專利名稱：增強(qiáng)的子午線飛行器輪胎的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有子午線胎體加強(qiáng)件的輪胎，這種輪胎用于支撐重荷載并且可以充氣至高速使用的較高壓力，特別涉及飛行器輪胎。
背景技術(shù)：
這種輪胎的子午線胎體加強(qiáng)件通常包括幾個(gè)織物簾布層，其在每個(gè)胎圈中固定到通常具有單個(gè)胎圈鋼絲的至少一個(gè)胎圈芯上。這些加強(qiáng)件的加強(qiáng)元件從內(nèi)向外纏繞在所述胎圈鋼絲上形成反卷部分，其各自的端部與輪胎旋轉(zhuǎn)軸線徑向分開。飛行器輪胎使用所處的惡劣條件使胎圈壽命，尤其是胎體加強(qiáng)件的反卷部分區(qū)域中的胎圈壽命很短。
通過將胎體加強(qiáng)件的簾布層分成兩組而使性能獲得極大改進(jìn)。所述第一組包括軸向朝向胎圈區(qū)域內(nèi)的胎體加強(qiáng)件簾布層，這些簾布層隨后從胎圈的內(nèi)部向外部纏繞每個(gè)胎圈中的胎圈鋼絲。所述第二組由胎圈區(qū)域中的至少一個(gè)軸向外部簾布層形成，該簾布層通常從輪胎的外部向內(nèi)部纏繞胎圈鋼絲。這種配置是已知的；例如，在美國專利No.4,244,414中。
由此構(gòu)成的胎圈耐久性可以通過在每個(gè)胎圈中存在附加的加強(qiáng)簾布層而得以提高，所述附加的加強(qiáng)簾布層纏繞胎圈鋼絲并因此形成軸向外部的絞線和軸向內(nèi)部的絞線，所述加強(qiáng)簾布層是接近填充或填實(shí)橡膠成形元件的簾布層，所述成形元件通常為三角形并徑向位于固定胎圈鋼絲的上面。這種類型的結(jié)構(gòu)公開于美國專利No.5,285,835中。
同樣，人們提出一解決方案，包括將所述軸向外部簾布層的邊緣布置在軸向內(nèi)部簾布層的反卷部分之間。
但是，尤其是當(dāng)所述胎圈承受施加到其上的極大過載，該荷載導(dǎo)致該胎圈高度50％左右或以上的變形時(shí)，所述飛行器輪胎胎圈的耐久性需要改進(jìn)。對(duì)胎圈結(jié)構(gòu)研究所期待的進(jìn)展至少在目前看來是相當(dāng)有限的，這是因?yàn)樾枰匾獢?shù)目的胎體簾布層以便抵抗由于所謂試驗(yàn)壓力產(chǎn)生的張力，所述胎體簾布層通常由脂肪族聚酰胺制成的加強(qiáng)元件形成，所述試驗(yàn)壓力如已知那樣必須等于工作壓力的四倍。大量所述胎體簾布層明顯涉及加強(qiáng)元件自由端倍增，簾布層之間的接觸面倍增，更大的滯后損耗以及由此產(chǎn)生的更高的工作溫度，所有這些都是促使胎圈疲勞且限制其壽命的因素。
提高飛行器輪胎胎圈耐久性的建議解決方案是用由合成加強(qiáng)元件(即，利用美國專利申請(qǐng)US2004/0206439中公開的不同模量的紗線制成的材料)制成的胎體簾布層替換脂肪族聚酰胺制成的胎體簾布層。
根據(jù)US2004/0206439的飛行器輪胎，將其充氣至高壓，并且該輪胎具有胎面，胎冠加強(qiáng)件和子午線胎體加強(qiáng)件，所述子午線胎體加強(qiáng)件包括多個(gè)大體上徑向(即，與周向方向形成80-100°的角度)定位的織物加強(qiáng)元件，該輪胎的特征在于，所述胎體加強(qiáng)件的徑向加強(qiáng)元件是由至少一根抗拉彈性模數(shù)至少等于2000 cN/tex的紗線和至少一根彈性模量在牽引時(shí)至多等于1500 cN/tex的紗線絞合而成的合成纜線，所述紗線的所述彈性模量是在張力等于所討論的每根紗線的百分之十(10％)的斷裂載荷的情況下測(cè)得。類似地，胎冠加強(qiáng)件可以使用這些纜線。
充氣飛行器輪胎是至少彈性體和纖維這兩種原材料的合成物。合成所述材料以制造用作輪胎中加強(qiáng)件的涂膠纖維。在輪胎中最常見的纖維是聚酯、人造纖維和尼龍，并且飛行器輪胎還使用芳族聚酰胺或芳族聚酰胺，所有這些在結(jié)合到彈性體中之前制成簾線。所述纖維簾線使輪胎具有形狀、尺寸、穩(wěn)定性、承載能力、抗疲勞及機(jī)械損傷性能以指定幾個(gè)特征。
纖維簾線在需要加強(qiáng)裝置的輪胎的所有不同區(qū)域中使用在胎體中如用于整個(gè)胎體或側(cè)壁區(qū)域中的加強(qiáng)層；在帶或緩沖結(jié)構(gòu)中如主要的加強(qiáng)簾布層或如冠帶層或墊底層；在胎圈區(qū)域中如外護(hù)圈包布(flipper)或胎跟加強(qiáng)(chipper)簾布層。在輪胎的不同區(qū)域中，依賴?yán)w維簾線給輪胎的這些區(qū)域提供特定性能。因此，對(duì)于輪胎的每個(gè)區(qū)域來說，可以利用多種方法對(duì)單個(gè)類型的纖維進(jìn)行處理或絞合以提供不同的優(yōu)點(diǎn)。
