專利名稱：萊賽爾長(zhǎng)纖的制備方法、萊賽爾長(zhǎng)纖、輪胎簾線以及輪胎簾線的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于橡膠強(qiáng)化的萊賽爾長(zhǎng)纖(lyocell filament fibers)的制備方法、用該方法制備的萊賽爾長(zhǎng)纖、輪胎簾線(tire cord)以及輪胎簾線的制備方法。
背景技術(shù)：
輪胎是纖維/鋼/橡膠的復(fù)合體，一般具有如圖1所示的結(jié)構(gòu)。就是說，所述鋼和纖維簾線(fiber cord)起著強(qiáng)化所述橡膠的作用，并形成輪胎中的基本骨架結(jié)構(gòu)?？梢哉f， 就像骨骼在人體中的作用一樣。作為對(duì)輪胎的強(qiáng)化，所述簾線要求具有良好的諸如耐疲勞性、剪切強(qiáng)度、耐用性、 反彈力、與橡膠的粘合力等特性。所以，根據(jù)輪胎所需性能，使用由合適材料制成的各種簾線。最近，人造絲(rayon)、尼龍(nylon)、滌綸(polyester)、鋼、芳族聚酰胺(aramid) 等被廣泛地用作簾線的材料，其中，人造絲和滌綸用于體層(bodyply)(或胎體)(圖1中的 6所指的)，尼龍主要用于冠帶層(cap ply)(圖1中的4所指的)，而鋼和芳族聚酰胺主要用于輪胎帶束層(tire-belt)部分(圖1中的5所指的)。下面將簡(jiǎn)短地說明圖1所示的輪胎的結(jié)構(gòu)和特性。輪胎胎面花紋(thread) 1 與路面相接觸的部分；這部分必須提供制動(dòng)和驅(qū)動(dòng)所需要的摩擦力、具有良好的抗磨損性、以及還要能夠承受外部沖擊，其所產(chǎn)生的熱必須很小。體層(或胎體)6 輪胎內(nèi)的簾線層；這部分必須支撐負(fù)載并承受沖擊，其對(duì)驅(qū)動(dòng)中的彎曲和拉伸移動(dòng)的耐疲勞性必須很好。帶束層5 這部分位于體層之間，大多由鋼絲構(gòu)成，它緩解外部沖擊，并且也可使輪胎胎面花紋的地面接觸面很寬以及使驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定性很好。胎壁(side wall) 3 在胎肩2的下部和胎圈9之間的橡膠層；它起到保護(hù)內(nèi)部體層6的作用。胎圈(bead)9 方形或六角形鋼絲束，其中在所述鋼絲上覆蓋有橡膠；它起到將輪胎安裝并固定到輪圈上的作用。內(nèi)襯層(inner liner) 7 位于輪胎內(nèi)部替代內(nèi)胎的部分；通過防氣漏使充氣輪胎成為可能。冠帶層4 被置于一些客車的子午線輪胎的帶束層上的特殊簾布(cordfabric)； 它使驅(qū)動(dòng)中的帶束層的移動(dòng)最小化。三角膠(apex)8 三角形橡膠包裝材料，用來盡量減小胎圈的分散、通過緩解外部沖擊而保護(hù)胎圈、以及防止成形期間進(jìn)氣。一般來說，尼龍、滌綸、人造絲等用作輪胎簾線的材料，輪胎的標(biāo)準(zhǔn)和用途受到所述材料的優(yōu)缺點(diǎn)的限制。
因?yàn)橛泻芨叩目箯埳煺孤屎蛷?qiáng)度，尼龍纖維主要用在載重的重型卡車的輪胎中， 或用在主要用于不規(guī)則道路(例如路面未鋪的道路)的輪胎中。然而，尼龍纖維不適合用在要求高速驅(qū)動(dòng)和舒適駕駛的客車中，因?yàn)?，它在輪胎中產(chǎn)生很多熱量積累，并且模量低。與尼龍相比，滌綸纖維具有良好的形狀穩(wěn)定性且價(jià)格便宜，并且經(jīng)過不斷地研究， 它的強(qiáng)度和粘合強(qiáng)度正在提高，因此，它在輪胎簾線領(lǐng)域中的使用量正趨于增加。然而，它不適合用在要求高速驅(qū)動(dòng)的輪胎中，因?yàn)?，到目前為止，在耐熱性、粘合?qiáng)度等方面有局限。人造絲纖維是一種再生的纖維素纖維(cellulose fiber)，它在高溫下呈現(xiàn)出卓越的韌性保持水準(zhǔn)和形狀穩(wěn)定性。所以，人造絲纖維已知是最適合于輪胎簾線的材料。然而，它要求在制備輪胎時(shí)完全控制濕氣，因?yàn)闈駳鈺?huì)使韌性嚴(yán)重劣化，并且由于纖維制備期間的不均勻性的緣故，次品率高。首先，與其它材料相比，它的性價(jià)比(韌性方面的性價(jià)比) 非常低，因此，它只運(yùn)用在超高速驅(qū)動(dòng)的輪胎或高價(jià)輪胎中。此外，盡管用于制備纖維素基纖維(諸如人造絲等)的一般的濕紡方法在展現(xiàn)韌性方面是有利的，但在產(chǎn)生良好的伸展性方面卻是不利的，因?yàn)椋纱朔ㄋ苽涞淖罱K纖維的表面太致密。