本發(fā)明涉及一種自行車用所使用的充氣輪胎用胎唇纖維。
背景技術(shù)：
根據(jù)騎行的環(huán)境和目的，對(duì)自行車用輪胎所要求的性能大為不同。例如，已知對(duì)于公路自行車等自行車用輪胎，重視輕量性，通過增加空氣量而意在減少振動(dòng)。
為了作為公路自行車等的自行車用輪胎而實(shí)現(xiàn)充足的空氣量，需要不易引起輪圈脫落。一般認(rèn)為公路自行車等的自行車用輪胎的空氣量在jisk6302記載的自行車用輪胎的輪圈脫落水壓試驗(yàn)中優(yōu)選為1500kpa以上。
因此，為了將自行車用輪胎輕量化，已知使用高強(qiáng)度的有機(jī)纖維作為自行車用輪胎與輪圈的嵌合部分即胎唇部所使用的胎唇纖維。
例如，在專利文獻(xiàn)1中，提出了作為輕量且容易操作的胎唇纖維使用高強(qiáng)度的全芳香族聚酯纖維的方案。
另外，在專利文獻(xiàn)2中，作為胎唇纖維，列舉了帝人股份有限公司制造的“technora”(注冊(cè)商標(biāo))、dupont股份有限公司制造的“kevlar”(注冊(cè)商標(biāo))等對(duì)位系芳香族聚酰胺纖維和高強(qiáng)度聚乙烯等，其中，提出了優(yōu)選為對(duì)位系芳香族聚酰胺纖維。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1：日本特開昭64-77640號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)2：日本特開平10-95211號(hào)公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
發(fā)明所要解決的課題
然而，即使在胎唇采用高強(qiáng)度的纖維，也未必一定能夠?qū)崿F(xiàn)充足的空氣量。
另外，technora、kevlar這樣的對(duì)位系芳香族聚酰胺纖維存在吸水的情況，在制成利用橡膠覆蓋的胎唇纖維來使用時(shí)，從橡膠劣化的觀點(diǎn)考慮，需要在以預(yù)熱器等進(jìn)行加熱后使用等吸水率的管理。
本發(fā)明的目的在于提供一種胎唇纖維，其能夠使充足的空氣量注入，另外，在利用橡膠覆蓋胎唇纖維時(shí)的加工性優(yōu)異，對(duì)于防止輪圈脫落有效。
用于解決課題的方法
本發(fā)明的發(fā)明人為了解決上述課題，進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，空氣量與有機(jī)纖維的彈性模數(shù)有較大關(guān)系，從而完成了本發(fā)明。
即，本發(fā)明的目的能夠通過利用如下的胎唇纖維來實(shí)現(xiàn)，該胎唇纖維的特征在于：使用彈性模數(shù)為800cn/dtex以上的全芳香族聚酯纖維形成。
另外，優(yōu)選本發(fā)明的輪胎用胎唇纖維中將上述全芳香族聚酯纖維制成捻紗(twistedyarn)來使用。
另外，優(yōu)選上述捻紗為合股紗(pliedyarn)，復(fù)捻(上撚，secondtwist)的捻系數(shù)為20以下，初捻(下?lián)?，firsttwist)的捻系數(shù)為30以下。
發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明，能夠獲得一種胎唇纖維，其能夠使自行車用輪胎的空氣量有效地增加，在利用橡膠覆蓋胎唇纖維時(shí)，無需使胎唇纖維干燥，因而加工性優(yōu)異，對(duì)于防止輪圈脫落有效。因此，通過使用本發(fā)明的輪胎用胎唇纖維，能夠獲得高性能的自行車用輪胎。
附圖說明
圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的自行車用輪胎的剖面的說明圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明中使用的全芳香族聚酯纖維由全芳香族聚酯系聚合物形成。
上述全芳香族聚酯系聚合物是含有芳香族二羧酸、芳香族二元醇和/或芳香族羥基羧酸、這些的衍生物而構(gòu)成的，根據(jù)需要，也包括它們與脂環(huán)族二羧酸、脂環(huán)族二元醇、脂肪族二元醇、這些的衍生物的共聚物。此處，作為芳香族二羧酸，可以列舉對(duì)苯二甲酸、間苯二甲酸、4,4'-二羧基聯(lián)苯、2,6-二羧基萘、1,2-雙(4-羧基苯氧基)乙烷等或它們的烷基、芳基、烷氧基、鹵素基的核取代體。作為芳香族二元醇，可以列舉對(duì)苯二酚、間苯二酚、4,4'-二羥基聯(lián)苯、4,4'-二羥基二苯甲酮、4,4'-二羥基二苯基甲烷、4,4'-二羥基二苯基乙烷、2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷、4,4'-二羥基二苯基醚、4,4'-二羥基二苯基砜、4,4'-二羥基二苯基硫醚、2,6-二羥基萘、1,5-二羥基萘等或它們的烷基、芳基、烷氧基、鹵素基的核取代體。作為芳香族羥基羧酸，可以列舉對(duì)羥基苯甲酸、間羥基苯甲酸、2-羥基萘-6-羧酸、1-羥基萘-5-羧酸等或它們的烷基、芳基、烷氧基、鹵素基的核取代體。作為脂環(huán)族二羧酸，可以列舉反式-1,4-二羧基環(huán)己烷、順式-1,4-二羧基環(huán)己烷等或它們的烷基、芳基、鹵素基的核取代體。作為脂環(huán)族及脂肪族二元醇，可以列舉反式-1,4-二羥基環(huán)己烷、順式-1,4-二羥基環(huán)己烷、乙二醇、1,4-丁二醇、苯二甲醇等。
