[001] Изобретение относится к шине для сельскохозяйственного транспортного средства.
[002] Из уровня техники известна шина для сельскохозяйственных транспортных средств, продаваемая под маркой Michelin и принадлежащая к ассортименту AxioBib, причем указанная шина имеет следующие размерные признаки: 710/70R42. Такая шина содержит два борта, каждый из которых содержит по меньшей мере одну кольцевую усиливающую конструкцию и каркасную арматуру, закрепленную в каждом из бортов посредством загиба вокруг кольцевой усиливающей конструкции. Каркасная арматура содержит три каркасных слоя, каждый из которых содержит множество каркасных усиливающих элементов. Каждый каркасный усиливающий элемент содержит узел, состоящий из двух многоволоконных нитей полиэфира, намотанных вместе по спирали вокруг друг друга.
[003] Шину для сельскохозяйственного транспортного средства получают способом, содержащим этап изготовления каждого каркасного слоя, на котором склеенные каркасные усиливающие элементы встроены в полимерную композицию для формирования каждого неотвержденного каркасного слоя.
[004] Благодаря использованию ПЭТ и количеству каркасных слоев такую шину известного уровня техники трудно изготовить из-за ее допускающей улучшение формуемости в неотвержденном состоянии и трех каркасных слоев. В частности, каркасная арматура должна допускать, в силу свойств в неотвержденном состоянии, радиальное расширение и, следовательно, удлинение по окружности шины, с тем, чтобы не допустить радиальных и окружных деформаций, налагаемых на шину во время ее изготовления. Радиальные и окружные деформации прикладываются во время отверждения шины, во время которого шина расширяется в радиальном и окружном направлении, например, путем нагнетания давления в надувную мембрану, чтобы быть прижатой к поверхностям отверждаемой формы. Эти деформации особенно значительны в сельском хозяйстве из-за большой высоты рисунка протектора шины, которую необходимо формовать.
[005] Кроме того, эта же шина предшествующего уровня техники имеет, благодаря использованию ПЭТ, жесткость в повороте, которая является в значительной степени улучшаемой. В частности, эта проблема особенно остро стоит в случае шин для сельскохозяйственных транспортных средств, которые в процессе эксплуатации накачиваются слабо, с тем чтобы уменьшить уплотнение рыхлого грунта в полевых условиях.
[006] Целью настоящего изобретения является шина для сельскохозяйственного транспортного средства, которая обеспечивает значительную тяговую силу путем:
- улучшения формообразующей способности в неотвержденном состоянии, и
- улучшения жесткости в повороте,
обеспечивая при этом те же характеристики, что и у шины известного уровня техники, а именно прочность шины на разрыв.
[007] Для этого объектом изобретения является шина для сельскохозяйственного транспортного средства, содержащая два борта, каждый из которых имеет по меньшей мере одну кольцевую усиливающую конструкцию и каркасную арматуру, закрепленную в каждом из бортов посредством поворота вокруг кольцевой усиливающей конструкции, причем каркасная арматура содержит по меньшей мере один каркасный слой, содержащий один или более каркасных усиливающих элементов, причем каждый каркасный усиливающий элемент содержит:
- узел, состоящий из двух многоволоконных нитей ароматического полиамида или ароматического сополиамида и одной многоволоконной нити алифатического полиамида, причем нити намотаны вместе по спирали с образованием слоя; или
- узел, состоящий из одной многоволоконной нити ароматического полиамида или ароматического сополиамида и одной многоволоконной нити алифатического полиамида,
причем нити намотаны вместе по спирали одна вокруг другой; или
- сердцевину, состоящую из первой многоволоконной нити алифатического полиамида, и слой, содержащий по меньшей мере две вторые многоволоконные нити ароматического полиамида или ароматического сополиамида, причем вторые нити слоя намотаны вместе по спирали вокруг сердцевины;
при этом шина получена способом, содержащим этап изготовления каждого каркасного слоя, на котором каркасный усиливающий элемент (элементы), склеенный в полимерной композиции, встраивают для формирования каждого неотвержденного каркасного слоя, причем отношение касательного модуля при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 7% удлинении, к секущему модулю при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 1% удлинении, больше или равно 2,00.
[008] Таким образом, использование гибридного каркасного усиливающего элемента, содержащего узел из одной или двух многоволоконных нитей, изготовленных из ароматического полиамида или ароматического сополиамида, и многоволоконной нити, изготовленной из алифатического полиамида, позволит снизить секущий модуль при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем, при 1% удлинении по отношению к силе при разрыве каркасного слоя, по сравнению с силой при разрыве шины предшествующего уровня техники и, таким образом, позволит улучшить формообразование шины в неотвержденном состоянии.
[009] Кроме того, использование этого гибридного каркасного усиливающего элемента позволит иметь касательный модуль при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 7% удлинении, по отношению к силе при разрыве каркасного слоя, которая относительно высока по сравнению с таковой у шины предшествующего уровня техники, тем самым значительно улучшая жесткость в повороте.
[010] Таким образом, выше выбранного значения отношения касательного модуля при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 7% удлинении, к секущему модулю при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 1% удлинении, гибридный каркасный слой шины согласно изобретению улучшит ее формообразование в неотвержденном состоянии и ее жесткость в повороте по сравнению с шиной известного уровня техники, обеспечивая при этом те же характеристики, что и последняя, а именно прочность на разрыв шины.
[011] На фиг. 1 показана кривая сила-удлинение неотвержденных каркасных слоев, содержащих каркасные усиливающие элементы шины известного уровня техники, и неотвержденных каркасных слоев усиливающих элементов шины согласно изобретению. Эта кривая отражает то, что происходит с сельскохозяйственной шиной во время ее формообразования, когда каркасный слой находится под низкой нагрузкой, т. е. подвержен небольшим деформациям, и когда она находится под наибольшей растягивающей нагрузкой каркасного слоя, когда шина движется, т. е. имеет значительное удлинение. Одним из результатов применения гибридного усиливающего элемента, содержащего узел моноволокна из ароматического полиамида или ароматического сополиамида и моноволокна из алифатического полиамида, является получение бимодульной кривой, то есть такой, которая имеет относительно низкий модуль при малых деформациях и относительно высокий модуль при больших деформациях. В частности, неотвержденный каркасный слой имеет относительно низкий модуль при малых деформациях, в этом случае контролируемый модулем нити алифатического полиамида, что обеспечивает хорошую форму шины. Кроме того, неотвержденный каркасный слой обладает относительно высоким модулем при больших деформациях, в этом случае контролируемых модулем нити (нитей) ароматического полиамида или ароматического сополиамида, что позволяет улучшить жесткость в повороте шины при высоких нагрузках.
[012] Следует напомнить, что, как хорошо известно, волокно, изготовленное из ароматического полиамида или ароматического сополиамида, представляет собой волокно линейных макромолекул, образованных из ароматических групп, удерживаемых вместе амидными связями, по меньшей мере 85% из которых непосредственно связаны с двумя ароматическими ядрами, и, более конкретно, поли(п-фенилентерефталамид) (или PPTA) волокна, которые были изготовлены в течение очень длительного времени из оптически анизотропных прядильных композиций. Среди ароматических полиамидов или ароматических сополиамидов можно упомянуть полиариламиды (или PAA, в частности известные под торговым названием Ixef компании Solvay), поли(метаксилиленадипамид), полифталамиды (или PPA, в частности известные под торговым названием Amodel компании Solvay), аморфные полуароматические полиамиды (или PA 6-3T, в частности известные под торговым названием Trogamid компании Evonik), метаарамиды (или поли(метафениленизофталамид) или PA MPD-I, в частности известные под торговым названием Nomex компании Du Pont de Nemours) или параарамиды (или поли(парафенилентерефталамид) или PA PPD-T, в частности известные под торговым названием Kevlar компании Du Pont de Nemours или торговым названием Twaron компании Teijin).
[013] Под волокном, изготовленным из алифатического полиамида, понимают волокно линейных макромолекул полимеров или сополимеров, содержащих амидные функции, которые не имеют ароматических колец и могут быть синтезированы путем поликонденсации между карбоновой кислотой и амином. Среди алифатических полиамидов можно упомянуть нейлоны PA4.6, PA6, PA6.6 или PA6.10, и в частности Zytel от компании DuPont, Technyl от компании Solvay или Rilsamid от компании Arkema.
[014] Усиливающий элемент в естественном состоянии представляет собой элемент, в котором составляющий материал(ы) усиливающего элемента изготовлен без какого-либо покрытия, имеющего адгезионную функцию, покрывающего этот материал или эти материалы. Таким образом, усиливающий элемент в естественном состоянии может быть непокрытым, что означает, что составляющий материал(ы) усиливающего элемента не покрыт каким-либо покрытием или возможно обработан по размеру, то есть покрыт композицией для задания размера, имеющей, в частности, функции облегчения скольжения составляющего материала(ов) усиливающего элемента во время его изготовления и предотвращения накопления электростатических зарядов.
