紗。
      6.如前述權(quán)利要求中的任意一項所述的方法,其中,所述混纖紗(13)包括按重量計占大約10%至按重量計占大約50%的所述第二復絲紗。
      7.如前述權(quán)利要求中的任意一項所述的方法,其中,所述混纖紗(13)在20°C的條件下具有大于大約1500cN/Tex的起始模量。
      8.如前述權(quán)利要求中的任意一項所述的方法,其中,所述混纖紗(13)在20°C的條件下具有大于大約2000cN/Tex的起始模量。
      9.如前述權(quán)利要求中的任意一項所述的方法,其中,所述混纖紗(13)在20°C的條件下具有大于大約2500cN/Tex的起始模量。
      10.如前述權(quán)利要求中的任意一項所述的方法,其中,所述混纖紗(13)在177°C的條件下測量得到的收縮率小于或等于4%。
      11.如前述權(quán)利要求中的任意一項所述的方法,其中,通過以下步驟制備所述混纖紗(13) -以第一供給速度(CSl)將所述第一復絲紗(14)供給到噴氣裝置(17); -以第二供給速度(CS2)將所述第二復絲紗(15)供給到所述噴氣裝置(17); 其中,所述第一供給速度(CSl)和所述第二供給速度(CS2)基本相同。
      12.用于車輛車輪的輪胎,所述輪胎包括 胎體結(jié)構(gòu)(2);帶束結(jié)構(gòu)(6),所述帶束結(jié)構(gòu)施加在所述胎體結(jié)構(gòu)(2)的徑向外部位置處;胎面帶(7),在胎冠區(qū)域處,所述胎面帶施加在所述帶束結(jié)構(gòu)(6)的徑向外部位置處; 其中,所述胎體結(jié)構(gòu)(2)包括至少一個胎體簾布層(3a,3b); 其中,所述至少一個胎體簾布層(3a,3b)包括多個增強簾線(12),所述增強簾線布置成相互平行并且至少部分地被彈性體成分(R)所覆蓋,所述增強簾線(12)中的至少一些包括至少一條混纖紗(13); 其中,所述混纖紗(13)包括多條絲(14a,15a),所述絲由聚酯的第一復絲紗(14)和第二復絲紗(15)獲得,所述第二復絲紗具有低于20%的隨著溫度的模量衰減;所述第一復絲紗(14)和所述第二復絲紗(15)的每一個均包括多條單絲(14a, 15a);所述第一復絲紗(14)的所述單絲(14a)至少部分地以至少50%的比例與所述第二復絲紗(15)的所述單絲(15a)相混合。
      13.如權(quán)利要求12所述的輪胎,其中,所述第一復絲紗(14)由從以下組中選擇的纖維制成聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)。
      14.如權(quán)利要求12或13所述的輪胎,其中,所述第一復絲紗(14)具有在20°C和100°C之間以及在2%伸長率的條件下測量得到的高于大約40%的隨著溫度的模量衰減。
      15.如權(quán)利要求12至14中的任意一項所述的輪胎,其中,所述第二復絲紗(15)由從包括芳族聚酰胺纖維、玻璃纖維、碳纖維的組中選擇的纖維制成。
      16.如權(quán)利要求12至15中的任意一項所述的輪胎,其中,所述混纖紗(13)包括按重量計占大約50%至按重量計占大約90%的所述第一復絲紗。
      17.如前述權(quán)利要求12至16中的任意一項所述的輪胎,其中,所述混纖紗(13)包括按重量計占大約10%至按重量計占大約50%的所述第二復絲紗。
      18.如前述權(quán)利要求12至17中的任意一項所述的輪胎,其中,所述混纖紗(13)在20°C的條件下具有大于大約1500cN/Tex的起始模量。
      19.如前述權(quán)利要求12至18中的任意一項所述的輪胎,其中,所述混纖紗(13)在20°C的條件下具有大于大約2000cN/Tex的起始模量。
      20.如前述權(quán)利要求12至19中的任意一項所述的輪胎,其中,所述混纖紗(13)在20°C的條件下具有大于大約2500cN/Tex的起始模量。
      21.如前述權(quán)利要求12至20中的任意一項所述的輪胎,其中,所述混纖紗(13)在177°C的條件下測量得到的收縮率小于或等于4%。
      22.如權(quán)利要求12至21中的任意一項所述的輪胎,其中,所述輪胎(I)是高性能輪胎。
      全文摘要
      本發(fā)明涉及一種增強用于車輛車輪的輪胎中的胎體結(jié)構(gòu)的高速性能的方法。所述方法包括制備至少一條混纖紗(13)以及組裝包括至少一個胎體簾布層(3a,3b)的胎體結(jié)構(gòu)(2),所述胎體簾布層基本構(gòu)造在簾線(12)上,所述簾線包括混纖紗(13)。混纖紗(13)包括多條單絲(14a,15a),所述單絲由聚酯的第一復絲紗(14)和第二復絲紗(15)獲得,所述第二復絲紗具有低于20%的隨著溫度的模量衰減。第一復絲紗(14)和第二復絲紗(15)中的每一種均包括多條單絲(14a,15a)。第一復絲紗(14)的單絲(14a)至少部分地以至少50%的比例與所述第二復絲紗(15)的單絲(15a)相混合。
      文檔編號B29D30/38GK102666132SQ201080056948
      公開日2012年9月12日 申請日期2010年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月23日
      發(fā)明者B·拉姆帕納, D·蒂雷利, R·圣加利 申請人:倍耐力輪胎股份公司
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