這些的組合中，作為本發(fā)明中優(yōu)選的全芳香族聚酯系聚合物，例如，可以列舉(a)含有對(duì)羥基苯甲酸殘基40～70摩爾％、上述芳香族二羧酸殘基15～30摩爾％與芳香族二酚殘基15～30摩爾％的共聚酯、(b)含有對(duì)苯二甲酸和/或間苯二甲酸、氯對(duì)苯二酚、苯基對(duì)苯二酚、和/或?qū)Ρ蕉拥墓簿埘ァ?c)含有對(duì)羥基苯甲酸殘基20～80摩爾％和2-羥基萘-6-羧酸殘基20～80摩爾％的共聚酯等。
對(duì)于使用上述起始原料而獲得本發(fā)明所使用的全芳香族聚酯系聚合物而言，直接進(jìn)行縮聚合反應(yīng)，或者通過利用脂肪族或芳香族單羧酸或它們的衍生物、脂肪族醇或酚類或它們的衍生物等進(jìn)行的酯化來進(jìn)行縮聚合反應(yīng)。作為縮聚合反應(yīng)，能夠采用公知的整體聚合、溶液聚合、懸浮聚合等，獲得的聚合物直接作為紡絲用試樣，或者以粉體狀在不活潑氣體中、或減壓下進(jìn)行熱處理，作為紡絲用試樣?；蛘?，也可以利用擠出機(jī)造粒一次來使用。
在成分中，在不實(shí)質(zhì)上降低其強(qiáng)度的范圍內(nèi)，也可以含有其它的聚合物或者添加劑(顏料、碳、熱穩(wěn)定劑、紫外線吸收劑、潤滑劑、螢光增白劑等)。
本發(fā)明的全芳香族聚酯系聚合物存在適于紡絲的分子量范圍。作為與適于該熔融紡絲條件的分子量對(duì)應(yīng)的物性值，使用“流動(dòng)開始溫度”?！傲鲃?dòng)開始溫度”定義為如下溫度：使用島津制作所制造的流變儀cft-500，利用內(nèi)徑1mm、長度10mm的噴嘴，在壓力100kg/cm2的狀態(tài)下將芳香族聚酯試樣以4℃/min進(jìn)行升溫，試樣通過噴嘴而流動(dòng)，且賦予4,800pa·s的表觀粘度的溫度。
在本發(fā)明中，適于熔融紡絲的全芳香族聚酯系聚合物的“流動(dòng)開始溫度”優(yōu)選為305～325℃。
本發(fā)明所使用的全芳香族聚酯纖維的制造通過公知的熔融擠出方法來進(jìn)行即可。
關(guān)于本發(fā)明中所使用的全芳香族聚酯纖維，需要使其彈性模數(shù)為800cn/dtex以上。通過使用彈性模數(shù)為800cn/dtex以上的纖維，能夠不使輪圈脫落地實(shí)現(xiàn)高空氣量。
另外，彈性模數(shù)的上限只要能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的效果即可，沒有特別限定，例如，優(yōu)選為1200cn/dtex以下。
在本發(fā)明中所使用的全芳香族聚酯纖維能夠適當(dāng)設(shè)定長絲數(shù)和總纖度，使其能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的目的。
總纖度優(yōu)選為110～11000dtex，更優(yōu)選為3300～9900dtex。另外，優(yōu)選為復(fù)絲。
另外，在本發(fā)明中所使用的全芳香族聚酯纖維的伸長率優(yōu)選為2～10％，強(qiáng)度優(yōu)選為15～30cn/dtex。
本發(fā)明所使用的全芳香族聚酯纖維也能夠直接使用原紗作為胎唇纖維，優(yōu)選制成捻紗來使用。
在制成捻紗時(shí)，捻次數(shù)并無特別限定，優(yōu)選為根據(jù)下述式得到的捻系數(shù)為100以下。
(捻系數(shù)：k、纖度：d(dtex)、捻數(shù)：t(t/m))
另外，捻紗可以為單捻紗，也可以為合股紗，特別優(yōu)選使用制成合股紗的捻紗。對(duì)于自行車用胎唇纖維，要求正圓性，為此需要一定程度的捻數(shù)，但由于若提高捻數(shù)則扭矩會(huì)增大，故而為了減小扭矩，可以制成合股紗。若扭矩較小，則在輪胎內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生胎唇纖維(捻紗)的起伏，故而優(yōu)選。
在制成合股紗時(shí)，優(yōu)選復(fù)捻的捻系數(shù)為20以下，初捻的捻系數(shù)為30以下。另外，優(yōu)選復(fù)捻的捻系數(shù)為1以上，初捻的捻系數(shù)為1以上。
