輪胎簾子線專利文獻綜述

閆超群

【摘 要】汽車工業的快速發展帶動了輪胎工業的迅速跟進，而作為輪胎重要組成部分的輪胎簾子線也一直是各大輪胎廠商研究的重點。本文將針對輪胎簾子線的相關技術在IPC專利分類號D02G3/48下的專利技術進行統計與分析，簡要梳理了輪胎簾子線的起源、原理與技術演進路線。

【關鍵詞】輪胎簾子線；材料；結構

一、D02G3/48專利基礎情況分析

（一）全球范圍D02G3/48專利基礎狀況分析

截止到2017年2月，D02G3/48分類號下的專利申請量以日本居首，美國、韓國、歐洲以及中國、德國緊隨其后，中國目前排在第五位。由此可知，目前關于輪胎簾子線的研究方面，日本走在了世界的前列，關于輪胎簾子線的研究，日本的各大輪胎公司及其下屬企業均申請了大量的相關專利，其中較為著名的有：普利司通、優科豪瑪、東洋輪胎等。同時，歐洲的企業也在輪胎簾子線領域有大量的專利布局。通過觀察世界范圍內主要申請人的分布還可以得到，輪胎簾子線專利申請量較大的國家和地區均是汽車工業發展比較完善和成熟的國家和地區，這也從另一個側面反映了不同產業之間的相互帶動作用。

（二）D02G3/48世界申請量發展趨勢

在Pantentics檢索工具中進行統計，得到D02G3/48分類號下世界范圍內在不同的時期申請量的變化趨勢。D02G3/48的申請量在1980年以前比較少，但是在1980-1995這十五年期間其申請量呈現出了成倍數的增長，并在1990年前后達到頂峰。在1995-2000年申請量有所回落，在2001-2010年又在此開始新一輪的增長，而后的幾年呈現出下降的趨勢。由此可知，在世界范圍內，輪胎簾子線技術在1990-2000這十年間得到的快速的發展并日趨完善，在經歷了2005年的又一次小高峰后，呈現了下降的趨勢。

（三）D02G3/48世界范圍主要申請人統計與分析

與各國申請量的統計結果類似，主要申請人以日本企業居多，排名前三位的均為日本企業。排名第一的普利司通，申請量達到了311件，其研究的重點在制作簾子線的高聚物原料、對該類高聚物原料的后處理以及后加工，同時該申請人還就簾子線的捻制結構提出大量的專利申請。在簾子線領域的研究大多都是集中在簾子線的原材料、對原材料的改性后處理以及簾子線結構的改進等方面，也就是說，研究重點比較集中，且都是圍繞這原料展開。由此可知，原材料的性能是制約簾子線領域技術發展的一個技術瓶頸，而簾子線結構方面的改進只是起到了一個錦上添花的作用，并沒有為其帶來實質性的推動作用。

（四）D02G3/48本國專利基礎狀況分析

在Pantentics檢索工具中進行簡單統計，得到D02G3/48分類號下本國專利申請量的發展趨勢。我國在輪胎簾子線這一技術領域的研究相較于日本以及歐洲等發達國家而言，起步時間要晚得多，而現階段處于快速發展期。導致這一現象的原因有以下幾個方面：一是輪胎簾子線的發展在一定程度上依賴于汽車工業的發展，我國在近幾年才進入汽車社會是在2000年前后才發生的事情，而2000年這一時間節點也是我國輪胎簾子線相關專利申請量集中爆發的時間；二是我國早期的科研人員對于專利技術的認識還不是很深刻，很多科研人員還沒有形成將研究成果申請為專利意識，再加上國內對知識產權的保護還不夠全面，這些都造成了我國在那一段時期中關于簾子線的專利申請量很低。而在2000年之后，隨著我國汽車工業大發展和汽車消費市場的擴大，輪胎的需求在一定程度上帶動了簾子線的研發，再加上公眾知識產權保護意識的提高，從而導致了在這一時間段內國內申請量的大幅提高。

