專利名稱：簾子線的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種包括芯部和外皮的簾子線(簾線)。
背景技術：
例如在EP1 411 159中描述過此類簾子線，在該簾子線中，芯部由玻璃纖維制成，并且外皮由芳族聚酰胺紗線制成。該簾子線用以加強彈性材料如輪胎或皮帶。
仍然存在開發(fā)具有至少能與已知簾子線相當或比其更好的特性的簾子線的需求。特別地，此類簾子線應該確保加強的合成物具有盡可能長的壽命。此外，當在皮帶中使用此類簾子線時，該簾子線必須還具有耐油性和/或水解穩(wěn)定性。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供適于加強彈性材料的其它簾子線。特別地，此類簾子線應該確保采用其加強的彈性材料具有長的壽命。另外，應提供具有良好的水解穩(wěn)定性的簾子線。此外，還應該提供能以節(jié)省成本的方式生產的簾子線。
本發(fā)明的目的通過一種包括芯部和外皮的簾子線來實現(xiàn)，其中，芯部包括嵌入基體中的高模量纖維，并且芯部的至少主要部分由形成外皮的纖維包套。
文中的芯部用作尤其以高度的空間(尺寸)穩(wěn)定性為特征的強度載體。
可以例如以這樣的方式制造該類簾子線高模量纖維與基體材料一起浸漬，之后，用例如短纖維纏到芯部上，從而短纖維在芯部上形成外皮。
優(yōu)選地，至少一種包纏芯部的復絲紗線用作形成外皮的纖維。優(yōu)選地，以這樣的方式包纏包纏之后，芯部盡可能多地被覆蓋，即幾乎看不見芯部。如果多種復絲紗線用于制作外皮，則可以以相同和/或相反的方向繞芯部包纏這些復絲紗線。此外，可以編織多種復絲紗線以形成外皮。
已發(fā)現(xiàn)，如果根據本發(fā)明的簾子線的芯部基體具有熱塑性，則將非常有利。
除了通常的用于將基體引入高模量纖維內的浸漬方法以外，可將熱塑性纖維與高模量纖維混合，在接下來的步驟中加熱此混合物，使得熱塑性纖維熔化以形成其中嵌有高模量纖維的基體。其中，高模量纖維可以是連續(xù)纖維，例如復絲紗線，并且可以例如通過本身已知的使用空氣的混合方法，將熱塑性纖維與高模量纖維充分混合。但是，有限長度的纖維如短纖維或通過牽切方法制得的纖維也可用作高模量纖維。在此情況下，推薦使用也為短纖維或牽切過的纖維的熱塑性纖維。在纖維的牽切過程中，已牽切的纖維具有變化的長度，因此，可能一定程度地影響纖維的平均長度以及長度分布。對于根據本發(fā)明簾子線的芯部中的高模量纖維，已證實70至170mm，優(yōu)選地110至130mm，并且特別地接近120mm的平均長度以及40至230cm的長度分布是最佳的。然后，可以以本身已知的方式混合這些纖維，并以未搓合的或以紗線的形式用作芯部，形成外皮的復絲紗線繞該芯部包纏。在該方法中，在使用復絲紗線包套之前，可先對包括高模量纖維和熱塑性纖維的混合紗線進行加熱，使得熱塑性纖維熔化并且作為基體使高模量纖維嵌入其中。
尤其有利的是，首先用至少一種復絲紗線包纏由高模量纖維和熱塑性纖維制成的混合物。由于通常在將簾子線嵌入彈性材料之前，對簾子線涂加在溫度的影響下交聯(lián)的優(yōu)選為RFL(間苯二酚-甲醛膠乳)的粘結劑，所以也可利用使粘結劑交聯(lián)所需的溫度處理來熔化熱塑性纖維并將它們變換成基體材料。
在此，已證實以下這樣尤其有利根據本發(fā)明的簾子線的芯部基體為熔點或熔點范圍在150℃至420℃之間，優(yōu)選地在180℃至260℃之間的熱塑性塑料。其中，熔點或熔點范圍在200℃至230℃之間的熱塑性塑料已證實具有特別的價值。幾乎所有可通過熔融紡絲紡制成纖維的材料都適合于用作芯部基體的熱塑性材料，特別是熱塑聚亞安酯(TPU)、聚酯(PET)、聚苯硫醚(PPS)、聚乙烯(PE)或聚酰胺(PA)。如果是聚酰胺，則發(fā)現(xiàn)PA4，PA4.6、PA6、PA6.6、PA6.10、PA10或PA12特別有利。
