УПРОЧНЯЮЩИЙ СЛОЙ ДЛЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ЭЛАСТОМЕРНОГО МАТЕРИАЛА, ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНО ДЛЯ ПНЕВМАТИЧЕСКИХ ШИН ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, И ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ШИНЫ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
REINFORCEMENT LAYER FOR ARTICLES MADE OF ELASTOMERIC MATERIAL, PREFERABLY FOR PNEUMATIC VEHICLE TYRES AND PNEUMATIC VEHICLE TYRES

Изобретение относится к прорезиненному упрочняющему слою для изделий из эластомерного материала, предпочтительно для шин транспортного средства, где упрочняющий слой содержит множество параллельно расположенных взаимно разнесенных силовых элементов, где каждый силовой элемент состоит по меньшей мере из одной крученой вискозной комплексной нити. Изобретение также относится к пневматической шине транспортного средства, содержащей этот упрочняющий слой.
Упрочняющие слои для изделий, выполненных из эластомерного материала, таких как, например, резиновые технические изделия и (пневматические) шины транспортного средства, имеют важное значение и являются известным уровнем техники для специалистов в области техники. Упрочняющие слои включают в себя множество упрочняющих нитевидных элементов, которые называют силовыми элементами. Они целиком заключены в эластомерный материал. Силовые элементы этих упрочняющих слоев имеют, например, вид тканых полотен или непрерывно наматываемых каландрированных силовых элементов.
Прорезиненные упрочняющие слои подходящего размера и конфигурации комбинируются с другими составляющими частями, образуя резиновое техническое изделие или пневматическую шину транспортного средства. Функция прорезиненных упрочняющих слоев в данном изделии состоит в том, чтобы упрочнять его.
Целлюлоза является наиболее распространенным и важным натуральным возобновляемым и потому безвредным для окружающей среды полимером в мире. Целлюлозные волокна, нити и комплексные нити можно получать различными путями и в различных формах, что также хорошо известно специалистам в области техники. Наиболее широко применяемыми процессами являются так называемые процессы восстановления целлюлозы, при которых целлюлозу вначале преобразуют в растворимые неустойчивые или легко омыливаемые производные и растворяют. Примеры растворимых производных, из которых восстанавливают целлюлозу, включают ацетат целлюлозы, формиат целлюлозы и карбонат целлюлозы. В наиболее значительном процессе, вискозном процессе, неустойчивой производной является ксантогенат целлюлозы, а нити, которые получают в результате вискозного процесса, называют вискозными нитями или искусственно-шелковыми нитями. При вискозном процессе раствор прокачивают через фильеру, восстанавливают в коагуляционной ванне, чтобы получить вискозные нити, которые за один или несколько шагов последующей обработки промывают, и для которых задают размер (и опционально наносят функциональное покрытие) и, наконец, либо навивают в блоки непрерывной нити, либо перерабатывают в штапельное волокно.
Упрочняющий слой, как в ограничительной части, известен, например, из документа US 2010 0154377 A1. Силовые элементы этого упрочняющего слоя содержат комплексные нити лиоцелла, тонина которых составляет от 444 децитекс до 10000 децитекс. Тонина показанной на конкретном примере комплексной нити составляет приблизительно 1670 децитекс, а прочность на разрыв приблизительно 53 сантиньютон/текс.
В документе EP 0908329 B1 раскрывается упрочняющий слой, который содержит текстильные корды, выполненные из синтетических комплексных нитей ПЭТФ или ПЭН. Благодаря своему переплетению и линейной плотности нити текстильные корды являются сравнительно тонкими, поэтому толщина слоя прорезиненного упрочняющего слоя сравнительно мала. Преимущество состоит в том, что для прорезинивания этих силовых элементов требуется меньше резинового материала, что дает экономию на материалах. Тонкий прорезиненный упрочняющий слой в изделии, например, в шине транспортного средства, является выгодным еще и потому, что вес шины снижается и, кроме того, уменьшается гистерезис, что положительно влияет на сопротивления качению шины.
