Высокомодульные корды из нейлона 6,6

Изобретение относится к кордам из полиамида 6,6 с высоким значением модуля, применяемым в качестве армирования в пневматических шинах и резинотехнических изделиях. Пропитанный и термофиксированный корд из полиамида 6,6 изготовлен из исходных нитей их полиамида 6,6, имеющих значения растягивающего напряжения при 4%-ном удлинении больше 1,30 сН/децитекс. Напряжение при 4%-ном удлинении корда составляет 1,2-2,0 сН/децитекс. Термоусадка корда при 177°С под предварительным натяжением 0,045 г/децитекс и при времени выдержки 2 мин составляет 4-7%. Обеспечивается улучшение усталостной стойкости кордов. 4 з.п. ф-лы.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к кордам из полиамида (нейлона) 6,6 с высоким значением модуля в качестве армирования в пневматических шинах и резинотехнических изделиях.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известно, что нити и корды из полиамида 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 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 полиамида 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 полиамида 6,6 с высоким значением модуля, имеющие модуль L5 выше чем 60 г/д и 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 полиамида, полиэстера, искусственного шелка и арамида раскрыты в качестве армирующего слоя брекера в пневматических радиальных шинах.

В патентном документе US 5115853 раскрыт нейлоновый корд с конструкцией 420 дx2 (470 децитекс/2), имеющий крутку корда менее чем 276 tpm, в качестве армирующего слоя брекера в пневматических радиальных шинах.

Для того, чтобы получить высокомодульные корды, использовались существующие обычные нити из полиамида 6,6, имеющие обычный модуль (уровень растягивающего напряжения менее 1,25 сН/децитекс при 4%-ном удлинении, или уровень модуля растяжения при 4%-ном удлинении менее 31,25 сН/децитекс или 35,4 г/д). Эти корды, 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

Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы производить высокомодульные двух- и трехнитевые корды для армирования шины.

Как можно видеть в патентной литературе, значения начального модуля или LASE (нагрузка при заданном удлинении) нейлоновых 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 полиамида 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.

Для решения вышеупомянутой задачи предложен двух- или трехнитевый пропитанный и термофиксированный корд из полиамида 6,6, изготовленный из исходных нитей из полиамида 6,6, имеющих значение растягивающего напряжения при 4%-ном удлинении больше чем 1,30 сН/децитекс, предпочтительно - от 1,35 до 1,60 сН/децитекс (определяемое с помощью динамометра в соответствии со стандартом ASTM D885-16), отличающийся тем, что

- его напряжение при 4%-ном удлинении (определяемое с помощью динамометра в соответствии со стандартом ASTM D885-16) является более высоким, чем 1,2 сН/децитекс, и более низким, чем 2,0 сН/децитекс,

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

В предпочтительных вариантах выполнения:

- значение напряжения корда при 4%-ном удлинении исходной нити предпочтительно является более высоким, чем 1,35 сН/децитекс, и более низким, чем 1,50 сН/децитекс;

- корд имеет термоусадку предпочтительно от 5,0 до 6,5%;

- корд имеет полную толщину минимум 300 децитекс и максимум 4000 децитекс; и

- корд имеет коэффициент крутки корда минимум 100 и максимум 250, предпочтительно - от 120 до 180, вычисляемый в соответствии со следующей формулой:

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

где t/m представляет собой количество оборотов на метр.

Таким образом, в соответствии с настоящим изобретением может быть обеспечено, что корды из полиамида 6,6 растягиваются более чем на 5% и менее чем на 12% в диапазоне температур 230-250°C и сматываются на бобины или катушки с натяжением при намотке от 150 г до 500 г на корд. Те же самые условия справедливы также для тканей шинного корда в виде рулона.

