CN117177868A

CN117177868A - 增强线材

Info

Publication number: CN117177868A
Application number: CN202280024101.5A
Authority: CN
Inventors: D·博尔吉亚吉; E·赫雷罗阿西罗
Original assignee: Krimona Industries Ag
Current assignee: Krimona Industries Ag
Priority date: 2021-03-05
Filing date: 2022-03-04
Publication date: 2023-12-05
Also published as: EP4301608A1; US20240157731A1; JP2024509141A; WO2022184917A1; MX2023010119A; KR20240000463A; BR112023017532A2

Abstract

本申请涉及一种复合线材，其包含热塑性芯组件和皮层。所述皮层包含围绕芯组件缠绕的至少两组增强线。所述至少两组增强线与芯组件形成角度，所有角度的总和基本为零。

Description

增强线材

本申请涉及例如在轮胎中用于弹性体材料的增强用途的复合线材。

由弹性体材料制成的轮胎是几乎所有道路车辆和飞机的基本组件，并且半个多世纪以来，这样的轮胎远远超过可充气橡胶球囊。轮胎是复杂的结构，包括复杂的橡胶共混物和不同材料的若干纤维增强体。

典型的轮胎包含至少五种不同种类的增强件。胎圈区域由通常由钢丝或钢帘线制成的胎圈增强件增强。在胎面下方直接设置所谓的冠带层(cap-ply)。轮胎带束层(tirebelt)位于冠带层下方。通常，带束层是钢帘线结构，并且轮胎的骨架结构由所谓的胎体形成，胎体通常是纺织帘线的编织结构。

第五种组件是包埋胎圈和三角胶(bead filler)的增强织物，技术人员称为钢丝圈包布(flipper)(在其由纺织品制成的情况下)或胎圈包布(chafer)(在其由钢帘线制成的情况下)。

为了轮胎稳定性，钢帘线和钢丝的使用在轮胎中是常见的。钢帘线和钢丝表现出迄今用于轮胎应用的织物帘线结构尚未达到的高抗压缩性和弯曲刚度。此外，钢帘线和钢丝也出于经济原因使用，因为它们比许多高韧性纺织材料便宜。

但是，在轮胎中广泛使用钢帘线和钢丝的很大缺点是这些结构的重量高。纺织材料的更广泛的使用将带来重量的显著减轻和滚动阻力的改进，因此使得相应车辆的燃料消耗显著降低。

因此，本申请的一个目的是提供一种适用于充气车辆轮胎的增强件，其能够减少轮胎中的钢量，并同时提供满足技术要求的一定程度的抗压缩性和弯曲刚度。

通过一种复合线材解决该目的，所述复合线材包含作为芯组件的热塑性单丝和皮层，所述皮层包含围绕芯组件缠绕的至少两组增强线，其特征在于所述至少两组增强线与芯组件形成角度，所有角度的总和基本为零。

在本申请通篇，术语“生物来源”和“生物起源”同义使用。这两个术语是指材料获自活生物体，如植物、真菌、细菌或动物。生物起源的材料的典型特征在于它们的碳含量是自然碳循环的一部分，而非源自结合在岩石圈中的化石碳。通常，在弃置时，生物起源的材料不会有助于大气二氧化碳含量的增加，因此不影响全球气候。

在本申请通篇，术语“再循环来源”和“再循环的”同义使用。这两个术语是指材料由废料通过化学和/或物理加工获得。物理加工是指将废料制成不同的形式，这例如意味着将废热塑性塑料、玻璃或金属熔融并通过例如挤出、铸造或本领域已知的任何其它方法制成不同的形式，以获得来自与已进行物理处理的废料相同的材料的新物品。

化学加工意味着处理废料以引发化学分解以获得原材料，其随后可被加工成与初始材料相同的材料或加工成另一种材料。

一般而言，获自再循环的材料既不是获自活生物体，如生物起源的材料，也不是获自取自岩石圈的原材料，如矿物或化石燃料。

根据本申请的复合线材是长度为其直径的至少一百倍并包含至少两种不同材料的物体。

芯组件可以是任何热塑性材料，如聚酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚呋喃二甲酸乙二醇酯(polethylene furanoate)(PEF)等)、芳族聚酯、脂族聚酰胺(如聚酰胺-5、聚酰胺-6、聚酰胺-6,6、聚酰胺-5,6、聚酰胺-4,10、聚酰胺-6,10、聚酰胺-6,8、聚酰胺-10或聚酰胺-11)、芳族聚酰胺如芳纶(对聚亚苯基对苯二甲酰胺、间聚亚苯基间苯二甲酰胺)、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、聚亚苯基苯并二噁唑(PBO)、聚苯并咪唑(PBI)、聚醚醚酮(PEEK)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、聚氨酯(PUR)或包含所述材料的单体的共聚物或所述材料的混合物或共混物，但不限于这一选择。