在結(jié)合到彈性體中之前，對(duì)纖維簾線進(jìn)行粘性處理以確保纖維粘接到彈性體上。所選粘結(jié)劑如此確定使得其與所用纖維相適合并且使纖維在硫化及輪胎使用期間保持粘接到彈性體上。由于粘結(jié)劑和纖維的不同化學(xué)結(jié)構(gòu)，供尼龍纖維使用而選定的粘合劑不適合于聚酯纖維。
在處理纖維時(shí)，需要考慮三個(gè)主要的變量時(shí)間，溫度和張力。這些變量中的每一個(gè)根據(jù)被處理纖維簾線的類型(即，尼龍、人造纖維及芳族聚酰胺)，以及用于在彈性體和纖維之間產(chǎn)生結(jié)合的粘結(jié)劑而進(jìn)行優(yōu)化。時(shí)間必須足夠允許粘結(jié)劑與纖維粘合并凝固；溫度必須足夠使粘結(jié)劑活化；張力必須足夠確保粘結(jié)劑的滲透，允許纖維移動(dòng)通過加工單元，并且提高必需的物理性能，例如模量、收縮率和延伸率。
在選擇用于加強(qiáng)輪胎的纖維簾線時(shí)，選擇簾線特性以實(shí)現(xiàn)需要的目標(biāo)。當(dāng)需要不同的特性，并且單個(gè)纖維類型不能給輪胎提供需要的特性時(shí)，可以結(jié)合不同的材料。加強(qiáng)簾布層可以使用交替類型的平行簾線。
核心/護(hù)套型的纖絲也是已知的。在傳統(tǒng)的核心/護(hù)套型纖絲中，例如美國專利No.5,221,384(Takahashi)所公開的，護(hù)套是聚酰胺護(hù)套和聚酯核心，并且護(hù)套/核心橫截面比從90∶10到10∶90一直到70∶30到30∶70。在這種簾線中，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到，由于纖絲的合成特性而存在確定的核心/護(hù)套纖絲。例如，如果Takahashi纖絲為10％的聚酰胺護(hù)套和90％的聚酯核心，合成特性典型地遵循混合物的規(guī)律，因此，聚酰胺一個(gè)特性的10％增加給聚酯特性的90％。核心/護(hù)套纖絲通過高速紡絲形成，其中兩種不同材料通過噴絲頭中的巢狀開口抽成細(xì)絲并且利用用于所述兩種不同材料的擠出物脹大(die swell)而在纖絲定向期間接觸并結(jié)合。
US2005/10133137中的發(fā)明涉及用于加強(qiáng)輪胎的共混纖維簾線以及包括這種簾線的充氣輪胎。與優(yōu)選粘結(jié)劑相結(jié)合的簾線實(shí)現(xiàn)了高度熱穩(wěn)定性，其允許將這種簾線用于充氣輪胎的各個(gè)加強(qiáng)簾布層中，并且優(yōu)選地，將這種簾布層用于在硫化或行駛過程中承受高溫的輪胎區(qū)域中。
本發(fā)明的目的是對(duì)于子午線飛行器輪胎設(shè)計(jì)的過度載荷和變形要求來說，實(shí)現(xiàn)出色的簾線延伸率，同時(shí)滿足必需的強(qiáng)度性能。
與US2005/0133137中使用混合的芳族聚酰胺簾線和聚酯簾線(該簾線主要在客用泄氣保用輪胎或農(nóng)用輪胎中使用)的輪胎不同，本發(fā)明在如下所述的飛行器輪胎中使用了獨(dú)特的組合簾線，其使用了芳族聚酰胺或芳族聚酰胺纖維和尼龍或脂肪族酰胺纖維。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了一種在飛行器上使用的充氣輪胎，其具有胎面、胎冠加強(qiáng)件和子午線胎體加強(qiáng)件。所述子午線胎體加強(qiáng)件具有由纏繞一對(duì)胎圈芯的織物簾線形成的至少一個(gè)軸向內(nèi)側(cè)簾布層，從內(nèi)向外纏繞每個(gè)胎圈中的胎圈芯形成外部反卷部分的至少一個(gè)軸向內(nèi)側(cè)簾布層，以及由沿所述至少一個(gè)軸向內(nèi)側(cè)簾布層從胎圈向胎圈延伸的織物簾線形成的至少一個(gè)軸向外側(cè)簾布層。每個(gè)胎圈具有彈性的頂端填充物。至少一個(gè)軸向內(nèi)側(cè)簾布層或至少一個(gè)軸向外側(cè)簾布層具有組合浸漬簾線，所述組合浸漬簾線具有在斷裂情況下為12％至小于20％的延伸率，并且線密度大于9,000 dtex，斷裂強(qiáng)度大于1050N。優(yōu)選地，延伸率在斷裂情況下為14％-16％，并且線密度在斷裂強(qiáng)度大于1050N的情況下大于9,500 dtex。優(yōu)選的簾線具有芳族聚酰胺纖維和尼龍纖維。芳族聚酰胺的簾線纖維是兩股3300 dtex結(jié)構(gòu)的芳族聚酰胺線與一股1880 dtex的脂族聚酰胺或尼龍線相結(jié)合形成的。優(yōu)選的簾線絞合結(jié)構(gòu)為6.7Z(A)+4.5Z(N)/6.7S TPI。簾線加強(qiáng)層優(yōu)選地用在胎冠加強(qiáng)件的簾布層和帶中，也可以用在側(cè)加固帶，胎跟加強(qiáng)簾布層和輪胎的任何其它加強(qiáng)元件中。
