РИСУНЧАТОЕ ПОКРЫТИЕ С ПРИДАЮЩИМ КЛЕЙКОСТЬ МАТЕРИАЛОМ
PATTERN COATING WITH MATERIAL HAVING ADHESIVE PROPERTIES

Настоящее изобретение в целом относится к армированным резиновым изделиям, содержащим ткани с рисунчатым покрытием из придающего клейкость материала.
Возникали технические трудности при включении тканей в резиновые изделия, которые требовали упрочнения. Одна из проблем связана с обеспечением хорошего адгезионного сцепления между нитями из натуральных или синтетических волокон и резиной. В шинах центробежная сила, действующая со стороны металлокордных брекеров, может создать проблемы при адгезионном сцеплении брекера с шиной. Одно решение заключалось в покрытии тканей придающим клейкость материалом.
Несмотря на то, что химические составы, придающие клейкость, уменьшают расслаивание между тканями и резиной и способствуют клейкости во время изготовления, слишком большое количество химического соединения, придающего клейкость, может в возможном варианте оказывать разрушительное воздействие на конечный продукт. Таким образом, желательно уменьшить количество придающего клейкость материала в резиновых армированных изделиях, таких как шины и шланги, при одновременном сохранении достаточной клейкости для изготовления.
Предложено армированное тканью резиновое изделие, содержащее, по меньшей мере, один слой имеющей рисунчатое покрытие армирующей ткани, заделанной в резину. Армирующая ткань с рисунчатым покрытием содержит основу ткани, имеющую первую и вторую стороны и представляющую собой тканый материал, трикотажный материал или нетканый материал. Основа ткани имеет адгезионный слой как на первой, так и на второй стороне ткани и рисунчатое покрытие из придающего клейкость материала, по меньшей мере, на первой стороне ткани, покрывающее часть адгезионного слоя. Армированное тканью резиновое изделие может представлять собой любое соответствующее резиновое изделие, включая шины и шланги.
Один вариант осуществления настоящего изобретения будет описан далее в качестве примера со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых:
фиг.1А представляет собой выполненный с вырезом частичный вид пневматической радиальной шины, имеющий одну полосу экранирующего слоя, намотанную вокруг каркаса;
фиг.1В представляет собой выполненный с вырезом частичный вид пневматической радиальной шины, имеющий две полосы экранирующего слоя, намотанных вокруг каркаса;
фиг.1С представляет собой выполненный с вырезом частичный вид пневматической радиальной шины, имеющий полосу экранирующего слоя, намотанную по спирали;
фиг.2 представляет собой поперечное сечение, соответствующее фиг.1А;
фиг.3 представляет собой выполненный с вырезом частичный вид армированного тканью шланга, иллюстрирующий один вариант осуществления изобретения;
фиг.4 представляет собой поперечное сечение армированного тканью шланга;
фиг.5 представляет собой схематический вид сверху армирующей ткани с рисунчатым покрытием, имеющей прерывистый рисунок из точек придающего клейкость материала на поверхности ткани поверх адгезионного слоя;
фиг.6 представляет собой схематический вид сверху армирующей ткани с рисунчатым покрытием, имеющей прерывистый рисунок из произвольно расположенных зон из придающего клейкость материала на поверхности ткани поверх адгезионного слоя;
фиг.7 представляет собой схематический вид сверху армирующей ткани с рисунчатым покрытием, имеющей сетчатый рисунок из придающего клейкость материала на поверхности ткани поверх адгезионного слоя;
фиг.8 представляет собой схематический вид сверху армирующей ткани с рисунчатым покрытием, имеющей рисунок из последовательности параллельных линий придающего клейкость материала на поверхности ткани поверх адгезионного слоя;
фиг.9А представляет собой схематический вид сбоку армирующей ткани с рисунчатым покрытием, показывающий прерывистый рисунок из придающего клейкость материала на поверхности ткани поверх адгезионного слоя;
фиг.9В представляет собой схематический вид сбоку армирующей ткани с рисунчатым покрытием, показывающий прерывистый рисунок из придающего клейкость материала на поверхности ткани поверх адгезионного слоя;
фиг.10 представляет собой схематический вид сбоку армирующей ткани с рисунчатым покрытием, показывающий прерывистый рисунок из придающего клейкость материала на поверхности ткани поверх адгезионного слоя, при этом армирующая ткань с рисунчатым покрытием заделана в резину; и
фиг.11 представляет собой схематический вид сверху армирующей ткани с рисунчатым покрытием, имеющей рисунок из точек, расположенных с изменяющейся плотностью на ткани и образованных из придающего клейкость материала на поверхности ткани поверх адгезионного слоя.
