用于由彈性材料制成的物品的、優(yōu)選用于車輛充氣輪胎的加強層以及車輛充氣輪胎的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于由彈性材料制成的物品的、優(yōu)選用于車輛輪胎的用涂有橡膠 的加強層，其中該加強層包括多個平行且相互間隔開而設置的強度構件，其中每個強度構 件由至少一種加捻的粘膠復絲紗線組成。本發(fā)明進一步涉及一種包含這種加強層的車輛充 氣輪胎。
【背景技術】
[0002] 用于由彈性材料制成的物品（例如像工業(yè)橡膠產(chǎn)品和車輛（充氣）輪胎）的加強 層具有極度的重要性并且對于本領域技術人員是熟知的。這些加強層具有多個加強線形元 件，即，所謂的強度構件。這些強度構件完全嵌入至彈性材料中。這些加強層的強度構件具 有例如編織物的形式或壓延的、連續(xù)纏繞的強度構件的形式。
[0003] 使具有合適尺寸和構型的涂有橡膠的加強層與另外的構件結合以形成一種工業(yè) 橡膠產(chǎn)品或車輛充氣輪胎。這些涂有橡膠的加強層對相應產(chǎn)品進行加強。
[0004] 纖維素是世界范圍最常見且最重要的、天然的、可再生的并且因此對環(huán)境無害的 聚合物。纖維素纖維、單絲和復絲能夠以多種途徑并以不同的形式而獲得，這些同樣對于本 領域技術人員是已知并且熟悉的。最常用的方法是所謂的再生纖維素的方法，其中首先將 纖維素轉化為可溶不穩(wěn)定的衍生物或易于皂化的衍生物并且使其溶解。作為可溶衍生物 (纖維素可從其再生）而熟知的實例包括纖維素乙酸酯、纖維素甲酸酯和纖維素碳酸酯。在 最重要的方法（粘膠法）中，該不穩(wěn)定的衍生物是一種黃原酸纖維素，并且使用該粘膠法制 成的紗線被稱為粘膠紗或人造紗。在該粘膠法中，將溶液通過噴絲頭模頭泵送，在一種凝固 浴中再生為粘膠單絲，在一個或多個后處理步驟中這些粘膠單絲被洗滌并且上膠（并且視 需要功能性地涂層）并且最終或者在連續(xù)單絲包上卷起來或被加工成短切纖維。
[0005] 根據(jù)前序部分的加強層是例如從US 2010 015 43 77 Al已知的。這種加強層的 強度構件具有444dtex至10 OOOdtex之間細度的Lyocell復絲紗線。在一種具體的實例 中給出具有約1670dtex的細度和約53cN/tex的抗拉強度的復絲紗線。
[0006] EP 0 908 329 Bl披露了一種加強層，該加強層具有由PET或PEN的合成復絲紗線 構成的織物簾線（Textil-Korde)。由于這些織物簾線的構造和所使用的紗線的線密度，這 些織物簾線是相對細的，因此該涂有橡膠的加強層的層厚度是相對低的。這具有以下優(yōu)點： 一方面，為了給這些強度構件涂上橡膠，而需要使用更少的橡膠材料，這導致材料上的成本 節(jié)省。另一方面，在產(chǎn)品中的（例如在車輛輪胎中的）薄的用涂有橡膠的加強層的優(yōu)點在于 減少了輪胎的重量并且還因此引起較低的滯后，這在該輪胎的滾動阻力上具有正面效應。
[0007] 具有低紗線線密度的高強度纖維素復絲紗線同樣是已知的。例如從一種甲醛改 性的粘膠法中由纖維素甲酸酯而獲得的、具有低的總線密度的超高強度的紗線是已知的并 且。在專利US 6, 261，689中這樣描述了纖維素甲酸酯纖維，即，這些纖維素甲酸酯纖維根 據(jù)在EN ISO 20139(目前：DIN EN ISO 139)中定義的標準大氣壓，在（20±2)°C的溫度和 (65±2) %的相對濕度下得到一定濕度并且具有460dtex的總線密度和76cN/tex的強度。
[0008] 專利US 3, 388, 117描述了一種利用甲醛改性的粘膠法，由此來生產(chǎn)粘膠復絲 紗線，該粘膠復絲紗線由500根單獨的單絲組成并且具有485dtex的總線密度。在20°C 和65%相對濕度下調(diào)節(jié)之后，測得了 78cN/tex的強度，其中所述的強度不是在該復絲紗 線上測定的，而是在從該復絲取出的、未提及數(shù)目的單獨單絲上測定的。因為已知的是在 一種復絲紗線上測量的強度要比在從該復絲紗線取出的一定數(shù)量的單獨單絲上測量的強 度顯著更低，在US 3, 388, 117中描述的復絲紗線的韌度顯著地小于78cN/teX。對此而言 的一個原因在于，20mm至50mm的較低的常用標距而不是在復絲紗線的情況下的250mm至 500mm的標距。進一步已知的是，在凝固浴中甲醛的使用極大地提高了粘膠纖維的強度，從 而在US 3, 388, 117中所描述的不用甲醛的方法導致顯著低于78cN/tex的強度。由作者 A. Kh. Khakimova、N. B. Sokolova 和 N. S. Nikolaeva 在"纖維化學（Fiber Chemistry) " ISSN 157-8493, ZDB-ID 2037141X第1卷，（6. 1971)，第631-33頁中描述了通過甲醛的使用而對 強度的提高的影響。所述的這些作者進一步描述到，甲醛的使用導致甲醛與該粘膠的分解 產(chǎn)物所產(chǎn)生的不可溶的反應產(chǎn)物。這些不可溶的反應產(chǎn)物導致在紡絲浴回路中的問題。此 外，通過甲醛的使用對制造人員的健康也具有不利后果。使用甲醛生產(chǎn)的這種上述的粘膠 復絲紗線的結晶度是45%。
