閆超群

【摘 要】汽車工業(yè)的快速發(fā)展帶動(dòng)了輪胎工業(yè)的迅速跟進(jìn)，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(diǎn)。本文將針對(duì)輪胎簾子線的相關(guān)技術(shù)在IPC專利分類號(hào)D02G3/48下的專利技術(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析，簡(jiǎn)要梳理了輪胎簾子線的起源、原理與技術(shù)演進(jìn)路線。

【關(guān)鍵詞】輪胎簾子線；材料；結(jié)構(gòu)

一、D02G3/48專利基礎(chǔ)情況分析

（一）全球范圍D02G3/48專利基礎(chǔ)狀況分析

截止到2017年2月，D02G3/48分類號(hào)下的專利申請(qǐng)量以日本居首，美國(guó)、韓國(guó)、歐洲以及中國(guó)、德國(guó)緊隨其后，中國(guó)目前排在第五位。由此可知，目前關(guān)于輪胎簾子線的研究方面，日本走在了世界的前列，關(guān)于輪胎簾子線的研究，日本的各大輪胎公司及其下屬企業(yè)均申請(qǐng)了大量的相關(guān)專利，其中較為著名的有：普利司通、優(yōu)科豪瑪、東洋輪胎等。同時(shí)，歐洲的企業(yè)也在輪胎簾子線領(lǐng)域有大量的專利布局。通過(guò)觀察世界范圍內(nèi)主要申請(qǐng)人的分布還可以得到，輪胎簾子線專利申請(qǐng)量較大的國(guó)家和地區(qū)均是汽車工業(yè)發(fā)展比較完善和成熟的國(guó)家和地區(qū)，這也從另一個(gè)側(cè)面反映了不同產(chǎn)業(yè)之間的相互帶動(dòng)作用。

（二）D02G3/48世界申請(qǐng)量發(fā)展趨勢(shì)

在Pantentics檢索工具中進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到D02G3/48分類號(hào)下世界范圍內(nèi)在不同的時(shí)期申請(qǐng)量的變化趨勢(shì)。D02G3/48的申請(qǐng)量在1980年以前比較少，但是在1980-1995這十五年期間其申請(qǐng)量呈現(xiàn)出了成倍數(shù)的增長(zhǎng)，并在1990年前后達(dá)到頂峰。在1995-2000年申請(qǐng)量有所回落，在2001-2010年又在此開(kāi)始新一輪的增長(zhǎng)，而后的幾年呈現(xiàn)出下降的趨勢(shì)。由此可知，在世界范圍內(nèi)，輪胎簾子線技術(shù)在1990-2000這十年間得到的快速的發(fā)展并日趨完善，在經(jīng)歷了2005年的又一次小高峰后，呈現(xiàn)了下降的趨勢(shì)。

（三）D02G3/48世界范圍主要申請(qǐng)人統(tǒng)計(jì)與分析

與各國(guó)申請(qǐng)量的統(tǒng)計(jì)結(jié)果類似，主要申請(qǐng)人以日本企業(yè)居多，排名前三位的均為日本企業(yè)。排名第一的普利司通，申請(qǐng)量達(dá)到了311件，其研究的重點(diǎn)在制作簾子線的高聚物原料、對(duì)該類高聚物原料的后處理以及后加工，同時(shí)該申請(qǐng)人還就簾子線的捻制結(jié)構(gòu)提出大量的專利申請(qǐng)。在簾子線領(lǐng)域的研究大多都是集中在簾子線的原材料、對(duì)原材料的改性后處理以及簾子線結(jié)構(gòu)的改進(jìn)等方面，也就是說(shuō)，研究重點(diǎn)比較集中，且都是圍繞這原料展開(kāi)。由此可知，原材料的性能是制約簾子線領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的一個(gè)技術(shù)瓶頸，而簾子線結(jié)構(gòu)方面的改進(jìn)只是起到了一個(gè)錦上添花的作用，并沒(méi)有為其帶來(lái)實(shí)質(zhì)性的推動(dòng)作用。

（四）D02G3/48本國(guó)專利基礎(chǔ)狀況分析

在Pantentics檢索工具中進(jìn)行簡(jiǎn)單統(tǒng)計(jì)，得到D02G3/48分類號(hào)下本國(guó)專利申請(qǐng)量的發(fā)展趨勢(shì)。我國(guó)在輪胎簾子線這一技術(shù)領(lǐng)域的研究相較于日本以及歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家而言，起步時(shí)間要晚得多，而現(xiàn)階段處于快速發(fā)展期。導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因有以下幾個(gè)方面：一是輪胎簾子線的發(fā)展在一定程度上依賴于汽車工業(yè)的發(fā)展，我國(guó)在近幾年才進(jìn)入汽車社會(huì)是在2000年前后才發(fā)生的事情，而2000年這一時(shí)間節(jié)點(diǎn)也是我國(guó)輪胎簾子線相關(guān)專利申請(qǐng)量集中爆發(fā)的時(shí)間；二是我國(guó)早期的科研人員對(duì)于專利技術(shù)的認(rèn)識(shí)還不是很深刻，很多科研人員還沒(méi)有形成將研究成果申請(qǐng)為專利意識(shí)，再加上國(guó)內(nèi)對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)還不夠全面，這些都造成了我國(guó)在那一段時(shí)期中關(guān)于簾子線的專利申請(qǐng)量很低。而在2000年之后，隨著我國(guó)汽車工業(yè)大發(fā)展和汽車消費(fèi)市場(chǎng)的擴(kuò)大，輪胎的需求在一定程度上帶動(dòng)了簾子線的研發(fā)，再加上公眾知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)意識(shí)的提高，從而導(dǎo)致了在這一時(shí)間段內(nèi)國(guó)內(nèi)申請(qǐng)量的大幅提高。