Часто возникающей проблемой при изготовлении резинового композиционного материала является поддержание хорошего адгезионного сцепления между резиной и армирующей тканью. Обычный способ усиления адгезионного сцепления между резиной и армирующим материалом состоит в предварительной обработке армирующей пряжи (перед преобразованием или после преобразования ее в ткань) посредством адгезионного слоя, который, как правило, представляет собой смесь каучукового латекса и фенолформальдегидного полимера, полученного конденсацией, в котором фенол почти всегда представляет собой резорцин. Это так называемый метод «RFL» (латекс, содержащий резорцинформальдегидную смолу). Рисунчатое покрытие из придающего клейкость материала поверх адгезионного слоя обеспечивает клейкость в невулканизованном состоянии при одновременной минимизации количества материала адгезионного слоя, который оно покрывает, и минимизацию количества каучука, придающего клейкость материала или других усилителей адгезии в резиновом армированном изделии.
Термин «вершина» означает неармированный эластомер, размещенный в радиальном направлении поверх сердечника борта.
Термины «аксиальный» и «в аксиальном направлении» означают линии или направления, которые параллельны оси вращения шины.
Термин «борт» означает ту часть шины, которая содержит кольцевой элемент, работающий на растяжение, обернутый слоистыми кордами и профилированный - посредством других армирующих элементов или без других армирующих элементов, таких как крыльевые ленты, узкие ленты из тканевых или стальных кордов, расположенные в зоне борта, вершины, защитные элементы для внутреннего края борта и бортовые ленты - для обеспечения соответствия заданному ободу.
Термин «армирующий конструктивный элемент из разрезанных брекеров» означает, по меньшей мере, два разрезанных слоя из слоев параллельных кордов из тканого или нетканого материала, расположенных под протектором, не прикрепленных к борту и имеющих как правый, так и левый углы наклона кордов относительно экваториальной плоскости шины, находящиеся в диапазоне от 10º до 33º.
Термин «диагональная шина» означает шину, имеющую каркас с армирующими кордами в слое каркаса, простирающимися диагонально через шину от сердечника борта до сердечника борта под углом, составляющим приблизительно 25-50°, относительно экваториальной плоскости шины. Корды проходят под противоположными углами в чередующихся слоях.
Термин «экранирующий слой» означает армирующий конструктивный элемент, как правило, тканый или трикотажный материал, расположенный под частью протектора шины.
Термин «окружной» означает линии или направления, проходящие вдоль периферии поверхности кольцевого протектора шины перпендикулярно аксиальному направлению.
Термин «бортовые ленты» относится к узким полоскам материала, расположенным вокруг наружной стороны борта для защиты слоев кордов от обода, распределения изгибающей нагрузки над ободом и герметизации шины.
Термин «узкие ленты из тканевых или стальных кордов, расположенные в зоне борта» означает армирующий конструктивный элемент, расположенный в части борта шины.
Термин «корд» означает одну из армирующих нитей, из которых состоят слои в шине.
Термин «крыльевая лента» означает армированную ткань, намотанную вокруг сердечника борта и вершины.
Термин «слой» означает непрерывный слой из покрытых резиной параллельных кордов.
Термины «радиальный» и «в радиальном направлении» означают направления по радиусу к или от оси вращения шины.
Термин «радиальная шина» означает пневматическую шину с брекером или ограниченную в направлении вдоль окружности пневматическую шину, в которой корды слоев, которые простираются от борта до борта, уложены под углами расположения кордов, составляющими от 65° до 90°, относительно экваториальной плоскости шины.
Армирующая ткань с рисунчатым покрытием может быть использована в любом соответствующем резиновом изделии, требующем армирования тканью. Это охватывает различные текстильные материалы, используемые в шинах (пневматических или нет), шлангах, офсетных резинотканевых пластинах/офсетных полотнах и ремнях (таких как приводные ремни). В одном варианте осуществления рисунчатое покрытие из придающего клейкость материала может быть использовано на любой пригодной ткани, предназначенной для использования в шине. Данные ткани включают слой основной части (также называемый каркасом), оболочку борта, экранирующий слой, чеферную ткань, клипперную ткань и ткань крыльевых лент, но данные ткани не ограничены вышеуказанными.
На чертежах, в частности на фиг.1А-1С, показана шина 100, содержащая боковины 107, присоединенные к протектору 500 посредством плечевых зон 108. Шина 100 включает в себя каркас 200, покрытый протектором 500. На фиг.1А-1С и 2 шина 100 представляет собой радиальную шину. Однако настоящее изобретение не ограничено радиальными шинами и также может быть использовано с другими конструкциями шин. Каркас 200 образован из одного или нескольких слоев кордов 210 шины, заканчивающихся у внутренней периферии шины в металлических бортах 220, с, по меньшей мере, одним брекерным слоем 230, расположенным в направлении вдоль окружности вокруг корда 210 шины в зоне протектора 500. В шине, показанной на фиг.1А-С, каркас 200 имеет такую конструкцию, что армирующие корды 211 проходят по существу в радиальном направлении относительно намеченного направления R вращения шины 100. Брекерные слои 230 образованы с относительно нерастяжимыми тросовыми материалами 231, такими как стальные кордные армирующие тросы, которые проходят в намеченном направлении R вращения шины или, что более обычно, под небольшим углом относительно него. Угол расположения нерастяжимых тросовых материалов 231 может варьироваться в зависимости от способа создания или применения. Брекерные слои 230 простираются по ширине протектора 500 шины, при этом они заканчиваются на краях 232 в плечевой зоне 108 шины 100, то есть в зоне, в которой протектор 500 соединяется с боковиной 107. Зона борта состоит главным образом из металлических бортов 220, крыльевой ленты 224, бортовой ленты 228 и загнутой вверх части 230 кордной ткани шины.