一種制造本發(fā)明的組合簾線的方法，包括步驟構(gòu)造一由兩股芳族聚酰胺線和一股脂肪族聚酰胺線制成的組合簾線，所述脂肪族聚酰胺簾布層具有6-15％的紗坯(greige)低延伸率以及比紗坯組合簾線高至少20％的浸漬高延伸率，其中所述紗坯組合簾線具有10-15％的延伸率。
定義 下列定義參照本發(fā)明給出。
“三角膠”是指一彈性填充物，其定位在胎圈芯的徑向上方且位于簾布層和反卷部分簾布層之間。
“環(huán)狀”是指成形為類似環(huán)形物。
輪胎“扁平比”是指其截面高度(SH)與截面寬度(SW)的比乘以100％，以便以百分比表示。
“軸向的”和“軸向地”在此處是指與輪胎旋轉(zhuǎn)軸線平行的直線或方向。
“胎圈”是指包括環(huán)狀承拉構(gòu)件的輪胎部分，所述環(huán)狀承拉構(gòu)件由簾布層簾線纏繞并且成形為帶有或不帶有其它增強(qiáng)元件如外護(hù)圈包布、胎跟加強(qiáng)層、三角膠、護(hù)趾膠、和胎圈包布以便適配于輪胎輪輞的設(shè)計(jì)。
“帶結(jié)構(gòu)”是指位于胎面以下且不固定到胎圈上的至少兩個(gè)由平行的織物或非織物簾線制成的環(huán)形層或簾布層，并且使簾線相對(duì)于輪胎赤道面傾斜。所述帶結(jié)構(gòu)還可以包括以相對(duì)小角度傾斜的平行簾線制成的簾布層，起到限制層的作用。
“斜交輪胎”(斜交簾布層)是指一輪胎，其中，胎體簾布層中的加強(qiáng)簾線相對(duì)于輪胎赤道面以大約25-65°角從胎圈向胎圈對(duì)角地延伸穿過輪胎。如果存在多個(gè)簾布層，簾布層簾線在交替層中以相反的角度延伸。
“緩沖層”是指至少兩個(gè)由平行加強(qiáng)簾線制成的環(huán)形層或簾布層，所述加強(qiáng)簾線相對(duì)于輪胎赤道面具有與胎體簾布層中的平行加強(qiáng)簾線相同的角度。緩沖層通常與斜交輪胎相關(guān)。
“纜線”是指通過將兩根或以上的合股線絞在一起形成的簾線。
“胎體”是指除了帶結(jié)構(gòu)、胎面、底胎面和簾布層上的胎側(cè)膠之外的輪胎結(jié)構(gòu)，包括胎圈。
“胎圈包布”是指圍繞胎圈外部放置的窄帶材，用于防止輪輞損壞簾布層，將撓曲分布在輪輞上并且密封輪胎。
“外護(hù)圈包布”是指位于輪胎胎圈部分中的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)。
“周向的”是指沿環(huán)形輪胎表面的周邊平行于赤道面(EP)且垂直于軸向方向延伸的直線或方向。
“簾線”是指構(gòu)成輪胎簾布層的加強(qiáng)絞線之一。
“簾線角”是指由簾線與赤道面形成的銳角，位于輪胎平面圖中的左或右側(cè)。該“簾線角”在硫化但未充氣的輪胎中測(cè)得。
“Denier”是指每9000米以克計(jì)的重量(用于表示線密度的單位)。Dtex是指每10,000米以克計(jì)的重量。
“彈性體”是指在變形后能夠恢復(fù)大小和形狀的彈性材料。
“赤道面(EP)”是指垂直于輪胎旋轉(zhuǎn)軸線且穿過其胎面中心的平面。
“織物”是指基本單向延伸的簾線網(wǎng)，所述簾線可以絞合并繼而由多個(gè)高模量材料的纖絲集群(其也可以絞合)組成。
“纖維”是形成纖絲基本元素的天然或人造材料的單元。特征在于具有至少等于其直徑或?qū)挾鹊?00倍的長度。
“纖絲數(shù)”是指構(gòu)成紗線的纖絲數(shù)目。實(shí)例1000 denier的聚酯具有大約190根纖絲。
“側(cè)加固帶”是指圍繞胎圈芯纏繞的增強(qiáng)織物。
“紗坯”是指未完工的簾線或織物。
“內(nèi)部的”是指朝向輪胎內(nèi)部，″外部的″是指朝向其外部。
“內(nèi)襯”是指由彈性體或其他材料制成的層，其構(gòu)成無內(nèi)胎輪胎的內(nèi)表面并且容納位于輪胎內(nèi)的膨脹流體。
