用于制备轮胎的加护套增强元件的导丝件的制作方法

本发明的领域是用于制备轮胎的加护套增强元件的导丝件以及实施该导丝件的方法。

本发明涉及一种组件，所述组件包括多个金属单丝并且包括具有多个导丝件的导丝块；本发明涉及通过导丝块使多个金属单丝对中的方法；本发明涉及用于制备多个加护套金属单丝的方法，通过挤制制备增强产品的方法，所述方法包括根据本发明的用于制备多个加护套金属单丝的方法的步骤；本发明还涉及导丝块使多个金属单丝对中的用途。

背景技术：

为了由金属单丝制备轮胎的加护套增强元件，例如在wo2015014776中描述的已知的加护套方法包括引导步骤连同加护套步骤，在所述引导步骤中金属单丝进入导丝件，在所述加护套步骤中丝线进入模具从而围绕金属单丝挤制护套。

当金属单丝在导丝件中行进时，由导丝件施加在金属单丝表面上的摩擦力导致金属单丝表面的磨损。行进速度越快，这种磨损越明显。

另外，金属单丝可包括例如由钢制成的芯部和没有芯部那么坚硬的金属涂层。因此，涂层对磨损特别敏感。这种涂层通常的功能是充当用于牵拉金属单丝的润滑剂，并且充当与增强元件的弹性体基质的粘合界面的前体。

由于磨损而脱落的材料会积聚并最终堵塞导丝件，从而导致金属单丝断裂。

另外，每次断裂都需要中断加护套增强元件的制备。

为了优化制备，期望保持尽可能最大的行进速度，同时限制金属单丝断裂的风险。

本发明的一个目的是提供一种能够限制金属单丝断裂风险的导丝件。

技术实现要素：

为此提出一种组件，所述组件包括多个半径为r1的金属单丝和包括多个导丝件的导丝块，每个导丝件包括对中部分，所述对中部分被配置为使半径为r1的金属单丝沿着对中轴线对中，其中，对中部分是直柱体，其母线平行于对中轴线并且其准线是内切圆半径为r2的凸多边形，r2大于或等于1.05*r1且小于或等于1.2*r1。

有利地，根据本发明的组件的导丝件由于对中部分的特殊构造而能够引导金属单丝，同时防止在行进过程中由于磨损而脱落的材料堵塞导丝件的风险，因此，同时限制了在导丝件中行进的金属单丝断裂的风险。

根据本发明的组件的每个导丝件还可包括以下特征中的一个或多个，这些特征可以单独使用或以任何技术可行的组合使用：

-所述内切圆以对中轴线为中心；和/或

-r1大于或等于0.02mm，优选大于或等于0.05mm，更优选大于或等于0.12mm，甚至更优选大于或等于0.14mm；和/或

-r1小于或等于0.25mm，优选小于或等于0.23mm，并且更优选小于或等于0.21mm；和/或

-r2大于或等于1.1*r1；和/或

-r2小于或等于1.15*r1；和/或

-所述准线具有围绕对中轴线的旋转对称性；和/或

-所述准线是具有少于10个线段的多边形；和/或

-所述准线是三角形，优选等腰三角形，更优选等边三角形；和/或

-所述准线是四边形，优选菱形，更优选正方形；和/或

-引导部分被配置为朝向对中部分引导金属单丝；和/或

-引导部分的截面面积在引导部分从上游至下游的方向上减小；和/或

-引导部分具有围绕对中轴线的旋转对称性；和/或

-引导部分包括截头锥体；和/或

-引导部分包括具有不同梯度的第一截头锥体和第二截头锥体，并且第一截头锥体的基部与第二截头锥体的基部连通；和/或

-引导部分为双曲线漏斗；和/或

-入口部分与引导部分直接连通；和/或

-入口部分与对中部分直接连通；和/或

-供给通道被配置为将聚合物护套组合物输送至对中部分的出口；和/或

-第一供应通道和第二供应通道被配置为将聚合物护套组合物输送至对中部分的出口，第一供应通道和第二供应通道设置在对中部分的两侧；和/或

-对中部分的对中轴线处于相同平面p中且彼此大致平行。

根据本发明的组件的导丝块还可以包括以下特征中的一个或多个，这些特征可以单独使用或以任何技术可行的组合使用：

-每个导丝件的对中部分相同；和/或

-每个导丝件包括供应通道，所述供应通道被配置为将聚合物护套组合物输送至对中部分的出口，并且聚合物护套组合物供应通道设置成在对中部分的出口处共同地涂覆多个金属单丝；和/或

