本发明涉及一种混合轮胎帘线及其制造方法，更具体地，涉及一种能够实现轮胎的高性能和轻量化的高性能混合轮胎帘线，及其制造方法。此外，本发明涉及一种用于胎体的混合帘线及其制造方法。
背景技术：
纤维帘线，尤其是“浸胶帘线(dipcord)”，即一种经粘合剂处理过的纤维帘线，已被广泛用作诸如轮胎、输送带、v形带和软管等橡胶产品的增强材料。纤维帘线由尼龙纤维、聚酯纤维和人造丝纤维等制成。提高成品橡胶产品性能的重要方法之一是改进用作增强材料的纤维帘线的物理性质。
同时，用作轮胎增强材料的纤维帘线被称为轮胎帘线。随着车辆性能和路况的改善，车辆的行驶速度逐渐加快。因此，已经对于轮胎帘线积极地进行了研究，即使在车辆高速行驶时，该轮胎帘线也能够保持轮胎的稳定性和耐久性。
此外，随着对环境友好型车辆的需求增加，为了提高燃油效率，车辆的减重就一直是个问题。为此，还对轮胎的减重进行了积极的研究。
轮胎是由纤维、金属和橡胶组成的复合物，轮胎包括：胎面，胎面设置在轮胎的最外侧以接触路面；冠带层，冠带层设置在胎面下方；带体，带体设置在冠带层下方；以及胎体，胎体设置在带体下方。为了减轻轮胎的重量，有必要提高作为纤维成分的轮胎帘线的性能。
为了提高轮胎帘线的性能，已经开发了一种由尼龙和芳纶(aramid)制成的混合轮胎帘线。然而，这种混合轮胎帘线存在一个问题，即尼龙的物理性质最初以s-s曲线模式出现，由此混合轮胎帘线的模量较低。
技术实现要素：
技术问题
本发明涉及一种混合轮胎帘线及其制造方法，该混合轮胎帘线能够解决由上述现有技术的局限性和缺陷引起的问题。
本发明的一个目的是提供一种高性能混合轮胎帘线，其能够实现轮胎的高性能和轻量化。
本发明的另一个目的是提供一种制造高性能混合轮胎帘线的方法，该高性能混合轮胎帘线能够在使该高性能混合轮胎帘线的物理性质的变化最小化的同时，以高生产率和低成本实现轮胎的高性能和轻量化。
本发明的另一个目的是提供一种用于胎体的混合轮胎帘线，该混合轮胎帘线具有高强度、高模量和优异的耐疲劳性，以实现轮胎的高性能和轻量化。
本发明的再一个目的是提供一种用于胎体的混合轮胎帘线的制造方法，该混合轮胎帘线具有高强度、高模量和优异的耐疲劳性，从而在使该用于胎体的混合轮胎帘线的物理性质的变化最小化的同时，以高生产率和低成本实现轮胎的高性能和轻量化。
本发明的其他特征和优点将在下文中进行描述，并且部分可以从以下描述中变得显而易见。另外，本发明的其他特征和优点将通过实施本发明来理解。本发明的目的和其他优点将通过本发明的详细说明和所附权利要求书中详述的结构来实现和达到。
技术方案
根据本发明的一个方面，上述和其他目的可以通过提供混合轮胎帘线来实现，该混合轮胎帘线包括pet初加捻纱、芳纶初加捻纱以及涂在所述pet初加捻纱和所述芳纶初加捻纱上的粘合剂，其中，所述pet初加捻纱与所述芳纶初加捻纱被二次彼此加捻，在将规定长度的所述混合轮胎帘线进行退捻后，所述芳纶初加捻纱的长度为所述pet初加捻纱长度的1倍至1.1倍。
所述pet初加捻纱可以由具有400旦尼尔至3000旦尼尔的pet长丝制成，所述芳纶初加捻纱可以由具有400旦尼尔至3000旦尼尔的芳纶长丝制成。
更具体地，所述pet初加捻纱可以具有1300旦尼尔至3000旦尼尔，所述芳纶初加捻纱可以具有1500旦尼尔至3000旦尼尔。
所述pet初加捻纱可以具有第一加捻方向，所述芳纶初加捻纱可以具有第二加捻方向，所述pet初加捻纱和所述芳纶初加捻纱可以在第三加捻方向上被二次彼此加捻，所述第二加捻方向可以与所述第一加捻方向相同，并且所述第三加捻方向可以与所述第一加捻方向相反。
所述pet初加捻纱和所述芳纶初加捻纱中的每一者可以具有200至500tpm的第一捻数。
所述pet初加捻纱和所述芳纶初加捻纱可以被二次彼此加捻，以具有第二捻数，所述第二捻数可以与所述第一捻数相同。
所述芳纶初加捻纱相对于所述pet初加捻纱的重量比可以为20：80至80：20。
更具体地，所述芳纶初加捻纱相对于所述pet初加捻纱的重量比可以为1：3至3：1。
所述混合轮胎帘线可以具有根据astmd885测量的8.0g/d至15.0g/d的断裂强度以及根据astmd885测量的5％至15％的断裂伸长率。
根据日本标准协会(jsa)的jis-l1017方法进行圆盘疲劳试验后的所述混合轮胎帘线的强度保留率可以为80％或更大。
所述混合轮胎帘线可以具有根据astmd885测量的8kgf或更大的3％lase、15kgf或更大的5％lase以及25kgf或更大的7％lase。
更具体地，所述混合轮胎帘线可以具有根据astmd885测量的8kgf或更大的3％lase、15kgf或更大的5％lase以及25kgf或更大的7％lase。