所以，需要一種能夠產(chǎn)生合適的機(jī)械特性與結(jié)構(gòu)的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)方面是，提供一種具有良好形狀穩(wěn)定性和耐疲勞性并適用于高速驅(qū)動(dòng)所用的輪胎簾線的萊賽爾長(zhǎng)纖，及其制備方法。本發(fā)明的另一個(gè)方面是，提供一種適合用于輪胎的輪胎簾線，及其制備方法。本發(fā)明提供一種萊賽爾長(zhǎng)纖的制備方法，該方法包括的步驟有通過用萊賽爾紡絲液進(jìn)行紡絲來制備長(zhǎng)纖；在30到60°C的凝固浴中凝固所述長(zhǎng)纖；用洗滌液洗滌所述凝固長(zhǎng)纖；將所述洗滌后的長(zhǎng)纖干燥；以及盤繞所述干燥后的長(zhǎng)纖卷。本發(fā)明所述的萊賽爾長(zhǎng)纖的橫截面上所余下的空隙的平均直徑等于或小于 IOOnm0本發(fā)明也提供一種包含所述萊賽爾長(zhǎng)纖加捻紗和粘合劑的輪胎簾線，其中，所述粘合劑的粘附率為6到10wt%，并且在利用圓盤疲勞測(cè)試機(jī)根據(jù)美國(guó)材料試驗(yàn)協(xié)會(huì) (American Society of Testing Materials, ASTM)D6588 方法在伸縮士2%的疲勞條件下進(jìn)行疲勞測(cè)試，由下面的計(jì)算公式1所定義的耐疲勞度(％ )為70%或更大計(jì)算公式1耐疲勞度(％ )=(疲勞測(cè)試后的剩余強(qiáng)度/疲勞測(cè)試前的強(qiáng)度)X 100另外，本發(fā)明提供一種輪胎簾線的制備方法，該方法包括的步驟有將所述萊賽爾長(zhǎng)纖加捻紗浸漬在粘合劑溶液中，其中施加的張力為20到2000g/簾線；在105到160°C的溫度下對(duì)所述浸漬后的加捻紗進(jìn)行干燥，其中施加的張力為20到2000g/簾線；以及在105 到220°C的溫度下對(duì)所述干燥后的加捻紗進(jìn)行熱處理，其中施加的張力為20到2000g/簾線。


圖1是一個(gè)局部切開的透視圖，顯示了一般輪胎的結(jié)構(gòu)；圖2是一個(gè)構(gòu)造圖，表示制備根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例所述的萊賽爾長(zhǎng)纖的設(shè)備；圖3是ー張透射電子顯微鏡(TEM)照片，表示實(shí)施例1中的萊賽爾長(zhǎng)纖；圖4是ー張TEM照片，表示實(shí)施例2中的萊賽爾長(zhǎng)纖；
圖5是ー張TEM照片，表示對(duì)照實(shí)施例1中的萊賽爾長(zhǎng)纖。附圖標(biāo)記說明10 齒輪泵；20 噴絲頭；30 未凝固纖維； 40 第一凝固浴；42:第二凝固??； 50:牽引部件；60 洗滌設(shè)備；70 干燥設(shè)備
具體實(shí)施例方式下面將更詳細(xì)地說明本發(fā)明。在本發(fā)明中，包含多條長(zhǎng)纖的絲束(filament bundle)被稱作“復(fù)絲 (multi-filament) ”，通過對(duì)所述復(fù)絲進(jìn)行Z捻(逆時(shí)針捻)和S捻(順時(shí)針捻)而制成的初始簾線被稱作“加捻紗(twisted yarn)”，而通過用專用于輪胎簾線的粘合劑對(duì)所述加捻紗進(jìn)行處理而制成的浸漬簾線被稱作“輪胎簾線”。本發(fā)明用來解決在通常的纖維素基纖維(諸如人造絲之類)的制備過程中利用濕紡方法而制成的所述纖維素基纖維的表面空隙結(jié)構(gòu)的問題，本發(fā)明人基于下面的知識(shí)完成了本發(fā)明，即，在所述濕紡過程中通過提高凝固浴的溫度從而增加溶劑的活性，萊賽爾長(zhǎng)纖具有致密結(jié)構(gòu)，同時(shí)表現(xiàn)出合適的強(qiáng)度和伸展性。所以，根據(jù)本方法所制備的萊賽爾復(fù)絲使浸漬溶液在制備輪胎簾線期間容易滲入，并具有優(yōu)異的耐疲勞性。根據(jù)本發(fā)明所述萊賽爾長(zhǎng)纖的制備方法包括下列步驟，S卩，通過對(duì)萊賽爾紡絲液進(jìn)行紡絲來制備長(zhǎng)纖，在30到60°C的凝固浴中使所述長(zhǎng)纖凝固，用洗滌液對(duì)凝固的長(zhǎng)纖進(jìn)行洗滌，對(duì)洗滌后的長(zhǎng)纖進(jìn)行干燥，將干燥后的長(zhǎng)纖盤繞。