混合簾線和包括該混合簾線的高性能子午線輪胎的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明總體涉及一種混合簾線和包括該混合簾線的高性能子午線輪胎，更具體 地，涉及一種相對于常規(guī)的混合簾線具有在應(yīng)力-應(yīng)變曲線上不同物理性質(zhì)、優(yōu)異的關(guān)于 工序的制造效率、和優(yōu)異的品質(zhì)一致性的混合簾線以及包括該混合簾線的尚性能子午線輪 胎。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著車輛的性能的提高和道路條件的改善，車速逐漸加快。在這種趨勢下，為了在 高速行駛期間保持輪胎的穩(wěn)定性和耐用性，已經(jīng)積極地開展對用作輪胎的橡膠補(bǔ)強(qiáng)材料的 輪胎簾線的研究。
[0003] 因?yàn)樵谳喬ズ熅€中使用的某些材料具有高強(qiáng)度卻在其斷裂點(diǎn)具有低的抗張伸展 率，所以它們不適合那些在其斷裂點(diǎn)需要高的抗張伸展率的應(yīng)用。相反，因?yàn)槟承┎牧显谄?斷裂點(diǎn)具有非常高的抗張伸展率卻又不具有足夠的強(qiáng)度，它們不能用于需要高的破壞壓力 或重載荷承載的某些應(yīng)用。
[0004] 為了克服這些問題，開發(fā)了通過將在斷裂點(diǎn)具有高的耐疲勞性和高的抗張伸展率 的纖維與具有高強(qiáng)度的纖維組合和絞合到一起而形成的混合簾線。通過將基于具有小的初 始模量的材料（例如，聚酰胺66)和具有大的初始模量的材料（例如，芳綸）的兩條線加捻 在一起而制成以合股紗形式的混合簾線，從而分配在小變形的情況下降低和在大變形的情 況下增加的拉伸模量。
[0005] 具有合股紗結(jié)構(gòu)的混合簾線的缺點(diǎn)在于，在小變形的情況下速度降低，并且過早 的"變硬"而導(dǎo)致行駛噪聲，從而降低基于輪胎的乘坐舒適性。
[0006] 為了克服這些問題，韓國專利申請公開第2004-0077875號中公開了一種技術(shù)，其 中混合簾線的最終切線模量與初始切線模量的比被設(shè)定為等于或大于10,從而降低了行駛 噪聲。在上述引用的專利公開中，聚酰胺66紗被用作芯紗，并且芳綸紗被用作包紗。在這 種情況下，為了用聚酰胺形成芯紗并且用芳綸形成包紗，有必要給芳綸分配比給聚酰胺分 配的Z捻更大的Z捻，或者在與芳綸被扭絞的方向相反的方向上扭絞聚酰胺。這種方法的 缺點(diǎn)在于，它不能由現(xiàn)有技術(shù)的直接制纜器實(shí)現(xiàn)，并受到處理效率的顯著損失，例如制造周 期的增加，因?yàn)楸仨毷褂美鲜降沫h(huán)扭絞器來執(zhí)行該方法。當(dāng)在浸漬和熱處理中施加低的張 力時(shí)，在合股紗形成工序中構(gòu)成的包芯結(jié)構(gòu)能被保持，并且如上述獲得的芳綸-聚酰胺66 混合簾線可以被構(gòu)造成切割模量與初始模量的比率等于或大于10。施加這樣大的模量比率 的理由是為了將低模量分配到應(yīng)力-應(yīng)變曲線的初始部分從而便于制造以及為了將高模 量分配到應(yīng)力-應(yīng)變曲線的最后部分從而提高在成品輪胎的拉伸方向抵抗變形的能力。
[0007] 圖1示出了使用常規(guī)方法制造的芳綸-聚酰胺66混合簾線的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。在 圖1中，初始模量E initla^ 14gf/d，并且最終模量E tCT_al是257gf/d。因此，最終模量與初 始模量之間的比率為18. 3,其大于10,如上所述。然而，由于一種纖維簾線材料（例如紡織 簾線）不是固體狀態(tài)，但對應(yīng)于薄纖維組件，在測量過程中可能會出現(xiàn)顯著誤差，因此不足 以簡單地利用最終模量與初始模量之間的比率來定義物理性質(zhì)。
[0008] 另外，在芳綸-聚酰胺66混合簾線中過低的初始模量可能會帶來在隨后的包括乳 制工序的處理中導(dǎo)致產(chǎn)品之間的差異的缺點(diǎn)。當(dāng)為了實(shí)現(xiàn)低的初始模量而在簾線的熱處理 工序中人為地降低張力時(shí)，增加了提高簾線的物理性能之間的差異的問題。當(dāng)為了簡化制 造而過度地降低應(yīng)力-應(yīng)變曲線的初始部分的初始模量時(shí)，其過度地低于工藝條件，并因 此可能出現(xiàn)這樣的問題，即，當(dāng)在加工過程中沿簾線的軸向方向?qū)⒗炝κ┘拥胶熅€上時(shí)， 簾線可以容易地變形，其結(jié)果是可能降低了在制造過程期間的尺寸的穩(wěn)定性。另外，出現(xiàn)了 這樣的缺陷，即，在簾線制造工序期間簾線產(chǎn)生的物理性能之間的差異可能影響成品輪胎 的均勻性和尺寸。
