[发明专利]莱赛尔长纤的制备方法、莱赛尔长纤、轮胎帘线以及轮胎帘线的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于橡胶强化的莱赛尔长纤(lyocell filament fibers)的制备方法、用该方法制备的莱赛尔长纤、轮胎帘线(tire cord)以及轮胎帘线的制备方法。

背景技术

轮胎是纤维/钢/橡胶的复合体，一般具有如图1所示的结构。就是说，所述钢和纤维帘线(fiber cord)起着强化所述橡胶的作用，并形成轮胎中的基本骨架结构。可以说，就像骨骼在人体中的作用一样。

作为对轮胎的强化，所述帘线要求具有良好的诸如耐疲劳性、剪切强度、耐用性、反弹力、与橡胶的粘合力等特性。所以，根据轮胎所需性能，使用由合适材料制成的各种帘线。

最近，人造丝(rayon)、尼龙(nylon)、涤纶(polyester)、钢、芳族聚酰胺(aramid)等被广泛地用作帘线的材料，其中，人造丝和涤纶用于体层(bodyply)(或胎体)(图1中的6所指的)，尼龙主要用于冠带层(cap ply)(图1中的4所指的)，而钢和芳族聚酰胺主要用于轮胎带束层(tire-belt)部分(图1中的5所指的)。

下面将简短地说明图1所示的轮胎的结构和特性。

轮胎胎面花纹(thread)1：与路面相接触的部分；这部分必须提供制动和驱动所需要的摩擦力、具有良好的抗磨损性、以及还要能够承受外部冲击，其所产生的热必须很小。

体层(或胎体)6：轮胎内的帘线层；这部分必须支撑负载并承受冲击，其对驱动中的弯曲和拉伸移动的耐疲劳性必须很好。

带束层5：这部分位于体层之间，大多由钢丝构成，它缓解外部冲击，并且也可使轮胎胎面花纹的地面接触面很宽以及使驱动稳定性很好。

胎壁(side wall)3：在胎肩2的下部和胎圈9之间的橡胶层；它起到保护内部体层6的作用。

胎圈(bead)9：方形或六角形钢丝束，其中在所述钢丝上覆盖有橡胶；它起到将轮胎安装并固定到轮圈上的作用。

内衬层(inner liner)7：位于轮胎内部替代内胎的部分；通过防气漏使充气轮胎成为可能。

冠带层4：被置于一些客车的子午线轮胎的带束层上的特殊帘布(cordfabric)；它使驱动中的带束层的移动最小化。

三角胶(apex)8：三角形橡胶包装材料，用来尽量减小胎圈的分散、通过缓解外部冲击而保护胎圈、以及防止成形期间进气。

一般来说，尼龙、涤纶、人造丝等用作轮胎帘线的材料，轮胎的标准和用途受到所述材料的优缺点的限制。

因为有很高的抗张伸展率和强度，尼龙纤维主要用在载重的重型卡车的轮胎中，或用在主要用于不规则道路(例如路面未铺的道路)的轮胎中。然而，尼龙纤维不适合用在要求高速驱动和舒适驾驶的客车中，因为，它在轮胎中产生很多热量积累，并且模量低。

与尼龙相比，涤纶纤维具有良好的形状稳定性且价格便宜，并且经过不断地研究，它的强度和粘合强度正在提高，因此，它在轮胎帘线领域中的使用量正趋于增加。然而，它不适合用在要求高速驱动的轮胎中，因为，到目前为止，在耐热性、粘合强度等方面有局限。

人造丝纤维是一种再生的纤维素纤维(cellulose fiber)，它在高温下呈现出卓越的韧性保持水准和形状稳定性。所以，人造丝纤维已知是最适合于轮胎帘线的材料。然而，它要求在制备轮胎时完全控制湿气，因为湿气会使韧性严重劣化，并且由于纤维制备期间的不均匀性的缘故，次品率高。首先，与其它材料相比，它的性价比(韧性方面的性价比)非常低，因此，它只运用在超高速驱动的轮胎或高价轮胎中。

此外，尽管用于制备纤维素基纤维(诸如人造丝等)的一般的湿纺方法在展现韧性方面是有利的，但在产生良好的伸展性方面却是不利的，因为，由此法所制备的最终纤维的表面太致密。所以，需要一种能够产生合适的机械特性与结构的方法。

发明内容

本发明的一个方面是，提供一种具有良好形状稳定性和耐疲劳性并适用于高速驱动所用的轮胎帘线的莱赛尔长纤，及其制备方法。

本发明的另一个方面是，提供一种适合用于轮胎的轮胎帘线，及其制备方法。

本发明提供一种莱赛尔长纤的制备方法，该方法包括的步骤有：通过用莱赛尔纺丝液进行纺丝来制备长纤；在30到60℃的凝固浴中凝固所述长纤；用洗涤液洗涤所述凝固长纤；将所述洗涤后的长纤干燥；以及盘绕所述干燥后的长纤卷。

本发明所述的莱赛尔长纤的横截面上所余下的空隙的平均直径等于或小于100nm。