芯组件的材料可以部分或完全为生物起源的。芯组件的材料可以部分或完全由再生塑料制成。生物和再循环来源的材料可以组合。

在一个实施方案中，芯组件可包含成核剂。如本领域中已知，所述成核剂可以是滑石或类似的无机填料、苯甲酸钠、硬脂酸钠、钠离子离聚物、磺酰胺化合物金属盐或磺酰亚胺化合物金属盐、二羧酸的单钠盐及其混合物。

芯组件是单丝。

芯组件的直径为至少0.3mm。在一个实施方案中，芯组件的直径为至少0.4mm。在一个实施方案中，芯组件的直径为至少0.6mm。在一个实施方案中，芯组件的直径为至少0.8mm。在一个实施方案中，芯组件的直径为至少1.0mm。在一个实施方案中，芯组件的直径为至少1.2mm。在一个实施方案中，芯组件的直径为至少1.4mm。在一个实施方案中，芯组件的直径为至少1.6mm。在一个实施方案中，芯组件的直径为至少1.8mm。在一个实施方案中，芯组件的直径为至少2.0mm。在一个实施方案中，芯组件的直径为至少2.3mm。

芯组件的直径为最多2.5mm。在一个实施方案中，芯组件的直径为最多2.3mm。在一个实施方案中，芯组件的直径为最多2.1mm。在一个实施方案中，芯组件的直径为最多1.9mm。在一个实施方案中，芯组件的直径为最多1.7mm。在一个实施方案中，芯组件的直径为最多1.5mm。在一个实施方案中，芯组件的直径为最多0.9mm。在一个实施方案中，芯组件的直径为最多0.7mm。在一个实施方案中，芯组件的直径为最多0.5mm。

增强线组可包含基本平行的一根或多根增强线。表述“组”不一定意味着同一组的增强线具有相同或相似的性质，且不同组的增强线具有不同的性质。因此，表述“组”必须更多地解释为根据本发明的复合线材中包含的全套增强线的一个子集。一组的增强线一起加工。

增强线可包含纤维。

根据本申请，术语“纤维”可以是指长度为其直径的至少100倍的任何物体。重要的是注意，根据本申请，术语“纤维”应该非常广泛地解释。这意味着长丝或绳也是如本申请中理解的纤维。此外，术语“纤维”还包括金属丝。

根据本申请的纤维可具有任何横截面形状。包含金属丝和长丝在内的纤维的横截面可以是圆形、椭圆形、长椭圆形、三角形、正方形(quadratic)、矩形或任何多边形，如五边形、六边形、七边形或八边形。星形横截面也是可能的。

增强线可以是单丝、纱线或帘线。

如果增强线是纱线，纱线可以是加捻或未加捻的。加捻纱线通常具有基本圆形横截面。加捻纱线可以在S方向或Z方向上加捻。未加捻纱线也可具有其它横截面几何，如矩形、长椭圆形或椭圆形，或它们可具有条带样形状。技术人员将条带形纱线也称为“扁平纱线”或“带状纱线”。如果增强线是帘线，帘线可以由两根或更多根加捻在一起的纱线形成。在根据本申请的帘线中，纱线可以自身是加捻的。在加捻纱线的帘线中，通常，纱线具有S捻并且它们以Z捻加捻在一起，或纱线具有Z捻并以S捻加捻在一起。帘线也可以由例如两根纱线加捻，其中一根纱线具有S捻，一根纱线具有Z捻。

