薄层冠带层和使用该薄层冠带层的低重量轮胎
阅读：851发布：2020-05-11
专利汇可以提供薄层冠带层和使用该薄层冠带层的低重量轮胎专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种薄层 冠带层 和一种应用所述薄层冠带层的低重量轮胎。通过纺织和放置多根帘线股来形成薄带形式的帘线纺织层，而不是捻合多根帘线股以形成冠带层帘线，本发明所述的薄层冠带层具有的效果为：通过减轻重量来降低轮胎的 滚动阻 力 ，并且在保持轮胎所需的 刚度 的同时改善安装有轮胎的车辆的 燃料 效率。，下面是薄层冠带层和使用该薄层冠带层的低重量轮胎专利的具体信息内容。
1.一种薄层冠带层，其包括：
通过纺织多根帘线股而形成的薄带形式的帘线纺织层；和
涂覆在所述帘线纺织层上以覆盖所述帘线纺织层外部的橡胶涂层。
2.权利要求1所述的薄层冠带层，其中所述帘线股由选自聚酯、尼龙、芳族聚酰胺、聚酮和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)中的任何一种或多种材料制成。
3.权利要求2所述的薄层冠带层，其中形成所述帘线纺织层的所述帘线股的经纱的细度为6000D至14000D，并且经纱的数量为20EA至25EA。
4.权利要求3所述的薄层冠带层，其中一根帘线股的材料强度为8g/d至11g/d。
5.权利要求4所述的薄层冠带层，其中所述薄层冠带层的宽度为10mm至15mm，并且所述薄层冠带层的厚度为0.2mm至0.4mm。
6.权利要求1所述的薄层冠带层，其中所述橡胶涂层由包括间苯二酚福尔马林胶乳(RFL)、马来酸酐树脂和异氰酸酯中的任何一种或多种的化合物制成。
7.一种低重量轮胎，其包括：
如权利要求1至6中任一项所述的薄层冠带层，其形成以覆盖胎面橡胶层中的带束层的上侧。
薄层冠带层和使用该薄层冠带层的低重量轮胎
[0001] 相关申请
技术领域
[0003] 本发明涉及一种用于轮胎的冠带层和一种使用该冠带层的低重量轮胎，更具体地，涉及一种薄层冠带层，其通过纺织帘线股形成薄带形式的冠带层帘线来制造，从而能够整体上保持相同的刚度并且减轻轮胎的重量，以及涉及应用该薄层冠带层的低重量轮胎。
背景技术
[0006] 在近期的全球汽车市场上，已经投入大量的资源和时间来实现车辆的重量减少，以满足对环境友好的需求，即通过开发相关技术来应对在这个高油价时代的环境问题。
[0007] 因此，为了制造比现有轮胎更轻的轮胎，已经连续进行了用于减轻重量以及最大程度地改善用作轮胎的增强材料的帘线的物理性能的研究。
[0008] 例如，韩国专利公开出版物第2016-0086157号(于2016年7月19日公开)公开了一种充气轮胎的冠带层和用于制造充气轮胎的冠带层的方法，以及韩国专利登记第10-1342702号(于2013年12月11日登记)公开了一种轮胎帘线以及包括该轮胎帘线的轮胎，然而，这些文献并未提出关于上述问题的替代解决方案。
发明内容
[0009] 考虑到上述情况，本发明的目的是提供一种薄层冠带层，其通过将用作冠带层帘线的帘线股纺织成薄带形式而制造，从而能够整体上保持相同的刚度并且减轻轮胎的重量，以及提供应用该薄层冠带层的低重量轮胎。
[0010] 为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种薄层冠带层，其包括：通过纺制多根帘线股形成薄带形式的帘线纺织层；以及涂覆在所述帘线纺织层上以覆盖所述帘线纺织层的外部的橡胶涂层。
[0011] 本文中，帘线股可以由选自聚酯、尼龙、芳族聚酰胺、聚酮和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)中的任何一种或多种材料制成。
