[发明专利]聚对苯二甲酸乙二酯拉伸丝的制造方法、轮胎帘子布及其制造方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及具有高强度及形态稳定性，可省略轮胎加硫后PCI工艺步骤的聚对苯二甲酸乙二酯（POLY（ETHYLENETEREPHTHALATE））轮胎帘子布的一种聚对苯二甲酸乙二酯拉伸丝的制造方法、轮胎帘子布及其制造方法。

背景技术

帘子布是纤维/钢铁/橡胶的复合体，在所述纤维中，体层（body ply）是轮胎内部核心加强构件帘子布层，也称作骨架（carcass），在支持汽车全体重量的前提下能维持轮胎的形态耐冲击，是行驶中对伸缩运动要求具有强耐疲劳性的部分。对这种用于体层的轮胎帘子布要求具有为了支持大荷重的高强度及优异形态稳定性。一般使用的是聚酯等合成纤维帘子布。

这种合成纤维帘子布虽然用高强度能满足轮胎耐久性的提高，但是因热收缩率高，轮胎加硫后具有弹性及形态稳定性下降的缺点。为了克服这些缺点，增加了后充气（PCI，Post Cure Inflation）这种轮胎加硫后能维持轮胎形态的工艺。但是这种PCI工艺成为降低轮胎生产性的主要原因之一，也成为发生轮胎变形造成品质下降或不良的主要原因。

近年来，随着轮胎帘子布的制造工艺中引入了超高速纺丝技术，可以制造出具有高弹性低收缩（High Modulus Low Shrinkage, HMLS）物性及优异的形态稳定性的聚酯系轮胎帘子布。

采用这种超高速纺丝技术需要使用高结晶度的未拉伸丝，这种丝因拉伸区域相对狭窄，所以对其采用超高速纺丝技术时会因不均一拉伸或摩擦易发生断丝。为了防止不均一拉伸等情况降低拉伸比的话，拉伸丝及轮胎帘子布的强度等力学物性难以充分达成。还有，这种超高速纺丝技术的采用目前为止面临着一定的局限性，如果采用这种超高速纺丝技术，也可能会存在难以获得充分的形态稳定性的现实情况。

由于上述技术上的局限性，到目前为止轮胎帘子布的高形态稳定性没有充分体现。制造轮胎时不能省略PCI工艺步骤，这也一直是轮胎生产性或品质降低的主要原因。

发明内容

本发明为了制造能体现优异强度及形态稳定性，可省略轮胎加硫后PCI工艺步骤的聚对苯二甲酸乙二酯轮胎帘子布，提供了一种聚对苯二甲酸乙二酯拉伸丝的制造方法。

本发明具有优异强度及形态稳定性，能合理用于体层用帘子布等，提供了可省略PCI工艺步骤的聚对苯二甲酸乙二酯轮胎帘子布及其制造方法。 

本发明提供了一种聚对苯二甲酸乙二酯拉伸丝的制造方法，包括以下步骤：将含有聚对苯二甲酸乙二酯90mol%以上，固有粘度为1.1~1.5 dL/g (dL为分升，1dL=0.1L)的聚合物通过直径（D）与长度（L）的比（L/D）为3.0~6.0的纺丝喷丝板，在3000~4000m/min纺丝速度下进行熔融纺丝制造未拉伸丝；和将所述未拉伸丝以1.5~1.8倍的拉伸比进行拉伸，制造单丝纤度为1.8~3.5旦的拉伸丝 。

本发明根据上述方法还提供了一种聚对苯二甲酸乙二酯轮胎帘子布的制造方法，包括：根据上述方法制造聚对苯二甲酸乙二酯拉伸丝；将所述拉伸丝进行合捻；和将所述合捻丝进行浸胶热处理。

本发明提供了一种在0.01 g/d的荷重、180 ℃温度下热处理2分钟后的干热收缩率和在0.1 g/d荷重、180 ℃温度下热处理2分钟后的干热收缩率差值定义的PCI指数在1.5%以下的聚对苯二甲酸乙二酯轮胎帘子布。本申请中的“d”皆为旦（dnier）之意，即9000米长的纱线的质量克数。

以下根据本发明的具体实施例对聚对苯二甲酸乙二酯拉伸丝制造方法，轮胎帘子布制造方法，由之得到的拉伸丝及轮胎帘子布进行说明。但是这只是本发明的实施例，本发明范围不应被这些实施例限定。本领域的技术人员应当理解，在本发明权利要求的范围内对于实施例的多种变型同样可以达到本发明的目的。

聚对苯二甲酸乙二酯（以下称为“'PET”）轮胎帘子布将高分子PET熔融纺丝制造未拉伸丝，然后将未拉伸丝进行拉伸得到拉伸丝后，再将其合捻丝浸胶制造成帘子布。因此通过上述PET熔融纺丝制造出的未拉伸丝及将其进行拉伸制造出的拉伸丝的特性直接、间接反映在PET轮胎帘子布的物性中。

发明人在轮胎帘子布用拉伸丝的反复研究过程中采用超高速纺丝技术，将聚合物固有粘度，纺丝喷丝板直径（D）与长度（L）的比（L/D）及单丝纤度等熔融纺丝工艺步骤的条件最优化，发现可以提供具有优异强度及形态稳定性的PET拉伸丝及轮胎帘子布，并省略PCI工艺步骤，从而完成了本发明。