帘线也可以由未加捻纱线制成，将所述未加捻纱线加捻在一起。帘线也可以包含加捻纱线和未加捻纱线，或加捻纱线、未加捻纱线和单丝的任何组合。

增强线中包含的纤维可以是本领域中已知的任何有机聚合物或无机材料。可能的无机材料是铝、钢、玻璃、碳或玄武岩。可能的有机聚合物是热塑性和/或热固性聚合物，如聚酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚呋喃二甲酸乙二醇酯(PEF)等)、芳族聚酯、脂族聚酰胺(如聚酰胺-5、聚酰胺-6、聚酰胺-6,6、聚酰胺-5,6、聚酰胺-4,10、聚酰胺-6,10、聚酰胺-6,8、聚酰胺-10或聚酰胺-11)、芳族聚酰胺(如对聚亚苯基对苯二甲酰胺或间聚亚苯基间苯二甲酰胺)、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、聚亚苯基苯并二噁唑(PBO)、聚苯并咪唑(PBI)、聚醚醚酮(PEEK)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、聚氨酯(PUR)或包含所述材料的单体的共聚物或所述材料的混合物或共混物，但不限于这一选择。

增强纤维可以以长丝的形式包含在增强线中。增强纤维的材料可以完全或部分为生物起源的和/或来自再循环来源。

根据本申请的长丝是基本无限长度的纤维。典型长丝的长度大于1米；但是，长丝可以容易地具有几百米或甚至几千米的长度。

在单独而非与其它长丝一起处理、运输和/或加工单根长丝的情况下，其被称为单丝。

根据本申请的长丝不一定必须是一体物体。长丝可以是中空的，或可以包含外壳(enclosures)，如微粒或纤维填料、纤维、纱线、帘线或其任何组合。长丝因此可以是加捻纱线或帘线，其被浸渍、涂布、共挤或上浆，以使其在其外部具有均匀表面。

根据本申请的长丝可具有本领域中已知的任何横截面几何，如圆形、椭圆形、正方形(quadratic)、矩形、三角形或多边形，如五边形、六边形、七边形或八边形。星形或肾形横截面也是可能的。金属丝也可以是根据本申请的长丝。

要理解的是，本文已经公开的长丝的所有特征适用于本申请中相关的所有种类的长丝。

长丝可以连接、组装和/或合并在一起以形成纱线。纱线是基本一维的纤维体，其中纤维通过加捻、焊接、胶粘剂粘合和/或本领域中已知的任何其它连接技术连接。

纱线也可以通过由加捻、焊接、胶粘剂粘合或本领域中已知的任何其它连接技术连接几根纱线形成。通过将纱线加捻在一起而形成的纱线通常被称为帘线或细绳，取决于它们的厚度和用途。

纱线可具有任何种类的横截面几何，如圆形、椭圆形、三角形、四边形或基本线形。基本线形意味着纱线的横截面是宽度为厚度的至少十倍的椭圆形或矩形。具有基本线形横截面的纱线被技术人员称为“扁平纱线”、“条带”、粗纱或“带状纱线(tape yarns)”。

扁平纱线通常不是通过将纱线和/或纤维加捻在一起(这将导致基本圆形的横截面)而形成的。但是，若干加捻纱线可以连接成扁平纱线。在典型的扁平纱线中，纤维通过胶粘剂连接或将它们嵌入基质材料中。

在根据本发明的复合线材中，两组、四组、六组、八组或更多组增强线围绕芯组件缠绕。增强线的组数可以是任何偶数。

根据本申请，“缠绕”是指增强线组围绕芯组件布置。增强线组与垂直于芯组件的线形成一定角度。这一角度被称为“缠绕角”。根据本申请，如果其从增强线组到芯组件形成顺时针旋转，则缠绕角为正，如果其从增强线组到芯组件形成逆时针旋转，则缠绕角为负。

每组增强线形成至少±15度的缠绕角。在一个实施方案中，缠绕角为至少±23度。在一个实施方案中，缠绕角为至少±30度。在一个实施方案中，缠绕角为至少±40度。

每组增强线形成最多±85度的缠绕角。在一个实施方案中，缠绕角为最多±70度。在一个实施方案中，缠绕角为最多±60度。在一个实施方案中，缠绕角为最多±50度。

所有组的增强线的缠绕角的总和基本为零。如本文所用，基本为零是指所有组的增强线的缠绕角的总和为最多±9度。在一个实施方案中，所有组的增强线的缠绕角的总和为最多±5度或±1度。

在一个实施方案中，增强线组以至少70圈/米(tpm)围绕芯组件缠绕。在一个实施方案中，增强线组以至少270tpm围绕芯组件缠绕。在一个实施方案中，增强线组以至少1000tpm围绕芯组件缠绕。在一个实施方案中，增强线组以至少5000tpm围绕芯组件缠绕。在一个实施方案中，增强线组以至少7000tpm围绕芯缠绕。在一个实施方案中，增强线组以至少10000tpm围绕芯缠绕。

