ПОЛИЭФИРНАЯ КОРДНАЯ ТКАНЬ (18 ПДУ)

Полезная модель относится к текстильной промышленности и может быть использована для изготовления технической ткани, применяемой в производстве текстильных армирующих материалов, в частности каркаса радиальных шин легковых автомобилей.
Известен текстильный корд, который выполнен из полиэфирного текстильного материала структуры 110, 144, 167, 220 текс с удельной прочностью нити 67-72 сН/текс, диаметром нити суровья 0,48-0,65 мм с разрывной прочностью нити 155-300 Н/нить, частотой нити не менее 90 и не более 180 штук на длине 100 мм (патент RU 118584 U1, опубликовано 27.07.2012 г.).
Известное техническое решение текстильного корда основано на снижении поверхностной плотности и основным его недостатком является неудовлетворительные эксплуатационные характеристики корда - высокая линейная усадка, высокие удлинения и низкая жесткость.
Известна полиэфирная кордная ткань для каркаса радиальных шин, выполненная из полиэфирных нитей основы и полиамидной нити утка, причем в качестве нити основы применяют нить с равнозначными или неравнозначными предварительной и окончательной крутками 250/250-510/470 кр/м в зависимости от линейной плотности исходных нитей в одно, или два, или три сложения, при этом плотность ткани по основе составляет 75-160 нитей на 10 см, а в качестве нити утка применяют нить с плотностью 20-40 текс, разрывным удлинением до пропитки и термообработки 200-300% и частотой нитей 6-15 нитей на 10 см (патент RU 2208669 С2, опубликовано 20.07.2003 г.).
К недостатку известной полиэфирной кордной ткани можно отнести неудовлетворительные эксплуатационные характеристики, в частности высокую линейную усадку.
Известна также полиэфирная нить, применяемая для изготовления ткани кордной для шин, техническое решение которой заключается в получении и последующем применении в корде нити полиэфирной с низкой усадкой (патент Кореи на изобретение KR 101427834 В1, опубликовано 08.08.2014 г.).
Недостатком данной кордной нити является получение низкоусадочной нити на стадии формования, однако при дальнейшей пропитке и термообработке в процессе изготовления ткани усадка сильно меняется, и в конечном продукте (кордной ткани) усадка будет более 2,5%.
Известна кордная ткань для каркаса радиальных шин с усадкой 3.0-4.0%, прочностью 2.5-3.0 г/денье при удлинении 5%, с разрывной нагрузкой 6.5-7.5 г/денье (международная заявка WO 2019088464 А1, опубликована 09.05.2019 г.).
Недостатком данной ткани является высокая усадка, что снижает эксплуатационные характеристики, в частности приводит к высокой разнашиваемости шины и снижает долговечность.
Наиболее близким техническим решением с точки зрения технического результата является полиэфирная кордная ткань для каркаса пневматической шины, где нити основы - это нити полиэфирные с разрывной нагрузкой 4,0 сН/дтекс или более, с промежуточным удлинением от 3,0% до 4,0% и индексом мерной стабильности (усадкой) от 5,0% до 6,5% (заявка Японии на изобретение JP 2016222872 А, опубликована 28.21.2016 г.).
Недостатком ближайшего аналога является высокая усадка и низкая разрывная нагрузка, что приводит к необходимости увеличивать количество слоев в шине, т.е. утяжелять шину.
Известно, что именно усадка корда в автомобильной шине (как при вулканизации, так в процессе использования) оказывает существенное влияние на такие эксплуатационные характеристики покрышки, как стабильность размеров и долговечность.
Полиэфирная кордная ткань как армирующий материал резинокордной смеси стремится к усадке при нагревании в отсутствие натяжения или при недостаточном натяжении на нить. Такая усадка происходит во время высушивания пропитанного корда, если натяжение невелико, в горячей покрышке после ее выгрузки из форматора-вулканизатора и обуславливает способность покрышки к разнашиванию в процессе эксплуатации, ее сплющиванию при стоянке автомобиля вследствие увеличения длины нитей корда, ранее претерпевшего усадку, под действием механических усилий и тепла, выделяющегося при работе шины.
Заявленная полезная модель направлена на преодоление недостатков известных кордных тканей за счет снижения линейной термической усадки нитей основы ткани путем термической обработки в процессе пропитки.
Сущность этого процесса сводится к вытягиванию нитей корда при высокой температуре с целью предотвращения такого вытягивания при работе шины и фиксированию образующейся структуры волокна для уменьшения усадки при дальнейшей переработке корда.
Термическая обработка полиэфирного корда необходима также для деблокирования аддуктов полиизоцианатов, входящих в адгезив первой стадии, обеспечения взаимодействия с волокном этих соединений и эпоксидных соединений, также входящих в адгезии в первой стадии.
