ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ РАДИАЛЬНАЯ ШИНА Российский патент 2017 года по МПК B60C9/22 B60C9/18 B60C1/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к пневматической радиальной шине, которая обладает долговечностью при высоких скоростях и характеризуется малым образованием вмятин/плоских участков и которая имеет усилительный слой экранирующего слоя, выполненный из полиэтилентерефталата.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известно, что армирующие материалы, которые размещают под малым углом относительно экваториальной плоскости (наматывают по спирали) на брекерном комплекте, в особенности обеспечивают улучшение эксплуатационных характеристик радиальных шин при высоких скоростях. Использование полимерных кордов (кордов из нейлона 6,6, полиэтилентерефталата, гибридных кордов из арамида/нейлона и т.д.) в качестве усилителя экранирующего слоя за счет намотки на брекерный комплект по спирали в виде лент применялось в течение многих лет рядом компаний для повышения долговечности при высоких скоростях и улучшения общей характеристики управляемости, обеспечиваемой пневматическими радиальными шинами. Указанные ленты с кордами получают посредством разрезания каландрированной (прорезиненной) кордной ткани на ленты или обрезинивания параллельных отдельных кордов на определенной ширине во время процесса экструзии.

Цель использования усилителя экранирующего слоя состоит в повышении долговечности шины при высоких скоростях за счет избежания отделения слоя брекера, которое вызывается центробежной силой, возникающей в брекерном комплекте при высоких скоростях. В частности, усилие сопротивления отделению края брекера, демонстрируемая шиной, имеет очень важное значение для долговечности при высоких скоростях.

В том случае, когда нейлон используется в качестве материала усилителя экранирующего слоя, имеются два существенных недостатка. Первым недостатком является безусловная необходимость использования более одного слоя вследствие его низкого модуля упругости. Кроме того, вторым недостатком является временная геометрическая деформация (временный плоский участок), возникающая в результате охлаждения шины, нагретой при высокой скорости, при парковке, поскольку температура стеклования полимера является низкой.

В патенте США № 7584774 раскрыто применение корда из полиэтилентерефталата с высоким модулем упругости в качестве материала усилителя экранирующего слоя для повышения долговечности шины при высоких скоростях и уменьшения остроты проблемы временной геометрической деформации (плоских участков). В данном варианте осуществления предложен касательный модуль упругости корда экранирующего слоя, превышающий 2,5 мН/дтекс⋅% при 160°С под нагрузкой 29,4 Н. По этой причине предложено, чтобы расширение в технологическом процессе составляло максимум 2% для избежания образования тугонатянутого корда, который может прорезать резиновое покрытие брекера.

Для повышения долговечности шины при высоких скоростях армирующие корды экранирующего слоя, расположенные на брекерном комплекте, должны противодействовать увеличению размера шины, которое может происходить под действием центробежной силы при высокой скорости.

Указанное сопротивление увеличению размера шины, создаваемое армирующими кордами экранирующего слоя, обеспечивается совокупностью

А. силы/напряжения (остаточного натяжения в холодном состоянии), возникающей (-го) в армирующих кордах экранирующего слоя после процесса вулканизации,

В. силы, возникающей при термической усадке вследствие увеличивающейся температуры брекерной зоны из-за высокой скорости,

С. модуля упругости корда при указанной температуре.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задача настоящего изобретения состоит в разработке пневматической радиальной шины, в которой давление на брекерный комплект увеличивается при высокой скорости и температуре за счет увеличения силы, возникающей при термической усадке кордов экранирующего слоя.

Для решения данной задачи предлагается использовать полиэтилентерефталат с более низким модулем упругости вместо полиэтилентерефталата с высоким модулем упругости, как в патенте США № 7584774. Тем не менее, эффективность данного корда из полиэтилентерефталата увеличивается за счет увеличения силы, возникающей при его термической усадке. Модуль упругости корда из полиэтилентерефталата уменьшается в зависимости от увеличивающейся температуры при высокой скорости, в то время как сила, возникающая при его термической усадке, увеличивается. Это увеличение в полиэтилентерефталате, имеющемся в пневматической радиальной шине по изобретению, значительно выше по сравнению с соответствующей характеристикой по предшествующему уровню техники (патент США № 7584774).