二、技術(shù)原理、起源及演進(jìn)路線

（一）技術(shù)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(wěn)定、易蠕變等特性，并不能單獨(dú)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(shè)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(wěn)定性，采用這些采用實(shí)現(xiàn)對(duì)橡膠的支撐和增強(qiáng)作用，以提高輪胎的性能。

（二）技術(shù)起源

應(yīng)用于輪胎領(lǐng)域的纖維增強(qiáng)橡膠復(fù)合材料通常以簾子線或是簾子布形式使用，即纖維通過(guò)一定的機(jī)械、化學(xué)處理等加工后形成簾子線或是簾子布，然后與橡膠進(jìn)行復(fù)合。而關(guān)于輪胎簾子線的研究主要分為原料方面和簾子線結(jié)構(gòu)方面。

在原料方面，最早用于輪胎增強(qiáng)的纖維材料是天然棉花，上世紀(jì)30年代以來(lái)，隨著合成橡膠工業(yè)、化學(xué)纖維工業(yè)的發(fā)展和人們對(duì)輪胎產(chǎn)品性能要求的提高，天然棉花很快被各種逐漸出現(xiàn)的化學(xué)纖維所取代。迄今為止，應(yīng)用于輪胎簾子線的化學(xué)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(xué)纖維外，鋼絲作為輪胎簾子線材料也有較多的應(yīng)用。

在結(jié)構(gòu)方面，到20世紀(jì)90年代后期，由于在高性能纖維方面的研究遇到的技術(shù)瓶頸，短時(shí)間內(nèi)很難開(kāi)發(fā)出性能更好的纖維材料，因此，關(guān)于輪胎簾子線研究的重心轉(zhuǎn)移到了對(duì)其結(jié)構(gòu)以及后期改性方面，同時(shí)，在制備簾子線的機(jī)械設(shè)備方面也有相關(guān)的專利申請(qǐng)。

（三）技術(shù)演進(jìn)路線

輪胎簾子線的發(fā)展主要是在原料改進(jìn)和結(jié)構(gòu)改進(jìn)兩個(gè)方面。最早用于輪胎增強(qiáng)的纖維材料是天然棉花，隨著合成合成纖維工業(yè)的發(fā)展和人們對(duì)輪胎產(chǎn)品性能要求的提高，天然棉花很快被各種逐漸出現(xiàn)的化學(xué)纖維所取代，首先出現(xiàn)的就是人造長(zhǎng)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(jìn)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(guó)被合成。

簾子線的基本結(jié)構(gòu)是將纖維束合股后再進(jìn)行加捻是輪胎簾子線的最基本的復(fù)合形式。這種結(jié)構(gòu)的簾子線各個(gè)纖維束之間能夠形成緊密的抱和，進(jìn)而增大簾子線的抗拉強(qiáng)力和尺寸穩(wěn)定性。在此基礎(chǔ)上，其他形式的簾子線結(jié)構(gòu)形式也逐漸發(fā)展壯大，主要包括合：股形式的創(chuàng)新、繩芯概念的引入、對(duì)各股進(jìn)行鍍層或涂覆處理以及混合材料的使用。

（四）技術(shù)發(fā)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(lái)一段時(shí)間內(nèi)將繼續(xù)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(huì)與斜交輪胎配合使用，聚酯類纖維將會(huì)成為乘用車輪胎簾子線的主要材料。因此，在輪胎簾子線領(lǐng)域未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)該是在現(xiàn)有材料已知性能的基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行后整理改性處理，并且在改進(jìn)簾子線結(jié)構(gòu)的同時(shí)對(duì)纖維束進(jìn)行鍍層或涂覆的改性處理以進(jìn)一步提高其性能。

三、結(jié)語(yǔ)

輪胎簾子線方面相關(guān)技術(shù)主要集中在日本、歐洲和北美地區(qū)，就該技術(shù)領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，目前的發(fā)展已經(jīng)基本趨于完善，并且在原材料的選用以及結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方面也都得到了比較透徹的研究，我國(guó)在這以方面的研究起步較晚，但是發(fā)展迅猛，目前仍然處于快速的發(fā)展時(shí)期。

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