ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ РАДИАЛЬНАЯ ШИНА С АРМИРОВАНИЕМ ИЗ ГИБРИДНОГО КОРДА
PNEUMATIC RADIAL TIRE WITH HYBRID CROSS ARMOURING

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к применению гибридных кордов, включающих мультифиламентные нити из полиэтилентерефталата (PET) и нейлона 6.6, в качестве материала армирования брекерного слоя в пневматических радиальных шинах, которые имеют характеристики прочности при высоких скоростях и низкой склонности к образованию лысок.
Уровень техники
Известно, что армирующие материалы, которые намотаны спирально под малым углом относительно экваториальной плоскости на брекерном поясе, особенно улучшают высокоскоростные характеристики радиальных шин. Применение полимерных (нейлон 6.6, PET, арамид/нейлон и т.д.) кордов в качестве армирования брекерного слоя в форме лент было распространено в течение многих лет в нескольких фирмах по производству шин, чтобы улучшить характеристики прочности при высоких скоростях и обслуживания пневматических радиальных шин. Указанные кордные ленты получают разрезанием каландрованной (прорезиненной) кордной ткани на ленты или прорезиниванием параллельных одиночных кордов с определенной шириной во время процесса экструзии.
Цель применения армирования брекерного слоя состоит в повышении прочности шины при высокоскоростном движении предотвращением отслоения брекерного слоя, обусловленного центробежной силой, которая возникает в брекерном поясе при высоких скоростях. В частности, для прочности при высокоскоростном движении исключительно важным является степень противодействия, проявляемая шиной в отношении отслоений кромок брекера.
Когда в качестве материала армирования брекерного слоя используется нейлон, существуют два существенных недостатка. Первый из них состоит в непременной необходимости использовать более чем один слой вследствие его низкого модуля упругости. И вторым недостатком является временная геометрическая деформация (лыска), возникающая в результате охлаждения при парковке шины, нагретой при движении с высокой скоростью, что обусловливается низкой температурой стеклования (Tg) полимера.
Патентный документ Соединенных Штатов № US7584774, как известная в прототипе заявка, раскрывает применение полиэтилентерефталатного корда с высоким модулем упругости в качестве армирования брекерного слоя, чтобы повысить прочность шины при высокоскоростном движении и сократить проблему временной геометрической деформации (лыски). В этом варианте исполнения, в котором касательный модуль брекерного корда предполагается составляющим выше 2,5 мН/дтекс% при температуре 160°С при 29,4 Н, существует опасность того, что корды будут прорезать резиновое покрытие во время процесса вулканизации. По этой причине предлагается, чтобы расширение при обработке составляло максимально 2%. Кроме того, риск усталостного разрушения полиэтилентерефталатного корда, который имеет больший модуль, чем нейлон 6.6, при циклической деформации является более высоким, нежели в случае корда из нейлона 6.6.
Патентные документы Германии №№ DE 102012105766 и DE 102007025490, известные в прототипе, раскрывают обеспечивающий прочность слой для эластомерных продуктов и пневматическую шину транспортного средства, которая содержит по меньшей мере один обеспечивающий прочность слой.
Чтобы повысить прочность шины при высокоскоростном движении, корды армирования брекерного слоя, размещенные на брекерном поясе, должны противостоять увеличению размера шины, которое может возникать под действием центробежной силы при высокой скорости.
Указанная устойчивость к увеличению размера шины, создаваемая в кордах армирования брекерного слоя, в целом обеспечивается:
- напряжением (холодного остаточного натяжения), возникающим в кордах армирования брекерного слоя после процесса вулканизации,
- силой термической усадки, генерированной вследствие повышения температуры в брекерной зоне, обусловленного высокой скоростью,
- и модулем корда при указанной температуре.
Сущность изобретения
Цель настоящего изобретения состоит в создании пневматической радиальной шины, включающей армирование брекерного слоя.
Еще одной целью настоящего изобретения является создание пневматической радиальной шины, в которой гибридные корды в слое армирования брекерного пояса состоят из мультифиламентных нитей полиэтилентерефталата (PET) и нейлона 6.6.
Дополнительная цель настоящего изобретения заключается в создании радиальной шины, армированной гибридным кордом, в которой давление на брекерный корд увеличивается при высокой скорости и температуре возрастанием силы термической усадки.