Экранирующий слой 300 (на фиг.1А-С) расположен между слоями 230 брекера и протектором 500. На фиг.1А экранирующий слой 300 образован из ленты 310, предназначенной для образования экранирующего слоя, намотанной вокруг корда 210 шины в направлении качения шины. В варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг.1А, лента 310, предназначенная для образования экранирующего слоя, простирается поверх краев 232 слоев 230 брекера. Кроме того, лента 310, предназначенная для образования экранирующего слоя, на фиг.1А может быть намотана вокруг корда 210 шины множество раз для уменьшения эффекта дисбаланса в шине 100, вызываемого стыком в перекрытии. На фиг.1В экранирующий слой 300 образован из ленты 310, предназначенной для образования экранирующего слоя, которая простирается поверх края 232 слоев 230 брекера. Экранирующий слой 300 на фиг.1С образован из ленты 310, предназначенной для образования экранирующего слоя, которая намотана в направлении вдоль окружности вокруг каркаса 200 шины 100 в виде плоского спирального рисунка. Ленты 310, предназначенные для образования экранирующего слоя, в конструкции по каждой из фиг.1А-С изготовлены из одной и той же ткани. Ширина лент 310, предназначенных для образования экранирующего слоя, и характер их намотки различаются на фиг.1А-С. Фиг.2 иллюстрирует другой вид шины по фиг.1С. Экранирующий слой также может представлять собой любой пористый материал, который способствует скреплению смеси протектора со смесью брекера.
Чеферная ткань 228 представляет собой пропитанную резиной ткань, как правило, в виде нарезанной по диагонали ткани, которая наложена на зону борта шины при сборке невулканизованной шины. Исходно полосу чеферной ткани использовали для уменьшения истирания между шиной и ободом шины и для защиты слоев, расположенных под ней, а также для того, чтобы способствовать формированию профиля борта и прочности/жесткости в зоне борта. В бескамерной шине она также выполняет дополнительную функцию предотвращения диффузии воздуха под давлением через нити чеферной ткани в боковину или в атмосферу, что вызывает образование пузырей в боковине и разрушение шины или приводит к спущенной шине.
Далее рассматриваются фиг.3 и 4, на которых показан армированный тканью шланг 600, другой пример армированного тканью резинового изделия. Одним из наиболее широко распространенных и наиболее пригодных обычных шлангов является так называемый шланг «армированного сеткой» типа, в котором трубчатая армирующая ткань 620 образована из нитей, намотанных по спирали на гибкий шланг с образованием двух множеств нитей, первое из которых состоит из нитей, расположенных в виде параллельных рядов на одинаковых расстояниях друг от друга и наложенных на такое же число поперечных нитей, проходящих вдоль аналогичным образом параллельных и расположенных на одинаковых расстояниях друг от друга линий, которые расположены симметрично относительно оси трубчатой основной части шланга, для образования «сетчатой» ткани с ячейками ромбовидной формы. Любая другая пригодная ткань 620 также может быть использована в шлангах. Как правило, внутренний слой 610 резины или пластика покрывают тканью 620, которую затем покрывают наружным слоем 630 резины или пластика. В одном варианте осуществления армирующую ткань размещают с намоткой ее по спирали вокруг трубчатой основной части шланга. Ткань по меньшей мере частично заделана в резину.
Некоторые другие армированные тканью резиновые изделия включают офсетные резинотканевые пластины/офсетные полотна и приводные ремни. При офсетной печати обычная функция офсетной резинотканевой пластины/офсетного полотна состоит в переносе печатной краски с печатной формы на изделие, такое как бумага, на которой осуществляется печать, при этом офсетная резинотканевая пластина/офсетное полотно входит в повторяющийся контакт с соответствующей печатной формой и бумагой, на которой осуществляется печать. Офсетные резинотканевые пластины/полотна, как правило, включают в себя ткань, заделанную в резину. Приводные ремни и ремни других типов также содержат резину, армированную тканью.
На фиг.5 показан один вариант осуществления армирующей ткани 10 с рисунчатым покрытием. Армирующая ткань 10 с рисунчатым покрытием содержит основу 20 ткани, адгезионный слой 30 как на первой, так и на второй сторонах основы 20 ткани и рисунчатое покрытие 40 из придающего клейкость материала, по меньшей мере, на одной стороне из сторон, перекрывающее адгезионный слой 30. Данная армирующая ткань 10 с рисунчатым покрытием может быть использована в качестве любой из армирующих тканей для любого пригодного армированного резинового изделия, такого как шины, шланги, офсетные резинотканевые пластины/полотна и ремни, ранее описанные.
