高性能轮胎帘线的制作方法

本发明涉及两股或三股纺织（复丝）帘线，该帘线在帘线中的合股纱线中具有残余捻度（在帘线捻度的相反方向上的股保护捻度），该帘线用作斜交和子午线充气轮胎中的增强件。
背景技术：
：常规的纺织轮胎增强帘线由在一个方向（z或s）上的预加捻的纱线（股）组成，所有预加捻的纱线（股）都在相反方向（在s或z方向上的线缆或帘线捻度）再次加捻在一起。一般来说，那些帘线具有平衡的加捻结构，其中纱线或股捻度等于线缆或帘线捻度。在这种帘线结构中，由于在帘线或线缆在相反方向上加捻期间的解捻，帘线中的残余或合成纱线捻度变为零。帘线中的零加捻或解捻的合股纱线具有松散的平行长丝束，其具有开放式结构。这种帘线结构的主要优点是其生产简单，并且其由于帘线股中的平行长丝而具有高断裂强度。断裂强度优点仅对于原坯或未浸胶的帘线有效。浸胶过程之后，这种帘线由于长丝束的间隙（空隙通道）之间的粘合剂浸胶渗透而经受断裂强度的显著降低。根据us4,877,073，已经提出将其中第一股和第二股（纱线）具有彼此不同的捻度的双股尼龙6.6帘线作为低角度覆层（冠带层），其由于其高初始延展性（低模量）而提高了均匀性。这种帘线实现在模制和固化期间的高过程膨胀，而不会形成过度紧实的帘线，但是由于它们的低模量，它们防止轮胎在高速条件下增长的有效性不佳。另外，这种帘线具有不对称的结构，从而导致帘线股之间的应力分布不均匀（负载分担），并且在轴向压缩下具有翘曲的倾向，从而导致帘线早期断裂。根据us6,959,534，为了降低加捻成本，纱线（股）以比帘线捻度的更低的水平加捻（从而导致内部帘线扭矩），并且已经提出在轮胎帘线织物中的使s和z加捻帘线交替来解决压延织物中的卷曲或末端翘起问题。基于该专利，纱线捻度总是小于帘线捻度，并且残留纱线（股）捻度与帘线捻度处于相同的方向上，从导致高扭转不稳定性。在我们的发明中，纱线捻度总是高于帘线捻度。技术实现要素：用作轮胎增强件的具有平衡的股和帘线捻度（具有数百条单独的平行长丝）的常规纺织帘线在浸胶过程之前具有呈原胚形式的开放式股结构。如前所述，在粘合剂（rfl或预浸）溶液中的浸胶期间，即使在施加到帘线的高帘线张力下，这种帘线也在帘线的每个股中经受到长丝之间的间隙中的高水平浸胶（粘合剂）渗透。这种高度浸胶渗透的帘线的两个主要缺点在于其高弯曲刚度和在浸胶和热拉伸过程之后的降低的断裂强度。在循环张力和压缩下，具有更高弯曲刚度的帘线经受长丝损坏，这导致存留（retained）强度降低。另一方面，较低的初始帘线强度要求胎体层中的更高帘线密度（epdm）或更粗的帘线，以便在轮胎中提供足够的爆裂强度。更高帘线密度（epdm）意味着轮胎中的帘线到帘线的距离（窄铆接点（rivet）区域）更小，其由于在动态条件下的高剪切应力而在帘线之间具有高裂纹（crack）引发可能性。另一方面，更粗的帘线需要更高的橡胶规格，从而导致在轮胎中的滚动阻力增加。根据发明的高性能（hp）纺织帘线结构包括在帘线捻度的相反方向上的足够水平的残余合股纱线捻度。换句话说，在制备步骤中，股（纱线）捻度高于帘线捻度但在相反方向上。轮胎增强件应用中的主要纺织帘线是聚酯（例如pet、pen）和尼龙（如尼龙6、尼龙6.6和尼龙4.6）。根据发明，这种聚酯和尼龙帘线股中的长丝束不是开放的（零捻度），而是在残余捻度下紧密且具有闭合的束结构。发明的具体描述在具有紧密且闭合的长丝束作为帘线中的股的这种原胚帘线的浸胶过程期间，粘合剂浸胶溶液（rfl）不能渗到帘线股的深处中，而是积聚在帘线表面上，这导致在干燥和热定型步骤之后的低弯曲刚度，这对于提高的疲劳抗性和断裂强度保持是重要的。根据本发明的纺织帘线的股中的残余捻度水平彼此相等，但是在帘线捻度的相反方向上（图1和图2）。帘线股之间的最大残余捻度差小于15%。根据本发明的高性能纺织帘线的股具有圆形的（图3、9和10，图5、19、20和21）或椭圆形的（图4中的12和13，图6中的23、24和25）横截面，而不是2股和3股常规帘线的新月形状（图3和4中的6和7）或三角形横截面。