Подробное описание изобретения
Пневматическая радиальная шина, армированная гибридным кордом, разработанная для достижения целей настоящего изобретения, иллюстрирована в сопроводительных фигурах, в которых:
Фигура 1 представляет вид спереди в разрезе соответствующей изобретению радиальной шины;
Фигура 2 представляет перспективный вид гибридного корда, применяемого в качестве слоя армирования брекерного пояса;
Фигура 3 представляет определения Z- и S-направлений скручивания гибридных кордов, присутствующих в слое армирования брекерного пояса.
Каждый из показанных в фигурах компонентов обозначен кодовым номером позиции следующим образом:
1. Пневматическая радиальная шина, армированная гибридным кордом
2. Бортовое кольцо шины
3. Каркас
4. Протектор
5. Брекер
6. Слой армирования брекерного пояса
61. Гибридный корд
62. Мультифиламентная нить из PET
63. Мультифиламентная нить из нейлона 6.6
7. Армирующий слой кромки брекера
Соответствующая изобретению радиальная шина (1) по существу включает по меньшей мере один протектор (4), образующий самый наружный слой шины (1), и по меньшей мере один брекер (5) на каркасе (3), составляющий внутренний слой шины (1). Шина (1) армирована по меньшей мере одним слоем (6) армирования брекерного пояса, который получен с использованием гибридных кордов (61), которые сформированы скручиванием мультифиламентных нитей из полиэтилентерефталата (PET) (62) и нейлона 6.6 (63), и сила термической усадки и модуль которых повышаются применением процесса термостабилизации; поэтому повышается прочность шины (1) при высокоскоростном движении. Слой (6) армирования брекерного пояса размещается между протектором (4), образующим наружный слой шины (1), и брекером (5), сформированным из стального материала. Слой (6) армирования брекерного пояса намотан спирально на брекер (5) в виде ленты так, что он будет образовывать угол между 0 и 5 градусами относительно экваториальной плоскости.
Процесс термостабилизации, который представляет собой термический процесс, предусматривает расширение гибридного корда (61) минимум на 1% при температуре 180-240°С. Этот процесс повышает степень натяжения корда (61) соответственно 3%-ному уровню до минимум 8 мН/дтекс при температуре 25°С, и увеличивает силу термической усадки выше 2 мН/дтекс при температуре 177°С.
В процессе термостабилизации гибридным кордам (61) также придается свойство адгезии с резиной в шине (1) погружным нанесением дисперсии резорцин-формальдегидного латекса (RFL).
В предпочтительном варианте осуществления изобретения имеется по меньшей мере один армирующий слой (7) кромки брекера, намотанный на каждую сторону слоя (6) армирования брекерного пояса, чтобы поддерживать слой (6) армирования брекерного пояса. Слой (6) армирования брекерного пояса, имеющий гибридные корды (61) с повышенной силой термической усадки и намотанный на брекер (6), и армирующий слой (7) кромки брекера позволяют повысить прочность при высокоскоростном движении созданием устойчивости к возрастанию диаметра шины (1).
Гибридные корды (61), образующие слой (6) армирования брекерного пояса, получаются скручиванием предварительно скрученных PET- (62) и нейлоновых (63) нитей по Z- или S-направлению так, что они будут располагаться в направлении, обратном направлению предварительной скрутки. Степень скрутки варьирует между 100 и 800 витков/метр, предпочтительно от 200 до 400 витков/метр. В предпочтительном варианте осуществления изобретения степень скрутки гибридных кордов (61) равна степени предварительной скрутки нитей, или отличается от нее максимально на 10%.
Ширина слоя (6) армирования брекерного пояса должна быть равной ширине брекера (5), или же он должен быть шире брекера.
Ширина слоя (6) армирования брекерного пояса в виде ленты, которая используется как намотанная вокруг брекера (5), варьирует между 5 мм и 30 мм, предпочтительно от 8 мм до 15 мм. Число кордов (61) в расчете на 10 мм ширины слоя (6) армирования брекерного пояса может варьировать между 5 и 20.
Армирующий слой (6) может присутствовать в шине (1) как покрытый резиной или не покрытый резиной. Линейные плотности* гибридных кордов (61) в слое (6) армирования брекерного пояса составляют между 500 и 6000 дтекс. В предпочтительном варианте осуществления изобретения линейная плотность мультифиламентных нитей (63) из нейлона 6.6 является меньшей, чем линейная плотность мультифиламентных нитей (62) из PET. В одном варианте осуществления изобретения линейная плотность нитей (63) из нейлона 6.6, образующих гибридный корд (61), составляет 1400 дтекс, тогда как линейная плотность нитей (62) из PET составляет 1440 дтекс.
*Линейная плотность представляет собой вес 10000 метров длины нити в единицах граммов, и ее единицей измерения является дтекс.