“LASE”是特定伸長率處的載荷。
“橫向”是指軸向方向。
“捻距”是指絞合的纖絲或絞線圍繞另一根纖絲或絞線旋轉(zhuǎn)360°時(shí)移動(dòng)的距離。
“簾布”在輪胎的情況下是指涂覆橡膠的平行簾線連續(xù)層，在紗線或簾線的情況下是指絞絲，當(dāng)在此使用時(shí)，含義應(yīng)根據(jù)上下文確定。
“聚酯”是指任何通過二醇和二羧酸縮聚合成的聚合物。
“徑向的”和“徑向地”是指徑向朝向或遠(yuǎn)離輪胎旋轉(zhuǎn)軸線的方向。
“子午線簾布層輪胎”是指帶束的或周向限制的充氣輪胎，其中從胎圈向胎圈延伸的簾布層簾線相對(duì)于輪胎赤道面以65-90°角鋪設(shè)。
“截面高度(SH)”是指在其赤道面上與輪胎的輪輞名義直徑的徑向距離。
“側(cè)壁”是指位于胎面和胎圈之間的輪胎的那部分。
“抗斷強(qiáng)度”是以非拉緊樣本的單位線密度的作用力(gm/tex或gm/denier)表示的應(yīng)力。在織物中使用。
“張力”是以力/橫截面積表示的應(yīng)力。強(qiáng)度(psi)＝12,800×比重×韌性(g/denier)。
“胎面”是指模制橡膠部件，其在結(jié)合到輪胎外殼上時(shí)包括當(dāng)輪胎正常充氣且處于正常負(fù)載下時(shí)與路面接觸的輪胎的那部分。
“絞合”是指紗線每單位長度圍繞其軸線的圈數(shù)，每英寸圈數(shù)是TPI。
“紗線”以下列形式存在1)絞合在一起的多個(gè)纖維；2)鋪設(shè)在一起不發(fā)生絞合的多個(gè)纖絲；3)鋪設(shè)在一起并以某角度絞合的多個(gè)纖絲；4)有或沒有絞合的單個(gè)纖絲(單絲)；5)有或沒有絞合的窄帶材。


本發(fā)明將通過實(shí)例并參照附圖進(jìn)行描述，其中 圖1是充氣輪胎的剖視圖。
圖2是圖1所示輪胎胎圈的剖視圖。
圖3是圖2所示胎圈的輔助視圖。
圖4是本發(fā)明的組合簾線的剖視圖。
圖5A、5B、5C是圖4所示簾線的平面圖。
圖6為與其它簾線結(jié)構(gòu)相比的本發(fā)明的浸膠簾線的應(yīng)力/應(yīng)變曲線圖。
圖7為與其他生簾線結(jié)構(gòu)相比的本發(fā)明的生簾線的應(yīng)力/應(yīng)變曲線圖。
具體實(shí)施例方式下文記載了目前為止實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳方式。該說明出于顯示本發(fā)明的一般原理的目的而做出，并且不應(yīng)該具有限制含義。本發(fā)明的范圍通過參考所附權(quán)利要求而最佳確定。
圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的示例性飛行器輪胎100。輪胎輪胎100具有帶側(cè)壁部分9的胎面12，所述側(cè)壁部分連接至胎面12的側(cè)部邊緣并從該處延伸。胎圈部分30位于每個(gè)側(cè)壁9的徑向內(nèi)端處。每個(gè)胎圈部分30具有位于其中的胎圈芯33、從胎圈芯33徑向向外延伸的頂端40，并且可以具有利用簾線61加固的至少一層加強(qiáng)胎圈包布層60以減少輪胎的輪輞磨傷。胎體加強(qiáng)簾布層結(jié)構(gòu)20從一個(gè)胎圈部分延伸至相對(duì)的胎圈部分，并具有所示反卷部分。
具體而言，橫截面視圖2和3顯示了本發(fā)明的示例性輪胎100。
參考圖2和3，胎體加強(qiáng)件20由六層簾布層2A-2F構(gòu)成，所述簾布層由徑向織物簾線21形成。在這六個(gè)簾布層中，四個(gè)軸向內(nèi)簾布層2A、2B、2C和2D圍繞具有圓形截面的附圖所示胎圈芯33纏繞在每個(gè)胎圈中。這四個(gè)簾布層從輪胎的內(nèi)部向外部延伸以便形成反卷部分20A、20B、20C和20D。胎體加強(qiáng)件位于輪胎100的內(nèi)襯22的徑向外側(cè)。
胎圈芯33的外側(cè)具有由彈性材料制成的帶材或填充物40，其具有大體上三角形的形狀并且延伸至頂端A，該頂端與軸線的徑向距離最遠(yuǎn)且與參考線XX′距離為D。如圖1所示，所述參考線還平行于旋轉(zhuǎn)軸線且穿過界定在胎圈芯33橫截面上的圓圈的幾何中心O。
可以由類似于簾布層20中簾線的徑向織物簾線51制成的側(cè)加固帶50利用內(nèi)端LI和外端LE定位，當(dāng)從直線YY’測(cè)量時(shí)，所述內(nèi)端LI略高于胎圈芯33的高度Bh，所述外端也略高于胎圈芯33。當(dāng)從標(biāo)稱胎圈直徑NBD測(cè)量時(shí)，端部LI，LE滿足關(guān)系Bh＜LI，且LE＜0.7D。為了使側(cè)加固帶50所占空間達(dá)到最小，簾線51的直徑小于簾布層簾線21。