[015] Под склеенным каркасным усиливающим элементом понимается то, что во время изготовления каркасного усиливающего элемента узел, состоящий из составляющих многоволоконных нитей каркасного усиливающего элемента, покрыт покрытием, имеющим функцию склеивания.
[016] Таким образом, в первом варианте осуществления многоволоконные нити собраны так, чтобы образовывать каркасный усиливающий элемент в естественном состоянии, каркасный усиливающий волоконный элемент в естественном состоянии покрыт внешним слоем термически сшиваемой адгезивной композиции, а каркасный усиливающий элемент в естественном состоянии, покрытый внешним слоем, термически обработан так, чтобы сшивать адгезивную композицию для получения склеенного каркасного усиливающего элемента.
[017] Во втором варианте осуществления изобретения каркасный усиливающий элемент в естественном состоянии покрыт промежуточным слоем первой термически сшиваемой адгезивной композиции, каркасный усиливающий элемент в естественном состоянии, покрытый промежуточным слоем, термически обработан так, чтобы сшивать первую адгезивную композицию для получения предварительно склеенного каркасного усиливающего элемента, предварительно склеенный каркасный усиливающий элемент покрыт внешним слоем второй термически сшиваемой адгезивной композиции, а предварительно склеенный каркасный усиливающий элемент, покрытый внешним слоем, термически обработан так, чтобы сшивать вторую адгезивную композицию для получения склеенного каркасного усиливающего элемента.
[018] В предпочтительном варианте осуществления изобретения это покрытие представляет собой адгезивную композицию. Такая адгезивная композиция относится, например, к типу RFL (резорцинол-формальдегид-латекс).
[019] Под неотвержденным каркасным слоем понимается композит, образованный, когда склеенный каркасный усиливающий элемент(ы) встроен в полимерную композицию. Другими словами, именно композит перед формованием шины образует каркасный слой, и в нем полимерная композиция еще не была сшита.
[020] Под полимерной композицией понимается композиция, содержащая по меньшей мере один эластомер, предпочтительно диеновый эластомер, например, натуральный каучук, и усиливающий наполнитель, например, сажу и/или диоксид кремния, и сшивающую систему, например, вулканизирующую систему, предпочтительно содержащую серу.
[021] Под секущим модулем при эквивалентной силе, развиваемой неотвержденным слоем при 1% удлинении, понимается градиент прямой линии, соединяющей начало кривой сила-удлинение, полученной в условиях стандарта ASTM D 885/D 885M - 10а от 2014 года в точке 1% абсциссы этой же кривой, который возникает сразу после стандартного предварительного растяжения 0,5 сН/текс на усиливающем элементе. В случае склеенного усиливающего текстильного волоконного элемента секущий модуль измеряют непосредственно перед этапом встраивания каркасного усиливающего текстильного волоконного элемента в каркасный слой, то есть без какого-либо другого этапа, который изменяет свойства секущего модуля, имевшего место между его окончательным этапом термообработки и этапом встраивания. Таким образом, секущий модуль, измеренный перед этапом изготовления каркасного слоя, измеряется после одного или более этапов покрытия усиливающего текстильного волоконного элемента в естественном состоянии одним или более слоями одной или более сшиваемых адгезивных композиций и после одного или более этапов термической обработки усиливающего текстильного волоконного элемента в естественном состоянии, покрытого одним или более слоями, чтобы сшивать адгезивную композицию(и) для получения склеенного усиливающего текстильного волоконного элемента.
[022] Под касательным модулем при эквивалентной силе, развиваемой неотвержденным слоем при 7% удлинении, понимается касательный модуль, который является результатом вычисления производной кривой сила-удлинение, полученной из кривой сила-удлинение, полученной путем применения стандарта ASTM D 885/D 885M - 10а от 2014 года при 7% удлинении. В случае склеенного усиливающего текстильного волоконного элемента касательный модуль измеряют непосредственно перед этапом встраивания каркасного усиливающего текстильного волоконного элемента в каркасный слой, то есть без какого-либо другого этапа, который изменяет свойства касательного модуля, имевшего место между его окончательным этапом термообработки и этапом встраивания. Таким образом, касательный модуль, измеренный перед этапом изготовления каркасного слоя, измеряется после одного или более этапов покрытия усиливающего текстильного волоконного элемента в естественном состоянии одним или более слоями одной или более сшиваемых адгезивных композиций и после одного или более этапов термической обработки усиливающего текстильного волоконного элемента в естественном состоянии, покрытого одним или более слоями, чтобы сшивать адгезивную композицию(и) для получения склеенного усиливающего текстильного волоконного элемента.
[023] Предпочтительно, после этапа встраивания способ содержит этап укладки каркасного слоя так, чтобы сформировать поверхность по существу в виде цилиндра вращения вокруг оси, а затем этап формообразования каркасного слоя, во время которого по меньшей мере часть каркасного слоя перемещается в радиальном направлении от оси каркасного слоя и удлиняется по окружности.
[024] В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения склеенный каркасный усиливающий армирующий элемент(ы) неотвержденного каркасного слоя перед этапом укладки и формования проходят параллельно друг другу.
[025] Предпочтительно отношение касательного модуля при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 7% удлинении, к секущему модулю при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 1% удлинении, меньше или равно 30,00, предпочтительно меньше или равно 27,00 и более предпочтительно меньше или равно 24,00.
[026] Таким образом, в этом диапазоне соотношений модулей в пределах от 2,00 до 30,00 шина будет иметь хорошую формуемость и улучшенную жесткость в повороте.
[027] Предпочтительно, отношение секущего модуля при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 1% удлинении, к силе при разрыве неотвержденного каркасного слоя, строго меньше 7,00, предпочтительно меньше или равно 5,00 и более предпочтительно меньше или равно 4,00.
[028] Предпочтительно, отношение секущего модуля при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 1% удлинении, к силе при разрыве неотвержденного каркасного слоя, больше или равно 0,50.
[029] Таким образом, в этом диапазоне соотношений секущего модуля при эквивалентной силе, развиваемой неотвержденным слоем при 1% удлинении, к силе при разрыве каркасного слоя, модуль при малых деформациях снижается по сравнению с модулем при малых деформациях каркасного усиливающего элемента предшествующего уровня техники, содержащего две нити сложного полиэфира, за счет присутствия в гибриде нити алифатического полиамида, что позволяет изменить на противоположное направление кривизны кривой сила-удлинение неотвержденного каркасного слоя по сравнению с кривой сила-удлинение неотвержденного слоя каркаса предшествующего уровня техники и, следовательно, снизить модуль, тем самым обеспечивая хорошее формообразование шины. Специалисту в данной области техники будет известно, как выбрать отношение секущего модуля при эквивалентной силе, развиваемой неотвержденным слоем при 1% удлинении, к силе при разрыве неотвержденного каркасного слоя, которое достаточно высоко, чтобы облегчить укладку неотвержденного слоя в шину.
[030] Предпочтительно, отношение касательного модуля при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 7% удлинении, к силе при разрыве неотвержденного каркасного слоя строго больше 6,00 и предпочтительно больше или равно 7,00.
[031] Предпочтительно, отношение касательного модуля при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 7% удлинении, к силе при разрыве неотвержденного каркасного слоя строго меньше 30,00, предпочтительно меньше или равно 25,00 и более предпочтительно меньше или равно 22,00.
[032] Таким образом, в этом диапазоне соотношений касательного модуля при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 7% удлинении, к силе при разрыве каркасного слоя, модуль при больших деформациях является относительно высоким по сравнению с таковым неотвержденного каркасного слоя предшествующего уровня техники, содержащего две нити сложного полиэфира, из-за присутствия гибрида, что позволяет значительно улучшить жесткость в повороте. При больших деформациях шина согласно изобретению поворачивает. Отношение касательного модуля при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 7% удлинении, к силе при разрыве неотвержденного каркасного слоя, должно быть достаточно высоким, чтобы шина не деформировалась чрезмерно, а повернула транспортное средство под нагрузкой.
