2800dtex/1錦綸66即用型冠帶條在降低輪胎滾動(dòng)阻力方面的應(yīng)用

陳 想，沈 堅(jiān)

（中策橡膠集團(tuán)股份有限公司，浙江 杭州 310018）

Millicap?冠帶條是一種即用型冠帶層骨架產(chǎn)品，簾線材質(zhì)是錦綸66。由于Millicap?冠帶條可以直接在輪胎成型時(shí)使用，因此省略了冠帶簾布?jí)貉雍头謼l的生產(chǎn)過程，從而降低了簾布生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。另外，由于Millicap?冠帶條無需進(jìn)行壓延覆膠，可以減小輪胎橡膠部分的質(zhì)量，從而減小輪胎質(zhì)量，降低輪胎滾動(dòng)阻力。隨著2012年歐盟輪胎標(biāo)簽法的正式實(shí)施，所有銷往歐盟的轎車輪胎、輕型載重輪胎和載重輪胎均必須加貼用以標(biāo)識(shí)輪胎燃油效率的標(biāo)簽[1-3]，而輪胎燃油效率的指標(biāo)就是滾動(dòng)阻力系數(shù)，因此降低輪胎滾動(dòng)阻力越來越受到各大輪胎企業(yè)的重視[4-6]。輪胎冠帶層的主要作用是減小輪胎充氣尺寸變化和防止輪胎在高速行駛過程中帶束層變化[7-10]。

本工作研究高強(qiáng)度2800dtex/1錦綸66即用型冠帶條在降低輪胎滾動(dòng)阻力方面的應(yīng)用。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 主要原材料

2800dtex/1錦綸66即用型冠帶條，Molliken Textiles B.V.B.A公司產(chǎn)品；930dtex/2錦綸66冠帶簾布，市售品。

1.2 主要設(shè)備和儀器

S-型四輥纖維簾布?jí)貉訖C(jī)，意大利魯?shù)婪蚬井a(chǎn)品；二次法成型機(jī)，北京敬業(yè)機(jī)械設(shè)備有限公司產(chǎn)品；一次法成型機(jī)，荷蘭VMI公司產(chǎn)品；轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)機(jī)，天津久榮車輪技術(shù)股份有限公司產(chǎn)品；AI-3000型拉力機(jī)，中國臺(tái)灣高鐵檢測儀器有限公司產(chǎn)品。

1.3 試驗(yàn)方案

分別選取一次法成型輪胎（185/65R15 RP66和205/65R15 RP28）和二次法成型輪胎（ST205/75R14 8PR ST-100），輪胎冠帶層使用2800dtex/1錦綸66即用型冠帶條和930dtex/2錦綸66覆膠冠帶條兩種不同方案，其他施工設(shè)計(jì)均保持不變。

1.4 性能測試

簾線性能測試按照GB/T 9101—2017進(jìn)行，成品輪胎外緣尺寸、強(qiáng)度、高速性能和耐久性能等測試參照我公司測試標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

2 結(jié)果與討論

2.1 簾線性能對(duì)比

2800dtex/1錦綸66即用型冠帶簾線與930dtex/2錦綸66冠帶簾線性能對(duì)比見表1。

從表1可以看出，使用2800dtex/1錦綸66即用型冠帶條代替930dtex/2錦綸66覆膠冠帶條，在保證簾布強(qiáng)度指數(shù)相同的情況下，冠帶層的簾布總質(zhì)量可以減小約74%。

表1 兩種冠帶簾線性能對(duì)比

2.2 輪胎成型

首先在一次法成型機(jī)上進(jìn)行185/65R15 RP66[冠帶纏繞形式為GD-555，如圖1（a）所示]和205/65R15 RP28[冠帶纏繞形式為GD-616，如圖1（b）所示]輪胎的試制。

圖1 兩種冠帶纏繞形式示意

185/65R15 RP66輪胎使用2800dtex/1錦綸66即用型冠帶條，能夠在一次法成型機(jī)上正常成型，如圖2所示；205/65R15 RP28輪胎使用2800dtex/1錦綸66即用型冠帶條正常纏繞后，在進(jìn)行胎面輥壓時(shí)出現(xiàn)冠帶層間的滑移，導(dǎo)致胎面打褶，如圖3所示。因此，205/65R15 RP28試驗(yàn)輪胎未能完成。

圖2 即用型冠帶正常纏繞

圖3 冠帶滑移情況

在二次法成型機(jī)上進(jìn)行了ST205/75R14 8PR ST-100（冠帶纏繞形式為GD-555）輪胎的試制。在成型過程中，使用2800dtex/1錦綸66即用型冠帶條能夠在二次法成型機(jī)上正常纏繞成型。

2.3 成品輪胎室內(nèi)性能

兩種不同冠帶條方案的185/65R15 RP66成品輪胎的外緣尺寸、強(qiáng)度、高速性能、耐久性能和滾動(dòng)阻力測試數(shù)據(jù)對(duì)比如表2所示。