如从图3、4、5和6可以看出，高性能帘线的周长比常规帘线的周长高得多。换句话说，与具有相同总帘线分特和股数的常规帘线相比，高性能帘线具有高得多的与轮胎中的橡胶基体的接触表面（粘合界面）。这种接触表面的增加实现了在动态条件下帘线股和橡胶基体之间的更高效的应力传递，从而导致轮胎耐久性提高。带有残余捻度的高性能帘线的股在热定型过程期间由于其在横向方向上的热收缩而变得更加闭合和紧密，这改善了股稳定性。附图说明在附图中图示了根据本发明的帘线结构及其股组成，其中：图1是对现有技术的和根据发明的s加捻的帘线的比较，其中1—现有技术的s加捻的帘线（平衡加捻，合股纱线的z捻度等于帘线的s捻度）；2—根据本发明的带有残余z捻度的s加捻的帘线（非平衡加捻，合股纱线的z捻度大于帘线的s捻度）。图2是对现有技术的和根据发明的z加捻的帘线的比较，其中3—现有技术的z加捻的帘线（平衡加捻，合股纱线的s捻度等于帘线的z捻度）；4—根据本发明的带有残余s捻度的z加捻的帘线（非平衡加捻，合股纱线的s捻度大于帘线的z捻度）。图3是2股帘线的横截面图，其中，5—带有平衡捻度的具有圆形状的2股现有技术帘线；6和7是新月形状的帘线股；8—根据本发明的2股帘线的横截面图；9和10—根据本发明的帘线中的带有残余捻度的具有圆形横截面的股。图4是2股帘线的横截面图，其中，11—根据本发明的2股帘线的横截面图（在高张力下处理）；12和13—根据本发明的帘线中的带有残余捻度的具有椭圆形横截面的股。图5是3股帘线的横截面图，其中：14—带有平衡捻度的带有圆形状的3股现有技术帘线；15、16和17—现有技术帘线的三角形形状的股；18—根据本发明的3股帘线的横截面图；19、20和21—根据本发明的帘线中的带有残余捻度的具有圆形横截面的股。图6是3股帘线的横截面图，其中；22是根据本发明的3股帘线的横截面图（在高张力下处理）；23、24和25是在根据本发明的帘线中的带有残余捻度的具有椭圆横截面的股。具体实施方式定义帘线：由两根或多根合股的纱线加捻在一起而形成的增强元件。股：帘线的基本纱线组成。分特：长度为10,000米的纱线的克重。线密度：每单位长度的重量，单位为克/分特或克/d（旦尼尔）。尼龙6.6：聚六亚甲基己二酰胺。尼龙6：聚己内酰胺。尼龙4.6：聚四亚甲基己二酰胺。pet：聚对苯二甲酸乙二醇酯。pen：聚萘二甲酸乙二醇酯。pok：聚烯烃酮。残余捻度：帘线的合股纱线的合成捻度（股捻度-帘线捻度）。总线密度：帘线的5根合股纱线的标称线密度的总和。2股帘线：通过将两根合股的纱线加捻在一起制成的帘线。3股帘线：通过将三根合股的纱线加捻在一起制成的帘线。捻度：每米的匝数（t/m或tpm）。残余捻度和捻度乘数（multiplier）可根据以下公式计算：残余捻度（tpm）=（股捻度-帘线捻度）……（1）……（2）表1对于1400分特尼龙6.6的残余捻度乘数和合股纱线中的捻度值示例（1400分特尼龙6.6）合股纱线紧密度残余捻度乘数合股纱线中的近似捻度（tpm）开放0-2000–5.0开放至低200-5005.0-13.0低至足够500-1,50013-40足够至高1500-450040-120高至非常高4500-9000120-240非常高9000-15000240–400根据本发明的高性能帘线中合股纱线的残余捻度乘数在帘线加捻方向的相反方向上大于1000且小于4000。根据本发明的高性能帘线中合股纱线的优选残余捻度乘数在帘线加捻方向的相反方向上大于1500且小于2500。根据本发明的高性能帘线的总线密度在帘线加捻方向的相反方向上大于500分特且小于8000。根据本发明的帘线层的线密度是相等的。根据本发明的帘线股之间的最大线密度差小于10%。根据本发明的高性能帘线中的合股纱线包括尼龙6.6、尼龙6、尼龙4.6、pet、pen、pok、聚酯纤维或它们的混合物。根据本发明的高性能帘线被用作充气子午线轮胎和斜交轮胎中的增强件。当前第1页12