當(dāng)利用本發(fā)明所述的萊賽爾長(zhǎng)纖制備輪胎簾線時(shí)，由于所述輪胎簾線中所包含的粘合劑的粘附率(Pick up rate)被限制在特定的范圍內(nèi)，所以，所述輪胎簾線的形狀穩(wěn)定性和耐疲勞性能夠得到更好的改進(jìn)。特別是，本發(fā)明所述的輪胎簾線包括萊賽爾長(zhǎng)纖加捻紗和粘合劑，其中，所述粘合劑的粘附率為6到10wt%，利用圓盤疲勞測(cè)試機(jī)根據(jù)美國(guó)材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)(American Society of Testing Materials, ASTM)D6588方法在伸縮士2%的疲勞條件下進(jìn)行疲勞測(cè)試后，得到的由下面的計(jì)算公式1所定義的耐疲勞度(％)為70%或更大。此時(shí)，所述萊賽爾長(zhǎng)纖加捻紗可以包括本發(fā)明所述的萊賽爾長(zhǎng)纖。計(jì)算公式1耐疲勞度(％ )=(疲勞測(cè)試后的剩余強(qiáng)度/疲勞測(cè)試前的強(qiáng)度)X 100在下文中，參考

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例所述的萊賽爾復(fù)絲的制備方法，以便使本發(fā)明所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員能夠容易地實(shí)施本發(fā)明。此時(shí)，本發(fā)明所述的萊賽爾復(fù)絲的制備方法不限于下面的優(yōu)選實(shí)施例，或不受這些優(yōu)選實(shí)施例限制，本領(lǐng)域中的技術(shù)人員會(huì)明白，從本實(shí)施例可以導(dǎo)出各種修正和等價(jià)做法。所以，本發(fā)明的權(quán)限范圍不限于這些實(shí)施例，也不受這些實(shí)施例限制，本領(lǐng)域中的人員利用本權(quán)利要求所確定的基本概念實(shí)施各種修正和改良也包含在本發(fā)明的權(quán)限范圍之內(nèi)。圖2是一個(gè)構(gòu)造圖，表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例所述的萊賽爾復(fù)絲的制備裝置，然而，本發(fā)明所述的紡絲方法不具體地限于該裝置，也不具體地受該裝置限制。參考圖3，所述萊賽爾長(zhǎng)纖的制備裝置配備有用于以常壓提供紡絲液的齒輪泵 10、用于將所述泵提供的紡絲液紡成長(zhǎng)纖形式的噴絲頭20、以及用于凝固從噴絲頭20排出的未凝固纖維30的第一凝固浴40和第二凝固浴42。通過第一凝固浴40的長(zhǎng)纖在牽引部件50的牽引力的作用下通過第二凝固浴42，并且在洗滌設(shè)備60中用水清除所述紡絲液中所包含的溶劑。隨后，通過洗滌設(shè)備60的所述長(zhǎng)纖在干燥設(shè)備70中被干燥，然后，通過將其盤繞在繞線輥上而得到最終的萊賽爾長(zhǎng)纖。此外，本發(fā)明通過將纖維素板放入配有網(wǎng)式過濾器的粉碎機(jī)中而將其變成粉末， 將所述粉末存儲(chǔ)在存儲(chǔ)罐中，隨后將所述纖維素粉末和液體紡絲溶液的混合物放入配有噴絲頭20的雙螺桿擠出機(jī)(twin extruder)的進(jìn)料部件中(在圖中未示出)。本發(fā)明所述的萊賽爾復(fù)絲可以根據(jù)包括下面步驟的制備方法利用所述制備設(shè)備來制備，這些步驟為，通過將所述纖維素溶解在N-甲基嗎啉-N-氧化物 (N-methylmorpholine-N-oxide, ΝΜΜ0)和水的混合溶劑中來制備萊賽爾紡絲液、通過利用配有紡絲噴嘴的紡絲設(shè)備對(duì)所述紡絲液進(jìn)行紡絲來制備長(zhǎng)纖、使所述長(zhǎng)纖凝固、用洗滌液洗滌所述凝固后的長(zhǎng)纖、將所述洗滌后的長(zhǎng)纖進(jìn)行干燥、以及將所述干燥后的長(zhǎng)纖盤繞起來。對(duì)于本發(fā)明所述的萊賽爾復(fù)絲的制備方法的一個(gè)實(shí)施例來說，通過將所述纖維素板放入配有網(wǎng)式過濾器的粉碎機(jī)中而將其變成粉末，將所述粉末存儲(chǔ)在存儲(chǔ)罐中，隨后將所述纖維素粉末和液體紡絲溶液的混合物放入雙螺桿擠出機(jī)的進(jìn)料部件中。此后，所述混合物經(jīng)過混合部件和溶解部件變?yōu)榫鶆虻娜芤?