2800dtex/1錦綸66即用型冠帶條在降低輪胎滾動阻力方面的應用

陳 想，沈 堅

（中策橡膠集團股份有限公司，浙江 杭州 310018）

Millicap?冠帶條是一種即用型冠帶層骨架產品，簾線材質是錦綸66。由于Millicap?冠帶條可以直接在輪胎成型時使用，因此省略了冠帶簾布壓延和分條的生產過程，從而降低了簾布生產成本，提高了生產效率。另外，由于Millicap?冠帶條無需進行壓延覆膠，可以減小輪胎橡膠部分的質量，從而減小輪胎質量，降低輪胎滾動阻力。隨著2012年歐盟輪胎標簽法的正式實施，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識輪胎燃油效率的標簽[1-3]，而輪胎燃油效率的指標就是滾動阻力系數，因此降低輪胎滾動阻力越來越受到各大輪胎企業的重視[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]。

本工作研究高強度2800dtex/1錦綸66即用型冠帶條在降低輪胎滾動阻力方面的應用。

1 實驗

1.1 主要原材料

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

1.2 主要設備和儀器

S-型四輥纖維簾布壓延機，意大利魯道夫公司產品；二次法成型機，北京敬業機械設備有限公司產品；一次法成型機，荷蘭VMI公司產品；轉鼓試驗機，天津久榮車輪技術股份有限公司產品；AI-3000型拉力機，中國臺灣高鐵檢測儀器有限公司產品。

1.3 試驗方案

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，其他施工設計均保持不變。

1.4 性能測試

簾線性能測試按照GB/T 9101—2017進行，成品輪胎外緣尺寸、強度、高速性能和耐久性能等測試參照我公司測試標準進行。

2 結果與討論

2.1 簾線性能對比

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，在保證簾布強度指數相同的情況下，冠帶層的簾布總質量可以減小約74%。

表1 兩種冠帶簾線性能對比

2.2 輪胎成型

首先在一次法成型機上進行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，在進行胎面輥壓時出現冠帶層間的滑移，導致胎面打褶，如圖3所示。因此，205/65R15 RP28試驗輪胎未能完成。

圖2 即用型冠帶正常纏繞

圖3 冠帶滑移情況

在二次法成型機上進行了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上正常纏繞成型。

2.3 成品輪胎室內性能

兩種不同冠帶條方案的185/65R15 RP66成品輪胎的外緣尺寸、強度、高速性能、耐久性能和滾動阻力測試數據對比如表2所示。

表2 185/65R15 RP66成品輪胎室內性能對比

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、強度、高速性能以及耐久性能均達到公司標準要求，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室內性能處于同一水平；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成品輪胎的平均質量和滾動阻力系數分別減小了0.16 kg和0.43 N·kN-1。

兩種不同冠帶條方案的ST205/75R14 8PR ST-100成品輪胎的室內性能測試數據對比如表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、強度、高速性能以及耐久性能均達到公司標準要求，且與使用930dtex/2錦綸66覆膠冠帶條的成品輪胎相應室內性能處于同一水平；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成品輪胎的平均質量和滾動阻力系數分別減小了0.33 kg和0.40 N·kN-1。

表3 ST205/75R14 8PR ST-100成品輪胎室內性能對比

2.4 實際道路試驗

在杭州市內挑選了兩輛原來裝配輪胎規格為185/65R15的出租車（現代悅動車型）進行8萬km的實際道路試驗。試驗過程中當行駛里程達到4萬km的時候，要求出租車司機將前后輪胎進行了調換，再繼續進行試驗。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到8萬km后，試驗輪胎花紋深度測量結果。

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。在實際道路試驗過程中，試驗輪胎未見異常。

表4 試驗輪胎花紋深度平均值 mm

當出租車行駛里程達到8萬km后，對試驗輪胎進行回收，并對新輪胎和路試輪胎進行了解剖與測試。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度 kN·m-1

由表5可見，與新輪胎相比，試驗輪胎行駛了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，在保證簾布強度指數相同的情況下，冠帶層的簾布總質量減小約74%。

（2）通過在一次法和二次法成型機上進行不同冠帶條纏繞形式的試驗，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，不會出現冠帶條打滑和胎面輥壓打褶的現象。

（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、強度、高速性能以及耐久性能均達到我公司的測試標準要求，且與使用930dtex/2錦綸66覆膠冠帶條的成品輪胎的相應室內性能處于同一水平；且使用2800dtex/1錦綸66即用型冠帶條的185/65R15 RP66和ST205/75R14 8PR ST-100成品輪胎的平均質量分別減小0.16和0.33 kg，平均滾動阻力系數分別減小0.43和0.40 N·kN-1。

（4）185/65R15 RP66試驗輪胎的實際道路測試，在行駛里程達到8萬km后，試驗輪胎的花紋深度還剩余3 mm以上，同時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，還能在保證輪胎性能的情況下，達到輪胎輕量化、降低輪胎滾動阻力的目的。