專利名稱:用于由原坯織物制造可用作輪胎胎冠襯層的帶的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及用于制造可用作胎體中的胎冠襯層、緩沖層和增強(qiáng)層的帶的設(shè)備和方法,特別地,涉及用于由原坯織物制造此類帶的設(shè)備和方法。這種帶可生產(chǎn)成具有與應(yīng)用相適的尺寸,例如帶有規(guī)定數(shù)量的端部的胎冠襯層。
背景技術(shù):
輪胎工業(yè)已經(jīng)長(zhǎng)期相當(dāng)關(guān)注子午線輪胎構(gòu)造以尋求增強(qiáng)輪胎。輪胎增強(qiáng)層的一個(gè)實(shí)例在授予Kimble的美國(guó)專利No.3,720,569中進(jìn)行了描述。這種增強(qiáng)層通過(guò)將多根簾線按照所需間隔關(guān)系穿過(guò)擠出機(jī)而形成。簾線可在多重浸漬操作中涂以膠乳以便形成整體式帶條。此類增強(qiáng)層構(gòu)造可為子午線和斜交簾布層構(gòu)造兩者都提供更好道路穩(wěn)定性和更長(zhǎng)輪胎行駛里程的優(yōu)點(diǎn)。然而,因?yàn)樵鰪?qiáng)層與輪胎用橡膠的粘合不夠,所以此類構(gòu)造易受帶束層邊緣分離破壞問(wèn)題。
包封著子午線輪胎帶束層的胎冠襯層可用來(lái)幫助將此類帶束層邊緣分離破壞情況減至最小。最初,胎冠襯層被用作帶有疊接的全寬度帶條。經(jīng)驗(yàn)表明,這種疊接在硫化期間可能拉開(kāi)。此外,由于胎冠襯層施涂于帶束層上方,所以在帶束層的伸展方面存在缺陷。而且,對(duì)于這種構(gòu)型,必須跨過(guò)整個(gè)帶束層施加相同寬度的材料。由于這些缺陷,在二十世紀(jì)九十年代開(kāi)發(fā)了較窄的胎冠襯層帶。這種帶繞著帶束層螺旋地纏繞。此類帶通過(guò)切割膠布而制造。帶的寬度取決于每英寸的簾線數(shù)量,其根據(jù)輪胎制造商而改變。人們發(fā)現(xiàn)此類帶能夠增加纏繞張力,因?yàn)闆](méi)有疊接。此外,此類帶能夠被施涂在帶束層邊緣處的加固層中以便改進(jìn)輪胎性能。然而,這種方法取決于若干方法/步驟,即編織織物、處理織物以便實(shí)現(xiàn)良好粘合于壓延橡膠上、化合橡膠、將橡膠擦于或壓延于處理過(guò)的織物上以及將膠布切割成特定寬度。這些都是固有的高成本/勞動(dòng)密集型方法。由于切割步驟,所以在帶的邊緣上可能有切下的簾線,這可能造成邊緣磨損。因此,此類方法產(chǎn)生大量廢料。而且,由于每個(gè)帶條中的單端簾線的數(shù)量可能不同,所以這樣生產(chǎn)的帶可能不均勻。對(duì)于每個(gè)步驟,潛在的誤差和累加方差要求輪胎成型方法中容許過(guò)大的公差。最后,為了保證織物與輪胎用橡膠的良好粘合而加入橡膠就增加了輪胎的總重量。
制造帶束層簾線織物的方法類似于切割織物的方法,因?yàn)槠浒ɡ美缂尤剂辖n液來(lái)處理織物以便實(shí)現(xiàn)良好粘合。然而,帶束層簾線織物存在顯著不同緯向棱紋與經(jīng)向棱紋相同,織物現(xiàn)成即可使用于帶束層成型方法中因?yàn)槠洳⒉恍枰懈?,以及織物并不需要涂膠步驟。
由于切割涂膠布方法中的固有缺點(diǎn),所以已經(jīng)開(kāi)發(fā)了用于使用十字頭擠出機(jī)由單端簾線制備胎冠襯層帶的方法。此類方法通常被稱為“Steelastic方法”,并且示于圖1中。在總體上示于1處的Steelastic方法中,多根簾線2和橡膠3被送入模頭4中,在這里用橡膠把簾線包封起來(lái)以得到與輪胎用橡膠的良好粘合。這樣就形成了包括多根涂膠單端簾線的帶。在簾線被送入模頭之前,簾線必須利用間苯二酚(resourcinol)-甲醛膠乳浸漬液進(jìn)行處理,以保證良好粘合于在擠壓步驟中引入的橡膠上。