，所述溶液?jīng)過配有紡絲噴嘴的噴絲組件紡成絲，所述絲進(jìn)入垂直凝固浴40、42。在洗滌設(shè)備60中利用不含 N-甲基嗎啉N-氧化物(NMMO)的水將在所述垂直凝固浴中凝固后的長(zhǎng)纖中的NMMO清除。于是，所述通過了洗滌設(shè)備60的長(zhǎng)纖經(jīng)過干燥設(shè)備70進(jìn)行干燥，然后將其盤繞起來得到最后的復(fù)絲。此時(shí)，由于通過所述濕紡方法(即，將絲漿溶解到NMMO溶劑中并在所述凝固浴中將其凝固)進(jìn)行制備的特性之故，所述萊賽爾復(fù)絲在其表面具有空隙結(jié)構(gòu)，而所述空隙會(huì)大大地影響所述纖維的機(jī)械特性和結(jié)構(gòu)。此外，如果所述表面結(jié)構(gòu)太致密，那么，盡管由于纖絲(fibril)之間的相互作用大而有利于展現(xiàn)強(qiáng)度，但會(huì)影響伸展特性。所以，合適的空隙結(jié)構(gòu)會(huì)成為展現(xiàn)伸展特性的有利因素。此外，當(dāng)這些復(fù)絲用于輪胎簾線時(shí)，可以制備出具有良好耐疲勞性的萊賽爾浸漬簾線，因?yàn)榻n溶液可以容易地滲入所述纖維，從而耐疲勞性變好。所以，通過提高所述凝固浴的溫度從而增加所述溶劑的活性以及順利地清除溶劑，本發(fā)明能夠獲得萊賽爾纖維的致密結(jié)構(gòu)，以便滿足這個(gè)條件。為此，在本發(fā)明所述的紡絲過程中，所述凝固浴的溫度可以為30到60°C。本發(fā)明所述的凝固浴包括第一凝固浴40和第二凝固浴42。所述凝固浴的溫度條件可以獨(dú)立地運(yùn)用到第一凝固浴40和第二凝固浴42中的每個(gè)或全部凝固浴中，并且優(yōu)選地，第二凝固浴42 滿足所述溫度條件。此外，由于第一凝固浴40和第二凝固浴42要將從噴絲頭20排出的所述萊賽爾長(zhǎng)纖凝固，所以，優(yōu)選地，它們具有控制所述溫度的控制裝置。根據(jù)上述方法，本發(fā)明能夠提供這樣的萊賽爾長(zhǎng)纖，其剖面上所遺留的空隙的平均直徑小于等于lOOnm，優(yōu)選地為10到80nm。此時(shí)，優(yōu)選地，所述長(zhǎng)纖的比表面積小于等于2m2/g，因?yàn)闅怏w吸附量隨所述比表面積增加而增加。所述比表面積可以利用 Micromeritics Co.的Flow sorb II 2300來測(cè)量。更具體地說，通過將氮?dú)庖霕悠穪頊y(cè)量該樣品上所吸附的氣體量，然后通過將其除以所述樣品的重量來計(jì)算所述比表面積(m2/ g) °此外，在本發(fā)明所述的制備方法中，優(yōu)選地使用這樣的紡絲液，在該紡絲液中，在含重量比為93 7到85 15的NMMO和水的溶劑混合物中溶解7到18wt%的所述纖維素，并且所述紡絲液可以通過下列方法來制備，即，使所述纖維素在含重量比為90 10到 50 50的NMMO和水的溶劑混合物中溶脹，然后去除所述水，使得NMMO和水的重量比為 93 7到85 15，并且所述纖維素的最終含量為5到35wt%，優(yōu)選為7到ISwt %。然而， 所述溶劑混合物的重量比和所述纖維素的含量只是選為制備所述纖維素基長(zhǎng)纖的最合適條件，本發(fā)明不限于此，也不受其限制。在所述長(zhǎng)纖的干燥步驟中，可以將干燥溫度控制為90到200°C或100到150°C。所述干燥步驟可以利用一步干燥過程來進(jìn)行，也可以利用多步干燥過程來進(jìn)行，其中，所述多步干燥過程被分成多個(gè)階段，并在每個(gè)階段中使用不同的干燥條件。在所述多步干燥過程中，可以根據(jù)需要在所述溫度范圍內(nèi)任意選擇實(shí)際的干燥條件。此外，在所述復(fù)絲的干燥步驟中，張力和溫度的范圍可以根據(jù)需要任意選擇，不對(duì)這些條件做具體限制。紡出所述萊賽爾復(fù)絲之后的洗滌、干燥以及后處理技術(shù)可以使用普通濕紡方法中的那些技術(shù)。此外，可以對(duì)制備人造絲長(zhǎng)纖(一種纖維素基纖維)所使用的紡絲方法進(jìn)行修正并用于所述萊賽爾長(zhǎng)纖制備過程。本發(fā)明也提供包含所述萊賽爾復(fù)絲(所述萊賽爾長(zhǎng)纖)的輪胎簾線。