| 热词 | 钢丝 生橡胶 树脂 热塑性树脂 复合材料 涂层 香豆酮树脂 热塑性 橡胶 塑性 | ||
| 专利类型 | 发明公开 | 法律事件 | 公开; |
| 专利有效性 | 公开 | 当前状态 | 公开 |
| 申请号 | CN202380074624.5 | 申请日 | 2023-10-30 |
| 公开(公告)号 | CN120091919A | 公开(公告)日 | 2025-06-03 |
| 申请人 | 贝卡尔特公司; | 申请人类型 | 企业 |
| 发明人 | 王宝星; 公建辉; | 第一发明人 | 王宝星 |
| 权利人 | 贝卡尔特公司 | 权利人类型 | 企业 |
| 当前权利人 | 贝卡尔特公司 | 当前权利人类型 | 企业 |
| 省份 | 当前专利权人所在省份： | 城市 | 当前专利权人所在城市： |
| 具体地址 | 当前专利权人所在详细地址：比利时兹韦弗赫姆 | 邮编 | 当前专利权人邮编： |
| 主IPC国际分类 | B60C9/00 | 所有IPC国际分类 | B60C9/00 ; B60C15/04 |
| 专利引用数量 | 0 | 专利被引用数量 | 0 |
| 专利权利要求数量 | 13 | 专利文献类型 | A |
| 专利代理机构 | 北京市金杜律师事务所 | 专利代理人 | 苏娟; 尹景娟; |
| 摘要 | 本 发明 提供一种 胎圈 钢 丝，胎圈钢丝包括钢丝、 覆盖 钢丝的金属涂层和覆盖金属涂层的热塑性 树脂 层，其中热塑性树脂层含有硫。本发明改善了在用于轮胎的胎圈束的 制造过程 中胎圈钢丝的生胶粘性问题。本发明还提供一种胎圈束和一种轮胎。 | ||
| 权利要求 | 1.一种胎圈钢丝，所述胎圈钢丝包括钢丝、覆盖所述钢丝的金属涂层和覆盖所述金属涂层的热塑性树脂层，其中，所述热塑性树脂层含有硫。 |
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| 说明书全文 | 胎圈钢丝、胎圈束和轮胎技术领域[0001] 本发明涉及一种用于轮胎的胎圈钢丝。本发明还涉及包括胎圈钢丝的胎圈束或轮胎。 背景技术[0002] 胎圈钢丝是用于制造用于加强轮胎胎圈的胎圈束的金属丝。通常，胎圈钢丝具有金属涂层，例如黄铜、青铜或锌的涂层，该金属涂层用于与轮胎的硫化后的橡胶复合材料粘合。金属丝具有圆形或多边形(包括扁平形状、矩形或正方形)的横截面。有时胎圈钢丝在金属涂层上具有树脂层。在一些情况下，胎圈钢丝在树脂涂层上具有薄的生橡胶复合材料层，或者胎圈钢丝直接在金属涂层上具有薄的生橡胶复合材料层。在胎圈束的制造过程中，胎圈钢丝上的薄的生橡胶复合材料层使得相邻的胎圈钢丝彼此粘结，以避免细丝发生滑动，从而稳定胎圈束的形状。 [0004] US5176957公开了一种胎圈钢丝，该胎圈钢丝具有青铜涂层和在青铜涂层上的橡胶复合材料涂层，青铜涂层具有特定重量比的Cu和Sn，以用于改善胎圈钢丝与硫化后的橡胶复合材料涂层之间的粘合。“粘合”发生在金属涂层和已经交联反应成三维网状结构的经硫化的橡胶复合材料之间。 [0005] 通过挤出的方式来涂覆薄的生橡胶复合材料层。然而，在胎圈束的制造过程中，发现薄的生橡胶复合材料层不能非常均匀地涂覆在树脂层上，使得胎圈钢丝的部分表面没有被生橡胶复合材料覆盖。这就是所谓的“生胶粘性”问题，“生胶粘性”是胎圈钢丝和尚未发生交联反应的生橡胶复合材料之间的粘性性能。因此，相邻的胎圈钢丝可能由于生橡胶复合材料在胎圈钢丝上未充分覆盖而不能彼此粘附，并且增加了细丝滑动的风险，这给胎圈束的制造带来了麻烦。 发明内容[0006] 本发明的主要目的是解决现有技术的问题。 [0007] 本发明的第一目的是提供一种胎圈钢丝，胎圈钢丝通过生橡胶复合材料具有良好生胶粘性性能。 [0008] 本发明的第二目的是提供一种包括胎圈钢丝的胎圈束。 [0009] 本发明的第三目的是提供一种包括胎圈钢丝的轮胎。 [0010] 根据本发明的第一目的，提供一种胎圈钢丝，胎圈钢丝包括钢丝、覆盖钢丝的金属涂层和覆盖金属涂层的热塑性树脂层，其中热塑性树脂层含有硫。 [0011] 本发明有利于胎圈束制造的下一步工艺，特别是在胎圈钢丝的热塑性树脂层上涂覆生橡胶复合材料层的步骤。通过挤出的方式在65℃至95℃的温度下在胎圈钢丝上涂覆生橡胶复合材料层，然后，将热塑性树脂层的热塑性树脂的至少一部分或全部渗透到挤出后的生橡胶复合材料层的边界区域中，“边界区域”是指生橡胶复合材料层的靠近金属涂层或甚至与金属涂层接触的部分。通过将硫添加到热塑性树脂层中，随着热塑性树脂向生橡胶复合材料层的渗透，硫在生橡胶复合材料层的边界区域中相对均匀地分散。在生橡胶复合材料层的边界区域中分散的硫将会与胎圈钢丝的金属涂层反应，然后在生橡胶复合材料层的边界区域中相对均匀地生成金属硫化物，并且这种金属硫化物具有有利于将生橡胶复合材料锚定和粘结到胎圈钢丝的枝晶结构，因此，生橡胶复合材料更多地粘结到胎圈钢丝，并且增加了挤出后的生橡胶复合材料在胎圈钢丝的表面上的覆盖率，并且显著减少了挤出之后甚至在穿过一系列引导滑轮之后胎圈钢丝上没有生橡胶复合材料的问题。减少了生胶粘性问题。胎圈钢丝彼此更好地粘附。因此，由具有树脂层和生橡胶复合材料层的胎圈钢丝制成的胎圈束将具有改善的形状稳定性，并且减少了胎圈束内的钢丝滑动的风险。 [0013] 硫的含量大于0％且小于40％，以通过XPS确定的相对于金属涂层的氧、铁、硫、氮和金属的总量的原子百分比来表示。更优选地，硫的含量的范围在5％至25％之间，以通过XPS确定的相对于金属涂层的氧、铁、硫、氮和金属的总量的原子百分比来表示。 [0014] 硫可以是可溶性硫或不溶性硫。优选地，硫是可溶性硫。 [0015] 根据本发明，用于热塑性树脂层的热塑性树脂的软化点为70℃至125℃。优选地，用于热塑性树脂层的热塑性树脂的软化点为70℃至115℃。更优选地，用于热塑性树脂层的热塑性树脂的软化点为70℃至95℃。“软化点”是树脂的性质，它是树脂开始软化的温度。“软化点”是与作为聚合物的性质的“玻璃化转变温度”不同的性质，而“玻璃化转变温度”是玻璃态转变为高弹性状态的温度。 [0016] 热塑性树脂可以是用于胎圈钢丝的现有热塑性树脂中的任一者。热塑性树脂可以是烃树脂或酚醛树脂，包括香豆酮树脂、石油树脂、萜烯树脂、沥青和松香、它们的盐、酯和其它衍生物和改性物。优选地，热塑性树脂是香豆酮树脂或石油树脂。根据本发明的热塑性树脂的分子量不大于2000。热塑性树脂通常不具有双键，使得即使当温度高达125℃或甚至更高时，其也不会与硫产生交联。因此，含硫的热塑性树脂层是混合物，这意味着在硫和热塑性树脂之间没有化学反应。 [0018] 胎圈钢丝在热塑性树脂层上还具有橡胶复合材料层。此处，橡胶复合材料层是生橡胶复合材料层。 [0019] 根据本发明的第二目的，提供一种胎圈束，胎圈束包括胎圈环，胎圈环包括至少一根本发明的胎圈钢丝，本发明的胎圈钢丝包括钢丝、覆盖钢丝的金属涂层和覆盖金属涂层的热塑性树脂层，其中热塑性树脂层含有硫。 [0020] 优选地，胎圈钢丝在热塑性树脂层上涂覆生橡胶复合材料层，使得胎圈束中的胎圈钢丝具有作为外层的生橡胶复合材料层。 [0021] 胎圈环可以是现有类型的胎圈环中的任一者，胎圈环具有圆形、正方形、矩形、四边形或六边形的横截面。 [0022] 橡胶复合材料层是尚未硫化的生橡胶复合材料层，“生橡胶复合材料层”是指未硫化的橡胶复合材料层，并且这意味着在生橡胶复合材料层中没有产生交联。生橡胶复合材料层可以是在胎圈钢丝上涂覆的现有生橡胶复合材料层中的任一者。 [0024] 根据本发明的第三目的，提供一种轮胎，轮胎包括一对本发明的胎圈束或包括一对包括至少一根本发明的胎圈钢丝的胎圈束。 [0026] 图1描述了胎圈钢丝的横截面。 [0027] 图2描述了POF测试结果。 具体实施方式[0028] 胎圈钢丝的制造始于钢丝。钢丝是用于胎圈钢丝的现有钢丝中的任一者。然后钢丝被涂覆有现有的金属涂层中的任一者，例如青铜、黄铜或锌涂层。 [0029] 制备热塑性树脂，例如香豆酮树脂或石油树脂，其软化点为70℃至95℃。将热塑性树脂溶解在现有已知的有机溶剂中以制备热塑性树脂溶液，并且有机溶剂可以是丙酮、汽油、乙酸乙酯或其混合物。