[发明专利]具有预成形股的高伸长率钢帘线

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢帘线，其具有高断裂伸长率和高弹性模量，用于强化弹性体产品。

背景技术

高的断裂伸长率意味着帘线的断裂伸长率至少为5％。众所周知，帘线的生产率随捻距增加而增加。但是，帘线的高捻距会引起断裂伸长率损失。一旦钢帘线以较高的捻距形成，那么其断裂伸长率将会较低。通常，帘线和股沿相同的方向加捻，以便获得高的断裂伸长率。

在固体力学中，弹性模量是弹性区域中材料刚度的一种衡量。它被定义为应力与在应力范围内的应变之比，适用虎克定律。这可以通过实验的方式从对材料样品进行拉伸试验过程中产生的应力-应变曲线的斜率来确定。对于线性材料例如钢而言，弹性模量在整个应变范围内基本上是恒定的。

帘线的刚度对于在高速时保持轮胎直径稳定来说非常重要，因此弹性模量通常是在选择帘线结构时要考虑的主要特性之一。弹性模量越高，则钢帘线刚度越大。

US5661966公开了一种具有高捻距和高断裂伸长率的钢帘线。这种包括多个股的钢帘线的伸长率大于5％。帘线的捻距是帘线直径的8至15倍。股的单丝在捻到一起之前被波状预成形，波状的节距比股的捻距小。通常，在使用长捻距时断裂伸长率的损失能够通过对单丝预成形来进行补偿。尽管断裂伸长率和捻距高，但是存在的问题是弹性模量小和钢帘线刚度不是很大。

高断裂伸长率的3×7钢帘线是市场上流行的用于强化轮胎的帘线。但是存在以低捻距形成帘线的缺点。因此其生产成本高。帘线的断裂负荷不是很高。此外，弹性模量低，以致帘线刚度不是很大。

发明内容

本发明的一个目的是克服现有技术的缺点。

本发明的另一个目的是提供一种刚度较大的钢帘线。

本发明的又一个目的是提供一种高断裂伸长率和高弹性模量的钢帘线。

根据本发明，提供了一种钢帘线，具有至少5％的高断裂伸长率，包括n个股，每个股具有m个捻在一起的单丝，n为2至7，m为2至9。股和单丝沿相同的方向加捻。钢帘线的捻距为Lc，股的捻距为Ls。Ls与Lc之比(Ls/Lc)为0.25至1，Lc为16mm至26mm。股是螺旋状预成形的。钢帘线的弹性模量大于150000N/mm²。

为了获得刚度大的钢帘线，钢帘线以长捻距形成。Lc为16mm至26mm。优选Lc为18mm至24mm。最优选Lc为20mm。

根据本发明，Ls与Lc之比(Ls/Lc)为0.25至1。优选Ls与Lc之比为0.30至0.50。最优选Ls与Lc之比为0.35。

此外，随着捻距的增加，生产率提高。并且，生产成本降低。

为了获得高断裂伸长率的钢帘线，在将股捻成钢帘线之前使股螺旋状地预成形。由于螺旋状预成形，股具有三维变形。此外，股会获得优良表面、疲劳强度和附着力。

根据本发明，股具有预成形节距Ps(其不同于加捻节距)和预成形波幅As。优选Ps为单丝直径D的50至120倍。最优选Ps为直径D的70至100倍。优选As为单丝直径D的8至12倍。最优选As为直径D的9至11倍。

优选Ps等于Lc，这意味着帘线的捻距Lc等于预成形节距。其优点是，可以在预成形之后马上进行加捻，从而利用恰好位于捻点或帘线预成形点之前股已经具有的转动运动。

具有这种长捻距的钢帘线的弹性模量大于150000N/mm²。优选弹性模量大于160000N/mm²。

由于股的预成形以及股和单丝相同的加捻方向，钢帘线的断裂伸长率至少为5％。甚至达到10％。

强化钢帘线的单丝的直径D为0.05mm至0.60mm。优选直径D为0.10mm至0.45mm。通常，直径D可以是0.10、0.12、0.13、0.15、0.175、0.20、0.22、0.245、0.25、0.265、0.27、0.28、0.30、0.32、0.35、0.38、0.40、0.42或者0.45mm。

钢帘线的结构为n ×m。n为2至7，m为2至9。帘线可以是2×2、2×3、2×4、2×5、2×6、2×7、2×8、2×9、3×2、3×3、3×4、3×5、3×6、3×7、3×8、3×9、4×2、4×3、4×4、4×5、4×6、4×7、4×8、4×9、5×2、5×3、5×4、5×5、5×6、5×7、5×8、5×9、6×2、6×3、6×4、6×5、6×6、6×7、6×8、6×9、7×2、7×3、7×4、7×5、7×6、7×7、7×8或者7×9。