[0012] 此外，形成所述帘线纺织层的帘线股的经纱的细度可以为6000D至14000D，并且经纱的数量可以为20EA至25EA。
[0013] 进一步的，一股帘线股的材料强度可以为8g/d至11g/d。
[0014] 进一步的，薄层冠带层的宽度可以为10mm至15mm，并且薄层冠带层的厚度为0.2mm至0.4mm。
[0016] 根据本发明的另一方面，提供了一种制造低重量轮胎的方法，该方法包括：通过将多根帘线股纺织成薄带形式来形成帘线纺织层的步骤；形成橡胶涂层以覆盖帘线纺织层外部的橡胶浸涂步骤；以及通过干燥机干燥通过橡胶浸涂步骤制备的橡胶涂层的步骤。
[0017] 通过纺织和放置多根帘线股来形成薄带形式的帘线纺织层，而不是捻合多根帘线股以形成冠带层帘线，根据本发明的薄层冠带层和应用所述薄层冠带层的低重量轮胎具有的效果为：通过减轻重量来降低轮胎的滚动阻力，并且在保持轮胎所需的刚度的同时改善安装有该轮胎的车辆的燃料效率。附图说明
[0018] 由以下结合附图的详细描述，将更清楚地理解本发明的上述和其他目的、特征和其他优点，其中：
[0019] 图1是根据本发明的一个具体实施方式的薄层冠带层的正面剖视图；
[0020] 图2是示出制造图1的薄层冠带层的过程的步骤的照片；
[0021] 图3是示出在制造图2的薄层冠带层的过程中形成帘线纺织层的过程的照片；
[0022] 图4是示出在形成图3的帘线纺织层的过程中的帘线股的缠结状态的放大照片；
[0023] 图5是图解在制造图2的薄层冠带层的过程中形成橡胶涂层的橡胶浸涂过程的示意图；
[0024] 图6是图解应用了图1的薄层冠带层的低重量轮胎的半剖视图；
[0025] 图7是示出形成图1的帘线纺织层的帘线股被分开的状态的照片；
[0026] 图8是传统冠带层的正面剖视图；以及
[0027] 图9是示出应用于图8的传统冠带层的冠带层帘线的缠结状态的放大照片。
具体实施方式
[0028] 在下文中，将参照附图详细描述本发明的优选实施方式，以使得在本发明所属技术领域中具有普通知识的人员可以容易地实现本发明。然而，本发明可以以各种形式实现，并且不限于本文描述的具体实施方式。在附图中，被判断为能够使本发明的主旨不必要地模糊的公知功能和结构将不被示出。参照附图，其中在几个视图中相同的附图标记表示相同或相应的部分。
[0029] 图1是根据本发明的一个实施方式的薄层冠带层的正面剖视图。
[0030] 参照图1，根据本实施方式的薄层冠带层25包括帘线纺织层26和覆盖帘线纺织层26的外部以包围帘线纺织层26的外部的橡胶涂层27。
[0031] 通过纺织多根帘线股26a而形成薄带形式的帘线纺织层26。此外，通过涂覆形成橡胶涂层27以覆盖帘线纺织层26的外部。
[0032] 在本实施方式中，将描述形成帘线纺织层26的帘线股26a由尼龙制成的实例。然而，本发明并不特别限于此，只要多根帘线股26a不是捻合在一起，而是可以被纺织成薄带形式的帘线纺织层26，帘线股可以由选自聚酯、尼龙、芳族聚酰胺、聚酮和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)中的任何一种或多种材料制成。
[0033] 同时，优选形成帘线纺织层26的帘线股26a的经纱的细度为6000D至14000D，并且经纱的数量为20EA至25EA。
[0034] 在本文中，当帘线股26a的经纱的细度超过14000D时，相比于常规的冠带层250，其物理性能可能得到改善。然而，由于使用相同的材料(尼龙)用于制造，所以帘线股的厚度最终增加。因此，尼龙股(一根经线)的厚度增加，在这种情况下，出现尼龙帘线股(即一根经线)彼此分开的现象。
