CN206956250U - 钢丝芳纶复合帘线 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种钢丝芳纶复合帘线，包括芳纶芯和外层金属，芳纶芯包括多根捻合在一起的芳纶线，芳纶线的断裂伸长率为2.5~4%，外层金属包括多根面线钢丝，面线钢丝的断裂伸长率为2.5~4%，外层金属缠绕在芳纶芯的外层，两者捻合在一起，面线钢丝的捻距为8~18mm。本实用新型的钢丝芳纶复合帘线的强度高、质量轻，增加了帘线的刚度，可以承受更高的断裂强度，且提高了钢丝和橡胶之间的粘合性能以及帘线的疲劳性能。

Description

钢丝芳纶复合帘线
技术领域
本实用新型涉及钢帘线加工技术领域，具体涉及一种钢丝芳纶复合帘线。
背景技术
钢丝帘线作为子午线轮胎主要的骨架材料，有着强度高、耐冲击、抗变形、导热性能优等诸多优势，但钢帘线也存在着线密度大、耐疲劳和抗腐蚀性差等不足。芳纶作为一种新型的材料，由于其质量轻、强度高、耐腐蚀等优异的性能一经问世就得到了广泛的应用。很多轮胎厂都将其作为新型骨架材料的替代产品进行研究，但芳纶帘线也存在着不易于橡胶粘合、抗压缩能力差、刚度低以及轮胎操纵性不好的缺陷。
复合帘线是一种将不同材质的长丝或纱线捻制在一起的新型帘线，可以发挥各自的优点，得到一种性能更为优越的橡胶骨架材料。复合帘线的概念在一些技术文献中已有相关的介绍，但是把两种不同材质的长丝捻在一起，还是有诸多的问题。钢丝芳纶复合帘线就存在两种材料断裂伸长率不一致的问题，虽然芳纶较其他纤维有高的模量和低的断裂伸长率，但同以高碳钢经过多道次拉拔的钢帘线单丝相比，仍然有较大的差异。除部分高模量芳纶外，大部分芳纶的断裂伸长率在2.5～4％，而湿拉后单丝的断裂伸长率在1.8～2.2％，这样形成的复合帘线会因钢丝和芳纶断裂伸长不同而发挥不了芳纶的强度优势，在外层面线钢丝达到最大强度断裂时，芯部芳纶的强度在此时的强度只有最高强度的 60～70％，而一旦外层钢丝断裂，芯部芳纶承受的载荷就会迅速降低并断裂，使得整根帘线的破断强度大打折扣。
专利CN 102123877 A公开了一种用于轮胎加固的混合帘线，其由芳族聚酰胺长丝的芯和钢丝的外皮组成，该技术为了解决两种不同材料断裂伸长率不一致的问题，采用了高模量对位芳族聚酰胺的长丝做芯线，并要求该长丝具有大于6.5牛顿/分特的模量，即选择断裂伸长率和钢丝断裂伸长率一致的高模量对位芳族聚酰胺，文中也介绍了标准的对位芳族聚酰胺做混合帘线芯时，芯部芳纶强度的利用率约为50％，但这使得大部分的芳纶纤维都不能使用。
发明内容
为解决现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种强度高、质量轻，增加了刚度，还具有更高的断裂伸长率，且提高了钢丝和橡胶之间的粘合性能以及帘线的疲劳性能的钢丝芳纶复合帘线。
为了实现上述目标，本实用新型采用如下的技术方案：
钢丝芳纶复合帘线，包括芳纶芯和外层金属，芳纶芯包括多根捻合在一起的芳纶线，芳纶线的断裂伸长率为2.5～4％，外层金属包括多根面线钢丝，面线钢丝的断裂伸长率为2.5～4％，外层金属缠绕在芳纶芯的外层，两者捻合在一起，面线钢丝的捻距为8～18mm。
优选地，前述芳纶芯的密度为1000D～5000D。
再优选地，前述芳纶线的数量为1～3根，其规格为840D×2、1000D×2、 1000D×3或1500D×2中的一种。
更优选地，前述芳纶线的捻向为S捻或Z捻，其捻度为50～180捻/m，太大的捻度会降低芳纶线的强度，并使断裂伸长率变大。
进一步优选地，前述面线钢丝的数量为1～15根，面线钢丝由碳含量在 0.70～0.92％的钢帘线专用盘条经过拉拔、热处理、电镀和湿拉处理后，再进行预变形处理而制得，电镀后面线钢丝为黄铜，铜锌比为63.5％±2.5％或67.5％± 2.5％。
具体地，前述面线钢丝为波纹状结构。