在一个实施方案中，增强线组以最多1000tpm围绕芯组件缠绕。在一个实施方案中，增强线组以最多5000tpm围绕芯组件缠绕。在一个实施方案中，增强线组以最多7000tpm围绕芯组件缠绕。在一个实施方案中，增强线组以最多9000tpm围绕芯组件缠绕。在一个实施方案中，增强线组以最多13000tpm围绕芯缠绕。

缠绕圈数n通过以下公式与缠绕角α和芯组件的以米计的直径d直接相关：

在一个实施方案中，增强线组围绕芯组件的缠绕通过帘线加捻(cord twisting)进行。在一个实施方案中，增强线组围绕芯组件的缠绕通过布线(cabling)进行。

在一个实施方案中，至少两组增强线围绕芯组件盘绕。根据本申请，盘绕(winding)是指每组增强线围绕芯组件形成自主螺旋(autonomous helix)。

在一个实施方案中，至少两组增强线可以围绕芯组件编织。编织是指至少两组增强线围绕芯组件形成混合螺旋(commingled helices)。

根据本申请，术语“缠绕(wrapping)”可以是指一组线围绕芯组件盘绕或编织。术语“缠绕”还包括盘绕和编织的任何组合。

在一个实施方案中，至少两组增强线围绕芯组件盘绕，且至少两组增强线围绕芯组件编织。

在一个实施方案中，增强线组的盘绕和编织可以组合。

在一个实施方案中，根据本发明的复合线材的芯组件可包含增强纤维。增强纤维可以以单根长丝、多根平行长丝或由加捻在一起的纤维或纱线制成的加捻纱线的形式包含在芯组件中。芯组件中包含的增强纤维可以与复合线材的皮层中包含的增强线相同或不同。增强纤维可以是本领域中已知的任何有机聚合物或无机材料。可能的无机材料可以是玻璃、碳、玄武岩、钢或铝。可能的有机聚合物是所有热塑性和/或热固性聚合物，如聚酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚呋喃二甲酸乙二醇酯(PEF)等)、芳族聚酯、脂族聚酰胺(如聚酰胺-5、聚酰胺-6、聚酰胺-6,6、聚酰胺-5,6、聚酰胺-4,10、聚酰胺-6,10、聚酰胺-6,8、聚酰胺-10或聚酰胺-11)、芳族聚酰胺(如对聚亚苯基对苯二甲酰胺或间聚亚苯基间苯二甲酰胺)、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、聚亚苯基苯并二噁唑(PBO)、聚苯并咪唑(PBI)、聚醚醚酮(PEEK)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、聚氨酯(PUR)或包含所述材料的单体的共聚物或所述材料的混合物或共混物，但不限于这一选择。增强纤维的材料可以完全或部分来自生物和/或再循环来源。

在一个实施方案中，使用共挤技术将增强纤维嵌在热塑性材料中。在芯组件包含增强纤维的情况下，芯组件包含基于芯组件的总体积计至少23体积％的增强纤维。在一个实施方案中，芯组件包含基于芯组件的总体积计至少29体积％的增强纤维。

芯组件包含基于所述芯组件的总体积计最多50体积％的增强纤维。在一个实施方案中，芯组件包含基于芯组件的总体积计最多45体积％的增强纤维。

在一个实施方案中，增强纤维作为单根长丝或金属丝或作为形成纤维束、纱线或帘线的多根纤维、长丝或金属丝位于芯组件的中心。增强纤维可以用技术人员已知的任何种类的上浆剂(如粘合剂或粘结剂)处理。重要的粘结剂例如被技术人员称为间苯二酚-甲醛-胶乳-(RFL)-浸渍。基于其它化学品的其它粘结剂也是已知的。

根据本申请的复合线材可以包含在种类广泛的产品中，例如用于增强弹性体制品，如轮胎。根据本发明的复合线材因此可以嵌入弹性体材料中。

根据本发明的复合线材还可以与其它复合线材或纱线加捻在一起，以形成要嵌入弹性体材料中的增强纱线或帘线。根据本发明的复合线材或包含这样的复合线材的任何纱线或帘线可以机织、针织或编织成一维或二维增强结构以嵌入弹性体材料中。