[033] Выражение «уравновешенный по крутке» в первом и втором вариантах осуществления изобретения следует понимать как означающее, что многоволоконные нити намотаны по существу идентичной круткой и что крутка моноволокон каждой многоволоконной нити в окончательном узле по существу равна нулю. В частности, способ изготовления этих каркасных усиливающих элементов, который хорошо известен в уровне техники, содержит первый этап, на котором каждая пряжа из моноволокон (более правильно называемая «нитью пряжи») сначала крутится индивидуально на себе (с начальной круткой R1’, R2’, R3’, где R1’=R2’=R3’) в заданном направлении D’=D1’=D2'=D3’ (направление S или Z, соответственно, согласно общепризнанной терминологии, обозначающей ориентацию витков относительно поперечного стержня S или Z) с образованием нити или перекрутки (более правильно называемой «нитью»), в которой моноволокна деформируются в спираль вокруг оси нити. Далее, на втором этапе, нити затем крутят вместе с конечной круткой R4 так, что R4=R1’=R2’=R3’ в направлении D4, противоположном направлению D’=D1’=D2’=D3’ (направление Z или S, соответственно), чтобы получить усиливающий элемент (более правильно называемый «кордом»). Этот усиливающий элемент затем называется уравновешенным по крутке, поскольку моноволокна нитей проявляют в конечном усиливающем элементе одну и ту же остаточную крутку, поскольку R1’=R2’=R3’ и эта остаточная крутка равна нулю или по существу равна нулю, поскольку R4=R1’=R2’=R3’ и направление D’=D1’=D2’=D3’ противоположно направлению D4. Выражение «по существу нулевая остаточная крутка» означает, что остаточная крутка составляет строго менее 2,5% крутки R4.
Первый вариант осуществления изобретения
[034] Предпочтительно, шина согласно первому варианту осуществления изобретения содержит по меньшей мере один каркасный слой, содержащий один или более каркасных усиливающих элементов, причем указанный или каждый каркасный усиливающий элемент содержит узел, состоящий из:
- двух многоволоконных нитей ароматического полиамида или ароматического сополиамида, и
- многоволоконной нити алифатического полиамида;
причем нити намотаны вместе по спирали с образованием слоя.
[035] Выражение "узел, состоящий из" понимается как означающее, что узел не содержит многоволоконную нить, отличную от двух многоволоконных нитей ароматического полиамида или ароматического сополиамида и алифатического полиамида.
[036] Предпочтительно, каркасный усиливающий элемент является уравновешенным по крутке.
[037] Предпочтительно, отношение касательного модуля при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 7% удлинении, к секущему модулю при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 1% удлинении, больше или равно 4,00.
[038] Предпочтительно отношение касательного модуля при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 7% удлинении, к секущему модулю при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 1% удлинении, меньше или равно 10,00, предпочтительно меньше или равно 7,00 и более предпочтительно меньше или равно 5,00.
[039] Предпочтительно, секущий модуль при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 1% удлинении, к силе при разрыве неотвержденного каркасного слоя, меньше или равен 5,00 и предпочтительно меньше или равен 4,00.
[040] Предпочтительно, секущий модуль при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 1% удлинении, к силе при разрыве неотвержденного каркасного слоя, больше или равен 1,00, предпочтительно больше или равен 2,00 и более предпочтительно больше или равен 3,00.
[041] Предпочтительно, касательный модуль при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 7% удлинении, к силе при разрыве неотвержденного каркасного слоя, больше или равен 8,00, предпочтительно больше или равен 10,00 и предпочтительно больше или равен 13,00.
[042] Предпочтительно, касательный модуль при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 7% удлинении, к силе при разрыве неотвержденного каркасного слоя, меньше или равен 18,00 и предпочтительно меньше или равен 17,00.
Второй вариант осуществления изобретения
[043] Предпочтительно, шина согласно второму варианту осуществления изобретения содержит по меньшей мере один каркасный слой, содержащий один или более каркасных усиливающих элементов, причем указанный или каждый каркасный усиливающий элемент содержит узел, состоящий из:
- многоволоконной нити ароматического полиамида или ароматического сополиамида; и
- многоволоконной нити алифатического полиамида;
причем нити намотаны вместе по спирали одна вокруг другой.
[044] Предпочтительно, каркасный усиливающий элемент является уравновешенным по крутке.
[045] Многоволоконная нить ароматического полиамида или ароматического сополиамида и многоволоконная нить алифатического полиамида собраны вместе и намотаны по спирали вокруг друг друга.
[046] Предпочтительно, отношение касательного модуля при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 7% удлинении, к секущему модулю при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 1% удлинении, больше или равно 2,20.
[047] Предпочтительно, отношение касательного модуля при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 7% удлинении, к секущему модулю при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 1% удлинении, меньше или равно 4,00 и предпочтительно меньше или равно 3,50.
[048] Предпочтительно, секущий модуль при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 1% удлинении, к силе при разрыве неотвержденного каркасного слоя меньше или равен 4,00.
[049] Предпочтительно, секущий модуль при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 1% удлинении, к силе при разрыве неотвержденного каркасного слоя больше или равен 1,00 и предпочтительно больше или равен 2,00.
[050] Предпочтительно, касательный модуль при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 7% удлинении, к силе при разрыве неотвержденного каркасного слоя, больше или равен 6,00 и предпочтительно больше или равен 7,00.
[051] Предпочтительно, касательный модуль при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 7% удлинении, к силе при разрыве неотвержденного каркасного слоя, меньше или равен 12,00 и предпочтительно меньше или равен 10,00.
Третий вариант осуществления изобретения
[052] Предпочтительно, шина согласно третьему варианту осуществления изобретения содержит по меньшей мере один каркасный слой, содержащий один или более каркасных усиливающих элементов, причем указанный или каждый каркасный усиливающий элемент содержит:
- сердцевину, состоящую из первой многоволоконной нити алифатического полиамида, и
- слой, содержащий по меньшей мере две вторые многоволоконные нити ароматического полиамида или ароматического сополиамида, причем вторые нити слоя намотаны по спирали вокруг сердцевины.
[053] Предпочтительно, слой состоит из трех вторых многоволоконных нитей ароматического полиамида или ароматического сополиамида.
[054] Такой каркасный усиливающий текстильный волоконный элемент обычно называют «вставкой сердцевины». Способ изготовления описан, в частности, в WO2019122698. Таким образом, центральная сердцевина вставляется в середину вторых нитей слоя, которые, следовательно, являются периферийными и смежными с ними. Каждая вторая нить слоя наматывается вокруг другой второй нити (нитей) слоя без наматывания сердцевины вокруг нитей слоя.
[055] Предпочтительно, отношение касательного модуля при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 7% удлинении, к секущему модулю при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 1% удлинении, больше или равно 5,00 и предпочтительно больше или равно 6,00.
[056] Предпочтительно, отношение касательного модуля при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 7% удлинении, к секущему модулю при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 1% удлинении, меньше или равно 24,00.
[057] Предпочтительно, секущий модуль при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 1% удлинении, к силе при разрыве неотвержденного каркасного слоя, меньше или равен 4,00 и предпочтительно меньше или равен 3,00.
[058] Предпочтительно, секущий модуль при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 1% удлинении, к силе при разрыве неотвержденного каркасного слоя больше или равен 0,60.
[059] Предпочтительно, касательный модуль при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 7% удлинении, к силе при разрыве неотвержденного каркасного слоя больше или равен 8,00.
[060] Предпочтительно, касательный модуль при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 7% удлинении, к силе при разрыве неотвержденного каркасного слоя, меньше или равен 22,00 и предпочтительно меньше или равен 20,00.
[061] Предпочтительные признаки, описанные ниже, в равной степени применимы ко всем трем вариантам осуществления изобретения, описанным выше.
[062] Предпочтительно, коэффициент крутки K каркасного усиливающего элемента строго больше 150 и предпочтительно больше или равен 180.
[063] Коэффициент крутки K связан с круткой T в соответствии со следующей известной зависимостью:
K = T x [(Номер / (1000.ρ)]1/2
в которой крутка T элементарных волокон выражается в витках на метр, количество выражается в текс (масса в граммах 1000 метров армирующего элемента), и, наконец, ρ представляет собой плотность или массу на единицу объема (в г/см3) материала (например, около 1,50 г/см3 для целлюлозы, 1,44 г/см3 для арамида, 1,38 г/см3 для полиэфира, такого как ПЭТ, 1,14 г/см3 для нейлона); в случае гибридного корда, ρ, конечно, представляет собой среднее значение плотностей, взвешенных по соответствующим номерам материалов усиливающего элемента. В качестве примера, для первого варианта осуществления изобретения, для усиливающего элемента, содержащего узел, состоящий из двух многоволоконных нитей, изготовленных из ароматического полиамида, каждая из которых имеет номер 330 текс, и нити, изготовленной из алифатического полиамида, имеющей номер 188 текс, и в которой крутка усиливающего элемента составляет 270 витков на метр, K рассчитывается следующим образом:
K=270x[(330+330+188)/(1000x(330x1,44+330X1,44+188x1,14)/(330+330+188))]1/2
K= 212
[064] Крутка T усиливающего элемента может быть измерена с использованием любого способа, известного специалисту в данной области техники, например, в соответствии со стандартом ASTM D 885/D 885M - 10а от 2014 года.