與切割涂膠布方法相比,Steelastic方法改進(jìn)了均勻性,因?yàn)椴豢赡艽嬖诓痪鶆蚯懈?,因此?zhǔn)確控制著帶中的單端簾線的數(shù)量。而且,與切割涂膠布方法相比,這個(gè)方法減少了廢品,因?yàn)樵趲У倪吘墰](méi)有切下的簾線。此外,利用Steelastic方法可以得到更長(zhǎng)的帶每卷長(zhǎng)度。然而,這個(gè)方法中使用的擠出機(jī)和模頭代表著較大的資本投資。而且,帶自身仍然依賴于橡膠混合步驟以及加入/施涂橡膠作為保證良好粘合于輪胎用橡膠混合物上的方法,因此增加了重量和成本。此外,Steelastic方法需要超過(guò)環(huán)境壓力和溫度。因此,在輪胎工業(yè)中就需要開(kāi)發(fā)一種用于制造可用作胎體中的胎冠襯層、緩沖層和增強(qiáng)層的帶或帶條的方法,與現(xiàn)有技術(shù)的方法相比,這種方法資本密集和勞動(dòng)密集程度較小。而且,需要一種生產(chǎn)更均勻的帶而并不產(chǎn)生廢物的方法。此外,需要生產(chǎn)包裝的帶或帶條,其準(zhǔn)備作為胎冠襯層應(yīng)用于輪胎中或者可用作胎體中的緩沖層和增強(qiáng)層。
發(fā)明內(nèi)容
申請(qǐng)人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到膠漿比橡膠流動(dòng)性好得多,并且使用膠漿來(lái)包封單端簾線優(yōu)于Steelastic方法中使用的橡膠。此外,申請(qǐng)人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到與Steelastic方法中橡膠必須在熱擠出機(jī)中施涂相反,膠漿可以在環(huán)境溫度和環(huán)境壓力下施涂。這樣,通過(guò)提供并不需要象在Steelastic方法中那樣使用擠出機(jī)模頭的方法,本發(fā)明就克服了與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)聯(lián)的問(wèn)題。
此外,本發(fā)明的方法不象現(xiàn)有技術(shù)的切割涂膠布方法那樣為勞動(dòng)密集型,因?yàn)槠洳簧婕翱椢锏那懈睢4送?,其不象切割涂膠布方法那樣為資本密集型,因?yàn)槠洳恍枰獕貉訖C(jī)輥筒。而且,本發(fā)明的方法避免了潛在的誤差,因?yàn)槠洳痪哂星懈畈襟E,進(jìn)而幾乎消除了由于每個(gè)帶條中的單端簾線數(shù)量可能變化而導(dǎo)致不均勻的可能性。此外,由于本發(fā)明的方法中沒(méi)有切割步驟,所以就不會(huì)造成邊緣磨損并且?guī)У倪吘壣蠜](méi)有切下的簾線。因此,與切割涂膠布方法相比,本發(fā)明的方法產(chǎn)生的廢品更少。最后,可以減少輪胎的總重量,因?yàn)椴恍枰尤胂鹉z以保證織物與輪胎用橡膠的良好粘合。
因此,根據(jù)本發(fā)明,提供了用于由織物制造帶的方法。這種方法包括將包括多根單端簾線的織物浸漬于包括溶于溶劑中的彈性體組合物的溶劑基膠漿中,并且烘干膠漿以便使得大部分溶劑蒸發(fā),從而形成包括包封于彈性體組合物中的織物的帶。最終的現(xiàn)成施用的帶可生產(chǎn)成具有與應(yīng)用相適的尺寸,例如帶有十個(gè)端部的胎冠襯層。
圖1為用于由單端簾線制造輪胎加強(qiáng)帶的現(xiàn)有技術(shù)的Steelastic方法的一部分的透視圖。
圖2為用于由單端簾線制造輪胎加強(qiáng)帶的本發(fā)明的方法的一部分的局部視圖。
圖3為本發(fā)明的壓輥的透視圖。