该复合线材或由其制成的任何一维或二维结构可以进行表面处理以改进对橡胶的附着力。用于此目的的表面处理被技术人员称为“浸渍”，并且通常使用间苯二酚、甲醛和胶乳的混合物(所谓的RFL-浸渍)或丙烯酸酯聚合物进行。此外，技术人员已知的不含间苯二酚和甲醛的其它浸渍也是可能的。

浸渍可能对复合线材的刚度有影响。

弹性体材料是包含交联聚合物链并表现出显著弹性的任何聚合物材料。弹性体材料可包含天然橡胶、合成橡胶、氯丁橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、丁腈橡胶或丁基橡胶以及硅酮橡胶、氟硅酮橡胶、含氟弹性体或磷腈弹性体或其混合物。

由增强弹性体材料制成的产品是，但不限于轮胎、软管、传动带、传送带或在强机械应力下的密封件。

根据本申请的复合线材可以包含在种类广泛的增强结构中。

本申请还涉及一种用于充气或非充气车辆或飞机轮胎的增强带束层(reinforcement belt)，其包含至少一个根据本申请的复合线材。增强带束层通常是用橡胶涂施在一起并位于轮胎的冠带层和增强胎体之间的帘线结构。该复合线材可以作为单个复合线材或作为纱线或帘线的一部分与根据本申请的另外的复合线材一起或与来自不同材料的纤维、纱线或帘线一起包含在带束层中。在带束层中，该复合线材可以是机织、针织或编织的增强材料的一部分。根据本申请的复合纱线可进一步包含在轮胎的胎圈增强件、冠带层或胎体中。

本申请还涉及一种用于充气或非充气车辆或飞机轮胎的胎圈增强件，其包含至少一个根据本申请的复合线材。胎圈增强件位于轮胎胎圈区域中。胎圈增强件可以包含作为单个复合线材或作为一束复合线材的根据本申请的复合线材，该束可以仅含有根据本申请的复合线材或与由其它材料制成的纱线或帘线一起的根据本申请的复合线材。胎圈增强件也被技术人员称为“胎圈包布(chafer)”或“钢丝圈包布(flipper)”。

本申请还涉及一种用于充气或非充气车辆或飞机轮胎的增强胎体，其包含至少一个根据本申请的复合线材。增强胎体通常包含一个或多个由帘线制成的机织层。胎体的层可以径向布置(所谓的“子午线轮胎”)或以相反角度交叉铺设(所谓的“斜交轮胎”)。该复合线材可以作为单个复合线材或作为纱线或帘线的一部分与根据本申请的另外的复合线材一起或与来自不同材料的纤维、纱线或帘线一起包含在胎体中。在胎体中，复合线材可以是机织、针织或编织的增强材料的一部分。

本申请还涉及一种用于充气或非充气车辆或飞机轮胎的冠带层，其包含至少一个根据本申请的复合线材。冠带层通常包含位于轮胎胎面下方的帘线，它们通常以轮胎的滚动方向取向。该复合线材可以作为单个复合线材或作为纱线或帘线的一部分与根据本申请的另外的复合线材一起或与来自不同材料的纤维、纱线或帘线一起包含在冠带层中。在冠带层中，该复合线材可以是机织、针织或编织的增强材料的一部分。

本申请还涉及一种充气或非充气车辆或飞机轮胎，其包含至少一个根据本申请的复合线材。

在一个实施方案中，轮胎可包含根据本申请的胎圈增强件。在一个实施方案中，本申请的胎圈增强件是钢丝圈包布(flipper)。在一个实施方案中，本申请的胎圈增强件是胎圈包布(chafer)。

在一个实施方案中，轮胎包含根据本申请的增强胎体。

在一个实施方案中，轮胎包含根据本申请的冠带层。

在一个实施方案中，轮胎包含根据本申请的带束层。

已经令人惊讶地发现，如果其在胎圈增强件中包含至少一个具有嵌入的增强纤维的热塑性细绳(thermoplastic string)，可以更多地减少根据本申请的轮胎中的钢量。

根据本申请的热塑性细绳也可以在轮胎或其它地方的任何应用中代替根据本申请的复合线材。

根据本申请，细绳是具有圆形、椭圆形、长椭圆形、三角形、正方形(quadratic)、矩形、五边形、六边形、七边形、八边形或其它多边形横截面的圆柱形或棱柱形的细长体。根据本申请的细绳的最大直径最多为细绳长度的1/10。在典型情况下，根据本申请的细绳的长度为最大直径的至少几千倍。根据本申请的细绳是均质体，这意味着至少就其外部而言，该细绳是一体的。但是，这并不意味着根据本申请的细绳不许包含较小部分或片段，如纤维、长丝或粒子，但是所述较小部分或片段基本完全被覆盖，以使该细绳在其外部是一体的。