[065] Номер (или линейную плотность) каждой нити определяют в соответствии со стандартом ASTM D1423. Номер приведен в текс (вес в граммах 1000 м продукта - в качестве напоминания: 0,111 текс равен 1 денье).
[066] Предпочтительно, усиливающий элемент имеет такой коэффициент крутки K, что он должен иметь значение, достаточное для хорошего компромисса между модулем растяжения и силой при разрыве, с одной стороны, и сопротивлением усталостной прочности и сжатию, с другой стороны. Таким образом, шина будет демонстрировать хороший компромисс между жесткостью в повороте и усталостной прочностью.
[067] Предпочтительно, номер многоволоконной нити (нитей) ароматического полиамида или ароматического сополиамида больше или равен 55 текс, предпочтительно больше или равен 70 текс, более предпочтительно больше или равен 90 текс и еще более предпочтительно больше или равен 110 текс.
[068] Предпочтительно, номер многоволоконной нити (нитей) ароматического полиамида или ароматического сополиамида меньше или равен 500 текс, предпочтительно меньше или равен 400 текс и более предпочтительно меньше или равен 340 текс.
[069] Предпочтительно, номер многоволоконной нити алифатического полиамида больше или равен 20 текс, предпочтительно больше или равен 30 текс и более предпочтительно больше или равен 40 текс.
[070] Предпочтительно, номер многоволоконной нити алифатического полиамида меньше или равен 300 текс, предпочтительно меньше или равен 250 текс, более предпочтительно меньше или равен 220 текс и еще более предпочтительно меньше или равен 210 текс.
[071] Предпочтительно, крутка каркасного усиливающего элемента (36) составляет от 240 до 500 витков на метр, и предпочтительно от 260 до 480 витков на метр.
[072] Для заданного номера, в этом диапазоне крутки шина согласно изобретению имеет достаточную жесткость в повороте для использования в шине для сельскохозяйственного транспортного средства.
[073] В вышеописанном диапазоне коэффициентов крутки при использовании номеров ниже, чем диапазоны, описанные выше, усиливающие элементы каркасного слоя будут проявлять относительно высокую крутку, что приведет к слишком низкой разрывной силе и, следовательно, к риску давления разрыва. Таким образом, модуль будет слишком низким, что приведет к падению жесткости в повороте. И наоборот, при использовании номера, превышающего описанные выше диапазоны, усиливающий элемент каркасного слоя будет демонстрировать относительно низкую крутку, и это приведет к риску усталостной прочности при сжатии. Таким образом, описанные выше диапазоны номера для многоволоконных нитей ароматического полиамида или ароматического сополиамида и алифатического полиамида позволяют получить хороший компромисс между силой при разрыве и жесткостью в повороте.
[074] Согласно изобретению плотность каркасных усиливающих элементов в неотвержденном каркасном слое составляет от 50 до 150 каркасных усиливающих элементов на дециметр неотвержденного каркасного слоя.
[075] Предпочтительно, плотность каркасных усиливающих элементов в неотвержденном каркасном слое составляет от 60 до 140 каркасных усиливающих элементов на дециметр неотвержденного каркасного слоя.
[076] Плотность склеенных каркасных усиливающих элементов в неотвержденном каркасном слое представляет собой количество склеенных каркасных усиливающих элементов, включенных в один дециметр неотвержденного каркасного слоя в направлении, перпендикулярном направлению, в котором склеенный каркасный усиливающий элемент(ы) проходит параллельно друг другу.
[077] В этих диапазонах плотности каркасного усиливающего элемента каркасный слой проявляет относительно высокую силу при разрыве, что позволяет использовать его в шинах для сельскохозяйственных транспортных средств.
[078] Предпочтительно, диаметр d каркасного усиливающего элемента меньше или равен 2,0 мм, предпочтительно меньше или равен 1,8 мм, более предпочтительно меньше или равен 1,5 мм и еще более предпочтительно меньше или равен 1,2 мм. Усиливающий элемент проходит в общем направлении G, и диаметр этого усиливающего элемента представляет собой диаметр, в котором этот усиливающий элемент вписан в плоскость сечения, перпендикулярную направлению G.
[079] Предпочтительно, толщина E неотвержденного слоя каркаса меньше или равна 3,00 мм, предпочтительно меньше или равна 2,50 мм и более предпочтительно меньше или равна 2,00 мм. Толщина неотвержденного каркасного слоя представляет собой кратчайшее расстояние между двумя внешними поверхностями неотвержденного каркасного слоя, а именно расстояние, измеренное в направлении, перпендикулярном двум внешним поверхностям неотвержденного каркасного слоя.
[080] Предпочтительно, соотношение d/E строго меньше 0,65 и предпочтительно меньше или равно 0,62. Таким образом, толщина неотвержденного каркасного слоя и, следовательно, гистерезис шин уменьшаются, с тем чтобы снизить энергопотребление транспортных средств, оснащенных такими шинами.
[081] Предпочтительно, сила при разрыве каркасного усиливающего элемента больше или равна 70 даН, предпочтительно больше или равна 110 даН.
[082] Предпочтительно, сила при разрыве каркасного слоя больше или равна 500 даН/см.
[083] Силу при разрыве слоя рассчитывают по кривой сила-удлинение, полученной путем применения стандарта ASTM D 885/D 885M - 10а от 2014 года к каркасному усиливающему элементу. Силу при разрыве каркасного слоя определяют путем умножения силы при разрыве каркасного усиливающего элемента на число каркасных усиливающих элементов на 1 см каркасного слоя, причем это число определяют в направлении, перпендикулярном направлению, в котором каркасные усиливающие элементы проходят в каркасном слое.
[084] Согласно изобретению каркасная арматура состоит из одного или двух каркасных слоев.
[085] Специалисту в данной области техники будет известно, как выбрать количество каркасных слоев в соответствии с силой при разрыве каркасной арматуры, которая необходима, в зависимости от размера шины для сельскохозяйственного транспортного средства.
[086] Предпочтительно, каркасная арматура выполнена из каркасного слоя.
[087] Согласно изобретению каждый каркасный усиливающий элемент образует угол, больший или равный 85°, с окружным направлением Z шины.
[088] Предпочтительно, каждый каркасный усиливающий элемент образует угол в диапазоне от 85° до 95° с окружным направлением Z шины.
[089] В описании и формуле изобретения любой диапазон значений, обозначенный выражением «между a и b», представляет собой диапазон значений, простирающийся от более чем a до менее чем b (то есть исключая конечные точки a и b), тогда как любой диапазон значений, обозначенный выражением «от a до b», означает диапазон значений, простирающийся от конечной точки «a» до конечной точки «b», то есть включающий строгие конечные точки «a» и «b».
[090] Выражение "осевое направление" означает направление, по существу параллельное оси вращения шины.
[091] Выражение "окружное направление" означает направление, которое по существу перпендикулярно как осевому направлению, так и радиусу шины (другими словами, касательно к окружности с центром на оси вращения шины).
[092] Выражение "радиальное направление" означает направление вдоль радиуса шины, а именно любое направление, которое пересекает ось вращения шины и по существу перпендикулярно этой оси.
[093] Выражение "срединная плоскость" (обозначаемая М) означает плоскость, перпендикулярную оси вращения шины, которая расположена посередине между двумя бортами и проходит через середину арматуры короны.
[094] Изобретение будет лучше понято в свете следующего описания, которое приведено исключительно в качестве не ограничивающего примера и со ссылкой на чертежи, на которых:
- фиг. 1 иллюстрирует кривые сила-удлинение каркасного усиливающего элемента предшествующего уровня техники и шины согласно изобретению;
- фиг. 2 представляет собой вид в радиальном сечении шины для сельскохозяйственного транспортного средства согласно изобретению;
- фиг. 3 представляет собой подробный вид в сечении зоны II шины с фиг. 2;
- фиг. 4 иллюстрирует неотвержденный каркасный слой, позволяющий получить каркасный слой шины с фиг. 2;
- фиг. 5 представляет собой вид в сечении на плоскости V-V’ неотвержденного каркасного слоя с фиг. 4;
- фиг. 6 представляет собой увеличение вида в сечении усиливающего элемента в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения;
- фиг. 7 представляет собой увеличение вида в сечении усиливающего элемента в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения; и
- фиг. 8 представляет собой увеличение вида в сечении усиливающего элемента в соответствии с третьим вариантом осуществления изобретения.