所述混合轮胎帘线在180℃的温度、2分钟的时间以及0.01g/d的初始负载的条件下测量的干热收缩率可以为0.3％至2.5％。
根据本发明的另一个方面，提供了一种混合轮胎帘线的制造方法，所述方法包括：在第一方向上将芳纶长丝初次加捻以形成芳纶初加捻纱；在第二方向上将pet长丝初次加捻以形成pet初加捻纱；在第三方向上将所述芳纶初加捻纱和所述pet初加捻纱进行二次彼此加捻以形成合股纱(cabledyarn)；将所述合股纱浸渍在粘合剂溶液中；将由于被浸渍而渗透有所述粘合剂溶液的所述合股纱进行烘干；以及对所烘干的合股纱进行热处理，其中，所述第二方向与所述第一方向相同，所述第三方向与所述第一方向相反，并且，形成所述pet初加捻纱时施加到所述pet长丝的张力小于形成所述芳纶初加捻纱时施加到所述芳纶长丝的张力。
将在形成所述合股纱的步骤中形成的规定长度的所述合股纱进行退捻后，所述pet初加捻纱的长度可以为所述芳纶初加捻纱长度的1.005倍至1.050倍。
形成所述pet初加捻纱时施加到所述pet长丝的张力可以是形成所述芳纶初加捻纱时施加到所述芳纶长丝的张力的50％至95％。
形成所述芳纶初加捻纱、形成所述pet初加捻纱以及形成所述合股纱可以在单一捻线机中进行。
形成所述芳纶初加捻纱和所述pet初加捻纱与形成所述合股纱可以依次进行。
所述粘合剂溶液可以包含间苯二酚甲醛胶乳(rfl)粘合剂和环氧基粘合剂中的至少一种。
所述烘干可以在70℃至200℃下进行30秒至120秒，所述热处理可以在200℃至250℃下进行30秒至120秒。
所述浸渍、所述烘干和所述热处理可以依次进行，并且在所述浸渍、所述烘干和所述热处理时施加到所述合股纱的张力可以为0.4千克/帘线或更大。
在所述热处理后，将所述混合轮胎帘线进行退捻后测量的所述芳纶初加捻纱的长度可以为所述pet初加捻纱长度的1倍至1.1倍。
根据本发明的又一个方面，提供了一种用于胎体的混合轮胎帘线，所述混合轮胎帘线包括pet初加捻纱、芳纶初加捻纱以及涂在所述pet初加捻纱和所述芳纶初加捻纱上的粘合剂，其中，所述pet初加捻纱和所述芳纶初加捻纱被二次彼此加捻，并且，在将规定长度的所述混合轮胎帘线退捻后，所述芳纶初加捻纱的长度为所述pet初加捻纱的长度的1倍至1.1倍。
上文给出的本发明的概括描述和下文给出的本发明的详细描述仅用于说明或描述本发明，并应理解为对由随附权利要求所限定的本发明提供了更详细的描述。
有益效果
根据本发明的实施例，为制造合股纱，使用单一捻线机进行初次加捻和二次加捻，由此可以提高混合轮胎帘线的生产率，并可以降低混合轮胎帘线的制造成本。此外，使用根据本发明的实施例的制造方法，能够制造具有80％或更大的优异的强度保留率的混合轮胎帘线。
使用上述制造方法制造的根据本发明的实施例的混合轮胎帘线，可以具有高性能和轻量化特性，并且可以应用于高压轮胎。
更具体地，根据本发明的实施例的混合轮胎帘线，由于芳纶初加捻纱的高强度，可以使轮胎在高速行驶过程中的变形最小化。
在根据本发明的实施例的混合轮胎帘线中，芳纶初加捻纱和pet初加捻纱可以具有基本相同的捻数和基本相同的长度，从而该混合轮胎帘线具有优异的结构稳定性。因此，能够使制造混合轮胎帘线过程中可能造成的混合轮胎帘线的物理性质的变化和混合轮胎帘线的缺陷率最小化。
根据本发明的实施例，在将轮胎帘线进行退捻后，芳纶初加捻纱的长度为pet初加捻纱长度的1倍至1.1倍。因此，当轮胎被反复拉伸和收缩时，施加在轮胎帘线上的应力可以分散到pet初加捻纱和芳纶初加捻纱。因此，根据本发明实施例的混合轮胎帘线具有优异的耐疲劳性，由于疲劳耐性，所以即使在长时间高速行驶期间也能保证轮胎的稳定性。
此外，根据本发明的实施例的混合轮胎帘线，能够在高速行驶期间将轮胎的变形最小化，并且可以有效应用于需要承受高负荷并在其形状(尺寸稳定性)上表现出高稳定性的高压轮胎(例如，用于suv和lt等大型车辆的轮胎)的胎体。
根据本发明的实施例，能够将在制造混合轮胎帘线过程中，尤其是热处理过程中可能造成的混合轮胎帘线的强度和模量的降低最小化。
具体实施方式
下文将详细描述根据本发明的混合轮胎帘线、用于胎体的混合轮胎帘线及其制造方法的实施例。
本领域技术人员将理解，本发明在不脱离随附权利要求中所公开的本发明的范围和精神的情况下，可以进行各种修改、增加和替换。因此，本发明包括权利要求书中限定的公开内容，以及落入其等效范围内的修改和变更。
本说明书中使用的术语“初加捻纱”是指通过在一个方向上将长丝加捻而得到的纱。这里，“长丝”的意思包括单根长丝和多根长丝。根据本发明的实施例，初加捻纱可以由长丝纱制成。在初加捻纱由一股纱制成的情况下，初加捻纱也可以称为单纱。