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

«Пневматическая радиальная шина», разработанная для решения задач настоящего изобретения, проиллюстрирована на прилагаемых чертежах, на которых:

фиг. 1 представляет собой кривую «нагрузка - относительное удлинение» для корда из полиэтилентерефталата при 160°С.

Фиг. 2 представляет собой сечение пневматической радиальной шины согласно изобретению.

Каждому из компонентов, показанных на чертежах, присвоены следующие ссылочные позиции:

1 - Пневматическая радиальная шина

2 - Бортовое кольцо шины

3 - Каркас

4 - Протектор

5 - Брекер

6 - Усилительный слой экранирующего слоя

7 - Слой для усиления края брекера (экранирующий слой, экранирующая лента)

Пневматическая радиальная шина (1) согласно изобретению имеет усилительные ленты экранирующего слоя, которые образованы с низкомодульными кордами из полиэтилентерефталата и которые при их термической усадке создают силу, которая увеличена за счет применения специального процесса термофиксации для повышения долговечности при высоких скоростях.

Указанный процесс термофиксации, который представляет собой термообработку, включает релаксацию корда из полиэтилентерефталата на 1-3% при 220-240°С и последующую холодную вытяжку на 1-5% при 140-200°С. Данный процесс обеспечивает поддержание модуля упругости корда в интервале между заданными значениями (в диапазоне 2,0-2,5 мН/дтекс⋅% при 160°С), и он обеспечивает увеличение силы, создаваемой при термической усадке, до значений выше 2,0 мН/дтекс при 177°С. В процессе термофиксации корды из полиэтилентерефталата также подвергают обработке путем погружения в раствор резорцинформальдегидной смолы (RFL) и обеспечивают их адгезионное сцепление с резиной в шине. Полиэтилентерефталат, температура стеклования которого выше температуры стеклования нейлона 6,6, обеспечивает меньшее образование плоских участков в шине по сравнению с нейлоном 6,6.

Корды из полиэтилентерефталата, образующие усилительные ленты, используемые в пневматической радиальной шине (1) по изобретению, имеют значение секущего модуля в диапазоне 2,0-2,5 мН/дтекс⋅% при относительном удлинении 3-5% при 160°С. Другими словами, указанные значения характеризуют наклон линии (для относительного удлинения, составляющего 1%), соединяющей точки А и В на фиг. 1. Значение секущего модуля рассчитывают следующим образом:

Секущий модуль=(%5 LASE-%3 LASE)/(линейная плотность корда)⋅(5-3),

при этом

LASE: нагрузка при определенном относительном удлинении (мН)

Линейная плотность корда представляет собой выраженную в граммах массу нитей корда с длиной 10000 м (дтекс).

Диапазон (5-3) величин относительного удлинения представляет собой выраженную в % величину относительного удлинения.

В пневматической радиальной шине (1) согласно изобретению сила, создаваемая при термической усадке, увеличена до значений, превышающих 2,0 мН/дтекс при 177°С, для увеличения давления корда на брекерный комплект при высокой скорости и температуре. Модуль, превышающий 2,5 мН/дтекс⋅%, может привести к чрезмерно натянутым кордам во время процесса изготовления шины. Поскольку модуль, составляющий менее 2,0 мН/дтекс⋅%, также приведет к уменьшению силы, создаваемой при термической усадке, он не может обеспечить достаточное давление на брекерный комплект. Поскольку сила, создаваемая при термической усадке, будет увеличиваться в зависимости от температуры, минимальное значение 2,0 мН/дтекс при 177°С будет положительно влиять на (компенсировать) модуль корда, уменьшающийся при высокой температуре, и это будет способствовать созданию достаточного давления, действующего на брекерный комплект.

Армирующие корды экранирующего слоя могут быть намотаны на брекерный комплект в виде одинарного или двойного корда, а также они могут быть намотаны в виде лент, ширина которых изменяется от 5 мм до 30 мм, предпочтительно от 8 мм до 15 мм. Указанные ленты могут применяться в виде обрезиненных (каландрированных) или готовых к использованию без покрытия резиной.

