專利名稱：具有高斷裂負(fù)載的開放分層鋼絲簾布的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于增強(qiáng)彈性體的鋼絲簾布。
背景技術(shù)：
鋼絲簾布(steel cords)一般用于增強(qiáng)彈性體，如橡膠輪胎。
特別用于動態(tài)的應(yīng)用(如橡膠輪胎)，這對鋼絲簾布提出了許多要求。要求鋼絲簾布具有(a)高斷裂負(fù)載；(b)高抗疲勞性；(c)高耐腐蝕性；(d)小的簾布直徑。
高斷裂負(fù)載(a)能通過將具有高抗張強(qiáng)度的鋼絲加捻制成的鋼絲簾布而獲得，即具有高含碳鋼的鋼絲，該種鋼絲通過拉伸作用進(jìn)行最終成型從而獲得高抗張強(qiáng)度。假設(shè)半成品具有相同的鋼絲直徑，則成品鋼絲的直徑越細(xì)，形變比例就越大，所獲得的抗張強(qiáng)度就越高抗張強(qiáng)度。所述鋼絲簾布的高斷裂負(fù)載能通過在一緊湊結(jié)構(gòu)中對高抗張強(qiáng)度鋼絲加捻而獲得，即在每總截面內(nèi)具有多個鋼絲截面的結(jié)構(gòu)。
為了獲得高抗疲勞性(b)，其為了減少組成鋼絲簾布的單個鋼絲的直徑、增加鋼絲強(qiáng)度和避免鋼絲簾布的過度的內(nèi)部磨損(磨損)。單個鋼絲的直徑的減少也部分的增加了高斷裂負(fù)載(a)，因?yàn)檫M(jìn)一步拉伸使得鋼絲更細(xì)的從而增加抗張強(qiáng)度。
高抗腐蝕性(c)能通過開放式鋼絲簾布結(jié)構(gòu)而獲得，其結(jié)構(gòu)允許彈性體或者橡膠滲入鋼絲簾布中的單個鋼絲之間，使得濕氣不能沿絲中的孔狀空間和沿鋼絲簾布本身運(yùn)動。無論如何，鋼絲簾布的這種開放式結(jié)構(gòu)是與獲得高斷裂負(fù)載(a)和高抗疲勞性的目的直接相反的，因?yàn)檫@使得緊密度降低和每一整個截面內(nèi)的多個鋼絲截面的數(shù)量減少。且因?yàn)橐_(dá)到高斷裂負(fù)載和高抗疲勞性需要大量細(xì)絲，因此使得完全開放結(jié)構(gòu)更難達(dá)到。
小的鋼絲直徑(d)需要減少鋼絲簾布中嵌入的橡膠的用量及此后的總花費(fèi)和輪胎的重量。因此小的鋼絲直徑與高斷裂負(fù)載相反，因?yàn)橛昧烁俚匿摗?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一般目的為消除現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)。
本發(fā)明的另一目的為提供一具有高斷裂負(fù)載、高抗疲勞性和高抗腐蝕性的鋼絲簾布。
本發(fā)明的另一個目的為提供一具有高斷裂負(fù)載、細(xì)鋼絲簾布直徑和優(yōu)良的橡膠滲透性的鋼絲簾布。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一適用于增強(qiáng)彈性體的鋼絲簾布。
所述鋼絲簾布包括-一具有鋼絲芯直徑dc的鋼絲芯；鋼絲芯涂有高聚物；-具有直徑di小于或等于鋼絲芯直徑dc的六根中間鋼絲；這些中間鋼絲繞鋼絲芯捻繞；-具有直徑do小于或等于中間鋼絲直徑di的十或十一根外層鋼絲；這些外層鋼絲繞中間鋼絲捻繞；這些外層鋼絲預(yù)成型以使橡膠滲透到所述的簾布內(nèi)部。所述鋼絲芯、中間鋼絲和外層鋼絲均具有至少2600MPa的抗張強(qiáng)度(如高于2800MPa)。
所述鋼絲簾布具有一外直徑D，滿足公式D≤dc+2×di+2×do+0.1其中上述所有直徑單位均為毫米(mm)。
圍繞所述鋼絲芯的高聚物充滿了鋼絲芯和中間鋼絲之間的空隙，且消除了中間鋼絲和鋼絲芯之間的嚴(yán)重磨損。
優(yōu)選鋼絲直徑dc、di和do范圍均在0.15mm-0.40mm之間(如0.17mm-0.37mm，又如0.22mm-0.37mm)。
