ВЫСОКОМОДУЛЬНЫЕ ОДИНОЧНЫЕ КРУЧЕНЫЕ НИТИ ИЗ НЕЙЛОНА 6,6
HIGH-MODULUS SINGLE TWISTED THREADS FROM NYLON 6.6

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к крученым нитям из нейлона 6,6 с высоким значением модуля в качестве армирования в пневматических шинах и резинотехнических изделиях.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известно, что нити из нейлона 6,6 имеют биэластичные свойства растяжимости, что означает низкий начальный модуль и более высокий конечный модуль. Низкий начальный модуль делает возможным процесс подъема/расширения шины без каких-либо искривлений в невулканизированной шине, а высокий конечный модуль (модуль после точки перехода от низкого к высокому модулю) улучшает высокоскоростную долговечность шины при использовании таких нитей в качестве слоя брекера в пневматических радиальных шинах (PCR и LT).
В патентном документе US 3343363 одиночные крученые пряди/нити и корды из нейлона 6,6, имеющие начальный модуль от 25 до 60 г/д и удельную прочность выше чем 7,0 г/д при комнатной температуре, были раскрыты в качестве армирования шины. Значения начального модуля определяются в соответствии со стандартом ASTM A1380-61T.
В патентном документе US 3849976 однонитевые, двухнитевые и трехнитевые корды из нейлона 6,6 с высоким значением модуля, имеющие модуль L5 выше чем 60 г/д, полученные путем применения высокого растяжения при высокой температуре во время процесса термофиксации, были раскрыты в качестве армирования шины.
В патентном документе US 4284117 одиночные крученые нити из нейлона, полиэстера, искусственного шелка и арамида раскрыты в качестве армирующего слоя брекера в пневматических радиальных шинах.
Для того, чтобы получить высокомодульные одиночные крученые нити, использовались существующие обычные нити из нейлона 6,6, имеющие обычный модуль (уровень растягивающего усилия менее 1,25 сН/децитекс при 4%-ом удлинении, или уровень модуля растяжения при 4%-ом удлинении менее 31,25 сН/децитекс или 35,4 г/д). Эти одиночные крученые нити, приготовленные из нитей с обычным значением модуля, имели очень высокую жесткость и низкую усталостную стойкость при многократном изгибе из-за чрезмерного растяжения при высоких температурах.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Цель настоящего изобретения состоит в производстве одиночных крученых нитей, имеющих высокое значение модуля, для армирования в пневматических шинах и резинотехнических изделиях.
Как можно видеть в патентной литературе, значения начального модуля или LASE (нагрузка при заданном удлинении) нейлоновых нитей и кордов могут быть увеличены путем применения высоких растяжений при высоких температурах. Для того, чтобы получить устойчивые (необратимые) свойства, которые в значительной степени поддерживаются даже после растяжения в ослабленном состоянии (то есть со свободными концами), было необходимо подвергать нити или корды из нейлона 6,6 воздействию температуры выше чем 250°C. При этих условиях (сильного растяжения при высокой температуре), нити и корды становятся более жесткими и частично теряют усталостную стойкость к изгибу и сжатию.
В соответствии с настоящим изобретением нити из нейлона 6,6 растягиваются более чем на 5% и менее чем на 12% в диапазоне температур 230250°C и сматываются на бобины или катушки с натяжением при намотке от 150 г до 500 г на нить (прядь). Те же самые условия справедливы также для тканей из одиночных крученых нитей в виде рулона.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии с настоящим изобретением, для того, чтобы произвести высокомодульные одиночные крученые нити, используются высокомодульные исходные нити из нейлона 6,6 вместо обычных низкомодульных нитей из нейлона 6,6, что приводит к улучшению усталостной стойкости.
Значение растягивающего усилия при 4%-ом удлинении упомянутых исходных нитей из нейлона 6,6 составляет больше чем 1,30 сН/децитекс, предпочтительно от 1,35 до 1,60 сН/децитекс (что определяется с помощью динамометра в соответствии со стандартом ASTM D885-16).
Сильно растянутые нити, имеющие высокое значение модуля, сохраняют свои свойства в бобинах, потому что они не могут быть ослаблены, и они используются в шине без какой-либо значительной релаксации (падения модуля).
Высокомодульные нити (пряди) в сильно растянутых тканях также сохраняют свои свойства в рулонах, потому что они не могут быть ослаблены, и они используются в шине без какой-либо значительной релаксации (падения модуля).
Свойства растяжения высокомодульных крученых нитей из нейлона 6,6 определяются после 24 часов кондиционирования на катушке (без разматывания) под натяжением при намотке при 24°C и 55%-ой относительной влажности (в соответствии со стандартом ASTM D885-16). После кондиционирования эти крученые нити проверяются в течение 1 мин после сматывания с катушки.
В случае тканей тестовые образцы кондиционируются в целостном виде (без отделения и вырезания нитей из ткани) при тех же самых условиях, что и упомянутые выше. После кондиционирования нити вырезаются из ткани и проверяются в течение 1 мин.
Такие одиночные крученые нити имеют напряжение при 4%-ом удлинении, составляющее от 2,0 сН/децитекс (модуль 51 г/децитекс и 56,7 г/д) до 2,8 сН/децитекс (модуль 71,4 г/децитекс и 79,3 г/д) и термоусадку при 177°C от 4,0% до 7,0%.
Напряжение при 4%-ом удлинении определяется согласно следующей формуле:
Напряжение при 4%-ом удлинении (сН/децитекс) = натяжение при 4%-ом удлинении (сН)/линейная плотность (децитекс)
Номинальная толщина нити в децитексах берется в качестве линейной плотности (например 1400 для конструкции 1400×1).
Значения модуля вычисляются путем умножения значений напряжения при 4%-ом удлинении на 25 для того, чтобы найти необходимое значение напряжения для 100%-ого удлинения.
Термоусадка нитей и кордов определяется с помощью прибора для измерения термоусадки Testrite под предварительным натяжением 0,045 г/децитекс при 177°C при времени выдержки 2 мин.
В соответствии с настоящим изобретением термоусадка кордов находится в пределах от 4% до 7%, предпочтительно от 5,0% до 6,5%.
В соответствии с настоящим изобретением полная номинальная толщина кордов в децитексах может варьироваться между 300 и 4000 децитекс.
В соответствии с настоящим изобретением для того, чтобы иметь оптимальную ограничивающую силу и усталостную стойкость при изгибе, коэффициенты крутки нитей должны составлять от 30 до 50, предпочтительно от 35 до 45 в соответствии со следующей формулой:
Коэффициент крутки = (t/m × SQRT (текс/1000))
Высокомодульные крученые нити (пряди) из нейлона 6,6 могут использоваться в качестве армирования в пневматических шинах и резинотехнических изделиях.
Определения:
Децитекс
: вес в граммах нити, имеющей длину 10000 м.
Денье
: вес в граммах нити, имеющей длину 9000 м.
г/д
: грамм/денье
г/децитекс
: грамм/децитекс
Линейная плотность
: Вес на единицу длины в г/децитекс или в г/д (денье)
Модуль при удлинении на 4%
: (Напряжение при удлинении на 4%)×25 в г/децитекс или в г/д
Модуль L5:
Модуль при удлинении на 5%, (напряжение при удлинении на 5%)×20 в г/децитекс или в г/д
Удельная прочность
: Разрушающее усилие/общая линейная плотность (г/децитекс)
Крутка
: количество оборотов на метр (t/m или tpm)