ПРИМЕР ШИНЫ В СООТВЕТСТВИИ С ПЕРВЫМ ВАРИАНТОМ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[095] На фиг. 2 и 3 показаны направления X, Y, Z, соответствующие осевой (X), радиальной (Y) и окружной (Z) ориентации шины.
[096] На фиг. 2 и 3 показан пример шины согласно изобретению, обозначенной в целом номером позиции 10. Шина 10 предназначена для сельскохозяйственного транспортного средства. В данном конкретном случае шина 10 предназначена для трактора.
[097] Шина 10 имеет номинальный диаметр обода, определенный ЕТОПОК (Европейской технической организацией по ободам и покрышкам), между 24 и 54 дюймами, включая конечные точки (между 60,96 и 137,16 см). Номинальное отношение высоты профиля к ширине шины 10, определенное ЕТОПОК, составляет между 0,7 и 0,9, включая конечные точки.
[098] Шина 10 имеет корону 12, содержащую арматуру 14 короны, содержащую один или более слоев 16 короны из усиливающих элементов. Арматура 14 короны увенчана протектором 18. Арматура 14 короны расположена в радиальном направлении на внутренней стороне протектора 18. Две боковые стенки 20 выдвигают корону 12 в радиальном направлении внутрь. Шина 10 имеет два борта 22 в радиальном направлении на внутренней стороне боковых стенок 20, каждый из которых имеет кольцевую усиливающую конструкцию 24.
[099] Шина 10 также имеет радиальную каркасную арматуру 26. Каркасная арматура 26 проходит от бортов 22 через боковые стенки 20 к короне 12. Каркасная арматура 26 имеет один или более каркасных слоев 28, содержащих множество каркасных усиливающих элементов 36, причем по меньшей мере один из этих каркасных слоев 28 закреплен в каждом из бортов 22 посредством загиба 30 вокруг кольцевой усиливающей конструкции 24 так, чтобы образовывать в каждом из бортов 22 основную нить 32, проходящую в радиальном направлении между каждым бортом 22 через боковые стенки 20 и корону 12, и нить 34 загиба, проходящую в радиальном направлении от каждого борта 22 через каждую боковую стенку 20, при этом внешний в радиальном направлении конец 36 нити 34 загиба расположен в радиальном направлении на внешней стороне кольцевой усиливающей конструкции 24 и в осевом направлении на внешней стороне основной нити 32. В этом случае каркасная арматура 26 содержит один каркасный слой 28, что означает, что каркасная арматура 26 состоит из каркасного слоя 28.
[0100] Каждый каркасный усиливающий элемент 36 образует угол, больший или равный 85°, и предпочтительно находящийся в диапазоне от 85° до 95°, с окружным направлением Z шины 10.
[0101] Шина 10 также содержит внутренний герметизирующий слой 38, расположенный в радиальном и в осевом направлении на внутренней стороне каркасной арматуры 26. Внутренний слой 38 проходит между каждым бортом 22, проходя через боковые стенки 20 и корону 12.
[0102] Каждый борт 22 содержит, в дополнение к кольцевой усиливающей конструкции 24, массу 40 наполнительной резины, расположенную в пространстве, ограниченном основной нитью 32 и нитью 34 загиба. Каждый борт 22 также содержит первую массу 42 защитной резины для борта 22 после загиба 30 каркасной арматуры 26.
[0103] Каждая кольцевая усиливающая конструкция 24 содержит кольцевую бортовую проволоку 52, покрытую покрывающей массой 54, например, содержащей резину. Бортовая проволока 52 расположена в радиальном направлении на внутренней стороне массы 40 наполнительной резины.
ПРИМЕР КАРКАСНОГО СЛОЯ
[0104] Неотвержденный каркасный слой 27 согласно первому варианту осуществления изобретения, из которого получают каркасный слой 28, будет описан со ссылкой на фиг. 4 и 5.
[0105] Каркасный слой 27 получают способом, в котором склеенный каркасный усиливающий элемент(ы) 36 встроен в полимерную композицию. Каркасный усиливающий элемент покрыт адгезивной композицией RFL.
[0106] Неотвержденный каркасный слой 27 содержит множество каркасных усиливающих элементов 36. Усиливающие элементы расположены бок о бок и параллельно друг другу вдоль основного направления D, по существу, перпендикулярного общему направлению G, в котором проходят усиливающие элементы неотвержденного каркасного слоя 27, причем общее направление G образует угол, больший или равный 85° и предпочтительно находящийся в диапазоне от 85° до 95°, с окружным направлением Z шины 10, как только неотвержденный каркасный слой 27, который образует каркасный слой 28, размещается внутри шины 10. В этом конкретном случае общее направление G образует угол, по существу равный 90°, с окружным направлением Z шины 10, как только неотвержденный каркасный слой, который образует каркасный слой 28, располагается внутри шины 10.
[0107] Отношение касательного модуля при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 7% удлинении, к секущему модулю при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 1% удлинении, больше 2,00; оно меньше или равно 30,00, предпочтительно меньше или равно 27,00 и более предпочтительно меньше или равно 24,00. Более предпочтительно, отношение касательного модуля при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 7% удлинении, к секущему модулю при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 1% удлинении, больше или равно 4,00; оно меньше или равно 10,00, предпочтительно меньше или равно 7,00 и более предпочтительно меньше или равно 5,00. В этом случае оно равно 4,76.
[0108] Отношение секущего модуля при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 1% удлинении, к силе при разрыве неотвержденного каркасного слоя, строго меньше 7,00, предпочтительно меньше или равно 5,00 и более предпочтительно меньше или равно 4,00; и оно больше или равно 0,50. Более предпочтительно, секущий модуль при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 1% удлинении, к силе при разрыве неотвержденного каркасного слоя, меньше или равен 5,00 и предпочтительно меньше или равен 4,00 и он больше или равен 1,00, предпочтительно больше или равен 2,00 и более предпочтительно больше или равен 3,00. В этом случае он составляет 3,53.
[0109] Отношение касательного модуля при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 7% удлинении, к силе при разрыве неотвержденного каркасного слоя, строго больше 6,00 и предпочтительно больше или равно 7,00; и оно меньше или равно 30,00, предпочтительно меньше или равно 25,00 и более предпочтительно меньше или равно 22,00. Более предпочтительно, касательный модуль при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 7% удлинении, к силе при разрыве неотвержденного каркасного слоя, больше или равен 8,00, предпочтительно больше или равен 10,00 и предпочтительно больше или равен 13,00 и меньше или равен 18,00 и предпочтительно меньше или равен 17,00. В этом случае он равен 16,78.
[0110] Каркасный усиливающий элемент 36 и соответствующий узел 37 будут описаны ниже.
Характер нитей каркасного усиливающего элемента
[0111] Как схематически показано на фиг. 5, каркасный усиливающий элемент 36 содержит узел 37, состоящий из двух многоволоконных нитей, изготовленных из ароматического полиамида или ароматического сополиамида 46, 47, и многоволоконной нити, изготовленной из алифатического полиамида 48, причем три нити 46, 47 и 48 намотаны вместе по спирали с образованием слоя. Усиливающий элемент 36 каркаса является уравновешенным по крутке. Для точности описания на фиг. 6 показан вид в сечении усиливающего элемента 36 в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения, в котором могут быть видны моноволокна каждой из нитей.
[0112] Выбранный ароматический полиамид в этом случае предпочтительно представляет собой параарамид, известный под торговым наименованием Kevlar 1K1380 тип 956 компании Maydown.
[0113] Алифатический полиамид представляет собой нейлон, известный под торговым наименованием Nylon T728 компании Kordsa.
[0114] В некоторых вариантах осуществления изобретения, которые не показаны, каркасный усиливающий элемент 36 содержит, в дополнение к узлу 37, слой адгезивной композиции, покрывающей узел 37.
Номер каркасных усиливающих элементов 36
[0115] В каркасном усиливающем элементе 36 номер нити 46 или 47 больше или равен 55 текс, предпочтительно больше или равен 70 текс, более предпочтительно больше или равен 90 текс и еще более предпочтительно больше или равен 110 текс.
[0116] В каркасном усиливающем элементе 36 номер нитей 46 или 47 меньше или равен 360 текс и предпочтительно меньше или равен 340 текс.
[0117] В этом случае номер нити 46 равен номеру нити 47, который составляет 330 текс.
[0118] В каркасном усиливающем элементе 36 номер многоволоконной нити 48, изготовленной из алифатического полиамида, больше или равен 20 текс, предпочтительно больше или равен 30 текс и более предпочтительно больше или равен 40 текс.
[0119] В каркасном усиливающем элементе 36, номер многоволоконной нити алифатического полиамида меньше или равен 300 текс, предпочтительно меньше или равен 250 текс, более предпочтительно меньше или равен 220 текс и еще более предпочтительно меньше или равен 210 текс.