所述胎體還具有兩個(gè)簾布層2E和2F，其在此稱作外簾布層。這些外簾布層覆蓋內(nèi)簾布層2A-2D的反卷部分20A-20D。簾布層2E和2F圍繞胎圈芯33纏繞至少超過徑向內(nèi)部上的胎圈芯33的中心的一段圓弧。簾布層端部20E和20F因此位于胎圈芯33的最低部分的軸向內(nèi)側(cè)。端部20E和20F因此有效地夾緊在胎圈芯33和輪輞座之間以有助于牢固地固定這些外簾布層2E和2F。
胎圈可以具有如圖所示纏繞在端部20E和20F上的織物簾線61制成的外護(hù)圈包布60，從而防止胎體簾布層在安裝期間受損。優(yōu)選地，厚度約為0.04英寸(1.0mm)-0.16英寸(4.1mm)的胎圈包布11位于外護(hù)圈包布60的徑向下方。
彈性材料制成的細(xì)長帶材8位于胎圈包布和簾布層20E和20F的徑向外側(cè)，所述帶材從鄰近于胎圈包布的徑向內(nèi)側(cè)向位于或略高于反卷部分20B但低于反卷部分20D的徑向位置延伸。如圖所示，該帶材8插入到胎側(cè)膠9和外簾布層20F之間。在幾乎等于徑向高度D的頂端A的位置處，帶材8具有最大厚度t。在所述輪胎尺寸中，最大厚度t為0.3英寸(7.6毫米)。
返回圖1，帶結(jié)構(gòu)10位于胎體外側(cè)。帶結(jié)構(gòu)10具有至少兩層由簾線1制成的簾布層，簾線1以5-35°角傾斜。每個(gè)簾布層中的簾線1彼此平行并且與相鄰層中的簾線1交叉。子午線胎體加強(qiáng)件的徑向頂部上裝有由多層織物加強(qiáng)元件或簾線1制成的胎冠加強(qiáng)件或帶結(jié)構(gòu)10，所述加強(qiáng)元件或簾線相對(duì)于周向方向以特定角α傾斜。因此為了消除胎冠簾布層的自由端，所述簾布層通過圍繞圓柱形或圓形的結(jié)構(gòu)或胎體加強(qiáng)件胚件從該層的一個(gè)邊緣向另一個(gè)邊緣且與赤道面形成希望角度纏繞由至少一個(gè)織物加強(qiáng)元件或簾線1制成的帶材而形成。
通常使用的已知織物元件或簾線為脂肪族聚酰胺，并且具有較差的抗拉強(qiáng)度特性，這就是為什么使用多個(gè)簾布層。對(duì)于許多輪胎來說，使用芳族聚酰胺或其它類似材料作為加強(qiáng)胎冠加強(qiáng)件或帶結(jié)構(gòu)的材料由于所述材料的特性而證明在飛行器輪胎中是有利的。但是，這種材料并不易于使用，其使用存在許多問題。例如，實(shí)際上不可能將該材料用于如上所述通過以鋸齒形卷繞帶材而獲得的胎冠加強(qiáng)件中所述帶材、以及因此簾布層邊緣處的加強(qiáng)元件所采用的曲率使所述元件具有非常大的張力和壓縮，該性能與芳族聚酰胺具有抵抗所述應(yīng)力的性能相結(jié)合。
由于曲率和對(duì)橡膠的粘附力，使具有芳族聚酰胺簾布層的胎冠加強(qiáng)件也是幾乎不可能的，所述粘附力小于脂族聚酰胺的粘附力，所述簾布層的邊緣折疊覆蓋在其自身上面。
本發(fā)明的簾線1如此構(gòu)造，從而通過利用如下所述的獨(dú)特的簾線材料的組合調(diào)整所述加強(qiáng)件的結(jié)構(gòu)，而允許使用芳族聚酰胺作為用于胎冠加強(qiáng)件或帶結(jié)構(gòu)10的主加強(qiáng)元件的適當(dāng)材料。
如圖1所示，帶結(jié)構(gòu)10還包括冠帶層70。冠帶層70圖示為定位于帶簾布層10的徑向外側(cè)，但是這種簾布層可以位于帶簾布層10的徑向內(nèi)側(cè)或簾布層10之間。冠帶層70由簾線71構(gòu)成，所述簾線相對(duì)于輪胎赤道面傾斜大約5-10°。所述簾線的傾角部分地取決于所述冠帶層的構(gòu)造和施加方法。冠帶層70可以螺旋纏繞在輪胎裝配床上--其中單個(gè)彈性封裝簾線和多股簾線彈性帶的螺旋式卷繞具有5-30毫米的寬度，并且簾線密度約為10-50經(jīng)密(25.4-30經(jīng)/厘米)。冠帶層70還可以是由平行簾線71制成的切割簾布層(cut ply)。螺旋纏繞層相對(duì)于赤道面比平行簾線構(gòu)成的切割簾布層具有更大的傾角。
如上所述的每個(gè)元件可以使用本發(fā)明的織物簾線1、21、51、61和71，其包括胎體簾布層20，帶簾布層10或帶材，胎圈包布60，側(cè)加固帶50或冠帶層70。
