CN105026628A

CN105026628A - 不平衡的混合帘线以及用于在成缆机上制备此类帘线的方法

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Publication number: CN105026628A
Application number: CN201480010917.8A
Authority: CN
Inventors: N.W.洛维; B.R.弗兰塞; M.A.拉蒙蒂亚; C.K.迪伊内
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 2013-02-27
Filing date: 2014-02-20
Publication date: 2015-11-04
Also published as: US20140237983A1; WO2014133851A1; EP2961869A1; JP6336491B2; EP2961869B1; JP2016513189A

Abstract

本发明提供了一种由多个组成股线形成的混合帘线，其中所述股线中的至少一个具有比其它股线长1至50%的长度，以及提供具有预定加捻和组成股线长度的帘线的方法。

Description

不平衡的混合帘线以及用于在成缆机上制备此类帘线的方法

背景技术

1. 技术领域

本发明涉及制备加捻的混合帘线。

2. 相关领域的描述

不同类型的材料（例如，一种具有较高模量而一种具有较低模量）常常一起用于混合帘线中，用于诸如轮胎增强等应用。当形成合股帘线时，考虑到两种材料之间的模量差异，或者为了实现期望的帘线响应，常常在高模量股线和低模量股线中使用不同的合股水平。当前这不能在成缆机上实现，因为其不能以与环式加捻机相同的方式形成帘线。虽然混合帘线可在成缆机上制备，但是可实现的帘线性能受限于平衡的加捻帘线，即，其中高模量和低模量股线长度相同的帘线的性能，在这种情况下，对于任何给定的合股水平仅存在一种响应。当需要不平衡的混合体时，当前其在环式加捻机上制备。成缆机提供巨大的生产能力优势，所以，考虑不平衡的混合体比完全平衡的加捻混合体更常见，可能期望在此类机器上制备平衡和不平衡的混合体两者。

附图说明

图1示出现有技术的成缆机。

图2示出本发明的成缆机的前视图。

图3示出本发明的成缆机的侧视图。

图4为示出负载与断裂伸长率的关系曲线图。

发明内容

本发明涉及一种混合帘线，其包括多个股线，其中不考虑所述股线的加捻，所述股线中的至少两个具有不等的股线长度，并且所述股线中的至少一个具有比其它股线长1至50%的长度。

具体实施方式

所谓混合帘线是指由至少两个股线组成的帘线，其中至少一个股线具有与其它股线不同的模量。例如，一个股线可以为对位芳族聚酰胺并且另一股线可以为尼龙。所述股线还可具有相同的组成，但具有不同的模量。

所谓零合股是指在将股线从帘线中除去但不使帘线松散时，可在股线中测量的加捻量。所谓股线长度是指在将股线从帘线中除去但不使帘线松散时，股线的长度。

当将两个纱股线在成缆过程中组合时，所述股线运行通过调节器。所述调节器可由在一个侧面上的两个滑轮组成，所述滑轮通过两个实心轴连接至另一个侧面上的两个滑轮。所述调节器有助于确保股线以相同的速率进入帘线加捻机。图1以标记10大致示出现有技术的调节器，其包括通过轴12连接的滑轮11。所述滑轮的直径全部相同。图2以标记20大致示出了一个调节器，其包括通过轴15连接至滑轮14b的滑轮14a。在侧面1上的两个滑轮14a具有比在侧面2上的滑轮14b大的直径，因此运行通过侧面1的股线将比来自侧面2的股线更快速地进入帘线。这是因为两侧上的滑轮通过实心轴连接并且必须以相同的速度旋转。侧面1上的滑轮的较大周长（与侧面2上的滑轮相反）创建了股线所卷绕的较长路径并且因此对于滑轮的每次旋转而言输送更多股线。图3为图2的侧视图并示出股线13围绕较大直径滑轮14a的路径。第二组成股线沿循围绕较小直径滑轮14b的相似路径（未示出）。因此，不考虑股线的加捻，所述股线中的至少两个具有不等的股线长度。在一个实施例中，本发明使用一系列滑轮尺寸以形成不平衡的混合帘线。通过在较大滑轮上方递送高模量股线并且在较小滑轮上方递送较低模量股线，在帘线结构中，高模量股线将长于其它股线。滑轮尺寸之间的比率将决定股线长度之间的比率。如果用于高模量股线的滑轮的直径比用于低模量股线的滑轮的直径大25%，则前者将比后者长约25%。