本发明中使用的术语“合股纱”是指通过在一个方向上将两股或多股初加捻纱加捻而得到的纱。根据本发明的实施例，合股纱也可以称为原帘线(rawcord)。
本发明中使用的术语“轮胎帘线”是指包含粘合剂以使该合股纱直接应用于橡胶产品的合股纱。根据本发明的实施例，轮胎帘线也可以称为浸胶帘线。
本发明中使用的术语“捻数”是指每米的扭转数，并以每米的扭转(tpm)来表示。
本发明中使用的首字母缩略词“lase”代表“特定伸长率下的负载(loadatspecificelongation)”。例如，3％lase是指伸长率为3％时的负载。
为了开发高性能的轮胎帘线，必须考虑材料的结构特性(例如材料的捻数和形状)以及材料的物理性质等。
本发明的实施例提供了混合轮胎帘线。
根据本发明实施例的混合轮胎帘线是包含pet和芳纶的混合轮胎帘线，其包括pet初加捻纱、芳纶初加捻纱以及涂在pet初加捻纱和芳纶初加捻纱上的粘合剂。这里，pet初加捻纱和芳纶初加捻纱被二次彼此加捻。在将根据本发明实施例的规定长度的混合轮胎帘线进行退捻后，芳纶初加捻纱的长度为pet初加捻纱长度的1倍至1.1倍。
具体地，根据本发明实施例的混合轮胎帘线包括在第一加捻方向上进行加捻的pet初加捻纱和在第二加捻方向上进行加捻的芳纶初加捻纱，其中，pet初加捻纱和芳纶初加捻纱在第三加捻方向上被二次彼此加捻。根据本发明实施例的混合轮胎帘线包括合股纱，该合股纱通过将pet初加捻纱和芳纶初加捻纱进行二次加捻而得到。
例如，使用单一捻线机(例如，由allmacompany制造的cablecorder等捻线机(cablecorder))，将pet长丝和芳纶长丝同时进行初次加捻，以形成pet初加捻纱和芳纶初加捻纱，并且几乎同时，即相继地，将pet初加捻纱和芳纶初加捻纱二次彼此加捻，从而形成合股纱，即原帘线。
芳纶初加捻纱的第二加捻方向与pet初加捻纱的第一加捻方向相同，并且第三加捻方向即二次加捻方向与第一加捻方向相反。
根据本发明的实施例，pet初加捻纱和芳纶初加捻纱可以具有相同的捻数。例如，pet初加捻纱和芳纶初加捻纱可以具有200tpm至500tpm范围内的相同捻数。也就是说，pet初加捻纱和芳纶初加捻纱中的每一根可以具有200tpm至500tpm的第一捻数。此外，pet初加捻纱和芳纶初加捻纱可以被二次彼此加捻以具有第二捻数，并且第二捻数可以与第一捻数相同。
相比于使用不同捻线机进行初次加捻和二次加捻的分批式方法，根据本发明的实施例，使用单一捻线机进行初次加捻和二次加捻，从而提高了混合轮胎帘线的生产率并降低了混合轮胎帘线的制造成本。
由于芳纶具有线性分子链，因此芳纶的结晶度高，且热收缩性小。相反，为了实现轮胎帘线所需的高强度和高模量而通过拉伸工艺制造的pet长丝，在制造混合轮胎帘线(浸胶帘线)时进行的热处理工序中收缩，从而在制成的轮胎帘线中出现了芳纶初加捻纱和pet初加捻纱之间的长度差异，这可能导致混合轮胎帘线的物理性质上的不均匀性。在浸胶帘线的形状由于pet初加捻纱的收缩而变得不均匀时，芳纶初加捻纱和pet初加捻纱可能彼此分离，从而会降低浸胶帘线的强度，并且也会降低浸胶帘线的耐疲劳性。例如，在作为成品的混合轮胎帘线中出现的芳纶初加捻纱和pet初加捻纱之间长度差异，达到了芳纶初加捻纱的长度为pet初加捻纱长度的1.1倍的程度的情况下，混合轮胎帘线的强度和模量会降低，而且混合轮胎帘线的耐疲劳性也会下降。
因此，根据本发明的实施例，施加到芳纶初加捻纱和pet初加捻纱中的每一根的张力在加捻工序中得到调整，使得pet初加捻纱长于芳纶初加捻纱以制造具有高强度和耐疲劳性的混合轮胎帘线。此外，可以将相对较高的张力(例如0.4千克/帘线或更大)施加到合股纱(原帘线)以将pet初加捻纱在热处理工序时的收缩最小化。因此，芳纶初加捻纱和pet初加捻纱在制成的混合轮胎帘线中可以具有基本相同的长度和结构。
具体地，施加到芳纶初加捻纱和pet初加捻纱中的每一根的张力在进行加捻工序时进行适当调整，使得芳纶初加捻纱和pet初加捻纱在制成的混合轮胎帘线中具有基本相同的结构。也就是说，当进行初次加捻和二次加捻时可以使施加到芳纶长丝的张力大于施加到pet长丝的张力，以使pet初加捻纱长于芳纶初加捻纱。
根据本发明的实施例，在将规定长度的合股纱(原帘线)退捻后，pte初加捻纱的长度是芳纶初加捻纱的长度的1.005倍至1.050倍。因此，根据本发明实施例的合股纱(原帘线)可以具有含有轻微覆盖结构的合并结构，也就是包括pet初加捻纱覆盖芳纶初加捻纱这样的结构(即覆盖结构)的合并结构。