Определения:

Корд: продукт, формируемый путем скручивания вместе двух или более крученых нитей

Нить (стренга) корда: сложенные вместе одиночные нити внутри корда

Децитекс: вес в граммах нити, имеющей длину 10000 м

Термофиксация: процесс придания размерной стабильности и термостойкости нитям, кордам или тканям посредством влаги или тепла

Термофиксированный корд: корд, подвергнутый воздействию высокой температуры (например 120-260°C при растяжении)

Линейная плотность: Вес на единицу длины в г/децитекс или в г/д (денье)

Денье: вес в граммах нити, имеющей длину 9000 м

г/д: грамм/денье

г/децитекс: грамм/децитекс

Удельная прочность: разрушающее усилие/общая линейная плотность (г/децитекс)

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

Полная номинальная толщина корда в децитексах: Сумма номинальных линейных плотностей нитей (3340 децитекс для конструкции корда 1670×2)

Крутка: количество оборотов вокруг своей оси на метр нити или корда (t/m или tpm)

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с настоящим изобретением, для того, чтобы произвести высокомодульные корды, используются высокомодульные исходные нити из полиамида 6,6 вместо обычных низкомодульных нитей из полиамида 6,6, что приводит к улучшению усталостной стойкости.

Значение растягивающего напряжения при 4%-ном удлинении упомянутых исходных нитей из полиамида 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 корды, 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 корды в сильно растянутых кордных 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 кордов из полиамида 6,6 определяются после 24 часов кондиционирования на катушке (без разматывания) под натяжением при намотке при 24°C и 55%-ной относительной влажности (в соответствии со стандартом ASTM D885-16). После кондиционирования корды проверяются в течение 1 мин после сматывания с катушки.

В случае кордных тканей тестовые образцы кондиционируются в целостном виде (без отделения и вырезания кордов из ткани) при тех же самых условиях, что и упомянутые выше. После кондиционирования корды вырезаются из ткани и проверяются в течение 1 мин.

Двух- и трехнитевые корды в соответствии с настоящим изобретением имеют напряжение при 4%-ном удлинении, составляющее от 1,2 сН/децитекс (модуль 30,6 г/децитекс и 34 г/д) до 2,0 сН/децитекс (модуль 51 г/децитекс и 56,7 г/д) и термоусадку при 177°C от 4,0% до 7,0%.

Напряжение при 4%-ном удлинении определяется согласно следующей формуле:

Напряжение при 4%-ном удлинении (сН/децитекс) = натяжение при 4%-ном удлинении (сН)/линейная плотность (децитекс).

Полная номинальная толщина корда в децитексах берется в качестве линейной плотности (например, 1400 децитекс для конструкции корда 700 децитекс/2).

Значения модуля вычисляются путем умножения значений напряжения при 4%-ном удлинении на 25 г/д для того, чтобы найти необходимое значение напряжения для 100%-ного 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 корда должны составлять от 100 до 250, предпочтительно - от 120 до 180 в соответствии со следующей формулой:

Коэффициент крутки = (t/m × SQRT (текс/1000)).

Высокомодульные корды из полиамида 6,6 могут использоваться в качестве армирования в пневматических шинах и резинотехнических изделиях.

1. Двух- или трехнитевый пропитанный и термофиксированный корд из полиамида 6,6, изготовленный из исходных нитей из полиамида 6,6, имеющих значение растягивающего напряжения при 4%-ном удлинении больше чем 1,30 сН/децитекс, предпочтительно от 1,35 до 1,60 сН/децитекс (определяемое с помощью динамометра в соответствии со стандартом ASTM D885-16), отличающийся тем, что

его напряжение при 4%-ном удлинении (определяемое с помощью динамометра в соответствии со стандартом ASTM D885-16) является более высоким чем 1,2 сН/децитекс и более низким чем 2,0 сН/децитекс,

и его термоусадка, определяемая при 177°C под предварительным натяжением 0,045 г/децитекс и при времени выдержки 2 мин, является более высокой чем 4,0% и более низкой чем 7,0%.

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

3. Корд по п. 1, имеющий термоусадку предпочтительно от 5,0 до 6,5%.

4. Корд по п. 1, имеющий полную толщину минимум 300 децитекс и максимум 4000 децитекс.

5. Корд по п. 1, имеющий коэффициент крутки корда минимум 100 и максимум 250, предпочтительно от 120 до 180, вычисляемый в соответствии со следующей формулой:

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

где t/m представляет собой количество оборотов на метр.