Также известны высокопрочные целлюлозные комплексные нити с низкой линейной плотностью нити. Известно, что сверхпрочные нити с низкой общей линейной плотностью можно получить, например, из формиата целлюлозы и при помощи модифицированного формальдегидом вискозного процесса. В частности, в документе US 6261689 описываются волокна формиата целлюлозы, которые выдерживались при температуре (20±2)°C и относительной влажности (65±2)% в соответствии со стандартными условиями среды, определенными стандартом EN ISO 20139 (на настоящий момент: DIN EN ISO 139), и общая линейная плотность которых составляет 460 децитекс, а прочность на разрыв 76 сантиньютон/текс.
В документе US 3388117 описывается модифицированный формальдегидом вискозный процесс, результатом которого является получение вискозной комплексной нити, состоящей из 500 отдельных нитей, общая линейная плотность которой составляет 485 децитекс. После выдерживания при 20°C и относительной влажности 65% измерения показали, что прочность на разрыв составляет 78 сантиньютон/текс, хотя указанная прочность на разрыв определялась не по комплексной нити, а по неуказанному числу отдельных нитей, взятых из комплексной нити. Поскольку известно, что прочность на разрыв, измеренная по комплексной нити, значительно ниже прочности на разрыв, измеренной по определенному количеству отдельных нитей, взятых из комплексной нити, прочность на разрыв комплексной нити, описанной в документе US 3388117, значительно ниже 78 сантиньютон/текс. Одной из причин является меньшая стандартная зажимная длина от 20 мм до 50 мм вместо 250 мм - 500 мм в случае комплексных нитей. Также известно, что использование формальдегида в коагуляционной ванне повышает прочность на разрыв вискозных волокон до чрезвычайного уровня, поэтому отсутствие формальдегидного процесса, описанного в US 3388117, ведет к тому, что прочность на разрыв становится существенно меньшей, чем 78 сантиньютон/текс. Эффект повышения прочности на разрыв применением формальдегида, описан, среди прочего, А.Х. Хакимовой, Н.Б. Соколовой и Н.С. Николаевой в публикации «Химия волокон», ISSN 157-8493, ZDB-ID 2037141X том 1, (6.1971), страницы 631-33. Упомянутые авторы также пишут, что применение формальдегида ведет к образованию нерастворимых продуктов реакции формальдегида с продуктами распада вискозы. Нерастворимые продукты реакции приводят к проблемам в контуре осадительной ванны. Использование формальдегида также чревато негативными последствиями для здоровья производственного персонала. Степень кристаллизации вышеупомянутой вискозной комплексной нити, изготовленной с использованием формальдегида, составляет 45%.
В документе GB 685631 действительно описываются нити искусственного шелка, т.е. вискозные комплексные нити, состоящие из 100 отдельных нитей, с низкой общей линейной плотностью, равной 100 денье (110 децитекс), однако их прочность на разрыв после выдержки составляет всего 2,3 грамм/денье (20,4 сантиньютон/текс), а прочность на разрыв после сушки в печи составляет 2,9 грамм/денье (25,6 сантиньютон/текс). Далее в GB 685631 приводятся примеры нитей, имеющих линейную плотность нити 400 денье (440 децитекс) при 260 нитях и умеренные показатели прочности на разрыв 4,1 грамм/денье (36,2 сантиньютон/текс) для выдержанной вискозной комплексной нити и 5,3 грамм/денье (46,8 сантиньютон/текс) для просушенной в печи вискозной комплексной нити.
Забота об окружающей среде побуждает прилагать усилия к использованию натурального, возобновляемого и обрабатываемого без ущерба для окружающей среды сырья для изготовления резиновых технических изделий и (пневматических) шин транспортного средства, а также предоставлять соответствующие упрочняющие слои для вышеупомянутых изделий. Последние должны дополнительно снижать сопротивление качению пневматической шины транспортного средства, содержащей эти упрочняющие слои.
Следовательно, проблема, которую призвано решить изобретение, состоит в предоставлении такого упрочняющего слоя для изделий из эластомерного материала, который был бы сравнительно тонким и выполнялся и обрабатывался безвредным для окружающей среды образом. Физические свойства такого упрочняющего слоя должны находиться в оптимальном диапазоне для применения в резиновом техническом изделии или пневматической шине транспортного средства.
Проблема, которую призвано решить изобретение, также состоит в предоставлении пневматической шины транспортного средства, выполненной безвредным для окружающей среды образом и имеющей сравнительно низкое сопротивление качению.