根据本发明的实施例，在合股纱(原帘线)中，pet初加捻纱的长度大于芳纶初加捻纱的长度。因此，能够防止在制成的混合轮胎帘线(即浸胶帘线)中由于pet初加捻纱的收缩而引起的芳纶初加捻纱的长度比pet初加捻纱的长度大太多，该pet初加捻纱的收缩是在随后的浸渍、烘干和热处理工序依次进行以提供粘合剂时而造成的。
根据本发明的实施例，在将规定长度的成品混合轮胎帘线退捻后，芳纶初加捻纱的长度为pet初加捻纱长度的1倍至1.1倍。
在混合轮胎帘线中芳纶初加捻纱短于pet初加捻纱的情况下，即在合股纱(原帘线)中pet初加捻纱的长度是芳纶初加捻纱长度的大于1.050倍的情况下，当轮胎被重复拉伸和压迫时，施加到轮胎帘线的应力集中在芳纶初加捻纱上，从而降低轮胎帘线的耐疲劳性，并且由于低的轮胎帘线的耐疲劳性，轮胎在高速行驶期间的稳定性得不到保障。
相反，在合股纱(原帘线)中pet初加捻纱的长度是芳纶初加捻纱长度的小于1.005倍时，最终得到具有覆盖结构的混合轮胎帘线，在该覆盖结构中芳纶初加捻纱的长度大于pet初加捻纱长度的1.1倍。覆盖pet初加捻纱的芳纶初加捻纱由于与引导件(guide)或辊(roller)摩擦而被推压以形成环(loop)，从而在具有覆盖结构的混合轮胎帘线中芳纶初加捻纱的形状变得不均匀。因此，在制造混合轮胎帘线时，混合轮胎帘线的物理性质的变化和混合轮胎帘线的缺陷率增加，并且甚至在制造轮胎时，轮胎的缺陷率也会由于混合轮胎帘线的物理性质的变化而增加。
根据本发明的实施例，在进行初次加捻和二次加捻以制造合股纱(原帘线)时，可以应用200tpm至500tpm范围内的相同捻数。然而，在依次进行随后的浸渍、烘干和热处理工序以提供粘合剂时，可能会出现意外的退捻，从而初次加捻和二次加捻中的捻数可能会与原始设定的捻数存在15％范围以内的差别。通常，当纤维的捻数大时，纤维的强度降低，但纤维的耐疲劳性增加。相反，当纤维的捻数小时，纤维的强度增加，但纤维的耐疲劳性降低。
根据本发明的实施例，芳纶初加捻纱和pet初加捻纱具有基本相同的捻数、长度和结构，从而芳纶初加捻纱和pet初加捻纱具有相似的强度和耐疲劳性。
不特别限制用来制造根据本发明实施例的混合轮胎帘线的芳纶长丝和pet长丝。分别应用于芳纶初加捻纱和pet初加捻纱的芳纶长丝和pet长丝可以具有400旦尼尔至3000旦尼尔范围内的相同或相似的旦尼尔。例如，根据本发明实施例的pet初加捻纱是包含具有400旦尼尔至3000旦尼尔的pet长丝的pet长丝纱，而芳纶初加捻纱是包含具有400旦尼尔至3000旦尼尔的芳纶长丝的芳纶长丝纱。这种混合轮胎帘线可以应用于高性能轻量化的轮胎。
同时，pet初加捻纱可以具有1300旦尼尔至3000旦尼尔，而芳纶初加捻纱可以具有1500旦尼尔至3000旦尼尔。包括具有上述限定的旦尼尔的芳纶初加捻纱和pet初加捻纱的混合轮胎帘线可尤其适合应用于高压轮胎。
芳纶在主链中包含苯环和酰胺基，并且芳纶依据苯环的键合状态分为对位型(p-)或间位型(m-)。根据本发明的实施例，芳纶初加捻纱可以包含聚(对苯二甲酰对苯二胺)。
根据本发明的实施例，芳纶长丝具有20g/d或更大的拉伸强度和3％或更大的断裂伸长率。若芳纶长丝的拉伸强度小于20g/d，则芳纶长丝不能充分弥补pet长丝纱的低强度，从而轮胎在高速行驶期间可能会变形。
此外，芳纶长丝的模量是pet长丝的模量的5至10倍。即使在混合轮胎帘线中芳纶初加捻纱与pet初加捻纱的重量比为约15:85的情况下，混合轮胎帘线的模量是仅由pet材料制成的轮胎帘线的模量的2至3倍。因此，能够基于对轮胎帘线的物理性质和制造轮胎帘线的成本二者的考虑，去设置芳纶初加捻纱与pet初加捻纱的重量比。根据本发明的实施例，芳纶初加捻纱相对于pet初加捻纱的重量比在20：80至80：20的范围内。
若pet初加捻纱的重量是芳纶初加捻纱重量的4倍以上，则制成的混合轮胎帘线显示pet的物理性质，从而混合轮胎帘线的强度和模量降低。因此，混合轮胎帘线不适于用作高压轮胎的轮胎帘线，高压轮胎的轮胎帘线需要高尺寸稳定性。此外，可以使用大量的轮胎帘线，以弥补不足的强度和模量，从而轮胎的重量不可能降低。
相反，若芳纶初加捻纱的重量是pet初加捻纱重量的4倍以上，则混合轮胎帘线的耐疲劳性降低，从而难以保障轮胎的耐久性。此外，由于大量昂贵的芳纶的使用，从而增加了成本。
更具体地，芳纶初加捻纱与pet初加捻纱的重量比可以在1:3至3:1的范围内进行调整。
根据本发明实施例的混合轮胎帘线还包括涂在pet初加捻纱和芳纶初加捻纱上的粘合剂，以增加与轮胎的其他组件的粘合力。该粘合剂包含间苯二酚甲醛胶乳(rfl)粘合剂和环氧基粘合剂中的至少一种。