Число кордов, имеющихся на ширине лент, составляющей 10 мм, может варьироваться от 5 до 20.

Линейные плотности кордов из полиэтилентерефталата в ленте экранирующего слоя могут варьироваться от 300 до 6000 дтекс, предпочтительно от 800 до 3500 дтекс. Степень крутки кордов из полиэтилентерефталата в ленте экранирующего слоя может варьироваться от 100 до 800 кручений на метр, предпочтительно от 200 до 400 кручений на метр.

В пневматической радиальной шине (1) по изобретению значение секущего модуля корда при 160°С является более низким по отношению к обычным вариантам осуществления. Однако указанное отличие секущего модуля компенсируется большой силой, создаваемой при термической усадке. Армирующий корд экранирующего слоя, выполненный из полиэтилентерефталата и используемый в пневматической радиальной шине (1) по изобретению, имеет секущий модуль, составляющий менее 2,5 мН/дтекс⋅% при 160°С при относительных удлинениях от 3 до 5%, но более 2,0 мН/дтекс⋅%. Кроме того, сила, создаваемая при термической усадке и измеряемая при 177°С в соответствии с ASTM D885 (ASTM - Американское общество по испытанию материалов), превышает 2,0 мН/дтекс.

Изобретение относится к автомобильной промышленности. Шина (1) содержит усилительную ленту экранирующего слоя, которая образована из кордов из полиэтилентерефталата, секущий модуль которых составляет от 2,0 до 2,5 мН/дтекс⋅% при 160°С при относительных удлинениях от 3 до 5%; сила которых при термической усадке превышает 2 мН/дтекс при 177°С (в соответствии с ASTM D885) и которые получены их релаксацией на 1-3% при 220-240°С и последующей холодной вытяжкой на 1-5% при 140-200°С. Технический результат - обеспечение долговечности при высоких скоростях и уменьшение временных плоских участков в шине в результате охлаждения во время парковки после движения с высокой скоростью. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Пневматическая радиальная шина (1), отличающаяся тем, что она содержит усилительную ленту экранирующего слоя, которая образована из кордов из полиэтилентерефталата,

- секущий модуль которых составляет от 2,0 до 2,5 мН/дтекс⋅% при 160°С при относительных удлинениях от 3 до 5%;

- сила которых при термической усадке превышает 2 мН/дтекс при 177°С (в соответствии с ASTM D885);

- и которые получены их релаксацией на 1-3% при 220-240°С и последующей холодной вытяжкой на 1-5% при 140-200°С,

для обеспечения долговечности при высоких скоростях и уменьшения временных плоских участков в шине в результате охлаждения во время парковки после движения с высокой скоростью.

2. Пневматическая радиальная шина (1) по п. 1, отличающаяся усилительной лентой экранирующего слоя, которая получена намоткой по спирали одинарных или двойных кордов, или усилительными лентами экранирующего слоя, ширина которых изменяется от 5 до 30 мм.

3. Пневматическая радиальная шина (1) по п. 1 или 2, отличающаяся усилителем экранирующего слоя, в котором число кордов варьируется от 5 до 20 при ширине 10 мм.

4. Пневматическая радиальная шина (1) по п. 1 или 2, отличающаяся усилительной лентой экранирующего слоя, которая имеет корды из полиэтилентерефталата (РЕТ), линейные плотности которых варьируются от 300 до 6000 дтекс.

5. Пневматическая радиальная шина (1) по п. 1 или 2, отличающаяся усилительной лентой экранирующего слоя, которая имеет корды из полиэтилентерефталата (РЕТ), степень крутки кордов которой варьируется от 100 до 800 кручений на метр.

6. Пневматическая радиальная шина (1) по п. 1 или 2, отличающаяся усилительной лентой экранирующего слоя, которая намотана по спирали на стальной брекерный комплект под углом от 0 до 5 градусов относительно экваториальной плоскости для создания усилительного слоя экранирующего слоя.

7. Пневматическая радиальная шина (1) по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что ширина усилительного слоя экранирующего слоя равна ширине слоя брекера, расположенного под ним, или превышает ее.