В отношении упрочняющего слоя проблема решается тем, что степень кристалличности вискозной комплексной нити находится в диапазоне от 15% до 40%, и после выдерживания в стандартных условиях среды, определенных стандартом DIN EN ISO 139-1:2005, линейная плотность нити находится в диапазоне ≥150 децитекс <1100 децитекс, а прочность на разрыв находится в диапазоне ≤45 сантиньютон/текс ≤55 сантиньютон/текс.
Создаваемый упрочняющий слой, силовые элементы которого содержат вискозные комплексные нити, обрабатываемые безвредным для окружающей среды образом, является сравнительно тонким. До сих пор в прорезиненных упрочняющих слоях шины приходилось применять сравнительно толстые силовые элементы из вискозной/искусственно-шелковой комплексной нити с высокой линейной плотностью нити, чтобы достичь необходимой для этого применения прочности на разрыв. Насколько удивительна вискозная комплексная нить настоящего изобретения для специалистов в области техники, показывает тот факт, что даже изобретатели не могут объяснить, почему у вискозной комплексной нити настоящего изобретения - сочетающей линейную плотность нити в диапазоне от ≥150 децитекс до <1100 децитекс со степенью кристалличности в диапазоне от 15% до 40% - прочность на разрыв, измеренная по вискозной комплексной нити, находится в диапазоне от ≤45 сантиньютон/текс до ≤55 сантиньютон/текс. Каждая нить комплексной нити предпочтительно имеет круглое поперечное сечение или гранулярное поперечное сечение. Вышеупомянутый упрочняющий слой, содержащий силовые элементы, очень полезен в резиновых технических изделиях, особенно в (пневматических) шинах транспортного средства.
В частности, безвредный для окружающей среды упрочняющий слой настоящего изобретения имеет сопротивление разрушению, прочность на разрыв, модуль упругости, сопротивление усталости и удлинение при разрыве, которые отвечают требованиям применения, в частности, в шинах транспортного средства.
В контексте настоящего изобретения под термином «кондиционный» следует понимать, что вискозная комплексная нить настоящего изобретения хранится в вышеупомянутых стандартных условиях среды, пока нить не достигнет своей равновесной влажности 13±1 вес. % сообразно со стандартными условиями среды, достигнув тем самым постоянного веса. Для этого требуется кондиционное время ≥16 часов при вышеупомянутых стандартных условиях среды.
Текстильные данные вискозной комплексной нити настоящего изобретения, т.е. линейная плотность нити, сопротивление разрушению, прочность на разрыв и удлинение при разрыве, измеряются в соответствии со стандартом DIN EN ISO 2062:2009 в вышеописанном кондиционном состоянии при следующих условиях:
- ПСР-динамометр с пневматическими зажимами [ПСР: постоянная скорость растяжения образца],
- тестирование комплексных нитей с начальной круткой 100 в/м (в/м = витков/метр),
- зажимная длина образцов: 500 мм,
- скорость растяжения: 500 мм/мин (100%/мин).
Условия кондиционирования и тестирования, изложенные в вышеупомянутых стандартах, сравнимы с соответственным стандартом промышленности искусственных волокон (BISFA «Методы тестирования вискозных, купро, ацетатных, триацетатных и лиоцеллевых комплексных нитей», издание 2007 г.) и с соответствующими международными стандартами (DIN EN ISO 6062, DIN EN 139, ASTM D885, ASTM D1776).
Степень кристалличности вискозной комплексной нити настоящего изобретения измеряется путем широкоугольного рассеяния рентгеновских лучей (WAXS), как описано у авторов Hermans, P.H., Weidinger, A., в журнале «Textil Research Journal» 31 (1961) 558-571, где максимальная оценочная погрешность для определяемых величин составляет ±1,5% единиц.
В одном предпочтительном варианте осуществления степень кристалличности вискозной комплексной нити находится в диапазоне от 20% до 35%, линейная плотность нити в диапазоне от ≥170 децитекс до <900 децитекс, предпочтительно в диапазоне от ≥170 децитекс до <850 децитекс, а прочность на разрыв находится в диапазоне от ≥45 сантиньютон/текс до ≤55 сантиньютон/текс.