二、技術原理、起源及演進路線

（一）技術原理

目前，輪胎的主體材料還是以橡膠為主，但是橡膠具有尺寸不穩定、易蠕變等特性，并不能單獨用于制備輪胎。為了改善輪胎的性能，主要采用的方法是在橡膠輪胎的邊緣埋設鋼絲，并在橡膠中添加簾子線或簾布層以改善橡膠的尺寸不穩定性，采用這些采用實現對橡膠的支撐和增強作用，以提高輪胎的性能。

（二）技術起源

應用于輪胎領域的纖維增強橡膠復合材料通常以簾子線或是簾子布形式使用，即纖維通過一定的機械、化學處理等加工后形成簾子線或是簾子布，然后與橡膠進行復合。而關于輪胎簾子線的研究主要分為原料方面和簾子線結構方面。

在原料方面，最早用于輪胎增強的纖維材料是天然棉花，上世紀30年代以來，隨著合成橡膠工業、化學纖維工業的發展和人們對輪胎產品性能要求的提高，天然棉花很快被各種逐漸出現的化學纖維所取代。迄今為止，應用于輪胎簾子線的化學纖維主要有：粘膠纖維、聚酰胺纖維、芳綸纖維和聚醋纖維；除化學纖維外，鋼絲作為輪胎簾子線材料也有較多的應用。

在結構方面，到20世紀90年代后期，由于在高性能纖維方面的研究遇到的技術瓶頸，短時間內很難開發出性能更好的纖維材料，因此，關于輪胎簾子線研究的重心轉移到了對其結構以及后期改性方面，同時，在制備簾子線的機械設備方面也有相關的專利申請。

（三）技術演進路線

輪胎簾子線的發展主要是在原料改進和結構改進兩個方面。最早用于輪胎增強的纖維材料是天然棉花，隨著合成合成纖維工業的發展和人們對輪胎產品性能要求的提高，天然棉花很快被各種逐漸出現的化學纖維所取代，首先出現的就是人造長絲作為輪胎簾子線。聚酯類纖維是合成纖維中的主要品種，采用聚酯纖維作為簾子線進入了研究人員的視野。首先采用聚酯類材料作為輪胎簾子線的是固特異公司。芳綸纖維即是芳香族聚酰胺纖維，芳綸纖維最早在美國被合成。

簾子線的基本結構是將纖維束合股后再進行加捻是輪胎簾子線的最基本的復合形式。這種結構的簾子線各個纖維束之間能夠形成緊密的抱和，進而增大簾子線的抗拉強力和尺寸穩定性。在此基礎上，其他形式的簾子線結構形式也逐漸發展壯大，主要包括合：股形式的創新、繩芯概念的引入、對各股進行鍍層或涂覆處理以及混合材料的使用。

（四）技術發展展望

人造絲材料、聚酯材料、聚酰胺材料、芳綸纖維以及鋼絲和玻璃纖維材料在未來一段時間內將繼續被采用，雖然有些纖維存在著自身的一些缺陷和不足，但是其在某些方面仍然具有不可替代的作用。聚酰胺類纖維將會與斜交輪胎配合使用，聚酯類纖維將會成為乘用車輪胎簾子線的主要材料。因此，在輪胎簾子線領域未來的發展趨勢應該是在現有材料已知性能的基礎上對其進行后整理改性處理，并且在改進簾子線結構的同時對纖維束進行鍍層或涂覆的改性處理以進一步提高其性能。

三、結語

輪胎簾子線方面相關技術主要集中在日本、歐洲和北美地區，就該技術領域來說，目前的發展已經基本趨于完善，并且在原材料的選用以及結構的設計方面也都得到了比較透徹的研究，我國在這以方面的研究起步較晚，但是發展迅猛，目前仍然處于快速的發展時期。

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