根據本發(fā)明的簾子線的區(qū)別特性尤其在于芯部占基體的體積百分數(shù)為15％至50％，優(yōu)選地為25％至40％，其中考慮的是不帶有外皮的芯部。已發(fā)現(xiàn)，一方面并不需要高模量纖維完全嵌入基體材料，而另一方面，如果芯部中過量的基體材料盡可能的少則是有利的，(因為)在將簾子線嵌入彈性材料過程中在加熱時，過多的基體材料會將形成外皮的復絲紗線的相當多部分的長絲嵌入其中。類似地，發(fā)現(xiàn)，如果基體材料盡可能一致地分布在芯部中則是有利的。
此外，芯部的特征在于，芯部中的高模量纖維的模量為200至550GPa，優(yōu)選地為200至350GPa，并且尤其優(yōu)選地為200至250GPa。因此，已證實碳纖維是最合適的。
還發(fā)現(xiàn)，如果復絲紗線的模量低于芯部的高模量纖維的模量，則是有利的。因此，特別地，模量為70至150GPa，特別是70至120GPa的復絲紗線已證實是最好的。由芳族聚酰胺制成的復絲紗線已證實是一種尤其適合于包纏根據本發(fā)明的簾子線的芯部的復絲紗線。
根據本發(fā)明的簾子線最適合于制造纖維加強的彈性材料。
在此方面，本發(fā)明的目的是包括根據本發(fā)明的簾子線的V形皮帶和齒形皮帶。
具體實施例方式
下面將基于下列示例更詳細地說明本發(fā)明。
為了制作根據本發(fā)明的簾子線，使用下列紗線紗線1可從Toho Tenax Europe GmbH獲得的名稱為Tenax STS5411的碳纖維，其單絲的線密度為0.67dtex，纖維密度為1.76g/cm3。
紗線2由從Rhodia獲得的聚酰胺6(PA6)復絲紗線制成的熱塑性纖維，其單絲的線密度為6.9dtex，并且纖維密度為1.14g/cm3。該復絲紗線的熔點范圍在215℃至220℃之間。
紗線3從Teijin Twaron BV獲得的Twaron 1100dtex f1000。
首先，牽切來自紗線1的12000根長絲以及來自紗線2的300根長絲，并且隨后透徹地混合，使得形成線密度為10100dtex并具有平均長度為120mm的長絲的絲絞，其中長絲的長度在40至230mm之間變化。利用此絲絞，使用精梳毛紡方法制造線密度為10100dtex的芯部部分。因此，按重量計算，該芯部部分包含80％的碳纖維(紗線1)以及20％的聚酰胺6纖維(紗線2)。采用紗線3沿相反方向兩次包纏芯部部分，每一次每米250轉(一根紗線沿Z方向每米250轉，一根紗線沿S方向每米250轉)，從而獲得在芯部部分中包括紗線1和紗線2的長絲的未處理的簾子線。在下列兩個步驟中利用RFL浸膠處理該簾子線。在第一步驟中，在表面處理中使簾子線表面(基本上為紗線3的長絲)環(huán)氧化。在第二步驟中，將簾子線在含水RFL溶液中浸膠并在235℃下加工處理，其中紗線2的長絲熔化并變成用于紗線1的長絲的基體。
確定出下列特性

符號說明BS斷裂強度EAB斷裂伸長率
FASE在特定伸長率，即在伸長率為0.3％，0.5％以及1.0％時的力CM簾子線模量將獲得的已浸膠的簾子線嵌入氫化丁腈橡膠。此外，對兩種在芯部中包括玻璃長絲的可購買的簾子線即玻璃簾子線A和玻璃簾子線B進行浸膠，并以相同的方式將其嵌入氫化丁腈橡膠。
簾子線A由NGF Europe Ltd.以名稱“Type EC9，34，3/11 80S，blackdipped”提供并出售，而簾子線B由Sovoutri作為加強簾子線提供并出售。