特別地，本發(fā)明提供包含所述萊賽爾長(zhǎng)纖加捻紗和粘合劑的輪胎簾線，其中，所述粘合劑的粘附率為6到10wt%，利用圓盤疲勞測(cè)試機(jī)根據(jù)美國(guó)材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)(American Society of Testing Materials, ASTM)D6588方法在伸縮士2%的疲勞條件下進(jìn)行疲勞測(cè)試后，所測(cè)得的由所述計(jì)算公式1所定義的耐疲勞度(％ )為70%或更大。所述萊賽爾長(zhǎng)纖加捻紗可以包括所述萊賽爾復(fù)絲(所述萊賽爾長(zhǎng)纖)。所述加捻紗可以為2到3股的加捻紗，其長(zhǎng)纖總數(shù)、總細(xì)度(fineness)、捻度(twistinglevel)等已經(jīng)過優(yōu)化。在所述簾線中，所述粘合劑的粘附率是指粘附在所述簾線上的粘合劑的數(shù)量?？紤]到纖維素的剛性結(jié)構(gòu)，在張力很大的情形中進(jìn)行熱處理時(shí)可能會(huì)損壞所述簾線，但在本發(fā)明所述的輪胎簾線中，所述粘合劑滲入到所述剛性萊賽爾長(zhǎng)纖加捻紗中，產(chǎn)生緩沖作用并使所述簾線與橡膠有足夠的粘合強(qiáng)度。所以，所述粘合劑的粘附率可以為6wt%或更大，使得所述粘合劑能夠起充分的作用，并且所述粘附率可以為10wt%或更小，以便所述簾線
重量較輕。根據(jù)ASTM D6588方法進(jìn)行所述疲勞測(cè)試，具體說，可以通過下述方法進(jìn)行所述測(cè)試，即，通過用橡膠使所述輪胎簾線硬化來制備樣品，并在100°c下利用2500rpm轉(zhuǎn)速的所述圓盤疲勞測(cè)試機(jī)以使所述樣品反復(fù)伸縮8小時(shí)。由所述計(jì)算公式1進(jìn)行計(jì)算的疲勞測(cè)試后的剩余韌性是指疲勞測(cè)試后對(duì)剝離了橡膠的所述簾線測(cè)量到的剩余強(qiáng)度，而所述剩余強(qiáng)度是指利用抗張力強(qiáng)度測(cè)試機(jī)在以105°C干燥2小時(shí)后測(cè)量到的斷裂強(qiáng)度(kgf)。所述疲勞測(cè)試條件只是用來測(cè)量本發(fā)明所述的輪胎簾線特性的標(biāo)準(zhǔn)，本發(fā)明所述的輪胎簾線不限于所述測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的細(xì)節(jié)，也不受所述測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的細(xì)節(jié)限制。在根據(jù)上述方法以伸縮士2%的疲勞條件測(cè)試疲勞的情形中，本發(fā)明所述的輪胎簾線的耐疲勞度可以為70%或更大，或可以為75到95%。此外，在根據(jù)上述方法以伸縮士4%的疲勞條件測(cè)試疲勞的情形中，本發(fā)明所述的輪胎簾線的耐疲勞度可以為70%或更大，或可以為73到90%?！愕?，在車輛行駛期間，由于摩擦的原因輪胎的溫度會(huì)升高，并且，輪胎簾線也在反復(fù)的高溫高壓疲勞條件下工作，因?yàn)椋谔貏e是高速行駛期間，所述高溫高壓條件會(huì)持續(xù)一段很長(zhǎng)的時(shí)間。此時(shí)，反復(fù)的伸縮會(huì)使所述特性迅速退化，當(dāng)所述輪胎簾線的耐疲勞性很低時(shí)，行駛性能由此會(huì)下降，嚴(yán)重時(shí)所述輪胎簾線有在行駛期間突然破裂的危險(xiǎn)。所以，所述輪胎簾線的耐疲勞度最好很高，具體說，考慮到纖維素基材料特有的韌性，在伸縮分別為士2%和士4%的疲勞條件下，所述輪胎簾線的耐疲勞度為70%或更大。此外，與所述耐疲勞性同樣重要的因素為所述輪胎簾線的特征強(qiáng)度，而本發(fā)明所述的輪胎簾線的斷裂韌性可以為4到8g/d，以便提供作為輪胎簾線所應(yīng)有的合適特性。即使所述簾線的耐疲勞性很好，但當(dāng)所述輪胎簾線自身的韌性較低時(shí)，仍然不能提供作為輪胎簾線所應(yīng)有的合適特性，并且當(dāng)伸展性低時(shí)，耐疲勞性也不好。所述加捻紗可以為2到3股的加捻紗，其長(zhǎng)纖總數(shù)為400到6000，總細(xì)度為400到 9000旦尼爾(denier)，捻度為200到600TPM，以便提供作為本發(fā)明所述的輪胎簾線所應(yīng)有的合適特性。此外，在所述輪胎簾線中包括用于輪胎簾線的粘合劑，以便提高與橡膠的粘合強(qiáng)度。本發(fā)明所述的輪胎簾線具有良好的形狀穩(wěn)定性和耐久性，能夠被運(yùn)用到充氣輪胎的體層或冠帶層中。此外，含有本發(fā)明所述的輪胎簾線的輪胎展現(xiàn)出較小的形變，并可以展現(xiàn)出穩(wěn)定的高速行駛性能。