ВЫСОКОМОДУЛЬНЫЕ ОДИНОЧНЫЕ КРУЧЕНЫЕ НИТИ ИЗ НЕЙЛОНА 6,6 Российский патент 2020 года по МПК D02G3/48 D01F6/60 

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)

Изобретение относится к области производства высокомодульной одиночной крученой нити из нейлона 6,6 в качестве армирования в пневматических шинах и резинотехнических изделиях. Пропитанная и термофиксированная одиночная нить или крученая прядь из полиамида 6,6 изготовлена из высокомодульных исходных нитей полиамида 6,6, имеющих значения растягивающего усилия при 4%-ном удлинении больше чем 1,3 сН/децитекс, причем исходные нити растянуты более чем на 5% и менее чем на 12% в диапазоне температур 230-250ºС. Изобретение обеспечивает создание одиночных крученых нитей, имеющих высокое значение модуля, для армирования в пневматических шинах и резинотехнических изделиях. Минимальная термоусадка упомянутых кордов составляет 4%, а максимальная термоусадка составляет 7%. 4 з.п. ф-лы.

1. Пропитанная и термофиксированная одиночная крученая нить или крученая прядь из полиамида 6,6, которая изготовлена из высокомодульных исходных нитей из полиамида 6,6, имеющих значение растягивающего усилия при 4%-ном удлинении больше, чем 1,30 сН/децитекс, определяемое с помощью динамометра в соответствии со стандартом ASTM D885(2016), причем упомянутые исходные нити из полиамида 6,6 растянуты более чем на 5% и менее чем на 12% в диапазоне температур 230-250°C, таким образом, что упомянутая одиночная крученая нить имеет:

- напряжение растяжения при 4%-ном удлинении, определяемое с помощью динамометра в соответствии со стандартом ASTM D885(2016), которое является более высоким, чем 2,0 сН/децитекс, и более низким, чем 2,8 сН/децитекс, и

- термоусадку, определяемую при 177°C под предварительным натяжением 0,045 г/децитекс при времени выдержки 2 мин, которая является более высокой, чем 4,0%, и более низкой, чем 7,0%.

2. Нить по п. 1, в которой значение напряжения при 4%-ном удлинении исходной нити из полиамида 6,6 предпочтительно является более высоким, чем 1,35 сН/децитекс, и более низким, чем 1,50 сН/децитекс.

3. Нить по п. 1, имеющая термоусадку предпочтительно от 5,0 до 6,5%.

4. Нить по п. 1, имеющая толщину минимум 300 децитекс и максимум 4000 децитекс.

5. Нить по п. 1, имеющая коэффициент крутки минимум 30 и максимум 50, предпочтительно от 35 до 45, вычисляемый в соответствии со следующей формулой:

коэффициент крутки = (t/m × SQRT (текс/1000)),

где t/m представляет собой количество оборотов на метр.