在一个实施方案中，该热塑性细绳具有长丝形状。热塑性细绳的直径为至少0.3mm。在一个实施方案中，热塑性细绳的直径为至少0.4mm。在一个实施方案中，热塑性细绳的直径为至少0.6mm。在一个实施方案中，热塑性细绳的直径为至少0.8mm。在一个实施方案中，热塑性细绳的直径为至少1.0mm。在一个实施方案中，热塑性细绳的直径为至少1.2mm。在一个实施方案中，热塑性细绳的直径为至少1.4mm。在一个实施方案中，热塑性细绳的直径为至少1.6mm。在一个实施方案中，热塑性细绳的直径为至少1.8mm。在一个实施方案中，热塑性细绳的直径为至少2.0mm。在一个实施方案中，热塑性细绳的直径为至少2.3mm。

热塑性细绳的直径为最多2.5mm。在一个实施方案中，热塑性细绳的直径为最多2.3mm。在一个实施方案中，热塑性细绳的直径为最多2.1mm。在一个实施方案中，热塑性细绳的直径为最多1.9mm。在一个实施方案中，热塑性细绳的直径为最多1.7mm。在一个实施方案中，热塑性细绳的直径为最多1.5mm。在一个实施方案中，热塑性细绳的直径为最多1.2mm。在一个实施方案中，热塑性细绳的直径为最多0.9mm。在一个实施方案中，热塑性细绳的直径为最多0.7mm。在一个实施方案中，热塑性细绳的直径为最多0.5mm。

该热塑性细绳可以是任何热塑性或热固性材料。可能的有机聚合物是所有热塑性和/或热固性聚合物，如聚酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚呋喃二甲酸乙二醇酯(PEF)等)、芳族聚酯、脂族聚酰胺(如聚酰胺-5、聚酰胺-6、聚酰胺-6,6、聚酰胺-5,6、聚酰胺-4,10、聚酰胺-6,10、聚酰胺-6,8、聚酰胺-10或聚酰胺-11)、芳族聚酰胺(如对聚亚苯基对苯二甲酰胺或间聚亚苯基间苯二甲酰胺)、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、聚亚苯基苯并二噁唑(PBO)、聚苯并咪唑(PBI)、聚醚醚酮(PEEK)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、聚氨酯(PUR)或包含所述材料的单体的共聚物或所述材料的混合物或共混物，但不限于这一选择。热塑性细绳的材料可以完全或部分来自生物和/或再循环来源。

增强纤维可以是本领域中已知的任何种类的有机聚合物或无机材料。可能的无机材料是玻璃、碳、玄武岩、钢或铝。可能的有机聚合物是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、纤维素长丝如人造丝或莱赛尔纤维、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、脂族聚酰胺(如聚酰胺-5、聚酰胺-6、聚酰胺-6,6、聚酰胺-5,6、聚酰胺-5,10、聚酰胺-4,10、聚酰胺-6,10、聚酰胺-6,8、聚酰胺-10或聚酰胺-11)、芳族聚酰胺(如对聚亚苯基对苯二甲酰胺或间聚亚苯基间苯二甲酰胺)、蛋白质纤维如丝、聚亚苯基苯并二噁唑(PBO)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)或芳族聚酯或其混合物。增强纤维的材料可以完全或部分来自生物和/或再循环来源。

该热塑性细绳可包含与根据本申请的复合线材的皮层相同或不同的增强纤维。该热塑性细绳可包含与根据本申请的复合线材的芯组件相同或不同的增强纤维。

增强纤维可以以单根长丝、多根平行长丝或加捻纱线或帘线的形式包含在该热塑性细绳中。

在一个实施方案中，使用共挤技术将增强纤维嵌在热塑性材料中。该热塑性细绳包含基于热塑性细绳的总质量计至少23体积％的增强纤维。在一个实施方案中，该热塑性细绳包含基于热塑性细绳的总质量计至少29体积％的增强纤维。