Технической проблемой, решение которой обеспечивается заявляемой полезной моделью, является создание ткани кордной полиэфирной для легковых шин, которая обладает низкой усадкой и низким промежуточным удлинением.
Технический результат, получаемый при использовании заявляемой полезной модели, заключается в улучшении эксплуатационных характеристик, в частности, в повышении долгосрочной выносливости шины.
Технический результат достигается тем, что полиэфирная кордная ткань, образованная переплетением основных и уточных нитей, при этом в качестве основной нити использована полиэфирная нить, а в качестве уточной нити двухкомпонентная хлопкополиамидная высокорастяжимая нить, согласно полезной модели линейная термическая усадка основной нити не превышает 2,5% при 180°С, а промежуточное удлинение при линейной зависимости имеет следующие значения:
при (39-45) Н не менее 2,7%;
при 90 Н не менее 6,2%;
при 135 Н не менее 9,1%,
при этом кордная ткань выполнена пропитанной в две стадии, причем на первой стадии ткань пропитана смесью эпоксидной смолы и диизоцианата, а на второй пропитана резорцин-формальдегидной латексно-аммиачной смесью на основе винилпиридинового латекса.
При этом согласно полезной модели основная нить может быть выполнена из, по меньшей мере, двух стренг, с линейной плотностью не менее 310 текс в структуре 144 текс×1×2.
При этом согласно полезной модели основная нить может быть выполнена с окончательной круткой 350-380 кр/м.
Заявляемая полиэфирная кордная ткань может быть изготовлена следующим образом.
В качестве нитей технических полиэфирных для образования ткани может быть использована нить типа HMLS - высокопрочная, высокомодульная, неадгезионноактивная.
Комплексная полиэфирная нить проходит операцию кручения. Из готовых крученых нитей на ткацком станке формируется полотняным переплетением ткань, в основе которой нити крученые полиэфирные, а в утке нить двухкомпонентная хлопкополиамидная. После этого полиэфирная кордная ткань пропитывается в две стадии. Ткань, выработанная по основе из нити полиэфирной неадгезионноактивной, предактивируется (пропитывается на первой стадии) смесью эпоксидной смолы и диизоцианата.
На второй стадии ткань пропитывается резорцин-формальдегидной латексно-аммиачной смесью на основе винилпиридинового латекса.
После пропитки ткань обрезинивается и после раскроя направляется на сборку шины с последующей вулканизацией. После вулканизации готовый продукт - автомобильная пневматическая шина направляется потребителю.
Заявляемая полиэфирная кордная ткань производится заявителем под маркой 18 ПДУ и характеризуется низкой линейной усадкой и высоким модулем растяжимости (т.е. низким промежуточным удлинением).
В ткани кордной полиэфирной пропитанной 18 ПДУ зависимость напряжения корда от его деформации является линейной, можно говорить о модуле корда на практически прямолинейных участках кривой «нагрузка - удлинение». Непосредственное его определение при испытании корда на разрыв встречает затруднения. Поэтому модуль корда принято характеризовать его относительным удлинением при заданной нагрузке. Величина этой нагрузки зависит от модуля корда и условий его нагружения в шине. Например, считается, что при напряжении шины внутренним давлением (просто надутая шина) нить находится под нагрузкой (39-45) Н, а в процессе эксплуатации, когда на шину действует и внутреннее и внешнее давление, нагрузка нить корда составляет (90-135) Н. Поэтому в процессе испытания 18 ПДУ на разрыв определяют его удлинения при таких нагрузках (см. фиг.)
Примеры осуществления полезной модели:
2
Пример 1. Полиэфирную кордную ткань изготавливают полотняным переплетением с поверхностной плотностью 390 г/м с показателем «линейная усадка при 180°С» 1,6%. При этом основная нить выполнена из двух стренг, линейной плотностью исходной нити основы 144 текс в два сложения, при этом плотность ткани по основе составляет 114 нитей на 10 см, а в качестве нити утка применяют нить с частотой нитей 8 на 10 см. Окончательная крутка 380 кр/м.
Испытание образца полученной ткани показало, что удлинение при 45 Н составляет 3,2%, при 90 Н - 7,0%. при 135 Н 10,9%.
2
Пример 2. Полиэфирную кордную ткань изготавливают полотняным переплетением с поверхностной плотностью 354 г/м с показателем «линейная усадка при 180°С» 2,2%. При этом основная нить выполнена из двух стренг, линейной плотностью исходной нити основы 144 текс в два сложения, при этом плотность ткани по основе составляет 105 нитей на 10 см, а в качестве нити утка применяют нить с частотой нитей 8 на 10 см. Окончательная крутка 382 кр/м.
Испытание образца полученной ткани показало, что удлинение при 45 Н составляет 3,5%; при 90 Н 7,7%; при 135 Н 11,1%.