В особенно предпочтительном варианте осуществления степень кристалличности вискозной комплексной нити находится в диапазоне от 24% до 30%, линейная плотность нити находится в диапазоне от ≥200 децитекс до ≤840 децитекс, предпочтительно в диапазоне от ≥200 децитекс до ≤820 децитекс, а прочность на разрыв находится в диапазоне от ≤48 сантиньютон/текс до ≤53 сантиньютон/текс.

В одном предпочтительном варианте осуществления ширина кристаллита вискозной комплексной нити находится в диапазоне от 2,5 нм до 5,0 нм, более предпочтительно в диапазоне от 3,0 нм до 4,5 нм, а высота кристаллита находится в диапазоне от 9,0 нм до 13,0 нм, более предпочтительно в диапазоне от 10 нм до 12 нм. Ширина кристаллита определяется по отражению кристаллографической плоскости L(1-10), тогда как высота кристаллита определяется по отражению кристаллографической плоскости L(004). Высокопрочные целлюлозные волокна, выпрядаемые из модифицированных формальдегидом вискоз/коагуляционных ванн, и, соответственно, лучше растягиваемые, демонстрируют явно более крупные отражения L(004). Например, корденка EHM, изделие, которое больше не выпускают, демонстрировало высоту кристаллита 15,0 нм. [M.G. Northolt, H. Berstoel, H. Maatman, R. Huisman, J. Veurink, H. Elzterman, «Polymer», 2001, 42, 8249-8264].
4
4
В одном предпочтительном варианте осуществления двупреломление Δn·10вискозной комплексной нити находится в диапазоне от 300 до 450, более предпочтительно в диапазоне от 330 до 420. Двупреломление Δn измеряется с использованием интерференционного микроскопа [J. Lenz, J. Schurz, D. Eichinger, «Lenzinger Berichte» 1994, 9, стр. 21; P.H. Hermans, «Вклад в физику целлюлозных волокон», глава 7, изд. «Эльзевир», Амстердам, Нью-Йорк, 1946]. Для сравнения, двупреломление Δn·10 вискозной комплексной нити по US 3388117, изготовляемой с использованием формальдегида, находится в диапазоне от >530 до 576 и, таким образом, является определенно более высоким.
Для улучшения сопротивления усталости пневматической шины транспортного средства выгодно использовать упрочняющий слой настоящего изобретения в качестве каркасного слоя, когда линейная плотность волокна вискозной комплексной нити находится в диапазоне от 1,2 до 4,0 децитекс, предпочтительно от 2,4 до 3,0 децитекс.
В одном предпочтительном варианте осуществления удлинение при разрыве вискозной комплексной нити находится в диапазоне от ≥5% до ≤20%, предпочтительно от ≥6% до ≤15%. Пневматическая шина транспортного средства, включающая такой упрочняющий слой в качестве каркасного слоя, лучше сопротивляется усталости, даже в таких экстремальных условиях, как соприкосновение с бордюрным камнем.
Вискозная комплексная нить представляет собой комплексную нить искусственного шелка.
Выгодно, когда силовым элементом является текстильный корд, состоящий по меньшей мере из двух скрученных друг с другом вискозных комплексных нитей, предпочтительно расположенных в упрочняющем слое с плотностью от 120 нитей на 1 дм до 280 нитей на 1 дм.
«Нитей на 1 дм» означает число нитей основы на один дециметр и описывает плотность корда в упрочняющем слое.
Выгодно, когда крутка вискозных комплексных нитей содержит от 250 витков на метр до 650 витков на метр, и когда концевая крутка текстильного корда содержит от 250 витков на метр до 650 витков на метр. Крутка комплексных нитей может быть S- или Z-направленной, тогда как направление концевой крутки противоположно направлению крутки для комплексных нитей.
Выяснилось, что особенно выгодно использовать упрочняющие слои с текстильными кордами, выполненными из вискозной комплексной нити со структурой 620 децитекс × 2 при плотности 190 нитей на 1 дм или со структурой 780 децитекс × 2 при плотности 160 нитей на 1 дм, при этом линейная плотность волокна в обоих случаях должна составлять от 1,2 до 4,0 децитекс, предпочтительно от 2,4 до 3,0 децитекс. Текстильные корды очень тонкие и обладают очень высоким уровнем усталостной прочности.
Удивительно, но вискозную комплексную нить можно получить, если процесс, описанный в примере 2 документа GB 685631, модифицировать несколькими техническими признаками, как описано ниже. Согласно настоящему изобретению, формальдегид не используется ни на одной из стадий процесса.