除了在成缆机生产能力水平上匹配不平衡的环式加捻混合帘线的性能之外，还可改善帘线的质量。当在环式加捻机上形成高模量股线和低模量股线之间的大加捻差时，高度加捻的低模量股线提供帘线中的大量残余扭矩。如果在使用不同尺寸滑轮的的成缆机上实现长度差，则此类低模量股线中的残余扭矩将最小化或不存在。这将允许更多中性帘线和在制造中更容易控制的帘线。

混合帘线可由多个股线制成，其中股线中存在零加捻，并且股线中的至少一个具有比其它股线长1至50%，或长1至35%，或甚至长1至25%的长度。选择股线之间的不同长度量，以适合特定性能要求。在一些实施例中，混合帘线具有500至5000旦尼尔的线密度。在一些实施例中，混合帘线具有1000至3500旦尼尔的线密度。混合帘线可由聚合物股线制成，所述聚合物股线诸如间位芳族聚酰胺、对位芳族聚酰胺、聚唑、尼龙、聚酯、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）、人造丝、聚丙烯、超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）或碳。合适的聚唑为聚二唑，诸如以商品名Arselon从OJSC Svetlogorsk Khimvolokno（Svetlogorsk，Belarus）购得。混合帘线还可由金属股线制成。

混合帘线可以包含高模量材料的单个股线和低模量材料的单个股线，诸如至少一个对位芳族聚酰胺股线和至少一个尼龙股线，其中较短长度的股线为尼龙。混合帘线可甚至包含至少一个对位芳族聚酰胺股线和至少一个间位芳族聚酰胺股线，其中较短长度的股线为间位芳族聚酰胺。

在优选的实施例中，所述股线包括丝状纱，所述丝状纱可以为连续的、部分不连续的或不连续的，此类术语是纺织品领域中所熟知的。部分不连续纱的示例为牵切纱。不连续纱的示例为切短纱。

在本发明的一个实施例中，对位芳族聚酰胺股线比间位芳族聚酰胺股线长2至7%，优选长3至6%，或更优选长4至5%。成型为机织或针织织物的这种构造的混合帘线尤其适用于经受在低温诸如室温下的爆裂压力测试和在高温诸如175℃下的疲劳测试的组件。此类组件的示例为涡轮增压器软管，其中帘线提供对弹性体材料的结构增强。类似的应用可存在于其它机械橡胶制品应用中，诸如传送带和轮胎。在其它实施例中，对位芳族聚酰胺股线可以比聚二唑股线长3至5%，或聚二唑股线可以比间位芳族聚酰胺股线长1至10%。

股线可具有相同或不同的加捻。在一些实施例中，股线具有零加捻。

滑轮可适用于安装任何成缆机，诸如可购自Oerlikon Saurer（Charlotte，NC）或Verdol（Valence，France）或Aalidhra Textile Engineers Ltd.（Surat，India）的那些。

在一个实施例中，本发明还涉及提供具有预定捻度和组成股线长度的帘线的方法，所述方法包括以下步骤：

(i) 确定期望的帘线捻系数和组成股线长度，

(ii) 确定组成股线数和每个股线的组成，

(iii) 提供成缆机，

(iv) 对于成缆机的调节器选择适当尺寸的滑轮，使得侧面1上的滑轮大于侧面2上的滑轮，以便在帘线中提供期望的组成股线长度，

(v) 将期望的混合帘线的合股水平设置到所述成缆机中，

(vi) 将所述股线给料于成缆机中，以及

(vii) 制备具有期望的捻系数和组成股线长度的缆线。

另一个实施例涉及提供具有预定加捻和组成股线长度的混合帘线的方法，所述方法通过调节张力导致强制长度差来进行，所述长度差实现以上概述目标，其中滑轮的尺寸增加。该实施例包括以下步骤：

(i) 确定期望的帘线捻系数和组成股线长度，

(ii) 确定组成股线数和每个股线的组成，

(iii) 提供成缆机，

(iv) 将期望的混合帘线的加捻水平设置到所述成缆机中，

(v) 设置所述组成股线的期望的张力水平，

(vi) 将所述股线给料于成缆机中，以及

(vii) 制备具有期望的捻系数和组成股线长度的缆线。

在该实施例中，可将图1的成缆机与位于每个纱馈入滑轮之前的纱张力装置（未示出）一起使用。多种张力装置可在市场上购得并适于使用。

在上述两种方法中，组成股线可具有加捻的各种组合。例如，股线可全部具有零加捻；组成股线全部具有相同的加捻；或组成股线中的至少两个可具有不同的加捻。

实例：

给出以下实例以对本发明进行说明并且不应被理解为以任何方式对本发明进行限制。

样本制备

所用的对位芳族聚酰胺为Kevlar^® K29，1100分特，购自E.I. DuPont de Nemours and Company（Wilmington，DE）。