參見圖4、5A、5B和5C，其顯示了根據(jù)本發(fā)明的組合簾線。
參考圖5A，顯示了捻度約為7Z圈/英寸的由螺旋成纜的不同紗線制成的所有簾線1、21、51、61或71(以下簡稱為簾線51)中的未伸長的簾線，該簾線由兩根芳族聚酰胺紗線52和一根尼龍紗線53組成，所述芳族聚酰胺紗線不具有殘留捻度且具有約為5Z圈/英寸的捻度，所述芳族聚酰胺紗線52具有基于連線中捻度約為7S圈/英寸的約為2.0圈/英寸的殘留捻度。在圖5B中，當(dāng)簾線51最初伸展時(shí)，負(fù)載主要由芳族聚酰胺絞絲52和尼龍絞絲53隨著它們沿圖5C中的軸向方式伸展拉長而共同承受，當(dāng)簾線51進(jìn)一步沿縱向方向伸展時(shí)，尼龍絞絲53通過伸展連續(xù)拉長，直到芳族聚酰胺絞絲52基本上達(dá)到其延伸極限值并隨后成為簾線51的主要的受力構(gòu)件。
飛行器輪胎結(jié)構(gòu)僅是在過度變形情況下適于極重負(fù)載的胎體結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)例。簾布層數(shù)以及側(cè)加固帶、胎圈包布和簾布層末端的最佳位置的應(yīng)用可以根據(jù)具體應(yīng)用而改變。本發(fā)明涉及根據(jù)本發(fā)明制造并且設(shè)計(jì)成能用于這種飛行器輪胎的專用織物簾線21。
當(dāng)在此使用時(shí)，“芳族聚酰胺”和“芳族聚酰胺”都應(yīng)理解為人造纖維，其中，成纖物質(zhì)通?？醋鏖L鏈合成芳族聚酰胺，其中至少85％的酰胺鍵直接連接到兩個(gè)芳環(huán)上。芳族聚酰胺或芳族聚酰胺表示為聚(對(duì)-亞苯基對(duì)苯二甲酰胺)[poly(p-phenyleneterephtalamide)]。尼龍應(yīng)理解為脂族聚酰胺6.6、6或4.6。
在簾線中，每根紗線使其組成纖絲在單位長度的紗線上以給定圈數(shù)(通常以TPI表示)絞合在一起，另外，所述紗線在單位長度的簾線上以給定圈數(shù)絞合在一起。一旦絞合以后，該紗線通常稱作簾布層。絞合方向是指紗線和簾線在其沿垂直方向固定時(shí)螺旋傾斜的方向。如果螺旋傾斜與字母“S”的傾斜方向一致，則該絞合稱作“S”或“左手”。如果螺旋傾斜與字母“Z”的傾斜方向一致，則該絞合稱作“Z”或“右手”。“S”或“左手”絞合方向應(yīng)理解為與“Z”或“右手”絞合相反的方向?！敖g絲絞合”應(yīng)理解為紗線在其并入簾線之前的絞合，“簾線絞合”應(yīng)理解為兩或更多根紗線在其彼此絞在一起以形成簾線時(shí)的絞合?！癲tex”應(yīng)理解為10,000米的紗線在其絞合之前以克計(jì)的重量。
優(yōu)選實(shí)施例中由芳族聚酰胺和尼龍制成的組合簾線1、21、51或61具有3300/2+1880/1(N)dter，以6.7Z/4.5Z/6.7S絞合(意思是兩根3300 dtex芳族聚酰胺紗線53中的每一根沿Z方向絞合6.7 TPI，一根尼龍紗線52沿Z方向絞合4.5 TPI，所述三根紗線沿S方向進(jìn)行6.7 TPI的簾線絞合)。
利用具有3300/3Z/940/1 dtex的芳族聚酰胺K29/尼龍66，以7Z/0/7.0S結(jié)構(gòu)絞合的混合芯和具有3300/2Z/1880/N dtex的芳族聚酰胺K29/尼龍66、以5.8Z/5.8Z/5.8S結(jié)構(gòu)絞合的對(duì)比簾線72對(duì)比較簾線73進(jìn)行評(píng)價(jià)。
圖6顯示了不同簾線在RFL容器中浸漬之后(并隨后變干)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。這種浸漬為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知并且主要目的是改善簾線對(duì)橡膠基材料的粘附力。橫坐標(biāo)顯示了X軸上簾線長度的百分比延伸率，負(fù)載施加在縱坐標(biāo)上，更具體地在Y軸上以牛頓表示。其中顯示了對(duì)比簾線72、混合簾線74、芳族聚酰胺簾線73以及本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的組合簾線1、21、51、61或71的特性?？梢钥闯?，對(duì)比簾線72和混合簾線74在400N或以下的低應(yīng)力處幾乎對(duì)齊并產(chǎn)生大約8％的延伸率。在低應(yīng)力下產(chǎn)生大約4％延伸率的芳族聚酰胺簾線由于延伸率不足而在使用芳族聚酰胺簾線成形生胎的情況下使問題擴(kuò)大。