2800dtex/1锦纶66即用型冠带条在降低轮胎滚动阻力方面的应用

陈 想，沈 坚

（中策橡胶集团股份有限公司，浙江 杭州 310018）

Millicap®冠带条是一种即用型冠带层骨架产品，帘线材质是锦纶66。由于Millicap®冠带条可以直接在轮胎成型时使用，因此省略了冠带帘布压延和分条的生产过程，从而降低了帘布生产成本，提高了生产效率。另外，由于Millicap®冠带条无需进行压延覆胶，可以减小轮胎橡胶部分的质量，从而减小轮胎质量，降低轮胎滚动阻力。随着2012年欧盟轮胎标签法的正式实施，所有销往欧盟的轿车轮胎、轻型载重轮胎和载重轮胎均必须加贴用以标识轮胎燃油效率的标签[1-3]，而轮胎燃油效率的指标就是滚动阻力系数，因此降低轮胎滚动阻力越来越受到各大轮胎企业的重视[4-6]。轮胎冠带层的主要作用是减小轮胎充气尺寸变化和防止轮胎在高速行驶过程中带束层变化[7-10]。

本工作研究高强度2800dtex/1锦纶66即用型冠带条在降低轮胎滚动阻力方面的应用。

1 实验

1.1 主要原材料

2800dtex/1锦纶66即用型冠带条，Molliken Textiles B.V.B.A公司产品；930dtex/2锦纶66冠带帘布，市售品。

1.2 主要设备和仪器

S-型四辊纤维帘布压延机，意大利鲁道夫公司产品；二次法成型机，北京敬业机械设备有限公司产品；一次法成型机，荷兰VMI公司产品；转鼓试验机，天津久荣车轮技术股份有限公司产品；AI-3000型拉力机，中国台湾高铁检测仪器有限公司产品。

1.3 试验方案

分别选取一次法成型轮胎（185/65R15 RP66和205/65R15 RP28）和二次法成型轮胎（ST205/75R14 8PR ST-100），轮胎冠带层使用2800dtex/1锦纶66即用型冠带条和930dtex/2锦纶66覆胶冠带条两种不同方案，其他施工设计均保持不变。

1.4 性能测试

帘线性能测试按照GB/T 9101—2017进行，成品轮胎外缘尺寸、强度、高速性能和耐久性能等测试参照我公司测试标准进行。

2 结果与讨论

2.1 帘线性能对比

2800dtex/1锦纶66即用型冠带帘线与930dtex/2锦纶66冠带帘线性能对比见表1。

从表1可以看出，使用2800dtex/1锦纶66即用型冠带条代替930dtex/2锦纶66覆胶冠带条，在保证帘布强度指数相同的情况下，冠带层的帘布总质量可以减小约74%。

表1 两种冠带帘线性能对比

2.2 轮胎成型

首先在一次法成型机上进行185/65R15 RP66[冠带缠绕形式为GD-555，如图1（a）所示]和205/65R15 RP28[冠带缠绕形式为GD-616，如图1（b）所示]轮胎的试制。

图1 两种冠带缠绕形式示意

185/65R15 RP66轮胎使用2800dtex/1锦纶66即用型冠带条，能够在一次法成型机上正常成型，如图2所示；205/65R15 RP28轮胎使用2800dtex/1锦纶66即用型冠带条正常缠绕后，在进行胎面辊压时出现冠带层间的滑移，导致胎面打褶，如图3所示。因此，205/65R15 RP28试验轮胎未能完成。

图2 即用型冠带正常缠绕

图3 冠带滑移情况

在二次法成型机上进行了ST205/75R14 8PR ST-100（冠带缠绕形式为GD-555）轮胎的试制。在成型过程中，使用2800dtex/1锦纶66即用型冠带条能够在二次法成型机上正常缠绕成型。

