[发明专利]轮胎胎侧耐切割织物、包含所述织物的轮胎、及其制备方法

说明书

发明背景

1.发明领域。

本发明涉及用于轮胎胎侧的可延展非承重性耐切割组件。该组件用至少两种不同类型的单纱制成的合股加捻纱制备，其中一种单纱具有连续无机长丝的短纤维皮和芯，并且一种单纱具有耐切割短纤维和至少一种连续弹性长丝，后者不含或基本上不含无机长丝。

2.背景技术。

轮胎耐切割性是一种重要的属性，尤其是当轮胎设计用于越野用途，例如用作子午线轻卡轮胎和用于SUV的轮胎(称为RLT轮胎)时。具体地讲，轮胎胎侧可能因种种危险原因被切割或割开。

线绳形式的高韧度芳族聚酰胺长丝已被作为机械增强材料复合到轮胎胎侧内，以通过附接到轮胎胎圈而充当轮胎胎侧内的承载结构。一般来讲，这些芳族聚酰胺长丝以连续长丝形式存在，以提供强机械特性。许多参考文献公开了多种连续长丝(包括芳族聚酰胺连续长丝)与金属线材或其它无机连续长丝的组合在轮胎内的承重性应用中的用途。

美国专利6,691,757公开了一种子午线轮胎，该轮胎具有分别设置在轮胎每个胎侧内的两个侧部防切割件，该侧部防切割件包含至少两层平行长丝阵列，每个平行阵列被设置成与相邻阵列成一角度。长丝阵列中的长丝可以是有机或无机材料，例如钢、聚酰胺、芳族聚酰胺、或人造丝。这类增强需要轮胎胎侧内有大量材料，因为单帘布层材料不能提供多轴向切割保护。

国际专利申请公布WO 2007/048683公开了可以是针织织物的双弹性轮胎增强材料。该织物可由合成纤维、天然纤维或这些纤维的混合物构成。该弹性针织织物具有至少40％的空隙率，以便能够充分压缩针织织物。空隙率通过比较用任何典型方法测量的针织织物的体积质量与压缩材料的体积质量进行计算。使用双弹性增强材料改善了对裂缝蔓延的抑制作用。

这些参考文献均没有涉及这样的轮胎：该轮胎的胎侧内使用了含有耐切割聚合物纤维和无机纤维的组合物，并且改善的耐切割性是轮胎的主要属性，而承重性则不是主要的考虑对象。

用于轮胎内的织物通常是由粗线绳制成；公开了织物的参考文献依靠将织物设置在轮胎胎面内的某些层中，或使用非常“紧”的织物或具有非常高的表面覆盖率的织物来提供耐刺穿性。

例如，授予Kazusa等人的美国专利4,649,979公开了一种自行车轮胎，该自行车轮胎具有多个胎体帘布层和介于胎面下面的那些帘布层之间的缓冲层。缓冲层可由多种高强度的材料构成，并且改善了轮胎的耐切割和耐刺穿性。缓冲层通常由以下材料制成的织物形成：芳族聚酰胺、高强度尼龙、聚酯、维尼纶、人造丝或玻璃纤维、或金属丝网或多根钢丝之类的金属材料。

“Research Disclosure 42159”(1999年5月)公开了防刺穿织造材料，特别是紧密织造的对位芳族聚酰胺织物，来用于减少或防止穿刺的轮胎护套。

授予Zhu和Prickett的美国专利6,534,175和授予Prickett的美国专利6,952,915中公开了用于防护服的舒适耐切割织物。此类织物基本设计用于为人的皮肤提供保护，并且由至少一种耐切割纱制成，所述耐切割纱包含合股在一起的两股线，其中一股线具有耐切割短纤维皮和金属纤维芯，另一股线具有耐切割纤维但不含金属纤维，并且在‘915专利的案例中第二股线也包含弹性长丝。然而，由于短纤维脆弱的性质，其已经不被视为轮胎组件中可接受的组件。当用短纤纱代替连续长丝纱线时，纱线韧度降低，因此在一个典型应用中，不得不将短纤纱质量和由此类短纤纱制成的任何织物的基重增加到使得此类大纱线、线绳或织物的应用不切实际的程度。此外，还不清楚设计用于保护人体皮肤的此类织物是否有足够的开口面积，以允许橡胶化合物在轮胎制造过程中的充分渗透。

因此，需要一种为轮胎尤其是轮胎侧区提供改善的切割防护作用的方法，该方法用一层材料在胎侧提供多方向切割保护，并且不要求该材料为承载结构。

发明概述

本发明涉及可延展耐切割轮胎胎侧组件，以及包含此类组件的轮胎，该胎侧组件包含纺织织物，其中织物的单层在织物平面内提供多向耐切割性，该织物包含至少一种合股加捻纱，所述合股加捻纱具有

i)至少一种具有皮/芯型构造的单纱，所述皮包含耐切割聚合物短纤维，并且所述芯包含无机纤维，以及

ii)至少一种这样的单纱，所述单纱包含耐切割短纤维和至少一种连续弹性长丝并且不含或基本上不含无机纤维；并且

该织物进一步具有用于改善该织物与橡胶的粘附性的涂层，使得该耐切割轮胎胎侧组件具有18％至65％的自由区。