本發(fā)明所述的輪胎簾線可以通過下列步驟來制備，S卩，根據(jù)常規(guī)的浸漬方法，用適用于輪胎簾線的粘合劑溶液對(duì)包含所述萊賽爾長(zhǎng)纖的2到3股的加捻紗進(jìn)行處理，并對(duì)其進(jìn)行干燥和熱處理。此時(shí)，適用于輪胎簾線的常規(guī)粘合劑溶液可以用作所述粘合劑溶液，優(yōu)選地，可以使用間苯二酚-甲醛-橡膠(resorcinol-formaldehyde-latex，RFL)溶液。通過了所述粘合劑溶液的所述加捻紗在經(jīng)過所述干燥過程和所述熱處理過程之后就被制備成所述輪胎簾線。此時(shí)，將20到2000g/簾線的張力作用到通過所述粘合劑溶液的加捻紗上，并且在20到2000g/簾線的張力下以105到160°C的溫度進(jìn)行1到10分鐘的所述干燥過程，以及可以在20到2000g/簾線的張力下以105到220°C的溫度進(jìn)行1到 10分鐘的所述熱處理過程。在通過所述粘合劑溶液的過程、在干燥和熱處理過程中施加張力的原因是為了控制所述簾線中所包含的粘合劑的粘附率。就是說，可以將2000g/簾線或更小的張力獨(dú)立地運(yùn)用到每個(gè)過程中，以便通過提高所述粘合劑的滲透性而賦予優(yōu)異的耐疲勞性。此外，可以將20g/簾線或更大的張力獨(dú)立地運(yùn)用到每個(gè)過程中，以防止所述粘合劑過度地滲入到所述輪胎簾線中。具體說，當(dāng)在所述溫度范圍內(nèi)干燥所述簾線同時(shí)施加具有上述條件的張力時(shí)，通過快速干燥所述粘合劑能夠延緩所述粘合劑的滲入速度，并通過盡量減小對(duì)所述干燥后的簾線的損壞能夠獲得有利于提供韌性的特性。此外，當(dāng)在所述溫度范圍內(nèi)熱處理所述簾線同時(shí)施加具有上述條件的張力時(shí)，通過促進(jìn)所述萊賽爾長(zhǎng)纖與所述粘合劑之間的反應(yīng)，能夠獲得提高粘合強(qiáng)度的效果，同時(shí)使得對(duì)所述簾線的損壞較小。在所述干燥過程中將所述萊賽爾簾線中所包含的濕氣干燥，而所述熱處理過程通過使所述浸漬溶液起反應(yīng)使所述輪胎簾線具有粘合力。除了上述公開的細(xì)節(jié)外，根據(jù)需要還可以加入其它細(xì)節(jié)，本發(fā)明不受特別限制。在下文中，通過實(shí)施例更詳細(xì)地描述本發(fā)明。然而，下面的實(shí)施例只是用來理解本發(fā)明，本發(fā)明不限于此，也不受這些例子限制。實(shí)施例實(shí)施例1 萊賽爾長(zhǎng)纖的制備利用圖2中的紡絲設(shè)備來制備所述萊賽爾長(zhǎng)纖。將纖維素板(V-81，Buckeye Ltd.)放入配有100目的過濾器的粉碎機(jī)中來制備直徑為1700微米或更小的纖維素粉末，并將所述粉末存儲(chǔ)在絲漿粉末存儲(chǔ)罐中。隨后，將纖維素粉末(進(jìn)料速度=561g/h)和用來溶脹所述纖維素的液化 NMMO(89°C，水含量=13%，進(jìn)料速度=6000g/h)放入雙螺桿擠出機(jī)(螺桿直徑(D)= 48mm,L/D = 52)的進(jìn)料部件中，其中，所述雙螺桿擠出機(jī)的螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)速度為120rpm，溫度為 80 0C ο使所述混合物通過混合部件和溶解部件從而制成紡絲液，所述紡絲液中的纖維素含量為llwt%。此外，利用噴絲頭將所述紡絲液噴絲入凝固浴中，其中所述噴絲頭上的噴嘴總數(shù)為1000，每個(gè)噴嘴的橫截面積為0. 047mm2，從而最終長(zhǎng)纖的總細(xì)度為1650旦尼爾。通過噴射洗滌用水將排出的并且是凝固了的復(fù)絲纖維中的NMMO完全清除。此時(shí)， 所述凝固浴的溫度保持在42°C，并進(jìn)行快速溶劑清除。于是，利用干燥設(shè)備對(duì)所述長(zhǎng)纖進(jìn)行加熱和干燥以便從原始纖維中除去濕氣，并將其盤繞，從而獲得所述萊賽爾復(fù)絲原始纖維。此外，在烘干輥中對(duì)未干燥的復(fù)絲纖維進(jìn)行干燥，使其成為所述萊賽爾復(fù)絲原始纖維。實(shí)施例2 萊賽爾長(zhǎng)纖的制備除了通過下述方法來制備所述纖維素紡絲液之外，基本按照_例1中同樣的方法來制備所述萊賽爾復(fù)絲原始纖維。