一種增強橡膠制品，其含有橡膠制品和嵌入該橡膠制品中的纖維層。所述纖維層含有具有矩形橫截面和至少第一層的單軸拉伸條帶元件，所述第一層具有至少約5的拉伸比、至少約2GPa的模量、至少0.85g/cm3的密度。第一層含有選自聚酰胺、聚酯以及它們的共聚物的聚合物。還公開了形成所述增強橡膠制品的方法。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術總體涉及纖維增強的橡膠制品。
技術介紹
增強橡膠制品用于很多種消費品與エ業應用中。增強模制橡膠制品的性能取決于增強體與橡膠的粘合。用合成紗線制成的織物往往很難與橡膠結合。在實踐中實施了若干措施以改進粘合，其中的大部分涉及用粘合增進劑涂覆纖維和/或織物。例如，隨著纖維被拉伸,可施加紡絲整理劑(spin finish),其可含有粘合活化劑，諸如環氧樹脂。除粘合增進化學之外，由于纖維的幾何形狀和其他物理性質，對含有具有增強粘合的纖維層的增強橡膠制品存在需求。
技術實現思路
本專利技術公開了ー種增強橡膠制品，其含有橡膠制品和嵌入該橡膠制品中的纖維層。所述纖維層含有具有矩形橫截面和至少第一層的單軸拉伸條帶元件(tape element),所述第一層具有至少約5的拉伸比、至少約2GPa的模量、至少O. 85g/cm3的密度。第一層含有選自聚酰胺、聚酯以及它們的共聚物的聚合物。本專利技術還公開了形成所述增強橡膠制品的方法。附圖簡述圖I示意性圖解了為嵌入橡膠中的機織織物的纖維層。圖2是充氣子午線輪胎(pneumatic radial tire)的局部剖視圖。圖3和4是作為軟管的增強橡膠制品的示意圖。圖5示意性圖解了含條帶元件的空氣彈簧的一個實施方式。圖6示意性圖解了具有一個層的示例性條帶元件的實施方式。圖7示意性圖解了具有兩個層的示例性條帶元件的實施方式。圖8示意性圖解了具有三個層的示例性條帶元件的實施方式。圖9示意性圖解了具有孔隙和表面裂縫的示例性條帶元件的實施方式。附圖說明圖10是在50，000X放大倍數下含有孔隙的纖維的一個實施方式的橫截面的顯微照片。圖Ila是在20，000X放大倍數下含有孔隙和孔隙引發顆粒的纖維的一個實施方式的橫截面的顯微照片，其顯示了孔隙的ー些直徑量度。圖Ilb是在20，000X放大倍數下含有孔隙和孔隙引發顆粒的纖維的一個實施方式的橫截面的顯微照片，其顯示了孔隙的ー些長度量度。圖12是在1，000X放大倍數下具有裂縫的纖維的ー個實施方式的表面的顯微照片。圖13是在20，000X放大倍數下具有裂縫的纖維的ー個實施方式的表面的顯微照圖14是在100，000X放大倍數下具有裂縫的纖維的ー個實施方式的表面的顯微照片。圖15示意性圖解了由條帶元件制造的機織織物的實施方式。具體實施例方式圖I示出了增強橡膠制品200，其包括嵌入在橡膠220中的纖維層100。該纖維層100包括多條纖維10。該增強橡膠制品200可以是用纖維增強的任何橡膠制品，例如輪胎、帶、空氣彈黃、軟管等等。參考圖2，其中示出了作為輪胎的增強橡膠制品200的一個實施方式，其包括通過胎肩結合至胎面305的胎壁303。該輪胎200包括由胎面305覆蓋的胎體301。在圖2中，輪胎100是子午線輪胎。然而本專利技術不限于子午線輪胎，而還可用于其它輪胎結構。胎體301由ー層或多層輪胎簾線312形成，所述輪胎簾線312終止在輪胎的金屬胎圈307中的內周圍，其中至少ー個帶束層334圍繞胎面305區域中的輪胎簾線312周圍地設置。胎體301被構造成使得增強簾線311基本上沿著輪胎200的所期望的旋轉方向R徑向地布置。該帶束層334由相對不能伸展的經紗材料331形成，例如鋼絲簾線增強經紗，其沿著輪胎的期望旋轉方向R布置，或更常見的，與其成較小角度。不可伸展經紗材料331的角度可根據構造或應用的方法而改變。緩沖層330橫過輪胎的胎面305的寬度上延伸，且終止在輪胎200的區域中胎面305與胎側303相遇的邊緣332處。冠帶層343被設置在帶束層334和胎面305之間。所示的帶束層343由冠帶條(cap ply tape)342沿著輪胎的滾動方向圍繞輪胎簾線312并延伸超過帶束層334的邊緣332而形成。此外，圖2中的冠帶條342可圍繞輪胎簾線312多次，以減少由搭接接頭在輪胎200中引起的不平衡影響。