根据本发明的实施例，混合轮胎帘线具有8.0g/d至15.0g/d的断裂强度和5％至15％的断裂伸长率。更具体地，根据本发明实施例的混合轮胎帘线可以具有10.0g/d至15.0g/d的断裂强度和5％至15％的断裂伸长率。可以根据astmd885测量断裂强度和断裂伸长率。
根据本发明实施例的混合轮胎帘线具有80％或更大的强度保留率。该强度保留率是在根据日本标准协会(jsa)的jis-l1017方法进行圆盘疲劳试验后的强度保留率。可以使用根据本发明实施例的制造方法测量具有80％或更大的强度保留率的混合帘线。
此外，根据本发明实施例的混合轮胎帘线具有根据astmd885测量的30kgf或更大的高强度。
根据本发明实施例的混合轮胎帘线可以用于高性能轻量化的轮胎。此外，根据本发明实施例的混合轮胎帘线可以用作高压轮胎的增强材料，由于混合轮胎帘线具有高模量，通过高模量，混合轮胎帘线保障了高压轮胎所需的优异的尺寸稳定性，
例如，根据本发明的实施例，用于高性能轻量化轮胎的混合轮胎帘线可以具有根据astmd885测量的6kgf或更大的3％lase、10kgf或更大的5％lase以及17kgf或更大的7％lase。此外，例如，使用具有1300旦尼尔或更大的pet初加捻纱和具有1500旦尼尔或更大的芳纶初加捻纱可以制造应用于高压轮胎的混合轮胎帘线，并且该混合轮胎帘线可以具有根据astmd885测量的8kgf或更大的3％lase、15kgf或更大的5％lase以及25kgf或更大的7％lase。
根据本发明实施例的混合轮胎帘线在180℃、2分钟时间以及0.01g/d的初始负载的条件下测量的干热收缩率可以为0.3％至2.5％。
根据上述本发明实施例的混合轮胎帘线可以应用于轮胎的胎体，以用作用于根据本发明另一个实施例的胎体的混合轮胎帘线。
胎体是支撑车体的负载并维持轮胎中的气压的轮胎的框架，并被配置为具有围绕轮胎的整个表面的结构。因此，为减轻轮胎的重量，有必要减轻胎体的重量。为减轻胎体的重量，有必要减少抬起增强层的数量或减少每层胎体增强层的厚度。为此，有必要提高用于胎体的轮胎帘线的性能。
通常，聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)和人造丝用作胎体的轮胎帘线的材料。pet和人造丝中的每一种的强度和模量不足以减少胎体增强层的数量或减少每层胎体增强层的厚度。
近年来，已经开发出了用作冠带层的由尼龙和芳纶制成的混合轮胎帘线。然而，在这种混合轮胎帘线中，尼龙的物理性质最初以s-s曲线模式出现，由此混合轮胎帘线的模量较低。胎体充当轮胎的总框架，从而对轮胎的形状(尺寸稳定性)具有极大的影响。因此，在初始模量较低的情况下，在制造轮胎时轮胎会由于轮胎的形状的低稳定性而变形。由此，可以知道由尼龙和芳纶制成的混合轮胎帘线不适用于胎体。
尤其是，随着对运动型实用汽车(suv)和轻型卡车(lt)的需求的增加，更需要一种高强度、高模量的轮胎帘线，该轮胎帘线适用于高压轮胎，该高压轮胎能够比普通车辆的轮胎承受更高的负载，并且能够在表现出相当高的尺寸稳定性的同时保障行驶中的稳定性。
考虑到结构的所有方面，例如材料的物理性质以及每根初加捻纱的线密度、捻数和形状等，根据本发明实施例的混合轮胎帘线可以用作根据本发明另一个实施例的用于胎体的混合轮胎帘线。根据本发明实施例的胎体的混合轮胎帘线可以维持轮胎的形状并提高车辆的行驶性能。
本发明的另一个实施例提供了一种制造混合轮胎帘线的方法。
制造根据本发明实施例的混合轮胎帘线的方法，包括：在第一方向上对芳纶长丝进行初次加捻以形成芳纶初加捻纱；在第二方向上对pet长丝进行初次加捻以形成pet初加捻纱；在第三方向上对芳纶初加捻纱和pet初加捻纱进行二次彼此加捻以形成合股纱；在粘合剂溶液中对合股纱进行浸渍；将由于被浸渍而渗透有粘合剂溶液的合股纱进行烘干；以及对烘干的合股纱进行热处理。
下文将更详细描述制造根据本发明实施例的混合轮胎帘线的方法。
首先，将具有400旦尼尔至3000旦尼尔的芳纶长丝和具有400旦尼尔至3000旦尼尔的pet长丝引入能够进行初次加捻和二次加捻的绳线捻线机内。在捻线机中，同时执行在第一方向上将芳纶长丝初次加捻以形成芳纶初加捻纱(第一步骤)和在第二方向上将pet长丝初次加捻以形成pet初加捻纱(第二步骤)，并且执行在第三方向上将芳纶初加捻纱和pet初加捻纱二次彼此加捻以形成合股纱(第三步骤)。
同时，可以使用具有1300旦尼尔至3000旦尼尔的pet初加捻纱和具有1500旦尼尔至3000旦尼尔的芳纶初加捻纱以制造用于高压轮胎的混合轮胎帘线。