在根據(jù)與實(shí)施例1中同樣的方法制備出纖維素粉末之后，將所述纖維素粉末放入50wt %的NMMO水溶液中進(jìn)行溶脹，使得所述纖維素在所述NMMO水溶液中的含量為 6. 5wt%,然后，溶解所述纖維素同時(shí)去處剩余的水，以便使所述NMMO水溶液變?yōu)?9wt%的 NMMO水溶液，從而所述紡絲液中的纖維素含量為llwt%。此時(shí)，可以確認(rèn)所述紡絲液是均勻的，其中不包含未溶解的纖維素顆粒。賴棚列1甚低擺醒Φ狐鄉(xiāng)千除了所述垂直凝固浴的溫度被控制為25°C之外，基本按照實(shí)施例1中同樣的方法來制備所述萊賽爾長(zhǎng)纖。實(shí)施例3 輪胎簾線的制備利用Cable&Cord 3型捻絲機(jī)(S卩，Allma Co.的C. C.捻絲機(jī)),對(duì)實(shí)施例1中制備出的萊賽爾復(fù)絲進(jìn)行Z捻G00TPM)、然后對(duì)Z捻后的紗線進(jìn)行S捻G00TPM)，從而制備出2股加捻紗。使所述制備出的萊賽爾加捻紗在300g/簾線的張力下在常規(guī)RFL溶液中浸漬并通過，使其在150°C下干燥1分鐘，并在500g/簾線的張力下以180°C對(duì)其熱處理2分鐘，從而制備出所述輪胎簾線，其中，所述粘合劑的粘附率為8. Iwt%。實(shí)施例4 輪胎簾線的制備除了使用由_例2制備的萊賽爾復(fù)絲之外，基本按照_例3同樣的方法來制備所述萊賽爾輪胎簾線，其中的粘合劑的粘附率為9. lwt%。實(shí)施例5 輪胎簾線的制備除了在所述RFL粘合劑提供過程中使用600g/簾線的張力之外，基本按照實(shí)施例 3同樣的方法來制備所述萊賽爾輪胎簾線，其中的粘合劑的粘附率為7. 5wt%。實(shí)施例6 輪胎簾線的制備除了在所述RFL粘合劑提供過程中使用IOOOg/簾線的張力之外，基本按照實(shí)施例 3同樣的方法來制備所述萊賽爾輪胎簾線，其中的粘合劑的粘附率為6. 0wt%。對(duì)照實(shí)施例2 利用在低溫凝固浴中制備的萊賽爾長(zhǎng)纖來制備輪胎簾線除了使用對(duì)照實(shí)施例1中所制備的萊賽爾復(fù)絲之外，基本按照實(shí)施例3同樣的方法來制備所述萊賽爾輪胎簾線，其中的粘合劑的粘附率為8. 3wt%。對(duì)照實(shí)施例3除了在所述RFL粘合劑提供過程中使用2200g/簾線的張力之外，基本按照實(shí)施例 3同樣的方法來制備所述萊賽爾輪胎簾線，其中的粘合劑的粘附率為4. #t%。對(duì)照實(shí)施例4除了在所述RFL粘合劑提供過程中使用IOg/簾線的張力之外，基本按照實(shí)施例3 同樣的方法來制備所述萊賽爾輪胎簾線，其中的粘合劑的粘附率為12. 2wt%。1 所沭萊賽爾鄉(xiāng)千維的空隙盲徑、強(qiáng)It禾Π伸展件的測(cè)丨量選出實(shí)施例1-2和對(duì)照實(shí)施例1中所獲得的纖維并將其按韓國(guó)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)KSK 0901 所述的標(biāo)準(zhǔn)條件(25°C，65% RH)存儲(chǔ)M小時(shí)或更長(zhǎng)，以便使其處于濕氣平衡狀態(tài)中，然后在105°C下將其干燥2小時(shí)。對(duì)干燥后的樣品，測(cè)量在所述纖維的橫截面上所余下的空隙的平均直徑，并將結(jié)果列在表1中。在這些結(jié)果中，實(shí)施例1-2和對(duì)照實(shí)施例1中的樣品的透射電子顯微鏡 (TEM)照片示于圖3-5中。
此外，根據(jù)常規(guī)方法測(cè)量實(shí)施例1-2和對(duì)照實(shí)施例1中的樣品的韌性和伸展性，并將結(jié)果列于表1中。表權(quán)利要求
1.一種萊賽爾長(zhǎng)纖的制備方法，包括的步驟有 通過用萊賽爾紡絲液進(jìn)行紡絲來制備長(zhǎng)纖；在30到60°C的凝固浴中凝固所述長(zhǎng)纖； 用洗滌液洗滌所述凝固后的長(zhǎng)纖； 將所述洗滌后的長(zhǎng)纖干燥；以及盤繞所述干燥后的長(zhǎng)纖。
2.萊賽爾長(zhǎng)纖，其中，纖維的橫截面上所余下的空隙的平均直徑等于或小于lOOnm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的萊賽爾長(zhǎng)纖，其中，所述纖維的橫截面上所余下的空隙的平均直徑為10到80nm。
4.一種包含根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的萊賽爾長(zhǎng)纖的輪胎簾線。