優(yōu)選所述外層鋼絲的預(yù)成型為多邊形的預(yù)成型體，就像BP-B-0734468中披露的那樣。所述外層鋼絲的多邊形預(yù)成型體一直到中間鋼絲具有完全的橡膠透過的優(yōu)點(diǎn)，這個優(yōu)點(diǎn)是通過很小程度的預(yù)成型獲得的。所述的很小程度的預(yù)成型具有兩個優(yōu)點(diǎn)。
第一個優(yōu)點(diǎn)為不會增大鋼絲簾布的外層鋼絲的直徑。如上述公式所述的，鋼絲的外直徑D僅比單個的鋼絲在鋼絲簾布直徑方向上的直徑之和大0.1mm。
第二個優(yōu)點(diǎn)為不會直接降低多邊形預(yù)成型鋼絲的抗張強(qiáng)度。據(jù)此可以理解塑性形變不同于通常會降低預(yù)成型鋼絲的抗張強(qiáng)度的進(jìn)一步拉伸。通過適當(dāng)?shù)亩噙呅晤A(yù)成型，會控制和限制這個降低。
本發(fā)明鋼絲簾布的斷裂負(fù)載高于3250牛頓，優(yōu)選高于3500牛頓(如，高于3700牛頓)。
在本發(fā)明所述鋼絲簾布中，或者是中間加捻步驟不同于外層加捻步驟，或者是中間加捻距離不同于外層加捻距離，或者是兩者皆不同。
本發(fā)明所述鋼絲簾布可以用于橡膠輪胎，和更為特殊的是用于胎外身折疊層、鞋底、胎圈包布區(qū)或者增強(qiáng)筋，但是優(yōu)選用于橡膠輪胎的斷裂折疊層。


本發(fā)明將通過附圖進(jìn)行更詳細(xì)的說明。
圖1為剖面圖，所示為本發(fā)明鋼絲簾布的優(yōu)選實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
圖1所示為本發(fā)明鋼絲簾布10的剖面圖。鋼絲簾布10包括一0.30mm的鋼絲芯12。鋼絲芯12被預(yù)先涂上涂層，例如，通過擠壓的方式，涂上例如是聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)的高聚物12。PET被證明是一種適宜的高聚物，由于它的低吸濕率和抵抗相鄰鋼絲的機(jī)械磨損的能力高。在鋼絲簾布10的扭曲之前，PET涂布的鋼絲12芯，14的直徑總記約0.38mm。
六根中間鋼絲16的中間繞PET涂布的鋼絲芯12，14扭曲。中間鋼絲16的直徑為0.30mm。中間鋼絲16的扭曲位移是在S方向上9mm。由于中間鋼絲16在半徑方向上的壓力，PET14稍微流到中間鋼絲16之間。十一根外層鋼絲18繞中間鋼絲16扭曲。外層鋼絲18為多邊形形狀，其是根據(jù)EP-B1-0734468預(yù)制的。外層鋼絲18的直徑為0.28mm。外層鋼絲18的扭曲位移是在S方向上18mm。
所述絲可以概括為0.30PC+6×0.30+11×0.28HT BETRU9/18S/S其中PC代表高聚物涂布，HT代表高張力，BETRU代表在外層的多邊形預(yù)成型纖維。
下文中表1概括了所述絲的一些性質(zhì)。
表1

表1的簾布為高斷裂負(fù)載(高于3250牛頓)與密度構(gòu)成(直徑小于1.60mm)和完全膠體滲透率(零壓力下降和無孔隙率)的結(jié)合。
在試驗(yàn)中使用的高聚物為PET，具有如下性質(zhì)結(jié)晶體熔點(diǎn)255-258℃；維卡度53 460軟化點(diǎn)180-190℃；E-模數(shù)度53457 ISO 5272500MPa；抗張強(qiáng)度53455-ISO 52760MPa；伸長53455-ISO 527＞50％；硬度53456120-125MPa；吸濕率(20℃，50％的相對濕度)0.3％。
如果鋼絲具有更高的抗張強(qiáng)度(例如使用抗張強(qiáng)度高于3000MPa的鋼絲)，就可以獲得更高的斷裂負(fù)載。