使用单一捻线机执行形成初加捻纱的步骤(第一步骤和第二步骤)和形成合股纱的步骤(第三步骤)。此外，形成合股纱的步骤(第三步骤)紧接着形成初加捻纱的步骤(第一步骤和第二步骤)进行。也就是说，第三步骤紧接着第一步骤和第二步骤进行。
如上所述，第二方向与第一方向相同，第三方向与第一方向相反。当执行初次加捻和二次加捻时，在200tpm至500tpm的范围内应用相同的捻数。
根据本发明的另一个实施例，使用在单一捻线机中执行初次加捻和二次加捻的连续式方法制造合股纱，因此，相对于使用不同捻线机对pet长丝和芳纶长丝进行初次加捻然后使用额外的捻线机将pet初加捻纱和芳纶初加捻纱进行二次彼此加捻的分批式方法(batchtypemethod)，可以提高混合轮胎帘线的生产率。
根据本发明的另一个实施例，在形成pet初加捻纱的步骤(第二步骤)中施加到pet长丝的张力小于在形成芳纶初加捻纱的步骤(第一步骤)中施加到芳纶长丝的张力。因此，尽管使用单一捻线机执行初次加捻和二次加捻，但是在将规定长度的合股纱(原帘线)进行退捻时芳纶初加捻纱的长度可能略小于pet初加捻纱的长度。
根据本发明的另一个实施例，在第二步骤中施加到pet长丝的张力小于在第一步骤中施加芳纶长丝的张力，使得在将规定长度的合股纱(原帘线)进行退捻后，pet初加捻纱的长度是芳纶初加捻纱长度的1.005倍至1.050倍。例如，形成pet初加捻纱的步骤(第一步骤)中施加到pet长丝的张力可以调整为成为形成芳纶初加捻纱的步骤(第二步骤)中施加到芳纶长丝的张力的50％至95％。
可以通过适当设置捻线机的每个辊的每分钟的转数(rpm)来调整施加到pet长丝和芳纶长丝的张力。例如，可以通过适当设置捻线机的筒架纱(creelyarn)张力和内纱(inneryarn)张力来调整施加到pet长丝的张力和施加到芳纶长丝的张力。
如上所述制造的芳纶初加捻纱和pet初加捻纱中的每一根可以具有400旦尼尔至3000旦尼尔。同时，为了制造用于高压轮胎的混合轮胎帘线，pet初加捻纱可以具有1300旦尼尔至3000旦尼尔，并且芳纶初加捻纱可以具有1500旦尼尔至3000旦尼尔。此外，芳纶初加捻纱和pet初加捻纱可以在1500至3000旦尼尔的范围内具有相同或相似的旦尼尔。
随后，可以依次执行将合股纱(原帘线)浸渍在粘合剂溶液中的步骤、将浸渍有粘合剂溶液的合股纱进行烘干的步骤以及对烘干的合股纱进行热处理的步骤，以制造根据本发明实施例的混合轮胎帘线(即浸胶帘线)。
粘合剂溶液可以包含间苯二酚甲醛胶乳(rfl)粘合剂和环氧基粘合剂中的至少一种。
在烘干步骤中的温度和时间可以依据粘合剂的成分进行改变。例如，可以在70℃至200℃下执行30秒至120秒的烘干。
可以在200℃至250℃下执行30秒至120秒的热处理。
此时，可以依次执行浸渍步骤、烘干步骤和热处理步骤。
通过上述工序将粘合剂溶液中的粘合剂组分涂在合股纱(原帘线)的表面上，从而提高了根据本发明实施例的混合轮胎帘线和用于制造轮胎的橡胶复合材料之间的粘合力。
同时，尽管将捻线机设置为以相同的捻数执行初次加捻和二次加捻，但是在将捻线机制造的合股纱(即原帘线)浸渍在粘合剂中、进行烘干和进行热处理时可能会出现退捻现象。为使退捻现象最小化并防止pet初加捻纱的过度收缩，施加到合股纱(原帘线)的张力可以在依次执行的浸渍步骤、烘干步骤和热处理步骤中调整为0.4千克/帘线或更大。因此，最初设定的捻数与最终制成的混合轮胎帘线的实际捻数之间的差值可以调整为小于最初设定的捻数的15％。
根据本发明的实施例，加捻工序期间的劣质加捻可以显著减少，并且合股纱可以具有稳定的结构，因此能够使由于混合轮胎帘线的形状不均匀引起的混合轮胎帘线物理性质的变化最小。具体地，在相同条件下制造的根据本发明的多根混合轮胎帘线的情况下，混合轮胎帘线的每种物理性质在最大值和最小值之间的差值可以显著减小。例如，断裂强度在最大值和最小值之间的差值为3g/d或更小，断裂伸长率在最大值和最小值之间的差值为5％或更小。
下文将参照本发明的示例和对比例来描述本发明的效果，以下示例仅用于帮助理解本发明，而不限制本发明的权利的范围。
示例1
将具有1000旦尼尔的pet长丝和具有1000旦尼尔的芳纶长丝引入绳线捻线机(由allmacompany制造的捻线机(cablecorder))，同时并依次执行z方向上的初次加捻和s方向上的二次加捻以制造2-股合股纱(即原帘线)。此时，绳线捻线机设置为以460tpm的捻数执行初次加捻和二次加捻，并对施加到pet长丝和芳纶长丝中的每一根的张力进行调整使得合股纱(原帘线)中pet初加捻纱的长度相对于芳纶初加捻纱的长度之比(pet初加捻纱的长度/芳纶初加捻纱的长度)(lp/la)为1.005。为得到该pet初加捻纱的长度相对于芳纶初加捻纱的长度之比，将0.05g/d的负载施加到具有1米长度的合股纱(原帘线)试样，以释放和退捻二次加捻，使得芳纶初加捻纱和pet初加捻纱彼此分离，在将0.05g/d的负载施加到芳纶初加捻纱和pet初加捻纱中的每一者的状态下测量芳纶初加捻纱的长度和pet初加捻纱的长度。