針對所有這三種簾子線，測量與簾子線和橡膠之間的膠粘強度有關的特性。下面的表格中概括出測量結果。

其中，SPAF(搭接脫落粘合力)指的是將簾子線從寬度為2cm的帶子的合成物中拉出所需的力。該力根據ASTM D 4393-00測定。
這些值清楚地示出，對于所測的(斷裂)伸長率，根據本發(fā)明的簾子線在斷裂強度和粘合力方面顯著地高于芯部具有玻璃纖維的目前常規(guī)的簾子線。此外，根據本發(fā)明的簾子線的特征在于，在斷裂時具有較低的伸長率。關于與橡膠的粘附力，根據本發(fā)明的簾子線具有與目前可使用的簾子線相當?shù)奶匦?。在此方面，根據本發(fā)明的簾子線具有明顯的改進。
權利要求
1.一種包括芯部和外皮的簾子線，其中，芯部包括嵌入基體中的高模量纖維，并且芯部的至少主要部分由形成外皮的纖維包套。
2.根據權利要求1所述的簾子線，其特征在于，形成外皮的纖維是繞芯部包纏的復絲紗線中的至少一種。
3.根據權利要求1或2所述的簾子線，其特征在于，芯部基體為熱塑性塑料。
4.根據權利要求3所述的簾子線，其特征在于，芯部基體為熔點或熔點范圍在100℃與420℃之間，特別在180℃與260℃之間的熱塑性塑料。
5.根據權利要求4所述的簾子線，其特征在于，芯部基體為熔點或熔點范圍在200℃與230℃之間的熱塑性塑料。
6.根據權利要求3至5中任一項所述的簾子線，其特征在于，芯部基體為聚酰胺，尤其是PA4、PA4.6、PA6、PA6.6、PA6.10、PA10或PA12。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的簾子線，其特征在于，在不帶外皮的芯部中，芯部包括按體積計算占15％至50％的基體。
8.根據權利要求1至7中任一項所述的簾子線，其特征在于，芯部中高模量纖維的模量為200GPa至550GPa。
9.根據權利要求8所述的簾子線，其特征在于，芯部中高模量纖維的模量為200GPa至350GPa，尤其為200GPa至250GPa。
10.根據權利要求1至9中任一項所述的簾子線，其特征在于，外皮的復絲紗線的模量為70GPa至150GPa，優(yōu)選地為70GPa至120GPa。
11.根據權利要求1至10中任一項所述的簾子線，其特征在于，芯部中的高模量纖維為碳纖維。
12.根據權利要求1至11中任一項所述的簾子線，其特征在于，芯部中的高模量纖維具有有限的長度。
13.根據權利要求12所述的簾子線，其特征在于，芯部中的高模量纖維為牽切過的高模量纖維。
14.根據權利要求12或13所述的簾子線，其特征在于，芯部中的高模量纖維具有70mm至170mm的平均長度。
15.根據權利要求12至14中任一項所述的簾子線，其特征在于，芯部中的高模量纖維具有在40mm至230mm范圍內變化的長度。
16.根據權利要求1至15中任一項所述的簾子線，其特征在于，外皮的復絲紗線為芳族聚酰胺紗線。
17.將根據權利要求1至16中任一項所述的簾子線用于制造纖維加強的彈性材料的用途。
18.包括至少一種根據權利要求1至16中任一項所述的簾子線的V形皮帶。
19.包括至少一種根據權利要求1至16中任一項所述的簾子線的齒形皮帶。
全文摘要
本發(fā)明涉及簾子線。包括芯部和外皮的簾子線，其中芯部包括嵌入基體中的高模量纖維，并且芯部的至少主要部分由形成外皮的纖維包套。
文檔編號D02G3/48GK1896352SQ200610106269
公開日2007年1月17日 申請日期2006年7月17日 優(yōu)先權日2005年7月15日
發(fā)明者K·P·施武恩, B·沃爾曼, M·G·M·W·彼得斯, J·T·P·詹森 申請人:帝人特瓦隆有限公司, 東邦泰納克絲歐洲有限公司