优选地，前述面线钢丝的直径为0.175～0.38mm，其波长为直径的10～25倍，波高为直径的1.2～2.5倍，由于钢丝芳纶复合帘线是层状结构，芯和皮只有两层，如果面线钢丝直径太细，帘线刚度降低，轮胎操纵性降低；如果面线钢丝直径太粗，一方面单根面线钢丝刚度过高疲劳性降低，另一方面帘线整体直径加粗重量加大。
再优选地，面线钢丝的捻向为S捻或Z捻。
本实用新型的有益之处在于：
(1)本实用新型是在一股或多股芳纶的外面缠绕多根钢丝，然后一起捻制而成，在保留芳纶强度高、质量轻的特点的同时，增加了帘线的刚度，还使得钢帘线可以承受更高的断裂强度；
(2)将面线铜丝表面电镀后，提高了钢丝和橡胶之间的粘合性能以及帘线的疲劳性能，且避免了相邻钢丝之间的接触部分在长期使用过程中因相互挤压磨损，继而造成疲劳性下降的问题；
(3)可增加面线钢丝之间的渗胶，减小了相邻钢丝之间的接触压力。
附图说明
图1是本实用新型的截面示意图。
图中附图标记的含义：1、芳纶线，2、面线钢丝。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作具体的介绍。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
参见图1，本实用新型的钢丝芳纶复合帘线，包括芳纶芯和外层金属，外层金属缠绕在芳纶芯的外层，两者捻合在一起构成钢丝芳纶复合帘线。
其中，芳纶芯的密度为1000D～5000D。芳纶芯包括多根捻合在一起的芳纶线1，芳纶线1的断裂伸长率为2.5～4％，其数量为1～3根，其规格为840D×2、 1000D×2、1000D×3或1500D×2中的一种。芳纶线1的捻向为S捻或Z捻，其捻度为50～180捻/m，太大的捻度会降低芳纶线1的强度，并使断裂伸长率变大。
外层金属包括多根面线钢丝2，面线钢丝2的数量为1～15根，由于要完全包裹芳纶芯，面线钢丝2的数量优选为5～15根，面线钢丝2的捻距为8～18mm。。面线钢丝2由碳含量在0.70～0.92％的钢帘线专用盘条经过拉拔、热处理、电镀和湿拉处理后，进行预变形而制得，电镀后面线钢丝2为黄铜，铜锌比为63.5％±2.5％或67.5％±2.5％。变形后的面线钢丝2成波纹状结构，由于钢丝已发生塑性变形，预变形后的钢丝的断裂伸长率为2.5～4％。
面线钢丝2的直径为0.175～0.38mm，由于钢丝芳纶复合帘线是层状结构，芯和皮只有两层，如果面线钢丝2直径太细，帘线刚度降低，轮胎操纵性降低；如果面线钢丝2直径太粗，一方面单根面线钢丝2刚度过高疲劳性降低，另一方面帘线整体直径加粗重量加大。面线钢丝2的波长为直径的10～25倍，波高为直径的1.2～2.5倍，波长和波高的选择是为了满足预变形后的钢丝的断裂伸长率为2.5～4％。
复合帘线的捻向为S捻或Z捻，复合帘线或面线钢丝2的捻向与芳纶线1 的捻向可以相同，也可以相反。
复合帘线的芳纶芯在确定芳纶线1的规格和数量时，除满足密度在 1000D～5000D外，还要求其填充量占外层面线钢丝2捻制后所形成内接圆面积的70％～100％，从而保证芳纶线1不会从外层面线钢丝2中抽出。
实施例1
钢丝芳纶复合帘线由1根规格为1500D×2的芳纶线1和8根直径为0.33mm 的钢丝捻制构成。规格为1500D×2的芳纶线1可由市场购得，强度为 22.5+2.5g/d，断裂伸长率为3～4％，捻向为Z捻，捻度为90捻/m。外层钢丝由直径1.82HT镀黄铜钢丝经过湿式拉拔至直径0.33mm，经过预变形，波长为 4.37mm，波高为0.56～0.60mm，断裂伸长率为3～4％。将芳纶线1和8根变形钢丝一起置于合股机上捻制成型，其中，加捻间距为18mm，加捻方向为Z向，得到钢丝芳纶复合帘线成品。
实施例2