[0120] В данном случае номер нити 48 равен 188 текс.
[0121] Коэффициент крутки K каркасного усиливающего элемента 36 строго больше 150 и предпочтительно больше или равен 180. В данном случае он равен 212.
Крутка каркасного усиливающего элемента
[0122] В каркасном усиливающем элементе 36 крутка усиливающего элемента составляет от 240 до 500 витков на метр и предпочтительно от 260 до 480 витков на метр. В данном конкретном случае крутка усиливающего элемента 36 равна 270 виткам на метр.
Геометрические характеристики неотвержденного каркасного слоя 27
[0123] Со ссылкой на фиг. 5, неотвержденный каркасный слой 27 имеет толщину E, а каркасный усиливающий элемент 36 имеет диаметр d. На данной фиг. 5 изображение каждой нити является преднамеренно схематическим, чтобы упростить описание. На фиг. 6 показан каркасный усиливающий элемент 36, как он выглядит в реальности.
[0124] Диаметр каркасного усиливающего элемента 36 меньше или равен 2,0 мм, предпочтительно меньше или равен 1,8 мм, более предпочтительно меньше или равен 1,5 мм и еще более предпочтительно меньше или равен 1,2 мм. В этом случае каркасный усиливающий элемент 36 имеет диаметр d=1,11 мм.
[0125] Толщина E неотвержденного каркасного слоя 27 меньше или равна 3,00 мм, предпочтительно меньше или равна 2,50 мм, более предпочтительно меньше или равна 2,00 мм. Каркасный усиливающий элемент 36 имеет толщину Е=1,90 мм.
[0126] Таким образом, отношение d/E строго меньше 0,65, предпочтительно меньше или равно 0,62. Каркасный усиливающий элемент 36 имеет отношение d/E=0,58.
[0127] Плотность каркасного усиливающего элемента 36 в неотвержденном каркасном слое 27 составляет от 50 до 150 каркасных усиливающих элементов 36 на дециметр каркасного слоя 28, предпочтительно от 60 до 140 каркасных усиливающих элементов 36 на дециметр каркасного слоя 28. В этом случае плотность каркасных усиливающих элементов 36 равна 67 каркасным усиливающим элементам 36 на дециметр неотвержденного каркасного слоя 27.
[0128] На фиг. 5 показан шаг P, который представляет собой расстояние, выраженное в мм, между двумя аналогичными точками двух смежных усиливающих элементов 36. Шаг P обычно называют шагом укладки, при котором усиливающие элементы укладываются в неотвержденный каркасный слой. Шаг P и плотность усиливающих элементов на дециметр неотвержденного каркасного слоя таковы, что плотность усиливающих элементов на дециметр неотвержденного каркасного слоя равна 100/P.
[0129] Вышеописанная плотность усиливающих элементов и толщина являются, как объяснялось выше, плотностью каркасных усиливающих элементов 36 и толщиной E неотвержденного каркасного слоя 27. В шине 10, когда каркасный слой 28 получают из неотвержденного каркасного слоя 27 путем формования зеленой шины, плотность усиливающих элементов и толщина каркасного слоя 28 отличаются от плотности неотвержденного каркасного слоя и варьируются в зависимости от их расстояния от оси вращения шины. Эти вариации в значительной мере зависят от степени формообразования зеленой шины, а также от ее геометрии. Специалист в данной области техники сможет, в частности, на основе степени формообразования зеленой шины и ее геометрии, определить характеристики соответствующего неотвержденного каркасного слоя.
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ УСИЛИВАЮЩЕГО ЭЛЕМЕНТА
[0130] Как описано выше, каркасный усиливающий элемент 36 является уравновешенным по крутке, что означает, что две многоволоконные нити намотаны по существу с идентичной круткой, а крутка моноволокон в каждой многоволоконной нити по существу равна нулю. На первом этапе каждая пряжа из моноволокон (более правильно называемая «нитью») сначала крутится индивидуально на себе с начальной круткой, равной 270 оборотов на метр в заданном направлении, в данном случае в направлении Z, чтобы сформировать нить или перекрутку (более правильно называемую «нитью»). Далее, на втором этапе, три нити затем скручивают вместе с окончательной круткой, равной 270 оборотов на метр в направлении S, чтобы получить узел усиливающего элемента (более правильно называемого «кордом»).
[0131] На последующих этапах каждый узел покрывают адгезивной композицией, например, адгезивной композицией типа RFL (резорцинол-формальдегид-латекс), и подвергают этапам термической обработки, чтобы по меньшей мере частично сшивать адгезивную композицию.
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НЕОТВЕРЖДЕННОГО КАРКАСНОГО СЛОЯ
[0132] Неотвержденный каркасный слой 27 изготавливают путем встраивания множества усиливающих элементов 45 в эластомерную композицию, например, путем каландрирования. Во время такого этапа каландрирования, который хорошо известен специалистам в данной области техники, усиливающие элементы перемещают вдоль и вводят две полосы, изготовленные из эластомерной композиции и называемые скимами, по одной с каждой стороны усиливающих элементов, так чтобы усиливающие элементы были зажаты между двумя скимами. Таким образом, усиливающие элементы встроены в эластомерную композицию.
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ШИНЫ СОГЛАСНО ИЗОБРЕТЕНИЮ
[0133] Способ изготовления шины представляет собой способ, обычно используемый специалистами в данной области техники. Во время этого способа, как уже было описано выше, во время первой серии этапов изготовления шины последовательно укладывают различные слои, включая неотвержденный каркасный слой 27, предназначенный для формирования каркасного слоя 28 шины 10. Полученную таким образом зеленую форму затем формуют. Далее укладывают другие слои, предназначенные для формирования короны 12 шины 10. Наконец, полученную таким образом зеленую форму вулканизируют для получения шины 10.
ШИНА СОГЛАСНО ВТОРОМУ ВАРИАНТУ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0134] В отличие от шины 10 согласно первому варианту осуществления изобретения, шина 10-2 согласно второму варианту осуществления содержит каркасный усиливающий элемент, содержащий узел, состоящий из одной многоволоконной нити из ароматического полиамида или ароматического сополиамида и одной многоволоконной нити из алифатического полиамида, причем нити намотаны вместе по спирали друг вокруг друга. Для точности описания на фиг. 7 показан вид в сечении усиливающего элемента 36-2 неотвержденного каркасного слоя 27-2 согласно второму варианту осуществления изобретения, в котором видны моноволокна каждой из нитей.
[0135] Отношение касательного модуля при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 7% удлинении, к секущему модулю при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 1% удлинении, больше или равно 2,20 и меньше или равно 4,00 и предпочтительно меньше или равно 3,50.
[0136] Секущий модуль при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 1% удлинении, к силе при разрыве неотвержденного каркасного слоя меньше или равен 4,00 и больше или равен 1,00 и предпочтительно больше или равен 2,00.
[0137] Касательный модуль при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 7% удлинении, к силе при разрыве неотвержденного каркасного слоя, больше или равен 6,00 и предпочтительно больше или равен 7,00, и меньше или равен 12,00 и предпочтительно меньше или равен 10,00.
[0138] Характеристики шины 10-2 и каркасного слоя 27-2 приведены в таблицах 2, 3 и 4 ниже.
ШИНА СОГЛАСНО ТРЕТЬЕМУ ВАРИАНТУ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0139] В отличие от шины 10 согласно первому варианту осуществления изобретения, шина 10-4 согласно третьему варианту осуществления содержит каркасный усиливающий элемент, содержащий сердцевину, состоящую из первой многоволоконной нити алифатического полиамида, и слой, содержащий три вторых многоволоконных нити ароматического полиамида или ароматического сополиамида, причем каждая вторая нить слоя намотана вокруг других вторых нитей слоя без наматывания сердцевины вокруг нитей слоя. Для точности описания на фиг. 8 показан вид в сечении усиливающего элемента 36-4 неотвержденного каркасного слоя 27-4 согласно третьему варианту осуществления изобретения, в котором видны моноволокна каждой из нитей.
[0140] Отношение касательного модуля при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 7% удлинении, к секущему модулю при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 1% удлинении, больше или равно 5,00 и предпочтительно больше или равно 6,00 и оно меньше или равно 24,00.
[0141] Секущий модуль при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 1% удлинении, к силе при разрыве неотвержденного каркасного слоя, меньше или равен 4,00 и предпочтительно меньше или равен 3,00, и секущий модуль при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 1% удлинении, к силе при разрыве неотвержденного каркасного слоя, больше или равен 0,60.