- Вместо хлопковых очесов использовалась хвойная или лиственная древесина (древесина твердой или мягкой породы).
- Вискоза смешивается с модификаторами для вискозы (например, амин этоксилатами, такими как амины этоксилированной жирной кислоты, или полиэтиленгликолями, такими как ПЭГ 1500) в концентрации от 0,01 до 1,0 вес. % исходя из веса вискозы до прядения.
- Используемые фильеры содержат отверстие диаметром <100 мкм, предпочтительно от 40 до 80 мкм.
- Скорость прядения на первом снимающем вале составляет менее 50 м/мин и предпочтительно находится в диапазоне от 10 до 40 м/мин.
- Нить переносится с фильеры в коагуляционную ванну через прядильную трубку, причем переносу нити в прядильную трубку способствует ток коагуляционной ванны, проходящий в направлении приема волокна.
- Концентрация серной кислоты в коагуляционной ванне составляет более 15 г/литр и предпочтительно находится в диапазоне от 20 до 120 г/литр.
коагуляционной ванны
- Сульфат натрия и сульфат цинка добавляются в коагуляционную ванну, предпочтительно в концентрации от 25 до 250 г/литр.
- Температура коагуляционной ванны составляет более 30°C, но менее 100°C и предпочтительно находится в диапазоне от 40 до 95°C.
закрепляющей ванны,
- Следующая за ней закрепляющая ванна включает серную кислоту, предпочтительно в концентрации от 20 до 120 г/литр а также служит ванной распада для ксантогената целлюлозы.
- Пряжа (нити) растягивается более чем на 175%, вытяжка предпочтительно находится в диапазоне от 180 до 220%.
- Вискозную комплексную нить настоящего изобретения предпочтительно получают в ходе двушагового процесса, при котором на первом шаге нить прядется и навивается, а на втором шаге навитая нить разматывается и промывается.
Приводимая ниже таблица 1 дает общее представление о вискозных комплексных нитях, используемых в слое с силовым элементом настоящего изобретения, причем линейная плотность нити в кондиционированном состоянии составляет от 204 децитекс до 1013 децитекс. Вискозные комплексные нити были получены при помощи вышеперечисленных модификаций процесса изготовления, описанного в примере 2 документа GB 685631, и кондиционированы согласно стандартным условиям среды DIN EN ISO 139-1:2005, т.е. при температуре 20,0°C и относительной влажности 65%, а текстильные данные - линейная плотность нити, предел прочности на разрыв, прочность на разрыв и удлинение при разрыве - были измерены в кондиционированном состоянии в соответствии со стандартом DIN EN ISO 2062:2009 при уже описанных условиях. В DIN EN ISO 2062:2009 прочность на разрыв называется тониновым удельным пределом прочности на разрыв, а удлинение при разрыве называется максимальное растягивающее усилие.
4
Таблица 1 далее включает значения степени кристалличности для некоторых иллюстративных вискозных комплексных нитей, определенные при помощи широкоугольного рассеяния рентгеновских лучей (WAXS), значения ширины кристаллита, определенные по отражению кристаллографической плоскости L(1-10), и значения высоты кристаллита, определенные по отражению кристаллографической плоскости L(004), и значение двупреломления Δn·10, измеренное при помощи интерференционной микроскопии.
Таблица 1
Пример/Параметр
1
2
3
4
5
6
7
линейная плотность нити [децитекс]
204
425
640
643
801
815
1013
число нитей
120
270
240
400
300
300
380
Максимальное растягивающее усилие [Н]
9,2
19,9
32,1
31,3
41,0
42,3
51,9
прочность на разрыв[сантиньютон/текс]
45,0
46,8
50,2
48,6
51,2
52,0
51,4
удлинение при разрыве [%]
6,1
7,7
9,2
8,5
9,7
9,2
10,1
степень кристалличности [%]
-
-
26,5
-
-
26,1
-
ширина кристаллита[нм]
-
-
3,8
-
-
3,7
-
высота кристаллита [нм]
-
-
11,3
-
-
11,0
-
двупреломление[Δn·10<sup>4</sup>]
-
-
-
-
-
390
-
Как уже упоминалось, прочность на разрыв отобранного количества отдельных нитей, взятых из комплексной нити, больше прочности на разрыв, измеренной по комплексной нити. Если произвольно выбрать 20 отдельных нитей вискозной комплексной нити из примера 3, кондиционировать их и затем каждую из 20 отдельных нитей измерить, как описывалось для вискозной комплексной нити, выведя для 20 отдельных нитей среднее значение, получится прочность на разрыв 60,4 сантиньютон/текс и удлинение при разрыве 11,8%. Поэтому прочность на разрыв и удлинение при разрыве, измеренные по кондиционным отдельным нитям, выше на 20% и 28%, соответственно, по сравнению с соответствующими значениями, измеренными по вискозной комплексной нити из примера 3.