[0035] 此外，当所应用的帘线股26a的经纱的细度小于6000D时，由于厚度过小，因此需要通过增加经纱的数量来满足物理性能。在这种情况下，由于层叠过多的层，在下面将要描述的用于形成橡胶涂层27的橡胶浸涂时橡胶可能不会渗入。其结果是，发生尼龙帘线股(经纱)彼此分开的现象。
[0036] 总之，当形成帘线纺织层26的帘线股26a的线密度在6000D至14000D的范围内时，帘线股可以以冠带层形式应用，而没有如图7所示出的尼龙帘线股彼此分开的现象。
[0037] 此外，经纱的细度是通过将经纱的数量(纱的数量)和纱的旦数相乘而获得的。在本实施方式的薄层冠带层的情况下，该冠带层是通过将经纱一个一个地层叠来制造的。因此，如果经纱的数量超过25EA，这是过大的，所以会发生经纱彼此分开的现象。当经纱的数量小于20EA时，这是过小的，可能无法达到薄层冠带层所需的物理性能。
[0038] 同时，优选使用具有一根经纱的材料强度范围为8g/d至11g/d的帘线股26a。如果其材料强度超出上述范围，则不满足用于低重量轮胎的本发明的冠带层所需的物理性能。
[0039] 原因如下表1所示。表1示出当一根经纱的材料强度为8g/d至11g/d时，薄层冠带层的强度和普通尼龙冠带层的强度的对比实验的结果。
[0040] 也就是说，作为经纱数量为25EA(经纱的最大数量)的情况的结果，与普通尼龙冠带层相比，可以在减小厚度(g/A)的同时表现出优异的强度。
[0041] [表1]
[0042]
[0043] 同时，纤维帘线本身不与橡胶粘合。因此，在本实施方式中，作为将纤维帘线粘合到橡胶上的方法的一个实施例，将描述其中首先使纤维帘线经过环氧树脂和异氰酸酯浸渍过程，然后经过RFL浸渍过程的方法。
[0045] 然而，本发明并不特别限于此，并且只要纤维帘线本身对橡胶的粘合力可以通过橡胶涂层增加，橡胶涂层可以由包括间苯二酚福尔马林胶乳(RFL)、马来酸酐树脂和异氰酸酯中任何一种或者多种的橡胶化合物制成。
[0046] 参照图8和图9，应用于常规轮胎的普通冠带层250使用通过将尼龙熔融纺丝来制造帘线股并随后捻合帘线股而形成的原始帘线。
[0048] 但是，在根据本实施方式的薄层冠带层25的情况下，对应于常规冠带层帘线260的帘线纺织层26是通过纺织帘线股26a而不是捻合帘线股26a，并以薄带形式层叠帘线股26a来制造的，并且通过用橡胶涂覆帘线纺织层26形成橡胶涂层27以覆盖帘线纺织层26的外部。结果，可以降低冠带层的厚度并且可以减轻其重量以实现重量降低，同时保持形成轮胎的冠带层所需的刚度。
[0049] 在下文中，将参照图2至5描述制造薄层冠带层25的过程。
[0050] 图2是示出制造图1的薄层冠带层的过程的步骤的照片。
[0051] 参照图2，制造薄层冠带层25的过程包括帘线纺织层形成步骤(ST10)和橡胶涂层形成步骤(ST20)。
[0052] 此处，在帘线纺织层形成步骤(ST10)中，帘线纺织层26是通过以薄带形式纺织多根帘线股26a而形成的。
[0053] 图3是示出在制造图2的薄层冠带层的过程中形成帘线纺织层的过程的照片，并且图4是示出在形成图3的帘线纺织层的过程中的帘线股缠结状态的放大照片。
[0054] 参照图3和图4，帘线纺织层形成步骤(ST10)可以包括纺织步骤(ST11)、放置步骤(ST12)和固定步骤(ST13)。
[0055] 首先，在纺织步骤(ST11)中，通过熔融纺丝尼龙材料而形成的帘线股26a形成为薄带形式。
[0056] 在放置步骤(ST12)中，以薄带形式纺织的多根帘线股26a彼此放置。
