紧密型钢帘线转让专利
申请号 : CN201180064594.7
文献号 : CN103298996B
文献日 : 2016-01-06
发明人 : 程志超 , 田浩 , 张爱军 , 罗奕文 , 唐秋菊 , 潘雷
申请人 : 贝卡尔特公司
摘要 :
一种用于增强弹性体产品的钢帘线（20），包括一根具有芯丝直径D0的芯丝（22），以及围绕所述芯丝以相同捻向和相同捻距扭捻的3N根层丝（24、26）。N的范围从4到5。3N根层丝的布置方式是：由N根具有中间层直径D1的单丝（24）构成中间层，2N根具有外层直径D2的单丝（26）构成外层，并且钢帘线（20）具有下述特征（D0、D1、D2单位：mm）：D0≤D1
权利要求 :
1.一种用于增强弹性体产品的钢帘线，所述钢帘线包括一根具有芯丝直径D0的芯丝以及围绕所述芯丝以相同捻向和相同捻距扭捻的3N根层丝，N的范围从4到5，所述3N根层丝的布置方式是：由N根具有中间层直径D1的单丝构成中间层，2N根具有外层直径D2的单丝构成外层，其中，D0、D1、和D2的单位为mm，所述钢帘线具有下述特征：D0≤D1
2.根据权利要求1所述的钢帘线，其中，N等于五。
3.根据权利要求2所述的钢帘线，其中，芯丝直径D0等于中间层直径D1。
4.根据权利要求3所述的钢帘线，其中，芯丝直径D0和外层直径D2满足如下关系：
0.76<(D0/D2)<0.93。
5.根据权利要求2所述的钢帘线，其中，芯丝直径D0小于中间层直径D1。
6.根据权利要求5所述的钢帘线，其中，芯丝直径D0、中间层直径D1和外层直径D2满足如下关系：
0.69<(D0/D1)<0.81；
0.59<(D0/D2)<0.73。
说明书 :
紧密型钢帘线
技术领域
[0001] 本发明涉及适用于增强弹性体产品的钢帘线，尤其适用于增强中型到重型卡车和客车子午线轮胎的胎体帘布层。钢帘线包括一根具有芯丝直径的芯丝，以及两层围绕芯丝以相同的捻向和相同捻距扭捻的层丝。
背景技术
[0002] 现有技术中已知这样的钢帘线，其中，以相同的捻向和相同的捻距将所有钢丝扭捻到一起；由于这种钢帘线可以在有限的横截面面积内容纳大量钢丝，从而形成紧密的横截面构造，因此这种钢帘线被称为“紧密型钢帘线”。
[0003] 在紧密型钢帘线的分组内，下面的构造被广泛用于增强弹性体的领域中：
[0004] -1×dc|18×dl CC
[0005] -1×dc|15×dl CC
[0006] 1×dc|18×dl CC是一种紧密型帘线，包括一根具有芯丝直径dc的芯丝，以及十八根具有层丝直径dl的层丝，层丝按照由6根钢丝构成中间层和由12根钢丝构成外层的方式布置。该种紧密型帘线公开于专利EP-B1-0 627 520。由于这种钢帘线的横截面的典型形式是中心对称和非常稳定的正六边形，因此该紧密型帘线构成了稳定的结构。
[0007] 专利WO-A1-03 069 055公开的1×dc|15×dl CC帘线包括一根具有芯丝直径的芯丝，以及十五根具有层丝直径并围绕芯丝扭捻的层丝。十五根层丝按照由五根钢丝构成中间层和由十根钢丝构成外层的方式布置。
[0008] 芯丝直径小于层丝直径。虽然这种结构在技术上是可能的，但在技术上并不总是实用的。由于帘线的横截面具有典型的非中心对称的正五边形结构，因此这种紧密型帘线并不总是构成稳定的结构，在制造过程中它容易受到捻线机的干扰而失去平衡。会突然出现逆反或扭结。此外，它有时会转变成（1＋4＋11）CC结构或（1＋6＋9）CC结构，而不是前面描述中所期望的（1＋5＋10）CC结构。这可以用下面的说明进行解释：以所需的0.2＋（5＋10）×0.245mm CC结构为例，如图1a所示在相邻单丝之间具有微小的缝隙“g”。