5.一種包含所述萊賽爾長(zhǎng)纖加捻紗和粘合劑的輪胎簾線，其中，所述粘合劑的粘附率為6到10wt%，并且利用圓盤疲勞測(cè)試機(jī)根據(jù)美國(guó)材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)(American Society of Testing Materials, ASTM)D6588方法在伸縮士2%的疲勞條件下，由下面的計(jì)算公式1所定義的耐疲勞度(％ )為70%或更大計(jì)算公式1耐疲勞度(％)=(疲勞測(cè)試后的剩余強(qiáng)度/疲勞測(cè)試前的強(qiáng)度)X 100。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輪胎簾線，其中，所述耐疲勞度為75到98%。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輪胎簾線，其中，在伸縮士4%的疲勞條件下，由所述計(jì)算公式1所定義的耐疲勞度為70%或更大。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輪胎簾線，其中，在伸縮士4%的疲勞條件下，所述耐疲勞度為73到90%。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輪胎簾線，其中，所述斷裂韌性為4到8g/d。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輪胎簾線，其中，所述萊賽爾長(zhǎng)纖加捻紗為2到3股的加捻紗，其長(zhǎng)纖總數(shù)為400到6000，總細(xì)度為400到9000旦尼爾，并且捻度為200到600TPM。
11.一種輪胎簾線的制備方法，包括的步驟有將所述萊賽爾長(zhǎng)纖加捻紗浸漬在粘合劑溶液中，其中施加的張力為20到2000g/簾線.一入 ，在105到160°C的溫度下對(duì)所述浸漬后的加捻紗進(jìn)行干燥，其中施加的張力為20到 2000g/簾線；以及在105到220°C的溫度下對(duì)所述干燥后的加捻紗進(jìn)行熱處理，其中施加的張力為20到 2000g/簾線。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述干燥步驟和所述熱處理步驟獨(dú)立地進(jìn)行1 到10分鐘。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述萊賽爾長(zhǎng)纖加捻紗為2到3股的加捻紗， 其長(zhǎng)纖總數(shù)為400到6000，總細(xì)度為400到9000旦尼爾，并且捻度為200到600TPM。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種萊賽爾長(zhǎng)纖的制備方法以及萊賽爾長(zhǎng)纖。更具體地說，本發(fā)明涉及一種在凝固所述長(zhǎng)纖的步驟中使用30到60℃凝固浴來制備萊賽爾長(zhǎng)纖的方法、萊賽爾長(zhǎng)纖、以及包含所述萊賽爾長(zhǎng)纖的輪胎簾線。此外，本發(fā)明涉及一種輪胎簾線和制備所述輪胎簾線的方法，更具體地說，本發(fā)明涉及一種包含萊賽爾長(zhǎng)纖加捻紗和粘合劑的輪胎簾線，其中，所述粘合劑的粘附率為6到10wt％，在利用圓盤疲勞測(cè)試機(jī)根據(jù)ASTM D6588方法在伸縮±2％的疲勞條件下進(jìn)行疲勞測(cè)試后，所測(cè)得的耐疲勞度為70％或更大。根據(jù)本發(fā)明，所述萊賽爾長(zhǎng)纖展示了有利于提供良好伸展性的致密結(jié)構(gòu)，并使浸漬溶液在制備所述輪胎簾線期間容易滲入，并且，由于所述粘合劑的粘附率適當(dāng)，疲勞特性和耐疲勞性很好，因此能夠改進(jìn)輪胎的耐用性和安全性。
文檔編號(hào)D01F2/00GK102317515SQ200880104485
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2008年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月31日
發(fā)明者全玉花, 吳永世, 權(quán)昭延, 李載雄, 鄭一, 鄭鐘喆, 金基雄, 金憂哲 申請(qǐng)人:可隆工業(yè)株式會(huì)社