钢丝芳纶复合帘线由1根规格为1000D×3的芳纶线1和8根直径为0.33mm 的钢丝捻制构成。规格为1000D×3的芳纶线1可由市场购得，强度为 22.5+2.5g/d，断裂伸长率为3～4％，捻向为Z捻，捻度为150捻/m。外层钢丝由直径1.82HT镀黄铜钢丝经过湿式拉拔至直径0.33mm，经过波纹变形，波长为 4.37mm，波高为0.56～0.60mm，断裂伸长率为3～4％。将芳纶线1和8根变形钢丝一起置于合股机上捻制成型，其中，加捻间距为16mm，加捻方向为Z向，得到钢丝芳纶复合帘线成品。
实施例3
钢丝芳纶复合帘线由1根规格为1000D×2的芳纶线1和9根直径为 0.225mm的钢丝捻制构成。规格为1000D×2的芳纶线1可由市场购得，强度为22.5+2.5g/d，断裂伸长率为3～4％，捻向为Z捻，捻度为150捻/m。外层钢丝由直径1.35NT镀黄铜钢丝经过湿式拉拔至直径0.225mm，经过波纹变形，波长为 3.59mm，波高为0.44～0.48mm。将芳纶线1和9根变形钢丝一起置于合股机上捻制成型，其中，加捻间距为14mm，加捻方向为S向，得到钢丝芳纶复合帘线成品。
对实施例1、2和3中制得的钢丝芳纶复合帘线分别进行检测，其检测结果如下表：
注：表中捻制损失是指帘线受捻制强度下降的情况，捻制损失计算为：
其中：Fn-捻制前外层钢丝的破断力之和加芯线芳纶的破断力；
F0-捻制后钢丝芳纶复合帘线破断力。
由表中的检测结果可以看出，本实用新型的钢丝芳纶复合帘线有着较高的断裂伸长率，能保证帘线中的钢丝和芳纶同时断裂，同时钢丝芳纶复合帘线的捻制损失仅有1.87％，1.16％和1.38％，也说明作为芯的芳纶线1的强度几乎被全部利用。
本实用新型提供的钢丝和芳纶的复合帘线，是以芳纶为芯，钢丝为面线的层状结构帘线，即在一股或多股芳纶的外面缠绕多根钢丝，然后一起捻制而成。本实用新型的钢丝芳纶复合帘线在保留芳纶的强度高、质量轻的特点的同时，还增加了帘线的刚度，对钢丝的镀黄铜处理以提高了其与橡胶优异的粘合性能，更大的作用在于提高帘线的疲劳性能，避免了钢帘线相邻钢丝之间的接触部分在长期使用过程中因相互挤压磨损，继而造成的疲劳性下降的问题；并且，本实用新型改变了钢帘线结构，增加了其钢丝之间的渗胶，减小了相邻钢丝之间的接触压力，使得钢帘线具有较轻的重量和可以承受更高的断裂强度。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本实用新型，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.钢丝芳纶复合帘线，包括芳纶芯和外层金属，其特征在于，所述芳纶芯包括多根捻合在一起的芳纶线，芳纶线的断裂伸长率为2.5~4%，所述外层金属包括多根面线钢丝，面线钢丝的断裂伸长率为2.5~4%，所述外层金属缠绕在芳纶芯的外层，两者捻合在一起，所述面线钢丝的捻距为8~18mm。
2.根据权利要求1所述的钢丝芳纶复合帘线，其特征在于，所述芳纶芯的密度为1000D~5000D。
3.根据权利要求1所述的钢丝芳纶复合帘线，其特征在于，所述芳纶线的数量为1~3根，其规格为840D×2、1000D×2、1000D×3或1500D×2中的一种。
4.根据权利要求3所述的钢丝芳纶复合帘线，其特征在于，所述芳纶线的捻向为S捻或Z捻，其捻度为50~180捻/m。
5.根据权利要求1所述的钢丝芳纶复合帘线，其特征在于，所述面线钢丝的数量为1~15根，面线钢丝由碳含量在0.70~0.92%的钢帘线专用盘条经过拉拔、热处理、电镀和湿拉处理后，再进行预变形处理而制得。
6.根据权利要求5所述的钢丝芳纶复合帘线，其特征在于，所述面线钢丝为波纹状结构。
7.根据权利要求6所述的钢丝芳纶复合帘线，其特征在于，所述面线钢丝的直径为0.175~0.38mm，其波长为直径的10~25倍，波高为直径的1.2~2.5倍。
8.根据权利要求7所述的钢丝芳纶复合帘线，其特征在于，所述面线钢丝的捻向为S捻或Z捻。
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