[0057] 如图4所示，在放置步骤(ST12)中彼此放置的多根帘线股26a以多个层彼此重叠，以处于微表面缠结的状态。
[0058] 接下来，在固定步骤(ST13)中，多根放置的帘线股26a被固定以保持薄带形式。
[0059] 通过上述过程形成为片状的帘线纺织层26被缠绕成卷状，从而完成通过后述的橡胶涂层形成步骤(ST20)得到的薄层冠带层25的半成品。
[0060] 图5是图解在制造图2的薄层冠带层的过程中形成橡胶涂层的橡胶浸涂过程的示意图。
[0061] 参照图5，橡胶涂层形成步骤(ST20)包括橡胶浸涂步骤(ST21)和干燥步骤(ST22)。
[0062] 在橡胶浸涂步骤(ST21)中，覆盖帘线纺织层26的外部的橡胶涂层27通过橡胶浸涂过程形成，其中放置具有缠绕在其上的片状帘线纺织层26的缠绕辊，然后通过传送辊以预定的速度展开帘线纺织层26，并且穿过装满上述橡胶化合物的槽28，以用橡胶薄薄地涂覆。
[0063] 此外，在干燥步骤(ST22)中，使通过橡胶浸涂过程得到的涂覆在片状帘线纺织层26的外部的橡胶涂层27通过干燥机29而完成薄层冠带层25。
[0064] 然后，根据在模制轮胎时要完成的轮胎的尺寸切割完成的薄层冠带层25，并缠绕成卷。
[0065] 根据本实施方式的薄层冠带层25的制造过程，不包括轧制过程，因此与常规使用的普通尼龙冠带层250的制造过程相比，可以通过简化制造过程来提高生产率，并且由于应用于薄层冠带层25的帘线纺织层26通过纺织制造成薄带形式，所以与常规使用的尼龙冠带层250相比，可以在保持冠带层所需的刚度的同时减少冠带层的厚度，并且可以实现使用薄层冠带层25的轮胎的重量降低。
[0066] 在下文中，将参照图6描述应用有薄层冠带层25的低重量轮胎1。
[0067] 图6是图解应用有图1的薄层冠带层的低重量轮胎的半剖视图。
[0070] 在胎面部分10中，带11和胎面橡胶层12顺序地层叠在胎体帘布层60上。
[0071] 带11是位于胎体帘布层60和底部胎面15之间的特殊帘布，其减轻了外部冲击，并且防止在胎面橡胶层12处产生的裂纹或外部损伤直接传播到胎体帘布层60。
[0072] 胎肩部分20具有从胎面部分10起逐渐减小的厚度，并且是与侧壁部分30连接的部分。
[0075] 同时，胎体帘布层60的弯曲部分65形成为部分地覆盖与胎圈部分40相邻的侧壁部分30的外侧。
[0076] 胎圈钢丝41是一束钢丝，其中钢丝用橡胶涂覆，其用作将轮胎连接和固定到轮辋的框架。
[0077] 三角胶42形成为宽度从胎圈钢丝41向上逐渐减小的三角形形状，防止胎圈钢丝41分散，减轻冲击，并且防止在模制时在胎圈部分40处发生气动性。
[0078] 同时，覆盖带11上侧的冠带层25被层叠在胎面部分10和胎肩部分20中。
[0079] 粘附在带11上的作为特殊帘布的冠带层25可以使驾驶时带11的运动最小化，由此防止高速行驶时的分离现象。
[0080] 本文中，对于冠带层，使用上述薄层冠带层25。
[0081] 同时，优选的是，将应用于低重量轮胎1的薄层冠带层25切割成具有在10mm至15mm范围内的宽度。
[0082] [表2]
[0083] 单位：百分比(％)[0084]
[0085] 上表2示出当切割宽度分别为15mm、5mm、20mm时的情况与切割宽度为10mm的情况对比，比较根据薄层冠带层的切割宽度的薄层冠带层25的半成品的重量、应用薄层冠带层25的低重量轮胎1的重量、滚动阻力(RRc，％)、限定轮胎高速耐久性(ECE-R30，FMVSS-
139H，％)和轮胎负载耐久性(FMVSS-139E，％)的实验结果。
139H，％)和轮胎负载耐久性(FMVSS-139E，％)的实验结果。