该热塑性细绳包含基于热塑性细绳的总质量计最多50体积％的增强纤维。在一个实施方案中，该热塑性细绳包含基于热塑性细绳的总质量计最多45体积％的增强纤维。增强纤维可以用技术人员已知的任何种类的上浆剂(如粘合剂或粘结剂)处理。重要的粘结剂例如被技术人员称为间苯二酚-甲醛-胶乳-(RFL)-浸渍。基于其它化学品的其它粘结剂也是已知的。

在一个实施方案中，增强纤维位于该热塑性细绳的中心。

该热塑性细绳可以单独或与根据本申请的复合线材一起和/或与来自相同或不同材料的帘线、线材或纱线一起包含在胎圈增强件中。该热塑性细绳可以与其它热塑性细绳加捻或成缆在一起，和/或与根据本申请的复合线材加捻或成缆在一起，和/或与来自相同或不同材料的帘线、线材或纱线加捻或成缆在一起以包含在胎圈增强件中。

实施例

在所有实施例中，根据ASTM D885的第38节进行刚度测量，改变在于仅测试一根帘线而非由10根帘线制成的样品。

对于每个变体指出的刚度结果是3次测量的平均结果。

对比例

为了提供对根据本申请的复合线材的刚度的测量，作为参考在表1中提供用于轮胎增强件的典型钢丝和帘线。

表1:缩写:NT–正常拉伸，碳含量高达0.7％的钢，HT–高拉伸，碳含量高达0.8％的钢；ST–特高拉伸，碳含量高达0.9％的钢；UT–超高拉伸，碳含量高达0.96％的钢。“2x0,28ST”是指两根0.28mm和HT等级的钢丝已经加捻在一起。“2+1x0,22HT”是指首先将两根0.22mm粗度和HT等级的钢丝加捻在一起并将所得帘线与另外一根0.22mm粗度和HT等级的钢丝加捻在一起。

从表1中容易看出，典型的钢帘线容易实现最多接近1800cN的刚度。

实施例

在一系列试验中，已经测试根据本申请的几种复合线材的刚度数据。在表2中，列出18个样品的值。

表2：由嵌在具有可变粗度(斜杠前的数字)的PET单丝中的具有可变粗度(以mm计，斜杠后的数字)的所示等级的钢丝作为芯组件用两组具有可变线密度(第三个数字)的尼龙(NY)或PET纱线缠绕而得复合线材。所有芯组件被指定线密度的两根纱线缠绕。940和1400dtex的尼龙纱线分别由140或210根长丝组成。1100和1670dtex的PET纱线分别由300或446根长丝组成。除了标注的复合线材¹之外，所有复合线材已经使用成熟的RFL浸渍程序浸渍。

从表2中可以看出，对于钢丝既不必要也不可能的RFL浸渍对复合线材的刚度具有显著影响。

表3显示根据本申请的热塑性细绳的四个实施例，其中具有可变粗度(以mm计，斜杠后的数字)的所述等级的钢单丝嵌入具有可变粗度(斜杠前的数字)的PET单丝中。

表4–具有以毫米计的可变粗度(斜杠前的数字)的PET芯(在芯内没有增强纤维)用两股具有以dtex计的线密度(斜杠后的数字)的芳族聚酰胺长丝束缠绕组成的复合线材。除了标注的复合线材¹之外，所有复合线材已经使用成熟的RFL浸渍程序浸渍。芳族聚酰胺纱线分别由500和1000根长丝组成。

表4中所示的结果再次表明缠绕数影响对复合线材测得的刚度。此外，实施例No.35和37之间的比较再次表明浸渍对所得刚度的影响。

附图描述

附图显示根据本申请的复合线材的两个实施方案以及缠绕角。

图1显示根据本申请的复合线材的一部分，其具有芯组件1和围绕芯组件缠绕或编织的两组增强线2。该图显示为缠绕角α定义的0°和90°以及芯组件的直径d。两次缠绕之间的距离，所谓的缠绕节距，被称为a。

图2显示根据本申请的复合线材的一个实施方案，其具有芯组件1和围绕芯组件缠绕的两组增强线2。芯组件包含增强纤维3。

图3显示根据本申请的复合线材的另一实施方案，其具有芯组件1和围绕芯组件编织的两组增强线2。芯组件包含增强纤维3。

Claims

1.复合线材，其包含作为芯组件(1)的热塑性单丝和皮层，所述皮层包含围绕芯组件缠绕的至少两组增强线(2)，其特征在于所述至少两组增强线(2)与芯组件形成角度，所有角度的总和基本为零。