Явное повышение показателей прочности на разрыв фиксируется при тестировании нити после сушки в печи, т.е. после ≥2 часового высушивания вискозной комплексной нити при 105°C и применении вышеописанных настроек к динамометру. В приводимой ниже Таблице 2 показана разница текстильных данных для одной и той же примерной нити, полученных в выдержанном состоянии (DIN EN ISO 139-1:2005) и, соответственно, после сушки в печи:
Таблица 2
Условия тестирования/измеренные параметры
Кондиционирование >16 ч при 20°C и относительной влажности 65%
Высушивание в печи(2 ч при 105°C)
линейная плотность нити [децитекс]
646
560
число нитей
240
240
максимальное растягивающее усилие [Н]
32,2
36,0
прочность на разрыв [сантиньютон/текс]
49,8
63,0
удлинение при разрыве [%]
8,6
8,2
Как уже упоминалось, линейная плотность нити вискозной комплексной нити настоящего изобретения находится в диапазоне ≥150 децитекс <1100 децитекс, предпочтительно ≥170 децитекс <850 децитекс и более предпочтительно ≥200 децитекс <820 децитекс.
В дополнительном предпочтительном варианте осуществления линейная плотность нити вискозных комплексных нитей настоящего изобретения находится в диапазоне ≥150 децитекс <1100 децитекс, или линейная плотность нити находится в диапазоне ≥170 децитекс <850 децитекс, или линейная плотность нити находится в диапазоне ≥200 децитекс <820 децитекс и включает нити с линейной плотностью волокна от 1,2 до 4,0 децитекс или более предпочтительно от 2,4 до 3,0 децитекс. В результате, такие вискозные комплексные нити настоящего изобретения не просто полезны для изготовления тонких кордов, но также дают корды с очень высоким сопротивлением усталости. Одним примером таких нитей является высокопрочная вискозная комплексная нить настоящего изобретения, линейная плотность нити которой в кондиционированном состоянии составляет 800 децитекс при 300 нитях (искусственный шелк 800 децитекс 300 н).
Вискозную комплексную нить преобразуют в тканое полотно, пригодное для каландрирования, которое осуществляется при помощи известных специалисту шагов:
- кручения комплексной(-ых) нити(-ей), чтобы получить желаемую структуру силового элемента,
- изготовления тканого полотна, включающего желаемый силовой элемент,
- активирования тканого полотна для сцепления с резиной, например посредством пропитывания латексом, содержащим резорцино-формальдегидную смолу (RFL).
Помимо этого, свойства или состав целлюлозных волокон не подвергаются никаким ограничениям. Вискозная комплексная нить может соответственным образом перерабатываться как таковая или в виде коротко нарезанного штапельного волокна в силовой элемент, в тканое или трикотажное полотно. Также возможно использовать силовой элемент, включающий вискозную комплексную нить, непосредственно при изготовлении шины.
Изобретение решается в отношении пневматической шины транспортного средства, когда последняя содержит прорезиненный упрочняющий слой, как описано выше.
В частности, упрочняющий слой здесь является каркасом, и/или брекером, и/или усилителем борта покрышки.