随后，将合股纱(原帘线)浸渍在含有2.0wt％间苯二酚、3.2wt福尔马林(37％)、1.1wt％氢氧化钠(10％)、43.9wt％苯乙烯/丁二烯/乙烯基吡啶(15/70/15)橡胶(41％)和水的间苯二酚甲醛胶乳(rfl)粘合剂中。将由于被浸渍而渗透有rfl溶液的合股纱(原帘线)在150℃下烘干100秒，然后在240℃下烘干100秒，以制造混合轮胎帘线，即浸胶帘线。在浸渍、烘干和热处理期间施加到合股纱的张力为0.5千克/帘线。
示例2
除了合股纱(原帘线)中pet初加捻纱的长度相对于芳纶初加捻纱的长度之比(lp/la)为1.010之外，使用与示例1相同的方法制造混合轮胎帘线(浸胶帘线)。
示例3
除了合股纱(原帘线)中pet初加捻纱的长度相对于芳纶初加捻纱的长度之比(lp/la)为1.020之外，使用与示例1相同的方法制造混合轮胎帘线(浸胶帘线)。
示例4
除了合股纱(原帘线)中pet初加捻纱的长度相对于芳纶初加捻纱的长度之比(lp/la)为1.030之外，使用与示例1相同的方法制造混合轮胎帘线(浸胶帘线)。
示例5
除了合股纱(原帘线)中pet初加捻纱的长度相对于芳纶初加捻纱的长度之比(lp/la)为1.050之外，使用与示例1相同的方法制造混合轮胎帘线(浸胶帘线)。
示例6
将具有1500旦尼尔的pet长丝和具有1500旦尼尔的芳纶长丝引入绳线捻线机(由allmacompany制造的cablecorder)，同时并依次执行z方向上的初次加捻和s方向上的二次加捻以制造2-股合股纱(即原帘线)。此时，绳线捻线机设置为以380tpm的捻数执行初次加捻和二次加捻，并对施加到pet长丝和芳纶长丝中的每一根的张力进行调整使得合股纱(原帘线)中pet初加捻纱的长度相对于芳纶初加捻纱的长度之比(pet初加捻纱的长度/芳纶初加捻纱的长度)(lp/la)为1.03。为得到该pet初加捻纱的长度相对于芳纶初加捻纱的长度之比，将0.05g/d的负载施加到具有1米长度的合股纱(原帘线)试样，以释放和退捻二次加捻，使得芳纶初加捻纱和pet初加捻纱彼此分离，在将0.05g/d的负载施加到芳纶初加捻纱和pet初加捻纱中的每一根的状态下测量芳纶初加捻纱的长度和pet初加捻纱的长度。
随后，在含有2.0wt％间苯二酚、3.2wt福尔马林(37％)、1.1wt％氢氧化钠(10％)、43.9wt％苯乙烯/丁二烯/乙烯基吡啶(15/70/15)橡胶(41％)和水的间苯二酚甲醛胶乳(rfl)粘合剂中浸渍合股纱(原帘线)。将由于被浸渍而渗透有rfl溶液的合股纱(原帘线)在150℃下烘干100秒，然后在240℃下烘干100秒，以制造混合轮胎帘线。在浸渍、烘干和热处理期间施加到合股纱的张力为0.5千克/帘线。
示例7
除了用具有2000旦尼尔的pet长丝代替具有1500旦尼尔的pet长丝、用具有2000旦尼尔的芳纶长丝代替具有1500旦尼尔的芳纶长丝以及将绳线捻线机设置为以300tpm的捻数执行初次加捻和二次加捻之外，使用与示例6相同的方法制造混合轮胎帘线。
示例8
除了合股纱(原帘线)中pet初加捻纱的长度相对于芳纶初加捻纱的长度之比(lp/la)为1.005之外，使用与示例6相同的方法制造混合轮胎帘线。
示例9
除了合股纱(原帘线)中pet初加捻纱的长度相对于芳纶初加捻纱的长度之比(lp/la)为1.05之外，使用与示例6相同的方法制造混合轮胎帘线。
对比例1
除了将绳线捻线机设置为以360tpm的捻数执行初次加捻和二次加捻，并且合股纱(原帘线)中pet初加捻纱的长度相对于芳纶初加捻纱的长度之比(lp/la)为0.980之外，使用与示例1相同的方法制造混合轮胎帘线(浸胶帘线)。
对比例2
除了将绳线捻线机设置为以400tpm的捻数执行初次加捻和二次加捻，并且合股纱(原帘线)中pet初加捻纱的长度相对于芳纶初加捻纱的长度之比(lp/la)为0.980之外，使用与示例1相同的方法制造混合轮胎帘线(浸胶帘线)。
对比例3
除了将绳线捻线机设置为以430tpm的捻数执行初次加捻和二次加捻，并且合股纱(原帘线)中pet初加捻纱的长度相对于芳纶初加捻纱的长度之比(lp/la)为0.980之外，使用与示例1相同的方法制造混合轮胎帘线(浸胶帘线)。
对比例4