然而，在构造过程中，当每个微小缝隙汇集到一起形成如图1b所示的大缝隙“G”，并且“G”大到足以允许中间层的一根丝进入时，就产生了如图1c所示的0.2＋（4＋11）×0.245mm CC结构。由于这种非稳定结构，橡胶渗透受到了很大的影响。十一根外层丝变得如此紧密，以至于无法使所需橡胶渗透进内部，这导致了水气沿钢帘线和沿钢帘线内部空隙移动。因此，耐蚀性不是很好。由于结构本身导致的钢帘线的这种质量缺陷无法通过在制造过程中调整技术参数来避免。
然而，在构造过程中，当每个微小缝隙汇集到一起形成如图1b所示的大缝隙“G”，并且“G”大到足以允许中间层的一根丝进入时，就产生了如图1c所示的0.2＋（4＋11）×0.245mm CC结构。由于这种非稳定结构，橡胶渗透受到了很大的影响。十一根外层丝变得如此紧密，以至于无法使所需橡胶渗透进内部，这导致了水气沿钢帘线和沿钢帘线内部空隙移动。因此，耐蚀性不是很好。由于结构本身导致的钢帘线的这种质量缺陷无法通过在制造过程中调整技术参数来避免。
发明内容
[0009] 本发明旨在避免现有技术的上述缺点。
[0010] 本发明的一个目的是提供一种具有可接受水平的抗疲劳能力的稳定钢帘线结构。
[0011] 本发明的另一个目的是提供一种具有良好耐蚀性的钢帘线。
[0012] 根据本发明，提供了一种适用于增强弹性体产品的钢帘线。该钢帘线包括一根具有芯丝直径D0的芯丝，以及以相同捻向和相同捻距围绕芯丝扭捻的3N根层丝，N的范围是四到五。3N根层丝布置方式是：由N根具有中间层直径D1的钢丝构成中间层，由2N根具有外层直径D2的钢丝构成外层，并且钢帘线具有如下特性（D0、D1、D2单位：mm）：
[0013] D0≤D1
[0014] 本发明的帘线是一种紧密型帘线。该帘线具有良好的耐蚀性、高的断裂载荷和较小的直径。
[0015] N优选为五，这意味着该钢帘线包括十六根丝。五优于四，这是因为中间层的五根丝以稳定的方式更好地填充中间层。
[0016] 在本发明的第一优选实施例中，芯丝和中间层丝具有相同的直径（D0＝D1）。第一优选实施例还可满足下式：
[0017] 0.76<（D0/D2）<0.93。
[0018] 由于直径比D0/D2的优化，使经由中间层和外层乃至达到中心的橡胶渗透最优，这确保了非常高的抗蚀性和防止了腐蚀可能的扩展。
[0019] 此外，通过选择直径比D0/D2的上述范围，构造稳定的（1＋5＋10）CC结构从技术上是实用的，从而避免不理想的或不稳定的结构。
[0020] 第一实施例还具有的优点是仅需要两种不同的钢丝直径。
[0021] 在本发明的第二优选实施例中，芯丝直径D0小于中间层直径D1。该第二优选实施例还可满足下式：
[0022] 0.69<（D0/D1）<0.81；
[0023] 0.59<（D0/D2）<0.73。
[0024] 由于不仅直径比D0/D1优化而且直径比D0/D2优化，从技术上来说总是理想的，因为这样可以构造具有良好耐蚀性的稳定结构。
附图说明
[0025] 下面将参考附图对本发明进行更详细的说明：
[0026] 图1a、1b和1c是现有技术中在构造过程中钢帘线的不同横截面图；
[0027] 图2是依据本发明第一实施例的钢帘线的横截面图；
[0028] 图3是依据本发明第二实施例的钢帘线的横截面图。
具体实施方式
[0029] 图2所示是第一实施例的钢帘线10的横截面图。该钢帘线包括一根具有芯丝直径D0的芯丝12。具有中间层直径D1的五根中间层丝14构成了围绕芯丝12的中间层。直径D1与直径D0相同。具有外层直径D2的十根外层丝16构成围绕中间层的外层。所有中间层丝14和所有外层丝16以相同的捻向和相同的捻距扭捻，从而构成紧密型结构。
[0030] 芯丝直径D0和外层丝直径D2还满足下面的关系式：
[0031] 0.76<（D0/D2）<0.93。