В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения упрочняющий слой используется в виде каркасного слоя для пневматических шин легкового автомобиля. Упрочняющий слой представляет собой прорезиненное тканое полотно и содержит, в качестве силовых элементов, текстильные корды, выполненные из двух скрученных друг с другом искусственно-шелковых комплексных нитей переплетения 620 децитекс × 2 с плотностью 190 нитей на 1 дм. Крутка каждой из комплексных нитей содержит 600 витков на метр, а концевая крутка данного текстильного корда содержит 600 витков на метр в противоположном направлении вращения. Линейная плотность волокна нитей каждой нити составляет 2,4 децитекс. Сопротивление разрушению любой из искусственно-шелковых комплексных нитей находится в диапазоне ≥45 сантиньютон/текс ≤53 сантиньютон/текс. Степень кристалличности вискозной комплексной нити находится в диапазоне от 15% до 40%. Удлинение при разрыве каждой искусственно-шелковой комплексной нити находится в диапазоне ≥6% ≤15%. Каждый искусственно-шелковый корд имеет диаметр 0,42 мм, дающий прорезиненному упрочняющему слою толщину 0,7 мм.
В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения упрочняющий слой тоже используется в качестве каркасного слоя для пневматических шин легкового автомобиля. Упрочняющий слой представляет собой прорезиненное тканое полотно, которое в качестве силовых элементов содержит текстильные корды, выполненные из двух скрученных друг с другом искусственно-шелковых комплексных нитей переплетения 780 децитекс × 2 с плотностью 160 нитей на 1 дм. Крутка каждой из комплексных нитей содержит 550 витков на метр, а концевая крутка данного текстильного корда содержит 550 витков на метр в противоположном направлении вращения. Линейная плотность волокна нитей каждой нити составляет 3,0 децитекс. Сопротивление разрушению любой искусственно-шелковой комплексной нити находится в диапазоне ≥45 сантиньютон/текс ≤ 53 сантиньютон/текс. Степень кристалличности вискозной комплексной нити находится в диапазоне от 15% до 40%. Удлинение при разрыве каждой искусственно-шелковой комплексной нити находится в диапазоне ≥6% ≤15%. Каждый искусственно-шелковый корд имеет диаметр 0,47 мм, дающий прорезиненному упрочняющему слою толщину 0,75 мм.
Приводимая ниже таблица 3 дает общее представление о параметрах искусственно-шелковых текстильных кордов определенного переплетения.
Таблица 3
Пример/Параметр
1
2
3
материал
искусственный шелк
искусственный шелк
искусственный шелк
структура корда
1840 децитекс × 2
620 децитекс × 2
780 децитекс × 2
линейная плотность корда [децитекс] (высушивание в печи)
3900
1300
1620
число нитей
1000
240
300
прочность на разрыв [сантиньютон/текс]
46,2
50,8
53,7
сопротивление разрушению [Н] (высушивание в печи)
180
66
87
удлинение при разрыве [%]
12
10
11
витки [витки на метр]
420
600
550
диаметр [мм]
0,72
0,42
0,47
На диаграмме 1 показаны кривые «сила-удлинение» для искусственно-шелковых текстильных кордов, описанных в Таблице 3.
На диаграмме 2 показаны кривые «сила-удлинение» для трех непрорезиненных тканых полотен в H/дм, каждое из которых включает один из текстильных кордов, описанных в Таблице 4. «e» в подписи означает количество нитей на 1 дм.
Замеры силы и удлинения производились в соответствии со стандартом ASTM D885.
Приводимая ниже таблица 4 дает общее представление о пневматической шине легкового автомобиля, которая в качестве каркаса включает тканое полотно с искусственно-шелковыми текстильными кордами определенной структуры и с определенным количеством нитей на 1 дм, а также о сопротивлении качению, которого достигает шина.
Таблица 4
Пример/Параметр
1
2
3
материал
искусственный шелк
искусственный шелк
искусственный шелк
структура
1840 децитекс × 2
620 децитекс × 2
780 децитекс × 2
плотность корда [нити на 1 дм]
92
190
160
сопротивление качению [%]
100
101,4
101,7
100%-ное сопротивление качению соответствует эталону. Сопротивление качению >100% указывает на сниженное (улучшенное) сопротивления качению, а сопротивление качению <100% указывает на повышенное (ухудшенное) сопротивление качению.
Очевидно, что тонкие корды, выполненные из искусственно-шелковых комплексных нитей, обладают улучшенным сопротивлением качению, несмотря на более высокую плотность корда. Искусственно-шелковые комплексные корды безвредны для окружающей среды, потому что вискозу можно получать из возобновляемого сырья и перерабатывать/обрабатывать безвредным для окружающей среды образом.