[0142] Касательный модуль при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 7% удлинении, к силе при разрыве неотвержденного каркасного слоя, больше или равен 8,00 и меньше или равен 22,00 и предпочтительно меньше или равен 20,00.
[0143] Характеристики шины 10-4 и каркасного слоя 27-4 приведены в таблицах 2, 3 и 4 ниже.
ИЗМЕРЕНИЯ И СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ИСПЫТАНИЯ
[0144] В качестве сравнительного примера были взяты два каркасных слоя предшествующего уровня техники, обозначенные соответственно общими ссылками NEDT1 и NEDT2, от шины предшествующего уровня техники. Каркасные слои NEDT1 и NEDT2, соответственно, содержат каркасные усиливающие элементы, каждый из которых содержит узел, состоящий из двух многоволоконных нитей, изготовленных из полиэстера, которые собраны друг с другом и намотаны по спирали вокруг друг друга с круткой 420 витков на метр и 335 витков на метр, соответственно. Каждый каркасный усиливающий элемент является уравновешенным по крутке и каждая нить каждого каркасного усиливающего элемента имеет номер, равный 144 текс и 220 текс соответственно.
[0145] Также были использованы два контрольных каркасных слоя C1 и C2, содержащие контрольные усиливающие элементы, каждый из которых содержит узел, состоящий из многоволоконной нити ароматического полиамида или ароматического сополиамида и многоволоконной нити полиэфира, которые собраны друг с другом и намотаны по спирали вокруг друг друга с круткой 380 витков на метр и 270 витков на метр, соответственно. Каждый каркасный усиливающий элемент каркаса является уравновешенным по крутке, а многоволоконная нить из ароматического полиамида или ароматического сополиамида, в данном случае параарамида, имеет номер, равный 167 текс для С1 и 330 текс для С2. Многоволоконная нить сложного полиэфира, в данном случае ПЭТ, имеет номер, равный 144 текс для С1 и 334 текс для С2.
Сравнение каркасных слоев
[0146] Геометрические характеристики контрольных каркасных слоев C1 и C2, каркасных слоев предшествующего уровня техники (NEDT1 и NEDT2) и каркасных слоев в соответствии с первым (27 и 27-1), вторым (27-2 и 27-3) и третьим (с 27-4 по 27-6) вариантами осуществления изобретения изложены в таблицах 1 и 2 ниже.
[0147] Данные, относящиеся к удлинению и силе при разрыве каркасных слоев согласно изобретению, контрольных каркасных слоев и каркасных слоев предшествующего уровня техники, приведены в таблице 3 ниже.
Сравнение шин
[0148] Затем шины в соответствии с изобретением сравнивали с контрольными шинами PC1 и PC2 и с шинами предшествующего уровня техники PEDT1 и PEDT2, содержащими один или более слоев каркаса, описанных выше в таблицах 1-3, в отношении их прочности на разрыв, их формообразования в неотвержденном состоянии, их жесткости в повороте и в отношении компромисса между формообразованием и жесткостью в повороте.
[0149] Прочность на разрыв шин PEdT1, PEdT2, PC1, PC2 и от 10 до 10-6 сравнивали друг с другом путем конструирования количества каркасных слоев так, чтобы достичь силы при разрыве, подходящей для шины для сельскохозяйственного использования; затем сравнивали формообразование в неотвержденном состоянии шин PEdT1, PEdT2, PC1, PC2 и от 10 до 10-6 путем образования связи с дескрипторами секущего модуля при 1% каркасных слоев NdT1, NdT2, C1, C2 и от 27 до 27-6, а затем жесткость в повороте шин PEdT1, PEdT2, PC1, PC2 и от 10 до 10-6 сравнивали путем образования связи с дескриптором касательного модуля при 7% каркасных слоев NdT1, NdT2, C1, C2 и 27-6, и, наконец, из этого получали наилучший компромисс между формообразованием в неотвержденном состоянии и жесткостью в повороте для шин PEdT1, PEdT2, PC2 и 10-6.
[0150] Результаты обобщены в таблице 4 ниже.
[0151] Прочность на разрыв испытываемых шин указана в таблице 4. Хорошая прочность на разрыв обозначается знаком «+». Очень хорошая прочность на разрыв обозначается знаком «++».
[0152] Аналогичным образом, указано формообразование в неотвержденном состоянии, жесткость в повороте и компромисс между формообразованием и жесткостью в повороте, при этом плохое значение обозначено знаком «-», хорошее - знаком «+» и очень хорошее - знаком «++».
[0153] Эти результаты демонстрируют, что шины с 10 по 10-6 согласно настоящему изобретению демонстрируют как прочность на разрыв, эквивалентную или превышающую прочность шин PEdT1 и PEdT2 известного уровня техники, так и, более того, формообразование в неотвержденном состоянии, которое значительно лучше, и жесткость в повороте, которая значительно выше, чем у известных из уровня техники шин PEdT1 и PEdT2.
[0154] Кроме того, по сравнению с контрольными шинами PC1 и PC2, отмечалось, что шины от 10 до 10-6 имеют формообразование в неотвержденном состоянии, которое значительно лучше. Это очень хорошее формообразование в неотвержденном состоянии является результатом использования, в частности, многоволоконной нити алифатического полиамида. При эквивалентной жесткости в повороте отмечается, что шина PC1 не имеет хорошего формообразования в неотвержденном состоянии, в то время как шина 10-1 соответствует всем критериям и, в частности, компромиссу между формообразованием и жесткостью в повороте.
[0155] Таким образом, шины согласно настоящему изобретению демонстрируют очень хорошую форму в неотвержденном состоянии и лучшую жесткость в повороте, в то же время поддерживая очень хорошую прочность на разрыв.
[0156] Таким образом, как показывают приведенные выше результаты, изобретение явно состоит из шины, содержащей один или более каркасных усиливающих элементов, причем каждый каркасный усиливающий элемент содержит:
- узел, состоящий из двух многоволоконных нитей ароматического полиамида или ароматического сополиамида и одной многоволоконной нити алифатического полиамида, причем нити намотаны вместе по спирали с образованием слоя; или
- узел, состоящий из одной многоволоконной нити ароматического полиамида или ароматического сополиамида и одной многоволоконной нити алифатического полиамида,
причем нити намотаны вместе по спирали одна вокруг другой; или
- сердцевину, состоящую из первой многоволоконной нити алифатического полиамида, и слой, содержащий по меньшей мере две вторые многоволоконные нити ароматического полиамида или ароматического сополиамида, причем вторые нити слоя намотаны вместе по спирали вокруг сердцевины;
отличающейся тем, что шина получена способом, содержащим этап изготовления каждого каркасного слоя, на котором каркасный усиливающий элемент(ы), склеенный в полимерной композиции, встраивают для формирования каждого неотвержденного каркасного слоя, причем отношение касательного модуля при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 7% удлинении, к секущему модулю при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 1% удлинении, больше или равно 2,00.
[0157] Изобретение не ограничивается вышеописанными вариантами осуществления.
[0158] Также может быть возможно комбинировать признаки различных вариантов осуществления и вариантов, описанных или предусмотренных выше, при условии, что они совместимы друг с другом и соответствуют изобретению.
[0159] Также возможно предусмотреть, независимо от шины для сельскохозяйственного транспортного средства, содержащей два борта, каждый из которых имеет по меньшей мере одну кольцевую усиливающую конструкцию и каркасную арматуру, закрепленную в каждом из бортов посредством поворота вокруг кольцевой усиливающей конструкции, причем каркасная арматура содержит по меньшей мере один каркасный слой, содержащий один или более каркасных усиливающих элементов, причем каждый каркасный армирующий элемент содержит:
- узел, состоящий из двух многоволоконных нитей ароматического полиамида или ароматического сополиамида и одной многоволоконной нити алифатического полиамида, причем нити намотаны вместе по спирали с образованием слоя; или
- узел, состоящий из одной многоволоконной нити ароматического полиамида или ароматического сополиамида и одной многоволоконной нити алифатического полиамида,
причем нити намотаны вместе по спирали одна вокруг другой; или
- сердцевину, состоящую из первой многоволоконной нити алифатического полиамида, и слой, содержащий по меньшей мере две вторые многоволоконные нити ароматического полиамида или ароматического сополиамида, причем вторые нити слоя намотаны вместе по спирали вокруг сердцевины;
при этом шина получена способом, содержащим этап изготовления каждого каркасного слоя, на котором каркасный усиливающий элемент(ы), склеенный в полимерной композиции, встраивают для формирования каждого неотвержденного каркасного слоя, причем отношение касательного модуля при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 7% удлинении, к секущему модулю при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 1% удлинении, больше или равно 2,00;
шину для сельскохозяйственного транспортного средства, содержащую два борта, каждый из которых имеет по меньшей мере одну кольцевую усиливающую конструкцию и каркасную арматуру, закрепленную в каждом из бортов посредством поворота вокруг кольцевой усиливающей конструкции, причем каркасная арматура содержит по меньшей мере один каркасный слой, содержащий один или более каркасных усиливающих элементов, причем каждый каркасный армирующий элемент содержит:
- узел, состоящий из двух многоволоконных нитей ароматического полиамида или ароматического сополиамида и одной многоволоконной нити алифатического полиамида, причем нити намотаны вместе по спирали с образованием слоя; или
- узел, состоящий из одной многоволоконной нити ароматического полиамида или ароматического сополиамида и одной многоволоконной нити алифатического полиамида,
причем нити намотаны вместе по спирали одна вокруг другой; или
- сердцевину, состоящую из первой многоволоконной нити алифатического полиамида, и слой, содержащий по меньшей мере две вторые многоволоконные нити ароматического полиамида или ароматического сополиамида, причем вторые нити слоя намотаны вместе по спирали вокруг сердцевины;
при этом шина получена способом, содержащим этап изготовления каждого каркасного слоя, на котором каркасный усиливающий элемент(ы), склеенный в полимерной композиции, встроен для формирования каждого неотвержденного каркасного слоя, причем отношение секущего модуля при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 1% удлинении, к силе при разрыве неотвержденного слоя составляет строго меньше 7,00, предпочтительно меньше или ровно 5,00 и более предпочтительно меньше или ровно 4,00.