圖4為用于在本發(fā)明的設(shè)備中引導(dǎo)帶的導(dǎo)向輥的切開(kāi)透視圖。
圖5為圖2的設(shè)備的最終驅(qū)動(dòng)單元的透視圖。
圖6為用于將本發(fā)明的帶引導(dǎo)至卷繞器的梳的透視圖。
圖7為本發(fā)明的卷繞器的視圖。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明,提供了一種用于制造可在胎體輪胎中用作胎冠襯層、緩沖層和增強(qiáng)層的帶條或帶的設(shè)備和方法。將在本發(fā)明設(shè)備的操作范圍內(nèi)相對(duì)于圖2-7來(lái)對(duì)本發(fā)明的方法進(jìn)行描述。帶由包括多根單端簾線的原坯“帶束層-簾線織物”(與“輪胎-簾線織物”相反)或者微型織物制成。帶束層簾線織物可以在織物織布機(jī)上制造,如可從JakobMuller,AG,of Frick,Switzerland購(gòu)買到的織物織布機(jī)。這種機(jī)器可以設(shè)置成用于制造寬度小于切割涂膠布方法中使用的傳統(tǒng)輪胎簾線織物的織物。原坯織物的寬度為所需胎冠襯層的寬度,通常約為1/4″-3/8″。這種織物可以通過(guò)使多根單端簾線沿經(jīng)向延伸來(lái)制造。用于胎冠襯層或胎體應(yīng)用的每英寸單端簾線的數(shù)量的變化取決于簾線構(gòu)造,而對(duì)于特定構(gòu)造而言,則取決于輪胎類型和輪胎制造商。緯紗沿著交叉機(jī)器方向延伸。緯紗為用棉紗覆蓋的彈性紗。緯紗的用途在于以連續(xù)的、預(yù)定的互相鄰近距離保持單端簾線。
可用于本發(fā)明簾線的典型合成纖維紗由聚酰胺如6,6尼龍、6尼龍或者其任何共聚物制成。替代地,紗可包括聚酯、聚芳基酰胺纖維、人造纖維、玻璃或者碳等等。用于本發(fā)明的特別適用的紗為T(mén)-728,其為可從DUSA International of Wilmington,Delaware買到的熱穩(wěn)定66尼龍。為了滿足輪胎應(yīng)用的強(qiáng)度和耐久性要求,紗通常由包含穩(wěn)定劑的高粘度聚合物制備并且以高拉伸比拉伸以便產(chǎn)生高韌性紗,如美國(guó)專利No.3,311,691中所公開(kāi)。
在圖2中總體上以10示出的原坯織物進(jìn)入本發(fā)明的設(shè)備。本發(fā)明的設(shè)備包括具有多根垂直梁12、一對(duì)水平梁14以及一組支柱16的框架。原坯織物通常利用活化劑處理以便將橡膠粘結(jié)于簾線上。通常,間苯二酚-甲醛膠乳(rfl)用作活化劑浸漬液。這種方法并不作為標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)實(shí)踐進(jìn)行示出。處理過(guò)的織物被送至導(dǎo)向輥18,導(dǎo)向輥18可以任選,根據(jù)織物必須行進(jìn)的距離而定。隨后,處理過(guò)的織物被送到在圖2中總體上以20示出的浸漬站。浸漬站20包括取出裝置22、膠漿浸漬盤(pán)24以及以便用于升高和放下浸漬盤(pán)的機(jī)構(gòu)26。
織物通過(guò)以下闡述的機(jī)構(gòu)浸漬于膠漿浸漬盤(pán)中。特別是從圖2可以看出,浸漬盤(pán)22包括多個(gè)容放輥32。輥保持織物穿過(guò)浸漬盤(pán)前進(jìn)并且保證織物浸入浸漬盤(pán)中。輥32包括多個(gè)如圖4中所示的波峰32a和多個(gè)如圖3和4中所示的凹槽或波谷32b。織物安放于容放輥的凹槽32b中。壓輥34置于中間浸漬盤(pán)輥32上方。壓輥34包括多個(gè)波峰34a和波谷34b。如圖4中所示,波峰34a與容放輥32的波谷34b嚙合。應(yīng)當(dāng)指出,可以同時(shí)浸漬若干織物的帶條??椢锏膸l留在壓輥的波峰上和浸漬盤(pán)輥的波谷中以便當(dāng)它們穿過(guò)浸漬盤(pán)時(shí)將膠漿壓入織物的帶條之間的間隙中。圖4中用33示出了從浸漬盤(pán)輥的凹槽中出來(lái)的溶劑化的或潤(rùn)濕的帶。如果浸漬若干織物帶條,可以在這個(gè)方法之前的點(diǎn)上使用導(dǎo)向輥來(lái)保持織物的帶條分開(kāi)。