表2 185/65R15 RP66成品輪胎室內(nèi)性能對(duì)比

由表2可見：使用2800dtex/1錦綸66即用型冠帶條的185/65R15 RP66成品輪胎的充氣外緣尺寸、強(qiáng)度、高速性能以及耐久性能均達(dá)到公司標(biāo)準(zhǔn)要求，且與我公司使用930dtex/2錦綸66覆膠冠帶條的成品輪胎的相應(yīng)室內(nèi)性能處于同一水平；與使用930dtex/2錦綸66覆膠冠帶條的成品輪胎相比，使用2800dtex/1錦綸66即用型冠帶條的185/65R15 RP66成品輪胎的平均質(zhì)量和滾動(dòng)阻力系數(shù)分別減小了0.16 kg和0.43 N·kN-1。

兩種不同冠帶條方案的ST205/75R14 8PR ST-100成品輪胎的室內(nèi)性能測試數(shù)據(jù)對(duì)比如表3所示。

由表3可見：使用2800dtex/1錦綸66即用型冠帶條的ST205/75R14 8PR ST-100成品輪胎的充氣外緣尺寸、強(qiáng)度、高速性能以及耐久性能均達(dá)到公司標(biāo)準(zhǔn)要求，且與使用930dtex/2錦綸66覆膠冠帶條的成品輪胎相應(yīng)室內(nèi)性能處于同一水平；與使用930dtex/2錦綸66覆膠冠帶條的成品輪胎相比，使用2800dtex/1錦綸66即用型冠帶條的ST205/75R14 8PR ST-100成品輪胎的平均質(zhì)量和滾動(dòng)阻力系數(shù)分別減小了0.33 kg和0.40 N·kN-1。

表3 ST205/75R14 8PR ST-100成品輪胎室內(nèi)性能對(duì)比

2.4 實(shí)際道路試驗(yàn)

在杭州市內(nèi)挑選了兩輛原來裝配輪胎規(guī)格為185/65R15的出租車（現(xiàn)代悅動(dòng)車型）進(jìn)行8萬km的實(shí)際道路試驗(yàn)。試驗(yàn)過程中當(dāng)行駛里程達(dá)到4萬km的時(shí)候，要求出租車司機(jī)將前后輪胎進(jìn)行了調(diào)換，再繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)。表4示出了使用2800dtex/1錦綸66即用型冠帶條的185/65R15輪胎的兩輛出租車在行駛里程達(dá)到8萬km后，試驗(yàn)輪胎花紋深度測量結(jié)果。

由表4可見，兩輛出租車在行駛8萬km后，剩余花紋深度均在3 mm以上。在實(shí)際道路試驗(yàn)過程中，試驗(yàn)輪胎未見異常。

表4 試驗(yàn)輪胎花紋深度平均值 mm

當(dāng)出租車行駛里程達(dá)到8萬km后，對(duì)試驗(yàn)輪胎進(jìn)行回收，并對(duì)新輪胎和路試輪胎進(jìn)行了解剖與測試。表5示出了新輪胎和路試輪胎冠帶層與相鄰部件間的粘合情況。

表5 冠帶層與相鄰部件間平均剝離強(qiáng)度 kN·m-1

由表5可見，與新輪胎相比，試驗(yàn)輪胎行駛了8萬km后，冠帶層與相鄰部件間的粘合性能基本保持相同水平，沒有下降的趨勢。

3 結(jié)論

（1）在半鋼子午線輪胎的冠帶層中使用2800dtex/1錦綸66即用型冠帶條代替930dtex/2錦綸66覆膠冠帶條，在保證簾布強(qiáng)度指數(shù)相同的情況下，冠帶層的簾布總質(zhì)量減小約74%。

（2）通過在一次法和二次法成型機(jī)上進(jìn)行不同冠帶條纏繞形式的試驗(yàn)，在不改變冠帶條纏繞工藝條件的情況下，使用Millicap?即用型冠帶條能夠在類似冠帶纏繞形式為GD-555的單層冠帶層的輪胎上正常纏繞成型，不會(huì)出現(xiàn)冠帶條打滑和胎面輥壓打褶的現(xiàn)象。

（3）使用2800dtex/1錦綸66即用型冠帶條的成品輪胎的充氣外緣尺寸、強(qiáng)度、高速性能以及耐久性能均達(dá)到我公司的測試標(biāo)準(zhǔn)要求，且與使用930dtex/2錦綸66覆膠冠帶條的成品輪胎的相應(yīng)室內(nèi)性能處于同一水平；且使用2800dtex/1錦綸66即用型冠帶條的185/65R15 RP66和ST205/75R14 8PR ST-100成品輪胎的平均質(zhì)量分別減小0.16和0.33 kg，平均滾動(dòng)阻力系數(shù)分別減小0.43和0.40 N·kN-1。

（4）185/65R15 RP66試驗(yàn)輪胎的實(shí)際道路測試，在行駛里程達(dá)到8萬km后，試驗(yàn)輪胎的花紋深度還剩余3 mm以上，同時(shí)冠帶層與相鄰部件間的粘合性能與新輪胎基本處于同一水平。

綜上所述，在不改變現(xiàn)有成型工藝的情況下，Millicap?即用型冠帶條在類似我公司冠帶纏繞形式為GD-555的輪胎成型中可以直接使用。Millicap?即用型冠帶條的使用不僅提高了輪胎的骨架材料品質(zhì)，還能在保證輪胎性能的情況下，達(dá)到輪胎輕量化、降低輪胎滾動(dòng)阻力的目的。