然后将硫(即，可溶性硫或不溶性硫)添加到热塑性树脂溶液中。确保硫在热塑性树脂溶液中相对均匀地分布。 [0031] 然后通过挤出的方式给胎圈钢丝涂覆生橡胶复合材料层，以用于胎圈束的制造。生橡胶复合材料层用于促进相邻的胎圈钢丝彼此粘结或粘附，以避免钢丝滑动，从而稳定胎圈束的形状。 [0032] 本发明提高了挤出后的生橡胶复合材料层在胎圈钢丝的树脂层表面上的覆盖率。生橡胶复合材料层的覆盖率越大，胎圈钢丝的粘结或粘附的性能就越好。 [0033] 进行拉拔力(POF)测试以了解本发明的胎圈钢丝的生胶粘性的性能。POF测试根据ASTM D2229进行，一个区别是胎圈钢丝的生橡胶复合材料块状样品没有被硫化，而是将生橡胶复合材料块状样品加热至80℃持续15min以模拟生胶粘性模式，其余是相同的。本发明的胎圈钢丝是具有香豆酮树脂层的涂覆有青铜的胎圈钢丝，香豆酮树脂层的软化点为约85℃至90℃，香豆酮树脂层含有10％的硫(以通过XPS确定的相对于氧、铁、硫、氮、铜和锡的总量的原子百分比来表示)。图1示出了本发明的胎圈钢丝100的横截面，胎圈钢丝具有钢丝105、青铜涂层110和香豆酮树脂层120，香豆酮树脂层120含有硫(未示出)。参照1是没有树脂层的涂覆有青铜的胎圈钢丝，参照2是具有香豆酮树脂层的涂覆有青铜的胎圈钢丝，香豆酮树脂层的软化点为约85℃至90℃，并且香豆酮树脂层中不含硫。用本发明的胎圈钢丝、参照1和参照2进行POF测试。图2中的曲线图示出了测试结果。显然，本发明的胎圈钢丝具有比参照1和参照2更好的生胶粘性性能，本发明的胎圈钢丝的POF测量值比参照1和参照2的POF测量值高得多。 [0034] 根据本发明，热塑性树脂的软化点根据中国标准GB/T 12007.6－1989“环氧树脂－软化点的确定－环球法”测量。 [0035] XPS分析可以容易地识别包括氧、硫、铜、锌、锡、铁和氮的各种元素。从热塑性树脂层的最外表面至120s的溅射时间为止，测量金属涂层的氧、铁、硫、氮和金属(例如黄铜涂层的铜和锌、青铜涂层的铜和锡、或锌涂层的锌)的原子。设备可以是可从Thermo Fisher Scientific获得的K‑Alpha X射线光电子能谱仪系统。根据发射的电子的动能分布，获得被探测的原子的有关信息：元素数目(峰的能量位置)和存在的原子数目(峰的高度)。根据金属涂层的类型预先确定要保留的元素，并且保留预先确定的元素的个数。溅射时间为120s，束斑尺寸为300μm，溅射深度与溅射时间有关： (对于α‑Fe)。计算并记录溅射时间为0s、6s、12s、30s、60s、90s和120s时，硫相对于金属涂层的氧、铁、硫、氮和金属的总量的原子百分比。排除溅射时间为0s和6s时的硫的原子百分比数值以避免表面S污染。选择溅射时间为12s、30s、60s、90s和120s时的硫的原子百分比数值，并且计算所选择的这五个数值的平均值作为胎圈钢丝的热塑性树脂层的硫含量，以相对于金属涂层的氧、铁、硫、氮和金属的总量的原子百分比来表示。在胎圈钢丝在热塑性树脂层上具有生橡胶复合材料层的情况下，在XPS分析之前应去除生橡胶复合材料层。 [0036] 第二实施例是具有青铜涂层和在青铜涂层上的石油树脂层的胎圈钢丝，石油树脂层含有16％的硫(以通过XPS确定的相对于氧、铁、硫、氮、铜和锡的总量的原子百分比来表示)，石油树脂的软化点为70℃至95℃。 [0037] 第三实施例是具有锌涂层和在锌涂层上的香豆酮树脂层的胎圈钢丝，香豆酮树脂层具有11％的硫(以通过XPS确定的相对于氧、铁、硫、氮和锌的总量的原子百分比来表示)，香豆酮树脂的软化点为70℃至95℃。 [0038] 第四实施例是胎圈束，胎圈束是线缆胎圈，线缆胎圈的所有钢丝具有青铜涂层和在青铜涂层上的香豆酮树脂层，香豆酮树脂层含有25％的硫(以通过XPS确定的相对于氧、铁、硫、氮、铜和锡的总量的原子百分比来表示)，钢丝在香豆酮树脂层上具有生橡胶复合材料层。 [0039] 第五实施例是轮胎，轮胎具有一对第四实施例的胎圈束。 |
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