[0009] 專利GB 685,631描述人造紗，即，粘膠復絲紗線，該粘膠復絲紗線由100根單 獨的單絲組成并且具有IOOden(IlOdt ex)的低的總線密度，但是具有的調(diào)節(jié)的強度僅 僅是2. 3g/den (20. 4cN/tex)并且具有的在烘干狀態(tài)的韌度是2. 9g/den (25. 6cN/tex)。 GB685,631在另一個實例中公開了多種紗線，這些紗線具有400den(440dtex)的紗線線密 度（具有260根單絲）以及在調(diào)節(jié)的粘膠復絲紗線下為4. lg/den(36.2cN/tex)的、并且在 烘干的粘膠復絲紗線下為5. 3g/den(46. 8cN/tex)的適當強度。
[0010] 鑒于環(huán)境保護方面，人們努力嘗試在工業(yè)橡膠產(chǎn)品和車輛（充氣）輪胎中使用天 然的、可再生的并且以對環(huán)境保護的方式而處理的原料，并且還嘗試提供用于上述產(chǎn)品的 相應的加強層。此外，這些加強層還應該減少具有這些加強層的車輛充氣輪胎的滾動阻力。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0011] 本發(fā)明的目的因此是提供用于由彈性材料制成的物品的加強層，該加強層相對薄 并且以一種對環(huán)境無害的方式構造并且進行處理。此類加強層的物理特性應該是在對于工 業(yè)橡膠產(chǎn)品或車輛充氣輪胎中應用而言的最佳范圍內(nèi)。
[0012] 本發(fā)明的目的進一步在于提供一種以對環(huán)境無害的方式構造的、并且具有相對低 的滾動阻力的車輛充氣輪胎。
[0013] 這些目的就加強層而言這樣達到，即，使該粘膠復絲紗線具有在從15%至40% 的范圍內(nèi)的結晶度并且在根據(jù)DIN EN ISO 139-1:2005的標準大氣壓中調(diào)節(jié)之后具有在 ^ 150dtex至〈llOOdtex范圍內(nèi)的紗線線密度以及^ 45cN/tex至< 55cN/tex的強度。
[0014] 得到相對薄的加強層，該加強層的強度構件具有以一種對環(huán)境無害的方式處理 的粘膠復絲紗線。迄今在輪胎中的涂有橡膠的加強層中必須使用到相對厚的、具有高的 紗線線密度的、由粘膠復絲紗線或人造絲復絲紗線組成的強度構件，以便獲得對于此應用 所必需的強度。對于本領域技術人員來說，僅由以下事實而示出本發(fā)明的粘膠復絲紗線 是多么令人吃驚的：甚至連諸位發(fā)明人也不能解釋，為什么本發(fā)明的粘膠復絲紗線通過在 彡150dtex至〈llOOdtex范圍內(nèi)的紗線線密度與在從15%至40%范圍內(nèi)的結晶度的特性 結合，而具有在該粘膠復絲紗線上所測量的彡45cN/te X至< 55cN/tex的強度。該復絲紗 線的每一根單絲優(yōu)選地具有一個圓形截面或顆粒狀截面。一種上述的具有強度構件的加強 層特別適合用于工業(yè)橡膠產(chǎn)品，尤其車輛（充氣）輪胎中。本發(fā)明的對環(huán)境無害的加強層 特別在致斷力、抗拉強度、彈性模量、抗疲勞性和斷裂伸長率方面滿足特別在車輛輪胎中應 用的要求。
[0015] 在本發(fā)明的范圍內(nèi)，術語"調(diào)節(jié)的（konditioniert) "應理解為是指本發(fā)明的粘膠 復絲紗線在上述標準大氣壓中存儲直到該紗線已經(jīng)達到其與該標準大氣壓相應的13±1 重量％的平衡含水率并且因此使其重量不再發(fā)生改變。為此，需要在上述標準大氣壓中的 ^ 16h的調(diào)節(jié)時間。
[0016] 本發(fā)明的粘膠復絲紗線的紡織數(shù)據(jù)，即，紗線線密度、致斷力、抗拉強度和斷裂伸 長率，根據(jù)DIN EN ISO 2062:2009在以上描述的調(diào)節(jié)的狀態(tài)中，在以下條件下進行測量：
[0017] ?具有氣動夾具的 CRE 拉伸試驗機[CRE :constant rate of specimen extension =konstante Pruefkoerperverformungsgeschwindigkeit],
[0018] ?具有 100t/m(t/m = turns/meter = Drehungen pro Meter)初始捻度的復絲紗 線的測試，
[0019] ?樣品的標距：500mm
[0020] ?拉伸速度（橫梁移動速度）：500mm/min (100% /min