Основа 20 ткани в армирующей ткани 10 с рисунчатым покрытием может представлять собой любую ткань, пригодную для использования в качестве армирующего материала для резиновых изделий. Основа 20 ткани может представлять собой тканый материал, нетканый материал, трикотажный материал или однонаправленный конструктивный элемент. В одном варианте осуществления основа 20 ткани представляет собой тканый материал перевивочного плетения, такой как описанный в патенте США 7252129, выданном на имя Michiels и др. Основа ткани также может представлять собой, например, атлас, саржу, ткань с переплетением «рогожка», поплин, жаккардовую ткань и текстильные материалы с креповым переплетением. Трикотажные текстильные материалы, предназначенные для использования в качестве основы 20 ткани, могут включать трикотажное полотно с кругловязальных машин, трикотажное полотно с кругловязальных машин с обратным переплетением, двустороннее основовязаное трикотажное полотно, однофонтурное трикотажное полотно гладкого переплетения, трикотажное полотно с двухнитным ворсовым переплетением, трикотажное полотно с трехнитным ворсовым переплетением, трикотажное полотно с четырехнитным ворсовым переплетением, плюшевое трикотажное полотно или трикотажное полотно с двойными петлями, основовязальное трикотажное полотно с проложенной уточной нитью, основовязальное трикотажное полотно и основовязальное трикотажное полотно с лицевой стороной или без лицевой стороны из волокон с номерами в микроденье, но возможные трикотажные текстильные материалы не ограничены вышеуказанными. В одном варианте осуществления нити для стачивания трикотажного текстильного материала могут образовывать стежки вдоль одной основной нити или могут «перемещаться» к соседним основным нитям, как показано в патенте США 7614436, выданном на имя Ternon и др., включенном в настоящее описание путем ссылки. В другом варианте осуществления основа 20 ткани представляет собой многоосную, например трехосную, ткань (трикотажный материал, тканый материал или нетканый материал). В другом варианте осуществления ткань представляет собой ткань «диагональ».
В одном варианте осуществления основа 20 ткани представляет собой нетканый материал. Термин «нетканый материал» относится к структурам, включающим в себя массу нитей, которые перепутаны и/или подвергнуты термосплавлению для получения координированной структуры с некоторой степенью внутреннего сцепления. Нетканые материалы, предназначенные для использования в качестве основ 20 тканей, могут быть образованы посредством множества процессов, например, таких как процессы формования/прядения из расплава, процессы гидроперепутывания, процессы механического перепутывания, процессы скрепления стачиванием и тому подобное. Однонаправленный текстильный материал, предназначенный для использования в качестве основы 20 ткани, может иметь перекрывающиеся нити или могут быть зазоры между нитями.
Основа 20 ткани предпочтительно имеет достаточно пористую структуру для обеспечения возможности последующего прохода материала покрытия через основу 20 ткани при минимизации образования элемента, подобного оконной раме со стеклом.
В одном варианте осуществлении основа 20 ткани представляет собой ткань полотняного переплетения, которая также обычно используется в качестве корда шины в конструкции шины. Данная ткань полотняного переплетения, как правило, образована из нейлоновых нитей, проходящих в направлениях основы и утка, хотя могут быть использованы другие нити. В одном конкретном примере используемые нити представляют собой нити из нейлона 6,6 с характеристикой 940 дтекс и с 1 слоем. Может быть использована любая желательная структура, при этом в одном варианте осуществления имеется от 100 до 150 концов на дециметр и приблизительно от 10 до 15 основных нитей на дециметр. Нити могут иметь любую степень крутки, которая в одном варианте осуществления предпочтительно составляет приблизительно 110 кручений на метр. Ткань может быть отрезана до любой заданной ширины, которая в одном случае применения составляет приблизительно 10 мм.
В вариантах осуществления, в которых основа 20 ткани представляет собой трикотажный или тканый материал, структура предпочтительно может иметь от 2 до 28 концов на дюйм (от 0,7 до 11 концов на сантиметр). Число концов определяется как число петельных столбиков или число игл (или гейч, класс) на ткани или число основных нитей 312 на см (или на дюйм). В одном варианте осуществления имеются от 2 до 40 стежков (стачивающей нити 311) на дюйм (от 0,8 до 16 стежков на сантиметр).
Нити основы 20 ткани могут представлять собой любую пригодную нить, включая штапельную нить, комплексную нить и/или мононить, но возможные нити не ограничены вышеуказанными и образованы из материала, который будет удерживать слои 230 брекера. Термин «нить» в данном применении в используемом в данном описании смысле охватывает удлиненный элемент из мононити, удлиненный элемент из комплексной нити, ленточку/тесьму, полоску, волокно, ленту и тому подобное. Термин «нить» охватывает множество любых из вышеуказанных элементов или комбинацию вышеуказанных элементов. К некоторым пригодным материалам для нитей относятся полиамидное волокно, арамидные волокна (включая мета- и параформы), вискозное волокно, волокно из поливинилового спирта (PVA), полиэфирное волокно, полиолефиновое волокно, поливиниловое волокно, волокно из нейлона (включая нейлон 6, нейлон 6,6 и нейлон 4,6), полиэтиленнафталатное (PEN) волокно, хлопковое волокно, стальное волокно, углеродное волокно, стекловолокно, стальное волокно, полиакриловое волокно или любое другое пригодное искусственное или натуральное волокно. В одном варианте осуществления нити могут представлять собой одиночные мононити или комплексные нити (скрученные и/и свитые корды), изготовленные из любых из ранее перечисленных материалов, также включая гибридные нити или нити в виде полоски пленки. В одном варианте осуществления для некоторых тканей для шин нити, используемые в «направлении основы», должны иметь характеристику от 100 децитекс (90 денье) до 23500 децитекс (21000 денье) с образованием их из одной нити или множества нитей (например, 235 децитекс (один конец) или 235 децитекс × 2×3 слоя равно 1410 децитекс, или 1100 децитекс × 3×3 слоя равно 9900 децитекс (много концов)).