此外,在不背離本發(fā)明的范圍的情況下可以改變所使用的特定設(shè)備。舉例來(lái)說(shuō),如果當(dāng)織物穿過(guò)浸漬盤(pán)時(shí)織物中存在足夠的張力,那么可以不需要壓輥。在這種情況下,只是必須織物中的張力足夠以便保持其處于浸漬盤(pán)的容放輥的波谷中。在這種情況下,適當(dāng)?shù)闹С屑?,如?dǎo)向輥或玻璃條桿,可用于織物。
浸漬盤(pán)中使用的浸漬液為溶劑基的膠漿。這種溶劑基的膠漿包括彈性體組合物,其溶于溶劑如甲苯中。例如,這種彈性體組合物可包括,但不限于天然橡膠或帶有苯乙烯丁二烯的天然橡膠或帶有聚丁二烯的苯乙烯丁二烯。彈性體組合物中的這些組成材料可以根據(jù)最終用戶需要而與增強(qiáng)劑、活化劑和/或增塑劑混合。膠漿中的溶劑的百分比取決于簾線穿過(guò)設(shè)備的速度。這種百分比通常介于10-30%的范圍內(nèi)。
隨后,溶劑化的或潤(rùn)濕的帶被送到導(dǎo)向輥36而后送到另一個(gè)如圖2中所示并且特別如圖5中的所示的導(dǎo)向輥38。圖5為示出了本發(fā)明的示例性導(dǎo)向輥的一部分的剖視圖。從圖5中可以看出,凹槽40形成于導(dǎo)向輥中以便容納溶劑化的帶。應(yīng)當(dāng)指出,與其在帶離開(kāi)浸漬盤(pán)之后使用導(dǎo)向輥來(lái)引導(dǎo)帶,不如在浸漬盤(pán)之后使用繞著導(dǎo)向輥的套筒。導(dǎo)向輥或套筒的用途是在帶離開(kāi)圖2所示的設(shè)備時(shí)保持帶對(duì)齊并且防止其滾動(dòng)。
隨后將溶劑化的帶送到烘箱42,在這里其穿過(guò)一條通道,到達(dá)另一個(gè)導(dǎo)向輥44,然后穿過(guò)另一個(gè)條貫穿的烘箱通道。在烘箱中,織物必須固定于單個(gè)平面上。這點(diǎn)通過(guò)保持織物中的張力來(lái)實(shí)現(xiàn),并且為保持帶的完整性所需要。包括溶劑和彈性體組合物的膠漿在烘箱中烘干。這種烘干通常在大約110℃進(jìn)行一定時(shí)間,這取決于原坯織物被傳送過(guò)設(shè)備的速度。這種烘干餾出或蒸發(fā)大部分溶劑。剩余的是現(xiàn)成施用的織物,包封于彈性體組合物中,從而形成帶。圖6中以46示出了這種帶。在最終產(chǎn)品中,部分少量的殘留溶劑留作帶的組分。溶劑可以包括帶重量的0.0009-5%。
離開(kāi)烘箱,帶通過(guò)導(dǎo)向輥38被送回到一組導(dǎo)向輥46、48和50,以及在圖2和6中總體上以52示出的驅(qū)動(dòng)裝置。另一個(gè)包括軸54a和輥54b、54c的驅(qū)動(dòng)裝置54為任選,并且只有當(dāng)驅(qū)動(dòng)裝置52不運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)才使用驅(qū)動(dòng)裝置54。從圖2中可以看出,驅(qū)動(dòng)裝置52包括軸52a和齒輪傳動(dòng)輥52b、52c,用于驅(qū)動(dòng)帶通過(guò)設(shè)備。如圖6中所示,驅(qū)動(dòng)裝置支承于框架56中,框架56包括支承桿件58以便當(dāng)帶穿過(guò)設(shè)備運(yùn)動(dòng)時(shí)呈送帶。支承輥保持于一對(duì)支承件60之間。