此為具有下述例子的實(shí)例0.30PC+6×0.30+11×0.28UHT BETRU10/20S/S其中PC代表高聚物涂布，UHT代表極高張力，BETRU代表在外層的多邊形預(yù)成型鋼絲。
表2概括了所述簾布的一些結(jié)果。

由表2得出，制得的本發(fā)明的簾布具有不少于3870牛頓的斷裂負(fù)載，平均直徑小于1.50mm和具有完全膠體穿透率。到目前為止，還沒有達(dá)到這些參數(shù)的這種優(yōu)選組合。
以更寬的比例，本發(fā)明所述的鋼絲簾布的鋼絲通常具有一范圍從0.03mm到0.80mm，且優(yōu)選從0.05mm到0.37mm。
所述鋼絲具有如下組成含量0.70-1.15％的碳，含量0.10-1.10％的錳，含量0.10-0.90％的硅，含量小于0.15％的硫和磷(優(yōu)選0.010％)，可以添加其它組分如鉻(0.20-0.40％)，銅(0.20％)，鎳(0.30％)，鈷(0.20％)和釩(0.30％)。
纖維的最終抗張強(qiáng)度Rm依賴于其直徑例如，一0.2mm的普通張力纖維具有高于約2800兆帕(MPa)的Rm，一0.2mm的高張力(HT)纖維具有高于約3400MPa的Rm，一0.2mm的超高張力(SHT)纖維具有高于約3600MPa的Rm，且一0.2mm的極高張力(UHT)纖維具有高于約4000MPa的Rm。
對于所述最高抗張強(qiáng)度，下述鋼組分是適合的含量0.90-1.10％的碳，含量小于0.40％的硅，含量小于0.50％的錳，含量0.10-0.30％的鉻。
所述鋼絲涂布有促進(jìn)橡膠附著的涂層銅合金涂層如黃銅(低于63.5％Cu含量，或者67.5％Cu的高含銅量)或者復(fù)合黃銅涂層(Ni+黃銅，黃銅+Co)或者青銅。也可以使用為了附著橡膠而用硅處理的鋅涂層和鋅合金涂層(如，含有礬或鎂)。
如本發(fā)明所述的鋼絲簾布可以通過已知的管狀加捻機(jī)制造，或者優(yōu)選通過已知的雙加捻裝置。為高聚物的中心鋼絲的涂層可以通過在加捻步驟之前的擠壓步驟制造。
權(quán)利要求
1.一種適用于增強(qiáng)彈性體的鋼絲簾布，所述鋼絲簾布包括-涂有高聚物的直徑為dc的鋼絲芯；-六根中間鋼絲，其直徑di小于或等于鋼絲芯直徑dc，所述中間鋼絲繞所述鋼絲芯捻繞；-十或十一根外層鋼絲，其直徑do小于或等于中間鋼絲直徑di，所述外層鋼絲繞中間鋼絲捻繞，所述外層鋼絲預(yù)成形以使橡膠滲入到所述的簾布內(nèi)部；所述鋼絲芯、中間鋼絲和外層鋼絲均具有至少是2600MPa的抗張強(qiáng)度，所述鋼絲簾布具有一外徑D，滿足公式D≤dc+2×di+2×do+0.1其中上述所有直徑單位均為毫米(mm)。
2.如權(quán)利要求1所述的鋼絲簾布，其特征在于鋼絲直徑dc、di和do范圍均在0.15mm-0.40mm之間。
3.如前述任一權(quán)利要求所述的鋼絲簾布，其特征在于外層鋼絲為多邊形的預(yù)成型。
4.如前述任一權(quán)利要求所述的鋼絲簾布，其特征在于所述鋼絲簾布的斷裂負(fù)載為至少3250牛頓。
5.如前述任一權(quán)利要求所述的鋼絲簾布，其特征在于所述中間鋼絲通過中間加捻步驟捻繞，所述外層鋼絲通過外層加捻步驟捻繞，所述中間加捻步驟不同于外層加捻步驟。
6.如前述任一權(quán)利要求所述的鋼絲簾布，其特征在于所述中間鋼絲以一個中間捻繞距離捻繞，所述外層鋼絲以一個外層捻繞距離捻繞，所述中間捻繞距離不同于外層捻繞距離。
全文摘要
一種用于增強(qiáng)彈性體的鋼絲簾布(10)，它包括一涂有高聚物(14)的直徑為d
文檔編號D07B1/16GK1809664SQ200480017363
公開日2006年7月26日 申請日期2004年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月17日
發(fā)明者D·梅爾斯紹特, S·文奈斯特, H·考韋爾斯 申請人:貝克特股份有限公司