В одном варианте осуществления нити, используемые в основе 20 ткани, могут представлять собой гибридные нити. Данные гибридные нити образованы из, по меньшей мере, 2 волокон из разного волокнистого материала (например, из хлопка и нейлона). Эти разные волокнистые материалы могут обеспечить получение гибридных нитей с разными химическими и физическими свойствами. Гибридные нити обеспечивают возможность изменения физических свойств конечного продукта, в котором они используются. Некоторые предпочтительные гибридные нити включают в себя арамидное волокно вместе с нейлоновым волокном, арамидное волокно вместе с вискозным волокном и арамидное волокно вместе с полиэфирным волокном.
Часто возникающей проблемой при изготовлении резинового композиционного изделия/материала является поддержание хорошего адгезионного сцепления между резиной и армирующим материалом. Обычный способ усиления адгезионного сцепления между резиной и армирующим материалом состоит в предварительной обработке армирующей нити посредством адгезионного слоя, который, как правило, образован из смеси каучукового латекса и фенолформальдегидного полимера, полученного конденсацией, в котором фенол почти всегда представляет собой резорцин. Это так называемый метод «RFL» (латекс, содержащий резорцинформальдегидную смолу).
В армирующей ткани 10 с рисунчатым покрытием основа 20 ткани покрыта адгезионным слоем 30 обычным способом. Адгезионный слой предпочтительно представляет собой слой латекса, содержащего резорцинформальдегидную смолу (RFL). Как правило, адгезионный слой 30 наносят посредством погружения основы 20 ткани или нитей (перед преобразованием в ткань) в раствор латекса, содержащего резорцинформальдегидную смолу (RFL). Затем покрытую ткань или нити пропускают через отжимные валики и сушку для удаления избыточной жидкости. Адгезионный слой 30, как правило, затвердевает при температуре в интервале от 150° до 200°. Латекс, содержащий резорцинформальдегидную смолу (RFL), может содержать винилпиридиновые латексы, бутадиенстирольные латексы, воски, наполнители и/или другие добавки. Адгезионный слой 30, как правило, имеется на обеих сторонах основы 20 ткани и предпочтительно покрывает всю или почти всю имеющуюся поверхность нитей в пределах основы 20 ткани.
Кроме того, армирующая ткань 10 с рисунчатым покрытием содержит рисунчатое покрытие 40 из придающего клейкость материала, по меньшей мере, на одной стороне основы 20 ткани поверх адгезионного слоя 30. Рисунчатое покрытие 40 может быть предусмотрено на одной или обеих сторонах основы 20 ткани поверх адгезионного слоя 30. Первая сторона и вторая сторона основы 20 ткани могут иметь одинаковый рисунок или разные рисунки. В одном варианте осуществления придающий клейкость материал размещен на первой стороне основы 20 ткани (поверх адгезионного слоя 30) в виде рисунчатого покрытия, а на второй стороне придающий клейкость материал может быть размещен в виде непрерывного покрытия без рисунка. К типовым примерам придающего клейкость материала относятся смеси, содержащие латекс, содержащий резорцинформальдегидную смолу (RFL), материал на основе изоцианата, материал на основе эпоксидной смолы, каучук, поливинилхлорид и материалы на основе меламиноформальдегидной смолы.
Данные придающие клейкость материалы служат для усиления адгезионного сцепления между основой 20 ткани (с адгезионным слоем 30) и резиной во время изготовления. При изготовлении шин данный придающий клейкость материал усиливает адгезионное сцепление в невулканизованной шине перед вулканизацией.
Придающие клейкость материалы служат для образования внешнего покрытия, которому придана клейкость и которое предназначено для того, чтобы способствовать адгезионному сцеплению, или для обеспечения клейкости в невулканизованном состоянии во время процесса сборки невулканизованной шины, шланга или других резиновых армированных изделий. Придающие клейкость материалы служат для усиления адгезионного сцепления между основой 20 ткани (с адгезионным слоем 30) и резиной во время изготовления. Выбор материалов для клейкого внешнего покрытия будет зависеть в значительной степени от материалов, выбранных для использования в армированном резиновом изделии. В изделиях по предшествующему уровню техники вся поверхность основы ткани (например, экранирующего слоя) была полностью покрыта скрепляющим покрытием из каучука или другим химическим составом, усиливающим адгезию или придающим клейкость. В изделии, представляющем собой шину, желательно уменьшить количество резины/каучука между слоями, поскольку избыточная резина поглощает энергию движущейся шины и вызывает преждевременный износ и разрушение.