[0086] 因此，当薄层冠带层25的切割宽度小于10mm时，薄层冠带层25过度密集地包围轮胎1，使得轮胎的耐久性劣化(实验实施例8，5mm)，并且当薄层冠带层25的切割宽度超过15mm时，薄层冠带层25缠绕得太少，使得轮胎1在模制轮胎时变形，导致性能相对劣化(实验实施例9，20mm)。
[0087] 这样，当薄层冠带层25的宽度在10mm至15mm的范围内时，可以保持轮胎的物理性能，并且可以实现轮胎的重量降低(实验实施例6和7)。
[0088] [表3]
[0089] 单位：百分比(％)[0090]
[0091] 基于应用常规普通冠带层250的常规轮胎与应用根据本发明的薄层冠带层25的低重量轮胎1的比较，上表3示出了薄层冠带层25的半成品的重量、应用薄层冠带层25的低重量轮胎1的重量、滚动阻力(RRc，％)、限定轮胎高速耐久性(ECE-R30，FMVSS-139H，％)和轮胎负载耐久性(FMVSS-139E，％)的实验结果。
[0092] 用于车辆的常规子午线轮胎的冠带层250具有0.8mm至1.2mm的厚度。然而，根据本实施方式的实验实施例10至13的薄层冠带层25可以被配置为具有0.2mm至0.4mm的厚度。
[0093] 在用于车辆的常规子午线轮胎的情况下，由尼龙材料制成的冠带层250以缠绕类型A来缠绕，而在根据本发明的实验实施例10中，不同于常规冠带层由PET材料制成的薄层冠带层25以缠绕类型A来缠绕，并且在实验实施例11至13中，使用与常规冠带层相同的尼龙材料，但薄层冠带层25分别以不同的缠绕类型A、B和C来缠绕。
[0094] 在本文中，缠绕类型A意味着将冠带层25缠绕以完全覆盖带束层11，缠绕类型B意味着除了缠绕类型A之外，冠带层25进一步仅缠绕在带束层11的两个边缘周围，并且卷绕类型C意味着冠带层25以比缠绕类型A小的缠绕间隔进行缠绕。
[0095] 所有应用了根据本发明的薄层冠带层2的实验实施例10至13表明，与应用常规冠带层250的轮胎相比，轮胎的重量可以减轻，并且实验实施例11至13表明，即使在应用由相同的尼龙材料制成的薄层冠带层25的情况下，取决于冠带层的缠绕类型，重量也会不同。
[0096] 因此，在应用根据本实施方式的薄层冠带层25的低重量轮胎1的情况下，与应用常规冠带层250的轮胎相比，半成品的重量(％)可以减轻40％至50％，轮胎的重量(％)可以减轻8％至10％，并且滚动阻力(RRc，％)、限定轮胎高速耐久性(ECE-R30，FMVSS-139H，％)、轮胎负荷耐久性(FMVSS-139E，％)分别可以提高4％至6％、2％至5％和2％至5％。结果，可以提高车辆的燃料效率。
[0097] 虽然已经参照优选实施方式和改进的实施例描述了本发明，但是本发明不限于上述特定实施方式和改进的实施例，并且相关领域的技术人员将会理解，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下可以作出各种修改和变化，并且这些修改和变化不应当与本发明的技术精神和前景分开来理解。
[0098] [附图标记说明]
[0099] 1：低重量轮胎，10：胎面部分
[0100] 11：带，12：胎面橡胶层
[0101] 20：胎肩部分，25：薄层冠带层
[0102] 26：帘线纺织层，26a：帘线股
[0103] 27：橡胶涂层，28：槽
[0104] 29：烘干机，30：侧壁部分
[0105] 31：侧壁橡胶层，40：胎圈部分
[0106] 41：胎圈钢丝，42：三角胶
[0107] 250：常规冠带层，260：常规冠带层帘线
[0108] 270：顶部橡胶
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