[发明专利]具有聚合物芯的钢丝帘布

说明书

发明背景

本发明涉及用于加强弹性体如橡胶的并且例如被用于轮胎、传送带和软管的复合帘布。

发明背景

钢丝帘布且确切地说是特别致密的帘布是众所周知的。它们被用于加强橡胶件。在致密的钢丝帘布中，构成钢丝具有相同的扭曲方向和扭曲间距。致密钢丝帘布的钢丝与相邻的钢丝线接触。钢丝帘布和致密帘布具有芯丝表面会磨损的缺点。这种磨损可能相当高。磨损不局限于芯丝，就是说，围绕芯丝的钢丝也遇到了磨损。

在传统的帘布中，单根丝卷绕着帘布。这种帘布的特点是它具有卷绕钢丝造成外层钢丝磨损的缺点。EP0627520提供了一种不卷绕致密钢丝帘布，由此一来，外层钢丝履行了卷绕钢丝的功能。但是，这些外层钢丝对芯丝施加了高压力，这导致了芯丝磨损并相当严重地损坏了芯丝。

具有芯和钢丝层的钢丝帘布且确切地说是致密帘布的另一个已知缺点就是，它们遇到了芯移动的问题。芯移动是指帘布钢丝因反复弯曲而滑移。

发明概述

本发明的一个目的是提供一种避免了现有技术缺点的复合帘布。

本发明的另一个目的是减轻芯丝磨损和围绕芯丝的钢丝磨损。

本发明的又一个目的是提供一种其结构稳定性得到改进的复合帘布。帘布结构稳定性的改善意味着钢丝更稳定且更好地分布在芯上。

本发明的再一个目的是避免芯移动。

本发明的另一个目的是提供一种使用寿命延长的复合帘布。 

根据本发明的一个方面，提供了一种用于加强弹性体的复合帘布，它包括一个由高聚物构成的芯、绕着芯扭曲的第一层钢丝和绕着第一层钢丝扭曲的第二层钢丝。所述第一层钢丝和第二层钢丝最好都具有相同的扭曲间距。所有第一层钢丝和第二层钢丝还最好具有相同的扭曲方向。

由于芯丝由聚合物构成，所以，芯丝没有磨损。是现有技术的显著缺点的芯移动也由此得到克服。

在一个优选实施方案中，所述聚合物的体积足以在第一层的相邻钢丝之间产生间隙。在这样的实施方案中，第一层钢丝之间没有直接接触。这导致了第一层钢丝之间的磨损程度显著降低。

第一层的相邻钢丝之间间隙的平均尺寸优选地至少为0.002毫米。间隙的平均尺寸最好为0.004毫米。

间隙平均尺寸是指在在整段帘布上的第一层相邻钢丝之间的所有间隙的平均尺寸。一些横截面偶然可能具有小于平均尺寸的间隙。

可以按照中心芯理论直径d、第一层钢丝直径D和第一层钢丝数量n并根据以下公式来表示间隙的尺寸。

a＝(d＋D)sin(180°/n)-D

帘布中心芯的理论直径是指在帘布钢丝产生的孔中的最佳配合圆的直径。

在另一个实施方案中，如此选择聚合物芯的体积，即不仅在第一层的相邻钢丝之间产生了间隙，而且在第二层的相邻钢丝之间产生了间隙。

在钢丝间有间隙是很重要的，因为它允许与钢丝复合的弹性体渗透到帘布芯附近。这样一来，钢丝可以完全被埋入聚合物中，即芯的高聚物和弹性体中。

可以将不同类型的有机丝线用作芯材。为了避免聚合物在预热或硫化时熔化，所用聚合物的熔点必须足够高，聚合物的熔点最好高于135℃如高于140℃。该熔点最好低于硫化温度。这样的聚合物只在预热时部分熔化，不过避免了完全流出。

聚合物芯包含有至少一个高聚物丝。所述丝可以熔化或扭曲。适当的丝线是聚酰胺丝、聚酯丝、聚乙烯丝、聚丙烯丝、芳族聚酰胺丝如Twaron^或Kevlar^、由共聚酯热塑弹性体制成的丝如Arnitel^，或任何强力丝。适当的聚酰胺丝例如是尼龙6或尼龙6.6。有可以考虑使用聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene naphtalate)(PEN)丝或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)丝。

聚酯的优点是它具有低吸湿性。事实已经证明了，使用包含至少一根高性能聚乙烯纤维的芯是很适当的。这些纤维具有超过2GPa的如3GPa的抗拉强度。这些超强聚乙烯纤维最好具有超过85％的大分子取向并且最好是超过90％的大分子取向。聚乙烯的结晶度最好超过80％，例如为85％。这些纤维被称为Dyneema^。

或者，可以将由两种不同材料构成的丝线用作聚合物芯。这些丝线包括涂有聚合物的芯材。芯材赋予帘布所需的强度。围绕芯材的聚合物最好在热处理时流走。