Наличие придающего клейкость материала в рисунчатом покрытии 40 обеспечивает клейкость в невулканизованном состоянии при одновременной минимизации величины площади поверхности адгезионного слоя, которая покрыта, и минимизацию количества резины и придающих клейкость веществ в шине, шланге или других армированных тканью резиновых изделиях. Рисунчатое покрытие 40 может быть непрерывным или прерывистым, регулярным и повторяющимся или произвольным. В данной заявке термин «непрерывный» означает, что от одного края ткани до другого края имеется, по меньшей мере, одна непрерывная «дорожка», которая содержит рисунчатое покрытие, и что, по меньшей мере, некоторые из зон с рисунчатым покрытием соединены. К примерам непрерывных покрытий относятся фиг.7 и 8. Термин «прерывистый» в данной заявке означает, что зоны с рисунчатым покрытием являются прерывистыми и не соприкасаются друг с другом. В случае прерывистого рисунчатого покрытия отсутствует «дорожка» от одного края ткани до другого, которая содержит рисунчатое покрытие. К примерам прерывистых покрытий относятся фиг.5 и 6. Понятие «регулярные или повторяющиеся рисунки» означает, что рисунок имеет повторяющуюся структуру. Фиг.5, 7 и 8 иллюстрируют повторяющиеся или регулярные рисунки. Фиг.6 иллюстрирует произвольный рисунок, при котором рисунчатое покрытие не повторяется. При произвольном рисунке предпочтительно, чтобы произвольный рисунок также был прерывистым, а не непрерывным. Несмотря на то, что рисунчатое покрытие 327 показано как нанесенное на ткань, рисунчатое покрытие из придающего клейкость материала также может быть нанесено на нити перед образованием ткани.
Фиг.5 иллюстрирует вариант осуществления, в котором рисунчатое покрытие имеет рисунок из точек. Данный рисунок является прерывистым и повторяющимся. Точки могут быть расположены на одинаковых расстояниях друг от друга на основе 20 ткани поверх адгезионного слоя 30 или могут иметь плотность расположения или частоту точек, размеры точек или размер и/или форму точек, различающиеся на поверхности ткани. Фиг.6 иллюстрирует вариант осуществления, в котором рисунчатое покрытие 40 имеет произвольный, прерывистый рисунок из пятен. Фиг.7 иллюстрирует вариант осуществления, в котором рисунчатое покрытие 40 представляет собой сетку. Данный рисунок является регулярным и непрерывным. Фиг.11 иллюстрирует вариант осуществления, в котором рисунчатое покрытие 40 представляет собой ряд параллельных линий. Данный рисунок также является регулярным и непрерывным. Рисунчатое покрытие 40 может иметь любую другую форму рисунка, включая знаки, геометрические формы или рисунки и текст, но возможные формы не ограничены вышеуказанными.
Фиг.9А и 9В иллюстрируют виды сбоку армирующей ткани 10 с рисунчатым покрытием, которые показывают рисунчатое покрытие 40 на одной стороне армирующей ткани 10 с рисунчатым покрытием (9А) и на обеих сторонах армирующей ткани 10 с рисунчатым покрытием (9В). Рисунчатые покрытия могут быть одинаковыми или иметь разные рисунки и площадь покрытия на обеих сторонах основы 20 ткани (поверх адгезионного слоя 30). Например, одна сторона основы ткани может иметь регулярный повторяющийся рисунок в виде сетки, покрывающий 10% площади поверхности, и другая сторона экранирующего слоя может иметь прерывистый повторяющийся рисунок из точек, покрывающий 25% поверхности. Каждый поверхностный рисунок может быть выбран для оптимизации процесса изготовления шины и оптимизации изделия. Фиг.10 иллюстрирует армирующую ткань 10 с рисунчатым покрытием, заделанную в резину 50. Резина 50 предпочтительно перемещается через основу 10 ткани или пропитывает основу 10 ткани частично или полностью.
В одном варианте осуществления рисунчатое покрытие 40 из придающего клейкость материала имеется на точках пересечения в ткани, например там, где уточные и основные нити перекрещиваются в тканом материале. В другом варианте осуществления рисунчатое покрытие 40 из придающего клейкость материала имеется по существу только на точках пересечения в ткани и отсутствует на остальной части основы 20 ткани. Это может способствовать устранению или уменьшению возникновения элементов, подобных оконной раме со стеклом (где покрытие образует пленку в открытых пространствах в ткани).