另外，在為合股紗時(shí)，關(guān)于初捻和復(fù)捻的捻數(shù)，復(fù)捻次數(shù)÷初捻次數(shù)優(yōu)選為0.55～0.85，特別更優(yōu)選為0.7～0.8。
另外，也可以利用具有粘接性的成分對(duì)本發(fā)明所使用的全芳香族聚酯纖維進(jìn)行處理。
另外，也可以對(duì)本發(fā)明所使用的全芳香族聚酯纖維實(shí)施涂布等。
本發(fā)明的胎唇纖維可以適當(dāng)通過通常的方法用作所期望的自行車用輪胎的胎唇。其結(jié)果，能夠使自行車用輪胎的空氣量有效地增加，能夠獲得高性能的自行車用輪胎。
實(shí)施例
以下，列舉實(shí)施例，具體地說明本發(fā)明。
實(shí)施例中的各評(píng)價(jià)通過以下方式進(jìn)行。
1)胎唇纖維的強(qiáng)度、伸長率、彈性模數(shù)
依據(jù)jisl1013(2010)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)試驗(yàn)，使用拉伸試驗(yàn)機(jī)(島津制作所制造、ags-500nx)，以試樣長度200mm、拉伸速度200mm/min求出斷裂強(qiáng)度及拉伸率和彈性模數(shù)(初期抗拉伸度)。
2)聚合物的吸水率
jisl0105所記載的標(biāo)準(zhǔn)水分率
3)胎唇纖維的加工性
將利用橡膠進(jìn)行覆蓋時(shí)無需干燥的情形記為○，將需要干燥的情形記為△。
4)耐水壓
jisk6302所記載的輪胎的輪圈脫落水壓試驗(yàn)
5)完成性
將輪胎內(nèi)的胎唇纖維(股絲)的狀態(tài)為無起伏而特別良好的情形記為◎，將良好的情形記為○，將稍有起伏的情形記為△。
(實(shí)施例1)
對(duì)作為全芳香族聚酯纖維的kbseiren股份有限公司制造的“zexion”(注冊(cè)商標(biāo))(type-ms、3300dtex/288f、單紗纖度11.5dtex、強(qiáng)度21cn/dtex、伸長率3％及彈性模數(shù)850cn/dtex)，以捻數(shù)20t/m沿z方向進(jìn)行捻紗，制成胎唇纖維。
將該胎唇纖維沿輪胎的圓周方向以環(huán)狀卷繞3周而形成環(huán)狀體，利用橡膠覆蓋該胎唇纖維束的環(huán)狀體，制作自行車用輪胎(700×23c)。將輪胎的剖面示于圖1。
對(duì)獲得的自行車用輪胎的耐水壓進(jìn)行評(píng)價(jià)。
將其結(jié)果一并示于表1。
(實(shí)施例2)
將胎唇纖維的捻數(shù)設(shè)為45t/m，除此以外，與實(shí)施例1同樣地制作輪胎。
(實(shí)施例3)
將實(shí)施例1的胎唇纖維設(shè)為初捻紗，以復(fù)捻15t/m向s方向制成3條合股，獲得環(huán)狀體，利用橡膠覆蓋該環(huán)狀體，制作輪胎。
(比較例1)
使用kbseiren股份有限公司制造的“zexion”(注冊(cè)商標(biāo))(type-vs、3300dtex/288f、單紗纖度11.5dtex、強(qiáng)度21cn/dtex、伸長率3％及彈性模數(shù)600cn/dtex)，除此以外，與實(shí)施例1同樣地制作輪胎。
(比較例2)
使用kbseiren股份有限公司制造的“zexion”(注冊(cè)商標(biāo))(type-vs、3300dtex/672f、單紗纖度4.9dtex、強(qiáng)度21cn/dtex、伸長率3％及彈性模數(shù)600cn/dtex)，除此以外，與比較例1同樣地制作輪胎。
(比較例3)
使用kbseiren股份有限公司制造的“zexion”(注冊(cè)商標(biāo))(type-ts、3300dtex/672f、單紗纖度4.9dtex、強(qiáng)度28cn/dtex、伸長率3％及彈性模數(shù)600cn/dtex)，除此以外，與比較例1同樣地制作輪胎。
(比較例4)
使用kbseiren股份有限公司制造的“zexion”(注冊(cè)商標(biāo))(type-ts、3300dtex/672f、單紗纖度4.9dtex、強(qiáng)度28cn/dtex、伸長率3％及彈性模數(shù)500cn/dtex)，除此以外，與比較例1同樣地制作輪胎。
(比較例5)
toray-dupont股份有限公司制造的“kevlar”(注冊(cè)商標(biāo))(3300dtex/2040f、單紗纖度1.6dtex、強(qiáng)度21cn/dtex、伸長率2.4％及彈性模數(shù)700cn/dtex)，除此以外，與比較例1同樣地制作輪胎。
[表1]
工業(yè)上的可利用性
本發(fā)明的胎唇纖維能夠合適地用于自行車用輪胎等。
符號(hào)說明
1：胎唇纖維
2：自行車用輪胎