更為關(guān)注的是，優(yōu)選實(shí)施例的簾線1、21、51或61可以在400N應(yīng)力下獲得幾乎12％的極高延伸率。換句話說，在小作用力下，組合高能簾線的延伸潛力是相當(dāng)大的。該特征允許位于輪胎成型鼓及隨后位于模具中的生胎成形。應(yīng)當(dāng)注意，芳族聚酰胺簾線在低延伸情況下(還)具有極大的抗延伸性；這在輪胎制造過程中是成問題的。簾線的制造及浸漬步驟以及隨后的輪胎成形必須嚴(yán)格控制以免喪失芳族聚酰胺簾線過多的延伸潛力。在圖表中使用且在下面實(shí)例中用于對(duì)比的芳族聚酰胺簾線73在歐洲專利申請(qǐng)412,928中進(jìn)行了描述。
圖7顯示了不同生紗線在絞合之后和浸漬之前的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。與圖6相同，橫坐標(biāo)顯示了簾線的百分比延伸率，施加于其上的負(fù)載在縱坐標(biāo)上以牛頓表示。與圖6相同，圖7顯示了芳族聚酰胺簾線73、對(duì)比簾線72、混合簾線74以及組合簾線1、21、51、61或71的特性。用于要求保護(hù)的組合簾線的簾線應(yīng)力-應(yīng)變曲線在浸漬之后具有最大的延伸能力，但在浸漬之前，生組合簾線1、21、51、61或71具有較低的延伸能力。出人意料的是，與該組合簾線結(jié)構(gòu)相結(jié)合的低張力處理將產(chǎn)生該高延伸率特性。本發(fā)明的組合簾線在其生簾線的結(jié)果上提高了大約30％，無論如何，20％或以上是顯著的。
在實(shí)驗(yàn)中，相對(duì)于混合簾線74及組合簾線1、21、51、61或71而言，以5.8/5.8/5.8絞合的3300/2/1880/1的對(duì)比簾線72顯示了中等LASE，最小的延伸率和等強(qiáng)度；簾線72優(yōu)于芳族聚酰胺簾線73?；旌虾熅€74具有最大的LASE，中等延伸率及等強(qiáng)度，但是硫化后僅保持抗拉強(qiáng)度的75％。本發(fā)明的組合簾線1、21、51、61或71具有最低的LASE，最大的延伸率和等強(qiáng)度，而且與對(duì)比值83％相比，在硫化后保持抗拉強(qiáng)度的93％。
所測(cè)簾線的物理性能在如下所示的表格1、2和3中進(jìn)行了概括。應(yīng)當(dāng)理解，粘性的底層(subcoat)3100C或3110C和頂層2550C是Goodyear輪胎及橡膠公司的專有粘合劑，每個(gè)輪胎廠商都擁有他們自己的適于這種應(yīng)用的粘性底層、簾布層涂層(plycoat)和調(diào)配化合物，相對(duì)于其它的更好一些。對(duì)于本發(fā)明來說，重要因素在于所有的對(duì)比實(shí)驗(yàn)使用了相同的粘合劑。
表1-生簾線物理性質(zhì)

表格2-浸漬簾線物理特性

表格3-浸漬簾線復(fù)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果
動(dòng)態(tài)彎曲疲勞實(shí)驗(yàn)涉及兩層浸漬在橡膠基質(zhì)中的簾線。簾線平行并放置在14EPI軸向加載和循環(huán)張力下以在兩個(gè)半小時(shí)的周期內(nèi)壓縮37,500次。所述合成物發(fā)隆隆聲以得到動(dòng)態(tài)彎曲粘附并隨后延伸以得到殘留張力，這通常稱作“Shoe Shine實(shí)驗(yàn)”。
一種制造組合簾線1、21、51、61或71的方法，包括步驟構(gòu)造一組合簾線，其由兩股芳族聚酰胺線和一股脂肪族聚酰胺線制成，所述脂肪族聚酰胺線具有6-15％的紗坯低延伸率以及比紗坯組合簾線高至少20％的浸漬高延伸率，其中所述紗坯組合簾線具有10-15％的伸長率。