隨后,圖6中以62示出的帶被送到一對(duì)兩個(gè)型導(dǎo)向輥62和64以及機(jī)構(gòu)66處,以便將帶呈送給如圖7中所示的任選的梳68。機(jī)構(gòu)66包括立式支座66a、水平桿66b以及輥?zhàn)?6c。桿和輥?zhàn)油ㄟ^(guò)端蓋66d保持在一起。帶在輥?zhàn)?6c上方滾動(dòng)并且前進(jìn)至梳68。圖7的梳類似于已知單端簾線方法中用于保持簾線分離所使用的梳,但是圖7的梳齒數(shù)更少,并且與已知單端簾線方法中使用的梳相比,齒間距更寬,以便容納帶。于是帶被送到如圖8中所示的卷繞器70,卷繞器70由如圖7中所示的框架72支承。在卷繞器之后,帶被送到卷軸74,帶在卷軸74上纏繞并存儲(chǔ)。圖7中示出了一對(duì)卷軸。
在梳之后,帶被送到如圖8中所示的導(dǎo)向輪76。導(dǎo)向輪通過(guò)緊固件78保持于卷繞器的框架72上。離開(kāi)導(dǎo)向輪76后,帶被送到另一個(gè)導(dǎo)向輪80。類似的導(dǎo)向輪可以見(jiàn)于用于制造單端簾線的已知設(shè)備中;然而,此類導(dǎo)向輪具有用于容納單端簾線的波峰和波谷。相反,在本發(fā)明的設(shè)備中,導(dǎo)向輪76和80的表面都不具有波峰和波谷,而是保持平滑以便容納帶。此類導(dǎo)向輪在本發(fā)明中可任選地使用,并且用來(lái)保證帶停留就位。當(dāng)帶從導(dǎo)向輪76運(yùn)動(dòng)到導(dǎo)向輪80進(jìn)而運(yùn)動(dòng)到最終包裝(即,帶有卷繞于其上的帶的卷繞器70)時(shí),帶中的張力通過(guò)松緊調(diào)節(jié)臂82來(lái)保持。松緊調(diào)節(jié)臂的端部繞著上樞軸點(diǎn)84和下樞軸點(diǎn)86做樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)。松緊調(diào)節(jié)臂的運(yùn)動(dòng)由阻止松緊調(diào)節(jié)臂碰撞于卷軸上的下限動(dòng)裝置88來(lái)限制。上樞軸點(diǎn)84和下限動(dòng)裝置88通過(guò)板90而保持于框架上,其中板90緊固于卷繞器的框架上。導(dǎo)向輥92引導(dǎo)帶至導(dǎo)向器94,帶通過(guò)導(dǎo)向器94行進(jìn)至最終包裝。
對(duì)于本發(fā)明,因?yàn)楦鱾€(gè)簾線浸漬于膠漿中,所以簾線最好更易于接近膠漿而非現(xiàn)有技術(shù)中的橡膠,因?yàn)橄鹉z并不具有像膠漿那樣好的流動(dòng)性。因此與現(xiàn)有技術(shù)的方法相比,可以更完全地覆蓋織物和織物中的簾線。因此,與切割織物或Steelastic方法相比,使用本發(fā)明可以生產(chǎn)出更優(yōu)質(zhì)的帶。盡管可以在高溫和高壓下實(shí)現(xiàn)彈性體組合物如橡膠的所需封裝特征,但是本發(fā)明能夠在正在施涂膠漿時(shí)在環(huán)境溫度和環(huán)境壓力下實(shí)現(xiàn)這些所需封裝特征。
本發(fā)明的帶可現(xiàn)成用作輪胎用胎冠襯層。當(dāng)用于這種應(yīng)用時(shí),帶直接纏繞于輪胎上。帶中的單端簾線于是在輪胎硫化方法中粘附于橡膠上。替代地,如上文所指出,帶可以在輪胎胎體中用作緩沖層和增強(qiáng)層。本發(fā)明的帶一般地約為1/4″至3/8″左右寬。
將參看以下實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)地描述,該實(shí)例用來(lái)示例說(shuō)明本發(fā)明而非限制其范圍。