可選地，冠帶層343可由延伸超過帶束層334的邊緣332的冠帶條342形成，或者冠帶層343可由以平面螺旋圖案周圍地圍繞輪胎200的胎體301的冠帶條342形成。在美國專利7，252，129,7, 614，436和7，931，062中說明了一些適合的冠帶織物，在此結合各專利的全部內容作為參考。在胎圈307的頂部是胎圈三角膠310，且至少局部地圍繞胎圈307，而且三角膠310的是包布320。包布320是圍繞胎圈307和反包端330的部分的內側而設置的織物層。加強層340被設置成與圍繞胎圈307纏繞的層330的部分相鄰。更具體地，加強層340被設置在相對于“反包端”330的層的部分與包布320相反的側。胎側還可包括其他未示出的織物層，例如胎圈包布織物，胎趾保護織物，或圍繞胎圈纏繞的織物，其在胎肩區域從胎圈沿著胎側的側向上延伸，從胎面沿著胎側向下延伸，或完全覆蓋胎側。在胎圈和胎面之間延伸的任何織物在此限定為“胎側織物”。這包括還圍繞胎圈延伸至輪胎內側的織物，例如包布織物，只要織物的至少一部分位于胎圈和胎面之間。在使用中，要求輪胎胎體在橫向于轉動方向的在從胎圈至胎圈的徑向方向具有相當大的強度。為了提供該強度，織物穩定材料(還稱為輪胎簾線)通常是機織織物，其在經向(還稱為“機器方向”)具有基本上不可伸展的預加應力高韌性紗，其在織物形成和/或整理過程中被拉伸和張緊。接著在機器橫向(cross-machine direction)(即，垂直于經線)將該織物切割。接著將各織物片旋轉90度并彼此裝配用于設置在胎體中，使得在胎圈之間的CN 102910036 A書明說3/15 頁所要求的徑向定向所述高強度經紗。因此，在最終結構中，緯紗被基本圓周地定向(即，在輪胎旋轉的方向)。在另ー個實施方式中，所形成的胎體穩定織物是經編針織物，引緯織物具有由相對不能伸展的增強簾線形成的引緯紗。可選地，胎體穩定織物可以是具有緯紗的機織織物，所述緯紗由相對不能伸展的增強簾線或無緯稀沙布(laid scrim)形成。關于具有在紡織 物的緯向相對不能伸展的簾線的該穩定處理可在2010年7月14日提交的美國專利申請號第12/836，256號中找到，在此結合其全部內容作為參考。在圖2的輪胎(增強橡膠制品200)中的纖維層100可以是冠帶層、胎體層、緩沖層、鋼絲圈外包布、包布、胎體層、胎肩層、帶束層、帶束分隔層(belt separator ply)、胎圈包布、帶束邊緣包布或輪胎中的任何纖維層。現參考圖3和4，其中示出了織物增強軟管形式的增強橡膠制品200。ー種最廣泛和最適合的常規的軟管是所謂的“網增強”類型，其中纖維層100由螺旋地繞在柔性軟管上形成兩組紗的紗而構成，第一組是平行且等距離的行，且疊加在沿著類似的平行且等距離的行的相同數量的橫向紗線上，所述行被相對于軟管的管狀本體的軸線對稱地設置，從而形成具有鉆石形狀単元的織物“網”。任何其他合適的纖維層100也可以用在軟管中。所述纖維層100嵌入橡膠220中。除軟管之外，所述纖維和纖維層也可以用于增強任何合適的橡膠制品，包括諸如動カ傳送帶的帶、印花用底布和管子。一些其它的增強橡膠制品200包括印花用底布和傳送帯。在平板膠印中，印花用底布的常規功能是將印刷油墨從印板轉移至待印刷的諸如紙等的物品上，從而印花用底布與相關的印板和待印刷的紙反復接觸。印花用底布通本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種增強橡膠制品，其包括橡膠制品和嵌入所述橡膠制品中的纖維層，其中所述纖維層包括具有矩形橫截面、上表面和下表面的單軸拉伸條帶元件，且其中所述條帶元件包括至少第一層，所述第一層具有至少約5的拉伸比、至少約2GPa的模量、至少0.85g/cm3的密度，其中所述第一層包含選自聚酰胺、聚酯及其共聚物的聚合物。
【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：S奈爾，P普希拉思，J佩徹克，CW普雷斯特里奇，
申請(專利權)人：美利肯公司，
類型：發明
國別省市：
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