根據(jù)此處提供的說明書可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行改變。盡管出于顯示本發(fā)明的目的已經(jīng)對(duì)特定的典型實(shí)施例和細(xì)節(jié)進(jìn)行了描述，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下可以進(jìn)行各種改變和變形。因此，應(yīng)該理解，可以對(duì)所述特定實(shí)施例進(jìn)行改變，并且落入下文所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的全部范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用在飛行器上的充氣輪胎，具有胎面、胎冠加強(qiáng)件和子午線胎體加強(qiáng)件，所述子午線胎體加強(qiáng)件具有由纏繞一對(duì)胎圈芯的織物簾線形成的至少一個(gè)軸向內(nèi)側(cè)簾布層，從內(nèi)向外纏繞每個(gè)胎圈中的胎圈芯形成外部反卷部分的至少一個(gè)軸向內(nèi)側(cè)簾布層，以及由沿所述至少一個(gè)軸向內(nèi)側(cè)簾布層的反卷部分從胎圈向胎圈延伸的織物簾線形成的至少一個(gè)軸向外側(cè)簾布層，每個(gè)胎圈具有彈性的頂端填充物；并且所述充氣輪胎的特征在于至少一個(gè)軸向內(nèi)側(cè)簾布層或至少一個(gè)軸向外側(cè)簾布層具有組合簾線，所述組合簾線在斷裂情況下具有12％至小于20％的延伸率，并且在線密度大于9,000dtex時(shí)具有大于1050N的斷裂強(qiáng)度。
2.如權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，其特征在于所述簾線具有聚酰胺纖維和尼龍纖維。
3.如權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，其特征在于所述簾線聚酰胺纖維是芳族聚酰胺3300/2結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求3所述的充氣輪胎，其特征在于所述簾線尼龍纖維是1880/1尼龍結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求4所述的充氣輪胎，其特征在于所述簾線結(jié)構(gòu)為6.7(A)+4.5(N)/6.7TPI。
6.如權(quán)利要求1所述的充氣輪胎，其中所述胎冠加強(qiáng)件具有一個(gè)或多個(gè)通過簾線強(qiáng)化的簾布層或帶，所述簾線以與輪胎赤道面成0-35度的角度相對(duì)于周向方向定位，其特征在于至少一個(gè)簾布層或帶具有組合簾線，組合簾線具有在斷裂情況下為14％至小于16％的延伸率，并且在線密度大于9,500dtex時(shí)具有大于1050N的斷裂強(qiáng)度。
7.如權(quán)利要求6所述的充氣輪胎，其特征在于所述簾線具有聚酰胺纖維和尼龍纖維。
8.如權(quán)利要求6所述的充氣輪胎，其特征在于所述簾線聚酰胺纖維是芳族聚酰胺3300/2結(jié)構(gòu)。
9.如權(quán)利要求8所述的充氣輪胎，其特征在于所述簾線尼龍纖維是1880/1尼龍結(jié)構(gòu)。
10.如權(quán)利要求9所述的充氣輪胎，其特征在于所述簾線結(jié)構(gòu)為6.7(A)+4.5(N)/6.7TPI。
全文摘要
飛行器上使用的充氣輪胎，有胎面、胎冠加強(qiáng)件和子午線胎體加強(qiáng)件。加強(qiáng)件具有由纏繞一對(duì)胎圈芯的織物簾線形成的軸向內(nèi)側(cè)簾布層，從內(nèi)向外纏繞每個(gè)胎圈的胎圈芯形成外部反卷部分的軸向內(nèi)側(cè)簾布層，由沿軸向內(nèi)側(cè)簾布層從胎圈向胎圈延伸的織物簾線形成的軸向外側(cè)簾布層。每個(gè)胎圈具有彈性的頂端填充物。軸向內(nèi)側(cè)簾布層或軸向外側(cè)簾布層具有組合簾線，組合簾線具有在斷裂情況下為12％至小于20％的延伸率，并且在線密度大于9,000dtex時(shí)具有大于1050N的斷裂強(qiáng)度。優(yōu)選的簾線具有聚酰胺纖維和尼龍纖維。簾線聚酰胺纖維是芳族聚酰胺3300/2結(jié)構(gòu)。簾線尼龍纖維是1880/1尼龍結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的簾線結(jié)構(gòu)為6.7(A)+4.5(N)/6.7 TPI。優(yōu)選地，簾布加強(qiáng)層還用于胎冠加強(qiáng)件的簾布層或帶中。
文檔編號(hào)B29D30/50GK1986260SQ20061016909
公開日2007年6月27日 申請(qǐng)日期2006年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月20日
發(fā)明者W·K·韋斯特加特, Y·S·阿魯穆加姆, R·J·加特蘭德 申請(qǐng)人:固特異輪胎和橡膠公司