實(shí)例帶按照上述方式使用圖2的設(shè)備制造。將由尼龍6,6制成的原坯單緯向輪胎簾線織物通過(guò)設(shè)備送到預(yù)浸盤(pán),在預(yù)浸盤(pán)處施涂rfl浸漬液。預(yù)浸盤(pán)中的浸漬液通過(guò)向箱中加入水、氫氧化鈉(NaOH),或苛性堿小球、間苯二酚薄片和甲醛而制成。這種溶液的固體含量約為6%。使溶液混合約30分鐘。然后,使這種溶液陳放至少約3小時(shí)(最小為2小時(shí),最大為4小時(shí))。在另一個(gè)箱中,加入膠乳。然后使水與氫氧化銨NH4OH混合并被緩慢加到膠乳中。隨后加入消泡劑并且緩慢混合。這種溶液的固體含量約為35%。隨后,這種溶液與來(lái)自第一箱的溶液化合。在使用之前將化合的溶液在一起混合約30分鐘??椢锝n于這種化合溶液中約3秒。浸漬液在約226℃的溫度下硫化介于100和200秒范圍內(nèi)的停留時(shí)間。隨后織物被送到另一個(gè)烘箱,浸漬液在這個(gè)烘箱中以165℃的溫度被硫化??椢镫S后浸漬于甲苯(85kg)和橡膠基彈性體組合物(15kg)的混合物中。甲苯和彈性體組合物在烘箱中以110℃的溫度烘干,以便使得大部分甲苯被餾出。這樣就形成了寬為1/2英寸的帶。
權(quán)利要求
1.一種用于由原坯織物生產(chǎn)適于用作胎冠襯層的帶的方法,包括a)將原坯織物浸漬于包括溶劑和彈性體組合物的溶劑基膠漿中;以及b)烘干膠漿以便使得大部分溶劑蒸發(fā),而彈性體組合物保留,以便包封著織物,從而形成帶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法制成的帶。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶,其中溶劑包括帶重量的0.0009-5%。
4.一種適于用作胎冠襯層的帶,包括具有多根包封于彈性體組合物中的單端簾線和微量溶劑的原坯織物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的帶,其中溶劑包括帶重量的0.0009-5%。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的帶,其中溶劑為甲苯。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的帶,其中彈性體組合物選自天然橡膠、帶有苯乙烯丁二烯的天然橡膠或帶有聚丁二烯的苯乙烯丁二烯。
8.一種適于用作胎冠襯層的帶,包括多根沿第一方向的單端簾線和沿垂直于第一方向的第二方向的緯紗。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的帶,其中緯紗為彈性紗。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的帶,其中緯紗覆蓋以棉紗。
全文摘要
一種設(shè)備和方法用來(lái)由原坯織物制造現(xiàn)成施涂的帶。這種帶可用作輪胎胎體中的胎冠襯層、緩沖層和增強(qiáng)層。帶通過(guò)將包括多根單端簾線的原坯微型織物浸漬于溶劑基膠漿中而制造。膠漿包括溶劑和彈性體組合物,其受到烘干以便使得大部分溶劑蒸發(fā)。彈性體組合物保留,以便包封著織物,從而形成帶。
文檔編號(hào)B60C9/00GK1906046SQ200480031702
公開(kāi)日2007年1月31日 申請(qǐng)日期2004年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月29日
發(fā)明者W·特爾許倫 申請(qǐng)人:科德薩公司