[0032] 依据本发明的钢帘线10采用如下方法制造。原料是钢制盘条。钢制盘条具有如下钢成分：最小碳含量为0.65％（例如，至少0.80％或至少0.92％，最大1.2％）；锰含量范围从0.20％到0.90％；硅含量范围从0.15％到0.90％；最大硫含量是0.03％；最大磷含量是0.30％；为了减小获得预定抗拉强度所需的变形量，还可以添加附加元素例如铬（达0.2到0.4％）、硼、铜、钴、镍、钒……；所有百分比都是重量百分比。
[0033] 钢盘条经多个相继的步骤而拉拔至所需的最终直径。钢丝的最终直径范围从0.05mm到0.60mm。在用于增强轮胎的胎体帘布层时，钢丝直径优选范围是0.05mm到
0.35mm。
0.35mm。
[0034] 这些拉拔步骤之间可以有一个或多个热处理步骤，例如索氏体化处理。
[0035] 钢丝优选具有提升橡胶粘附力的覆层，或使钢丝具有耐蚀性的覆层。橡胶可粘附的覆层例如是黄铜；耐蚀覆层例如是锌。
[0036] 依据本发明第一实施例的帘线的合适的例子有：
[0037] 0.18＋5×0.18＋10×0.215CC
[0038] 0.19＋5×0.19＋10×0.23CC
[0039] 0.21＋5×0.21＋10×0.25CC
[0040] 图3所示是依据本发明第二实施例的钢帘线20的横截面图。钢帘线20包括一根具有芯丝直径D0的芯丝22。具有中间层直径D1的五根中间层丝24围绕芯丝22扭捻。具有外层直径D2的外层丝26构成围绕中间层的外层。
[0041] 芯丝直径D0小于中间层直径D1，并且直径D0、D1、D2满足下述关系：
[0042] 0.69<（D0/D1）<0.81；
[0043] 0.59<（D0/D2）<0.73。
[0044] 与图2相比较，直径比D0/D2更小。由于直径比D0/D1和D0/D2的优化，获得了稳定结构（1＋5＋10）CC，因此避免了不理想结构。
[0045] 根据所用的钢成分和最终拉拔的程度，可以制成不同拉伸特性的钢帘线，范围从普通拉伸强度到超高拉伸强度。
[0046] 依据本发明的钢帘线可以采用管式扭捻机或优选采用双捻设备制造。
[0047] 两种实施例都可以具有或不具有包缠在其它丝上的包缠丝。但是，在用于胎体帘布层时，无包缠丝的形式是优选的。
[0048] 依据本发明第二实施例的帘线的合适的例子有：
[0049] 0.175＋5×0.23＋10×0.25CC 捻距＝16mm
[0050] 捻向＝Z
[0051] 其它例子有：
[0052] 0.17＋5×0.22＋10×0.24CC
[0053] 0.175＋5×0.225＋10×0.245CC
[0054] 0.18＋5×0.23＋10×0.255CC
[0055] 下表1总结了在依据本发明第二实施例的钢帘线上测量的一些性能。
[0056] 0.175＋5×0.23＋10×0.25CC ST
[0057]
[0058]
[0059] 这种紧密型钢帘线结构能够获得高的耐蚀性，因为它允许弹性体或橡胶渗透进钢帘线的至少外层中的各单根钢丝之间，从而就防止了水气沿钢帘线以及沿钢帘线内部的空隙移动。但是，通过严格选择直径比的范围，由于钢帘线的这种紧密特性不仅提高了紧密性和每单位总截面的钢截面量，而且因相邻钢丝之间适当的空隙避免了构成不理想或不稳定的结构，因此能获得具有改善的耐蚀性的结构。
[0060] 大部分上述试验在Bourgois Luc的论文“钢帘线机械性能和相关试验方法的研究”（“Survey of Mechanical Properties of Steel Cord and Related Test Methods”），《轮胎强化和轮胎性能》，ASTM STP694，R.A.Fleming和D.I.Livingston,Eds.,美国试验与材料协会，1979，第19－46页中进行了详述。