[0160] С данной шиной могут быть предусмотрены все преимущественные и предпочтительные признаки, описанные в настоящей заявке.
Шина (10) содержит по меньшей мере один каркасный слой (28), который содержит один или более усиливающих элементов (36). Шина (10) получена с использованием способа, содержащего этап изготовления каждого каркасного слоя (28), на котором один или более склеенных каркасных усиливающих элементов (36) погружают в полимерную композицию для формирования каждого неотвержденного каркасного слоя (27), причем отношение касательного модуля при эквивалентной силе, создаваемой зеленым слоем при 7% удлинении, к секущему модулю при эквивалентной силе, создаваемой зеленым слоем при 1% удлинении, больше или равно 2,00. Плотность каркасных усиливающих элементов (36) в неотвержденном каркасном слое (27) составляет от 50 до 150 каркасных усиливающих элементов (36) на дециметр неотвержденного каркасного слоя (27), и каждый каркасный усиливающий элемент (36) образует угол, больший или равный 85°, с окружным направлением Z шины (10). Технический результат – улучшение эксплуатационных характеристик шины. 13 з.п. ф-лы, 8 ил., 4 табл.
1. Шина (10) для сельскохозяйственного транспортного средства, содержащая два борта (22), каждый из которых имеет по меньшей мере одну кольцевую усиливающую конструкцию (24) и каркасную арматуру (26), закрепленную в каждом из бортов (22) посредством загиба вокруг кольцевой усиливающей конструкции (26), причем каркасная арматура (26) состоит из одного или двух каркасных слоев (28), содержащих один или более усиливающих элементов (36), причем каждый каркасный усиливающий элемент (36) содержит:
- узел (37), состоящий из двух многоволоконных нитей ароматического полиамида или ароматического сополиамида и одной многоволоконной нити алифатического полиамида, причем нити намотаны вместе по спирали с образованием слоя; или
- узел (37), состоящий из одной многоволоконной нити ароматического полиамида или ароматического сополиамида и одной многоволоконной нити алифатического полиамида,
причем нити намотаны вместе по спирали вокруг друг друга; или
- сердцевину, состоящую из первой многоволоконной нити алифатического полиамида, и слой, содержащий по меньшей мере две вторые многоволоконные нити ароматического полиамида или ароматического сополиамида, причем вторые нити слоя намотаны вместе по спирали вокруг сердцевины;
отличающаяся тем, что шина (10) получена способом, содержащим этап изготовления каждого каркасного слоя (28), на котором каркасный усиливающий элемент (элементы) (36), покрытый покрытием, имеющим адгезивную функцию в полимерной композиции, встраивают для формирования каждого неотвержденного каркасного слоя (27), причем отношение касательного модуля при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 7% удлинении, к секущему модулю при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 1% удлинении, больше или равно 2,00, при этом касательный и секущий модули получают из кривой сила-удлинение, полученной при применении стандарта ASTM D 885/D 885M - 10A от 2014 года;
при этом плотность каркасных усиливающих элементов (36) в неотвержденном каркасном слое (27) составляет от 50 до 150 каркасных усиливающих элементов (36) на дециметр неотвержденного каркасного слоя (27); и
каждый каркасный усиливающий элемент (36) образует угол, больший или равный 85°, с окружным направлением Z шины (10).
2. Шина (10) по любому из предшествующих пунктов, в которой отношение касательного модуля при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 7% удлинении, к секущему модулю при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 1% удлинении, меньше или равно 30,00, предпочтительно меньше или равно 27,00 и более предпочтительно меньше или равно 24,00.
3. Шина (10) по любому из предшествующих пунктов, в которой отношение секущего модуля при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 1% удлинении, к силе при разрыве неотвержденного каркасного слоя, строго меньше 7,00, предпочтительно меньше или равно 5,00 и более предпочтительно меньше или равно 4,00.
4. Шина (10) по любому из предшествующих пунктов, в которой отношение секущего модуля при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 1% удлинении, к силе при разрыве неотвержденного каркасного слоя, больше или равно 0,50.
5. Шина (10) по любому из предшествующих пунктов, в которой отношение касательного модуля при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 7% удлинении, к силе при разрыве неотвержденного слоя каркаса, строго больше 6,00 и предпочтительно больше или равно 7,00.
6. Шина (10) по любому из предшествующих пунктов, в которой отношение касательного модуля при эквивалентной силе, создаваемой неотвержденным слоем при 7% удлинении, к силе при разрыве неотвержденного каркасного слоя, меньше или равно 30,00, предпочтительно меньше или равно 25,00 и более предпочтительно меньше или равно 22,00.
7. Шина (10) по любому из предшествующих пунктов, в которой коэффициент крутки K каркасного усиливающего элемента (36) строго больше 150 и предпочтительно больше или равен 180, причем K определяется формулой:
K=T × [(Номер / (1000.ρ)]1/2
где T - крутка каркасного усиливающего элемента (36), выраженная в витках на метр, Номер - сумма номеров многоволоконных нитей каркасного усиливающего элемента в текс, ρ - средняя масса на единицу объема многоволоконных нитей в г/см3, взвешенная по соответствующим номерам составляющих материалов многоволоконных нитей.
8. Шина (10) по любому из предшествующих пунктов, в которой номер многоволоконной нити (нитей) ароматического полиамида или ароматического сополиамида больше или равен 55 текс, предпочтительно больше или равен 70 текс, более предпочтительно больше или равен 90 текс и еще более предпочтительно больше или равен 110 текс.
9. Шина (10) по любому из предшествующих пунктов, в которой номер многоволоконной нити (нитей) ароматического полиамида или ароматического сополиамида меньше или равен 500 текс, предпочтительно меньше или равен 400 текс и более предпочтительно меньше или равен 340 текс.
10. Шина (10) по любому из предшествующих пунктов, в которой номер многоволоконной нити (нитей) алифатического полиамида больше или равен 20 текс, предпочтительно больше или равен 30 текс и более предпочтительно больше или равен 40 текс.
11. Шина (10) по любому из предшествующих пунктов, в которой номер многоволоконной нити (нитей) алифатического полиамида меньше или равен 300 текс, предпочтительно меньше или равен 250 текс, более предпочтительно меньше или равен 220 текс и еще более предпочтительно меньше или равен 210 текс.
12. Шина (10) по любому из предшествующих пунктов, в которой крутка каркасного усиливающего элемента (36) составляет от 240 до 500 витков на метр и предпочтительно от 260 до 480 витков на метр.
13. Шина (10) по любому из предшествующих пунктов, в которой плотность каркасных усиливающих элементов (36) в неотвержденном каркасном слое (27) составляет от 60 до 140 каркасных усиливающих элементов (36) на дециметр неотвержденного каркасного слоя (27).
14. Шина (10) по любому из предшествующих пунктов, в которой каждый каркасный усиливающий элемент (36) образует угол в диапазоне от 85° до 95° с окружным направлением Z шины (10).
| US 2013146199 A1, 13.06.2013 | |||
| EP 3365187 A1, 29.08.29 | |||
| JP 2009091713 A, 30.04.2009 | |||
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НЕКУРИТЕЛЬНОГО ИЗДЕЛИЯ ИЗ МАХОРКИ | 2011 |
|
RU2444259C1 |