Рисунчатое покрытие 40 может быть образовано любым известным способом образования рисунчатого покрытия, включая струйную печать, глубокую печать, рельефную печать, термоперенос, нанесение покрытия распылением и шелкотрафаретную печать, но возможные способы не ограничены вышеуказанными. Толщина и/или физический состав рисунчатого покрытия 40 могут изменяться по длине и/или ширине армирующей ткани 10 с рисунчатым покрытием. Например, в некоторых вариантах осуществления может быть предпочтительно иметь более толстое покрытие или покрытие с более плотным расположением в некоторых зонах экранирующего слоя. Это можно видеть, например, на фиг.11, где рисунок из точек слоя рисунчатого покрытия изменяется по ширине экранирующего слоя для обеспечения большей величины плотности рисунчатого покрытия на краях экранирующего слоя.
В одном варианте осуществления рисунчатое покрытие покрывает от приблизительно 5 до 95% площади поверхности армирующей ткани 10 с рисунчатым покрытием. В других вариантах осуществления рисунчатое покрытие может покрывать от приблизительно 5 до 70%, от 10 до 60%, от 45 до 75%, более 15%, более 20% и более 30% площади поверхности армирующей ткани 10 с рисунчатым покрытием. В еще одном варианте осуществления рисунчатое покрытие 40 имеет вес, составляющий от приблизительно 5 до 60% от веса армирующей ткани 10 с рисунчатым покрытием. В других вариантах осуществления рисунчатое покрытие имеет вес, составляющий от приблизительно 5 до 50%, от 10 до 50%, от 10 до 45%, от 15 до 35%, более 15%, более 20% и более 30% от веса армирующей ткани 10 с рисунчатым покрытием.
Образование армирующей ткани 10 с рисунчатым покрытием, такой как лента 310, предназначенная для образования экранирующего слоя, начинается с получения основных нитей для ткани. Впоследствии нити могут быть подвергнуты кручению для обеспечения дополнительной механической упругости. После кручения образуют ткань с большой шириной, такой как 61,4 дюйма (1560 мм). После образования ткани на ткань наносят внешнее покрытие в виде адгезионного слоя (как правило, покрытие из латекса, содержащего резорцинформальдегидную смолу (RFL)), перед продольной резкой или после продольной резки. Затем рисунчатое покрытие наносят на основу 20 ткани поверх адгезионного слоя, по меньшей мере, с одной стороны. В другом варианте осуществления нити покрывают адгезионным слоем (как правило, наносят покрытие из латекса, содержащего резорцинформальдегидную смолу (RFL)) и затем обрабатывают придающим клейкость материалом прерывистым образом перед образованием основы ткани. В еще одном варианте осуществления нити покрывают адгезионным слоем (как правило, наносят покрытие из латекса, содержащего резорцинформальдегидную смолу (RFL)), затем преобразуют в основу ткани и затем обрабатывают придающим клейкость материалом прерывистым образом. Получающаяся в конце ткань может быть разрезана в продольном направлении на полоски заданной ширины для размещения на бобине.
Для варианта осуществления армирующего элемента в виде экранирующего слоя с рисунчатым покрытием, показанного на фиг.1А, ленту 310, предназначенную для образования экранирующего слоя, размещают край в край при ее укладке на каркасе 200 шины 100 и наматывают вокруг всей площади слоя 230 брекера шины 100. В варианте осуществления, показанном на фиг.1В, два куска ленты 310, предназначенной для образования экранирующего слоя, намотаны вокруг каркаса 200 шины 100 так, что экранирующий слой 300 будет простираться между краями 232 слоев 230 брекера под плечевой зоной 108 шины 100. Перекрывание края 232 брекера 230 лентой 310, предназначенной для образования экранирующего слоя, обеспечивает создание опоры для краев 232 брекера 230 в тех местах, где может нарастать чрезмерная температура. Для варианта осуществления, показанного на фиг.1С, лента 310, предназначенная для образования экранирующего слоя, образована с шириной, предпочтительно составляющей от приблизительно 5 мм до 25 мм. Более предпочтительно, если лента 310, предназначенная для образования экранирующего слоя, образована с шириной, составляющей от приблизительно 8 мм до 15 мм. Ширина ленты 310, предназначенной для образования экранирующего слоя, влияет на способность к образованию однородного ровного слоя ленты 310, предназначенной для образования экранирующего слоя, на поверхности каркаса 200 шины 100. В процессе намотки по спирали более широкие полосы вызовут образование изгибов на переднем крае наматываемого материала из-за избыточной ширины материалов. Меньшие значения ширины приводят к возникновению трудностей при изготовлении шины 100 вследствие чрезмерного числа оборотов, необходимых при операции намотки для обеспечения заданного охвата каркаса 200 лентой 310, предназначенной для образования экранирующего слоя.
В том случае, если армирующая ткань 10 представляет собой экранирующий слой 310, основные нити будут намотаны вокруг каркаса 200 вследствие намотки ленты 310, предназначенной для образования экранирующего слоя, вокруг каркаса 200. Именно основные нити в основе 20 ткани обеспечивают большую часть усиления, обеспечиваемого экранирующим слоем 300. Конструкция, материал, размер всех нитей и расстояние между нитями выбраны такими, что они обеспечивают заданную прочность экранирующего слоя 300 для предотвращения смещения слоя 230 брекера наружу в шине 100 и для защиты резины в шине 100 от остроконечных участков слоев 230 брекера.