2.3 成品轮胎室内性能

两种不同冠带条方案的185/65R15 RP66成品轮胎的外缘尺寸、强度、高速性能、耐久性能和滚动阻力测试数据对比如表2所示。

表2 185/65R15 RP66成品轮胎室内性能对比

由表2可见：使用2800dtex/1锦纶66即用型冠带条的185/65R15 RP66成品轮胎的充气外缘尺寸、强度、高速性能以及耐久性能均达到公司标准要求，且与我公司使用930dtex/2锦纶66覆胶冠带条的成品轮胎的相应室内性能处于同一水平；与使用930dtex/2锦纶66覆胶冠带条的成品轮胎相比，使用2800dtex/1锦纶66即用型冠带条的185/65R15 RP66成品轮胎的平均质量和滚动阻力系数分别减小了0.16 kg和0.43 N·kN-1。

两种不同冠带条方案的ST205/75R14 8PR ST-100成品轮胎的室内性能测试数据对比如表3所示。

由表3可见：使用2800dtex/1锦纶66即用型冠带条的ST205/75R14 8PR ST-100成品轮胎的充气外缘尺寸、强度、高速性能以及耐久性能均达到公司标准要求，且与使用930dtex/2锦纶66覆胶冠带条的成品轮胎相应室内性能处于同一水平；与使用930dtex/2锦纶66覆胶冠带条的成品轮胎相比，使用2800dtex/1锦纶66即用型冠带条的ST205/75R14 8PR ST-100成品轮胎的平均质量和滚动阻力系数分别减小了0.33 kg和0.40 N·kN-1。

表3 ST205/75R14 8PR ST-100成品轮胎室内性能对比

2.4 实际道路试验

在杭州市内挑选了两辆原来装配轮胎规格为185/65R15的出租车（现代悦动车型）进行8万km的实际道路试验。试验过程中当行驶里程达到4万km的时候，要求出租车司机将前后轮胎进行了调换，再继续进行试验。表4示出了使用2800dtex/1锦纶66即用型冠带条的185/65R15轮胎的两辆出租车在行驶里程达到8万km后，试验轮胎花纹深度测量结果。

由表4可见，两辆出租车在行驶8万km后，剩余花纹深度均在3 mm以上。在实际道路试验过程中，试验轮胎未见异常。

表4 试验轮胎花纹深度平均值 mm

当出租车行驶里程达到8万km后，对试验轮胎进行回收，并对新轮胎和路试轮胎进行了解剖与测试。表5示出了新轮胎和路试轮胎冠带层与相邻部件间的粘合情况。

表5 冠带层与相邻部件间平均剥离强度 kN·m-1

由表5可见，与新轮胎相比，试验轮胎行驶了8万km后，冠带层与相邻部件间的粘合性能基本保持相同水平，没有下降的趋势。

3 结论

（1）在半钢子午线轮胎的冠带层中使用2800dtex/1锦纶66即用型冠带条代替930dtex/2锦纶66覆胶冠带条，在保证帘布强度指数相同的情况下，冠带层的帘布总质量减小约74%。

（2）通过在一次法和二次法成型机上进行不同冠带条缠绕形式的试验，在不改变冠带条缠绕工艺条件的情况下，使用Millicap®即用型冠带条能够在类似冠带缠绕形式为GD-555的单层冠带层的轮胎上正常缠绕成型，不会出现冠带条打滑和胎面辊压打褶的现象。

（3）使用2800dtex/1锦纶66即用型冠带条的成品轮胎的充气外缘尺寸、强度、高速性能以及耐久性能均达到我公司的测试标准要求，且与使用930dtex/2锦纶66覆胶冠带条的成品轮胎的相应室内性能处于同一水平；且使用2800dtex/1锦纶66即用型冠带条的185/65R15 RP66和ST205/75R14 8PR ST-100成品轮胎的平均质量分别减小0.16和0.33 kg，平均滚动阻力系数分别减小0.43和0.40 N·kN-1。

（4）185/65R15 RP66试验轮胎的实际道路测试，在行驶里程达到8万km后，试验轮胎的花纹深度还剩余3 mm以上，同时冠带层与相邻部件间的粘合性能与新轮胎基本处于同一水平。

综上所述，在不改变现有成型工艺的情况下，Millicap®即用型冠带条在类似我公司冠带缠绕形式为GD-555的轮胎成型中可以直接使用。Millicap®即用型冠带条的使用不仅提高了轮胎的骨架材料品质，还能在保证轮胎性能的情况下，达到轮胎轻量化、降低轮胎滚动阻力的目的。