所用的尼龙纱为PA66，1400分特，购自Invista（Wilmington，DE）。

帘线在Oerlikon Alima CC3成缆机上形成，其中每个帘线包括一个对位芳族聚酰胺纱和一个尼龙纱。所有帘线均具有6.5的捻系数。一种帘线通过使两种纱均通过相等直径的滑轮上方而具有相等长度的两种组成纱。其它帘线通过使用以下滑轮，其中对位芳族聚酰胺纱通过上方的滑轮的直径分别比尼龙纱通过上方的那些滑轮的直径大5%、10%和20%，而具有长度比尼龙纱大5%、10%和20%的对位芳族聚酰胺纱。然后，在Instron^®万能试验机型号5500上测试帘线的机械性能。测试方法为ASTM D885-07。实例的负载与断裂伸长率的关系曲线图示于图4中。

图4中的曲线展示了在不改变帘线合股水平的情况下，混合帘线的性能可用不同的滑轮比率进行改性的程度。对于Kevlar^®/尼龙混合体的实例而言，100/100表示Kevlar^®纱在其上的滑轮的直径与尼龙纱给料于其上的滑轮的直径相同。Kevlar^®/尼龙混合体，105/100表示Kevlar^®纱给料于其上的滑轮的直径比尼龙纱给料于其上的滑轮的直径大5%，并且对于图4中的其它曲线而言类似。在某些轮胎应用中，期望较高的伸长率和较低的初始模量，并且可通过对于Kevlar^®股线-使用较大滑轮来实现。

Claims

1.一种混合帘线，其包括多个股线，其中不考虑所述股线的加捻，所述股线中的至少两个具有不等的股线长度，并且所述股线中的至少一个具有比其它股线长1至50%的长度，并且所述股线包括纱，所述纱选自连续长丝、切短纱和牵切纱。

2.根据权利要求1所述的帘线，其中所述组成股线是聚合的或金属的。

3.根据权利要求1所述的帘线，其中所述股线中的至少一个具有比其它股线长1至35%的长度。

4.根据权利要求1所述的帘线，其中所述股线中的至少一个具有比其它股线长1至25%的长度。

5.根据权利要求2所述的帘线，其中所述聚合物股线选自间位芳族聚酰胺、对位芳族聚酰胺、聚唑、尼龙、聚酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、人造丝、UHMW-PE和碳。

6.根据权利要求5所述的帘线，其中所述聚唑为聚二唑。

7.根据权利要求5所述的帘线，其包括至少一个对位芳族聚酰胺股线和至少一个尼龙股线。

8.根据权利要求5所述的帘线，其包括至少一个对位芳族聚酰胺股线和至少一个间位芳族聚酰胺股线。

9.根据权利要求7所述的帘线，其中最短长度的股线为尼龙。

10.根据权利要求8所述的帘线，其中最短长度的股线为间位芳族聚酰胺。

11.根据权利要求8所述的帘线，其中所述对位芳族聚酰胺股线比所述间位芳族聚酰胺股线长4至5%。

12.一种提供具有预定加捻和组成股线长度的混合帘线的方法，所述方法包括以下步骤：

(i) 确定期望的帘线捻系数和组成股线长度，

(ii) 确定组成股线数和每个股线的组成，

(iii) 提供成缆机，

(iv) 将期望的混合帘线的加捻水平设置到所述成缆机中，

(v) 设置所述组成股线的期望的张力水平，

(vi) 将所述股线给料于所述成缆机中，以及

(vii) 制备具有期望的捻系数和组成股线长度的缆线。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述组成股线具有零加捻。

14.根据权利要求12所述的方法，其中所述组成股线均具有相同的加捻。

15.根据权利要求12所述的方法，其中所述组成股线中的至少两个具有不同的加捻。

16.一种由权利要求12所述的方法制成的产品，其中所述组成股线具有零加捻。

17.一种由权利要求12所述的方法制成的产品，其中所述组成股线均具有相同的加捻。

18.一种由权利要求12所述的方法制成的产品，其中所述组成股线中的至少两个具有不同的加捻.

19.一种弹性体增强软管，其包含权利要求1所述的混合帘线。