Кроме того, в варианте осуществления, показанном на фиг.1С, лента 310, предназначенная для образования экранирующего слоя, обеспечивает возможность проникновения резины в шине 100 для получения конструкции с лучшим скреплением. Плоская спиральная конфигурация, как правило, потребует более трех полных оборотов ленты 310, предназначенной для образования экранирующего слоя, вокруг каркаса 200 шины 100. Длина ленты 310, предназначенной для образования экранирующего слоя, будет зависеть от диаметра шины 100, ширины ленты 310, предназначенной для образования экранирующего слоя, и величины площади покрытия, обеспечиваемого лентой 310, предназначенной для образования экранирующего слоя. Приблизительная минимальная длина ленты 310, предназначенной для образования экранирующего слоя в экранирующем слое 300 только при одном слое ленты 310, предназначенной для образования экранирующего слоя, и отсутствии зазоров или зон перекрытия, может быть рассчитана в соответствии со следующей формулой:
длина=2 πrw/t,
где π=3,14, r - радиус шины, w - ширина зоны шины, которая должна быть покрыта, и t - ширина ленты. В качестве примера для шины 185/60/R14 длина ленты 310, предназначенной для образования экранирующего слоя и имеющей ширину 13 мм, будет составлять минимум приблизительно 15 линейных метров, и лента может иметь дополнительное количество метров, составляющее приблизительно 2-3 метра, для перекрытия ее самой в плечевой зоне. Большая прочность может быть придана ленте 310, предназначенной для образования экранирующего слоя, посредством создания ленты 310, предназначенной для образования экранирующего слоя, таким образом, чтобы основные нити в ленте 310, предназначенной для образования экранирующего слоя, проходили в продольном направлении на длине ленты в виде непрерывных неразрезанных нитей. Намотка ленты 310, предназначенной для образования экранирующего слоя, крест-накрест на картонной трубке обеспечивает удобную упаковку для последующего снятия/удаления ленты 310, предназначенной для образования экранирующего слоя, в процессе изготовления шины 100.
Экранирующий слой 300, показанный на фиг.1А-С, может содержать множество слоев, например два, три или даже больше слоев, ленты 310, предназначенной для образования экранирующего слоя, которые намотаны поверх слоя 230 каркаса 200 для обеспечения дополнительной прочности. В одном варианте осуществления ленту 310, предназначенную для образования экранирующего слоя, накладывают в виде двойного слоя в плечевой зоне 108 шины 100, обеспечивая дополнительную прочность на краях 232 брекера 230. В другом варианте осуществления экранирующий слой 300 может иметь два слоя ленты 310, предназначенной для образования экранирующего слоя и обеспечивающей фиксацию слоя 230 брекера на ширине шины 100. Когда более одного слоя ленты 310, предназначенной для образования экранирующего слоя, используют для экранирующего слоя 300, слой невулканизованной резиновой смеси размещают между слоями лент 310, предназначенной для образования экранирующего слоя, для обеспечения хорошего сцепления. Кроме того, в варианте осуществления, в котором используется множество слоев ленты 310, предназначенной для образования экранирующего слоя, слои ленты 310, предназначенной для образования экранирующего слоя, могут быть размещены в шахматном порядке так, что верхние полоски ленты 310, предназначенной для образования экранирующего слоя, будут закрывать края ленты 310, предназначенной для образования экранирующего слоя, в нижнем слое.
Экранирующий слой 300 по настоящему изобретению может быть использован при одном слое брекера, двух слоях брекера (как проиллюстрировано на фиг.1А-1С и 2) или числе слоев брекера более двух под экранирующим слоем 300. В альтернативном варианте осуществления настоящего изобретения шина может иметь множество слоев брекера, при этом экранирующие слои будут расположены поверх каждого слоя брекера, образуя чередующиеся слои из слоев брекера и экранирующих слоев. В альтернативном варианте осуществления экранирующий слой также может перекрывать край нижерасположенного слоя брекера и/или иметь множество слоев ленты, предназначенной для образования экранирующего слоя (которые также могут быть расположены в шахматном порядке так, что верхние полоски будут перекрывать края нижних полосок).
В процессе образования шины каркас 200 шины образуют с кордом 210, металлическими бортами 220 и слоями 230 брекера. После образования каркаса 200 шины (и формования шины) ленту 310, предназначенную для образования экранирующего слоя, наматывают с паковки вокруг слоев 230 брекера для образования экранирующего слоя 300. После размещения экранирующего слоя 300 на каркасе 200 шины протектор 500 формуют на подузле, и образование шины 100 будет завершено. В альтернативном варианте лента 310, предназначенная для образования экранирующего слоя, может быть намотана с диаметром готовой шины и может иметь или не иметь дополнительные слои, наложенные на нее, такие как протектор. После этого шину формуют из плоской формы с расширением и приданием ей формы шины, чтобы она соответствовала кольцевой форме ленты из ткани, и два элемента соединяют вместе.