除了合股纱(原帘线)中pet初加捻纱的长度相对于芳纶初加捻纱的长度之比(lp/la)为0.980之外，使用与示例1相同的方法制造混合轮胎帘线(浸胶帘线)。
对比例5
除了合股纱(原帘线)中pet初加捻纱的长度相对于芳纶初加捻纱的长度之比(lp/la)为1.000之外，使用与示例6相同的方法制造混合轮胎帘线(浸胶帘线)。
对比例6
除了合股纱(原帘线)中pet初加捻纱的长度相对于芳纶初加捻纱的长度之比(lp/la)为0.98之外，使用与示例6相同的方法制造混合轮胎帘线(浸胶帘线)。
下表1对示例1至示例9以及对比例1至对比例6进行了总结。
[表1]
对于根据示例1至示例9以及对比例1至对比例6制造的混合轮胎帘线(浸胶帘线)，(i)芳纶初加捻纱的长度相对于pet初加捻纱的长度之比(芳纶初加捻纱的长度/pet初加捻纱的长度)(la/lp)，(ii)在特定负载(4.5kg)时的强度、伸长率，以及断裂伸长率，(iii)3％lase、5％lase和7％lase，(iv)干热收缩率，以及(v)在进行圆盘疲劳试验后的强度保留率使用如下方法测量，并且结果在表2中示出。
(i)芳纶初加捻纱的长度相对于pet初加捻纱的长度之比(la/lp)
将0.05g/d的负载施加到具有1米长度的混合轮胎帘线的试样，以释放和退捻二次加捻，使得芳纶初加捻纱和pet初加捻纱彼此分离，并且在将0.05g/d的负载施加到芳纶初加捻纱和pet初加捻纱的状态下测量芳纶初加捻纱的长度和pet初加捻纱的长度。
随后，计算“芳纶初加捻的长度/pet初加捻纱的长度”的值(la/lp)。
(ii)在特定负载(4.5kg)下的强度(kgf)、伸长率，断裂伸长率(％)
根据astmd-885试验方法，使用英斯特朗测试仪(instronengineeringcorp.，canton，mass)以300m/min的十字头速度(cross-headspeed)拉伸10个具有250mm长度的试样，以测量试样在特定负载(4.5kg)下的强度、伸长率，以及断裂伸长率。随后，计算10个试样的在特定负载(4.5kg)下的强度、伸长率，以及断裂伸长率中的每一个的平均值，以确定混合轮胎帘线(浸胶帘线)的在特定负载(4.5kg)下的强度、伸长率，以及断裂伸长率。
(iii)3％lase、5％lase和7％lase
根据astmd-885试验方法，使用英斯特朗测试仪以300m/min的十字头速度拉伸10个具有250mm长度的试样，以测量混合轮胎帘线的3％lase、5％lase和7％lase。随后，计算10个试样的3％lase、5％lase和7％lase中的每一个的平均值，以得到混合轮胎帘线的3％lase、5％lase和7％lase。
(iv)干热收缩率
将试样在25℃温度和65％相对湿度的大气条件下放置24小时，然后使用testrite仪器在180℃的温度、2分钟时间以及0.01g/d(20g)初始负载的条件下来测量试样的干热收缩率。
(v)圆盘疲劳试验后的强度保留率
测完了强度(疲劳前的强度)的混合轮胎帘线用橡胶进行硫化以制造试样，根据日本标准协会(jsa)的jis-l1017方法使用圆盘疲劳测试仪在80℃下以2500rpm的转速使试样旋转，同时在±8％的范围内将试样反复地拉伸和收缩16小时，使得试样疲劳。随后，将橡胶从试样上去除，然后测量混合轮胎帘线(浸胶帘线)在疲劳后的强度。基于疲劳前的强度和疲劳后的强度来计算由下式1定义的强度保留率。
<式1>：强度保留率(％)＝[疲劳后的强度(kgf)/疲劳前的强度(kgf)]×100
这里，根据astmd-885试验方法，在使用英斯特朗测试仪(instronengineeringcorp.，canton，mass)以300m/min的十字头速度(cross-headspeed)拉伸具有250mm长度的试样的同时，通过测量该试样的断裂强度来获得疲劳前的强度(kgf)和疲劳后的强度(kgf)。
[表2]
参照表1和表2，根据对比例1至对比例6制造的混合轮胎帘线中的每一根具有小于70％的强度保留率。相反，可以看出，使用根据本发明的实施例(示例1至示例9)的制造方法制造的混合轮胎帘线中的每一根具有80％或更大的强度保留率。可以将具有这种物理性质的根据示例1至示例9的混合轮胎帘线有效应用于高压轻量化的轮胎。
此外，可以看出，根据示例9至示例9的混合轮胎帘线中的每一根除了具有80％或更大的强度保留率之外，还具有根据astmd-885测量的8kgf或更大的3％lase、15kgf或更大的5％lase和25kgf或更大的7％lase。根据示例9至示例9的混合轮胎帘线可以用作高压轮胎的增强材料，并且可以特别用于高压轮胎的胎体。