[0009] 在常規(guī)的芳綸-聚酰胺66混合簾線中，初始模量被設(shè)定為一個(gè)非常低的值以便增 加的最終模量與初始模量的比率。因此，產(chǎn)生了在簾線制造方面的各種問題，導(dǎo)致了制造成 本的增加。例如，當(dāng)聚酰胺66被布置在芯紗中然后被芳綸覆蓋的結(jié)構(gòu)形成時(shí)，具有芯-包結(jié) 構(gòu)的芳綸-聚酰胺66的簾線通常采用這樣的方法制造，在該方法中扭絞機(jī)施加不同捻到各 個(gè)層中，并且在浸漬之后進(jìn)行的熱處理工序期間幾乎不施加張力，由此促使聚酰胺66線的 自收縮。然而，由于所有的工序必須在無張力下進(jìn)行，會出現(xiàn)這樣的缺陷，即，必須保持非常 緩慢的處理速度并且增加了物理性能之間（例如各自簾線的中間的伸長等）的差異增加。 此外，非常低的初始模量使得它在輪胎制造過程的施加拉伸力的切割/成型工序期間難以 保持均勻的物理性質(zhì)，并最終影響輪胎的物理性能的均勻性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的至少一個(gè)示例性的實(shí)施方案涉及提供一種混合簾線，可以克服這些問 題，即，在簾線的物理性質(zhì)中的差異和當(dāng)簾線被用作輪胎的增強(qiáng)材料時(shí)產(chǎn)生的駕駛性能的 降低，并因此可以確保輪胎的良好的均勻性和行駛性能。
[0011] 本發(fā)明的至少一個(gè)示例性的實(shí)施方案涉及提供一種制造混合簾線的方法，其可以 制造具有均勻的物理特性的混合簾線，同時(shí)克服了在混合簾線的制造過程中由于低的初始 模量所導(dǎo)致的加工困難，以這樣的方式改變了混合簾線的應(yīng)力-應(yīng)變曲線的轉(zhuǎn)變點(diǎn)具有的 特性的變化，并且還改變各部分的模量比率。
[0012] 本發(fā)明的至少一個(gè)示例性的實(shí)施方案涉及提供一種高性能的環(huán)境友好的子午線 輪胎，其中應(yīng)用了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示例性實(shí)施例的混合簾線的輪胎的均勻性得到了改善， 并且減小了輪胎的駕駛性能的差異。
[0013] 根據(jù)本實(shí)施方式的一個(gè)方面，提供了一種混合簾線，包括高模量纖維層和低模量 纖維層；其中所述混合簾線的應(yīng)力-應(yīng)變曲線包括初始模量部分、中間模量部分和最終模 量部分，并且其中，初始模量部分的初始模量比中間模量部分的中間模量高，最終模量部分 的最終模量比上述中間模量高。
[0014] 根據(jù)本實(shí)施方式的另一個(gè)方面，提供了一種混合簾線的制造方法，包括：S扭絞兩 類Z捻紗（即，低模量芯紗和高模量包紗）從而形成合股紗，其中芯紗的輸入與包紗的輸入 的比例范圍為1:1. 05至1:1. 2 ;并進(jìn)行熱處理，其中，在熱處理工序中進(jìn)行0. 9至1. 2范圍 的適當(dāng)?shù)睦臁?br>[0015] 根據(jù)本實(shí)施方式的又一方面，提供了一種高性能子午線輪胎，其中使用了根據(jù)本 發(fā)明的混合簾線。
【附圖說明】
[0016] 本實(shí)施例的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將通過與附圖結(jié)合的以下詳細(xì)描述而被 更清楚地理解，其中：
[0017] 圖1示出了常規(guī)的芳綸混合簾線的應(yīng)力-應(yīng)變曲線；
[0018] 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示例性實(shí)施例的混合簾線的應(yīng)力-應(yīng)變曲線；和
[0019] 圖3是子午線輪胎的示意性剖面圖，其中應(yīng)用了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示例性實(shí)施例的 混合簾線。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 如果有必要，本發(fā)明將詳細(xì)地參照附圖進(jìn)行描述。除非本文另有定義，這里所使用 的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有那些在本發(fā)明所屬的技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常所理解的 含義。
[0021] 本文所用的術(shù)語"混合簾線"是指由兩種或更多種類型的具有不同特性的材料的 復(fù)合簾線。本文所用的術(shù)語"芯紗"指的是被布置在混合簾線的核心中的線紗。本文所用 的術(shù)語"包紗"是指纏繞在芯紗上的一縷或多縷紗。
[0022] 本文所用的術(shù)語"高模量纖維"是指具有的拉伸模量范圍為200(180g/dteX)至 600g/d的纖維，并且這里所用的術(shù)語"低模量纖維"是指纖維具有相對低的模量，其拉伸模 量范圍為20至150g/d。
[0023] 在本說明書中，紗或細(xì)線以逆時(shí)針方向扭絞具有的捻被稱為的" Z捻"，紗或細(xì)線以 順時(shí)針方向扭絞具有的捻被稱為"S捻"。通過Z扭絞細(xì)線形成的紗的被稱為"Z捻紗"。本