2.根据权利要求1的线材，其中所述芯组件(1)具有至少0.3和最多1.2mm，优选至少0.4和最多0.9mm的粗度。

3.根据前述权利要求的任一项或多项的复合线材，其中所述芯组件包含成核剂，所述成核剂是滑石或类似的无机填料、苯甲酸钠、硬脂酸钠、钠离子离聚物、磺酰胺化合物金属盐或磺酰亚胺化合物金属盐、二羧酸的单钠盐或其任何混合物。

4.根据前述权利要求的一项或多项的复合线材，其中至少两组增强线(2)围绕芯组件(1)缠绕。

5.根据前述权利要求的一项或多项的复合线材，其中至少两组增强线(2)围绕芯组件(1)盘绕，和/或至少两组增强线(2)围绕芯组件(1)编织。

6.根据前述权利要求的一项或多项的复合线材，其中所述芯组件(1)与每组增强线(2)形成至少±15度的角。

7.根据前述权利要求的一项或多项的复合线材，其中所述芯组件(1)包含增强纤维(3)。

8.根据前述权利要求的一项或多项的复合线材，其中所述增强纤维作为至少一个纤维束、纱线或帘线包含在所述芯组件中。

9.根据权利要求7或8的任一项或多项的复合线材，其中所述芯组件中的增强纤维是单丝。

10.根据权利要求7-9的任一项或多项的复合线材，其中所述增强纤维包含玻璃、碳纤维、钢丝、铝丝、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚乙酸乙烯酯(PVA)、纤维素长丝、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、聚酰胺-5、聚酰胺-6、聚酰胺-5,6、聚酰胺-5,10、聚酰胺-6,6、聚酰胺-4,10、聚酰胺-6,10、聚酰胺-6,8、聚酰胺-10或聚酰胺-11、蛋白质纤维、芳族聚酰胺、聚亚苯基苯并二噁唑(PBO)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)或芳族聚酯或包含所述材料的单体的共聚物或所述材料的混合物。

11.根据权利要求10的复合线材，其中所述增强纤维中包含的材料部分或完全来自生物和/或再循环来源。

12.根据前述权利要求的一项或多项的复合线材，其中所述芯组件(1)包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、芳族聚酯、芳族聚酰胺如对聚亚苯基对苯二甲酰胺或间聚亚苯基间苯二甲酰胺、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、聚亚苯基苯并二噁唑(PBO)、聚酰胺-5、聚酰胺-6、聚酰胺-6,6、聚酰胺-5,6、聚酰胺-4,10、聚酰胺-6,10、聚酰胺-6,8、聚酰胺-10或聚酰胺-11、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、聚氨酯(PUR)或聚醚醚酮(PEEK)、包含所述材料的单体的共聚物或所述材料的混合物。

13.根据权利要求12的复合线材，其中所述芯组件中包含的材料部分或完全来自生物和/或再循环来源。

14.根据前述权利要求的一项或多项的复合线材，其中所述增强线(2)包含玻璃、碳纤维、钢丝、铝丝、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚乙酸乙烯酯(PVA)、纤维素长丝、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、聚酰胺-5、聚酰胺-6、聚酰胺-5,6、聚酰胺-5,10、聚酰胺-6,6、聚酰胺-4,10、聚酰胺-6,10、聚酰胺-6,8、聚酰胺-10或聚酰胺-11、蛋白质纤维、芳族聚酰胺、聚亚苯基苯并二噁唑(PBO)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)或芳族聚酯或包含所述材料的单体的共聚物或所述材料的混合物。

15.根据权利要求14的复合线材，其中所述增强线中包含的材料部分或完全来自生物和/或再循环来源。

16.用于充气车辆轮胎的增强带束层，其包含至少一个权利要求1-15的一项或多项的复合线材。

17.用于充气汽车轮胎的胎圈增强件，其包含至少一个权利要求1-15的一项或多项的复合线材。

18.用于充气车辆轮胎的增强胎体，其包含至少一个权利要求1-15的一项或多项的复合线材。

19.用于充气车辆轮胎的冠带层，其包含至少一个权利要求1-15的一项或多项的复合线材。

20.充气车辆轮胎，其包含至少一个权利要求1-15的一项或多项的复合线材。

21.权利要求20的轮胎，其包含胎圈包布或钢丝圈包布增强元件，所述增强元件包含至少一个具有嵌入的增强纤维的细绳。

22.热塑性细绳，其包含具有嵌入的增强纤维的热塑性单丝。