-每个导丝件包括第一供应通道和第二供应通道，所述第一供应通道和第二供应通道被配置为将聚合物护套组合物输送至对中部分的出口，第一供应通道和第二供应通道设置在对中部分的两侧，并且第一聚合物组合物供应通道和第二聚合物组合物供应通道中的至少一者设置成在对中部分的出口处共同地涂覆多个金属单丝；和/或

-每个导丝件包括第一供应通道和第二供应通道，所述第一供应通道和第二供应通道被配置为将聚合物护套组合物输送至对中部分的出口，第一供应通道和第二供应通道设置在对中部分的两侧，并且第一聚合物组合物供应通道和第二聚合物组合物供应通道设置成在对中部分的出口处共同地涂覆多个金属单丝；和/或

-第一供应通道在平面p的一侧，第二聚合物组合物供应通道在平面p的另一侧；和/或

-每个对中轴线与每个其他对中轴线的距离大于或等于2.1*r1，每个对中轴线与至少一个其他对中轴线的距离小于或等于2.5*r1；和/或

-导丝块是单件的；和/或

-导丝块由金属、陶瓷或复合材料制成。

本发明还涉及使多个金属单丝对中的方法，该方法至少包括：

-提供如上所定义的组件的步骤，所述组件包括多个半径为r1的金属单丝和导丝块，以及

-通过组件的导丝块的每个导丝件使每个金属单丝对中的步骤。

本发明还涉及用于制备多个加护套金属单丝的方法，所述方法包括如上所定义的对中方法，然后包括用聚合物组合物涂覆多个金属单丝的每个金属单丝的步骤。在一个优选的实施方案中，涂覆步骤是用聚合物涂层共同地涂覆多个金属单丝的步骤。

本发明还涉及通过挤制制备增强产品的方法，所述方法包括如上定义的制备多个加护套金属单丝的方法的步骤，并且在用聚合物组合物涂覆每个金属单丝的步骤之后，包括将每个加护套金属单丝嵌入弹性体基质的步骤。

本发明还涉及用于制备轮胎的方法，所述方法包括如上定义的通过挤制制备增强产品的方法的步骤。

本发明还涉及导丝块用于使多个半径为r1的金属单丝对中的用途，所述导丝块包括多个导丝件，每个导丝件包括对中部分，所述对中部分被配置为使一个金属单丝沿着对中轴线对中，其中对中部分是直柱体，其母线平行于对中轴线并且其准线是内切圆半径为r2的凸多边形，r2大于或等于1.05*r1且小于或等于1.2*r1。

附图说明

通过参考附图阅读以下描述，本发明的其他特征和优点将变得显而易见。

-图1是根据本发明的第一实施方案的导丝件的透视图，

-图2是根据本发明的第二实施方案的导丝件的透视图，

-图3是根据本发明的第三实施方案的导丝件的纵向截面图，

-图4是根据本发明的一个实施方案的导丝块的横向截面图，

-图5是根据本发明另一实施方案的导丝块的横向截面图，

-图6示出了根据本发明的用于使金属单丝对中的方法的步骤，

-图7示出了根据本发明的用于制备加护套金属单丝的方法的步骤，

-图8示出了根据本发明的通过挤制来制备增强产品的方法的步骤，以及

-图9至图13通过示例示出了测试的导丝件的纵向截面图。

应当注意，这些附图的唯一目的是进行说明，它们不以任何方式对本发明范围构成限制。

在不同的图中，相似的元件具有相同的附图标记。

本发明的不同实施方案也彼此兼容。

具体实施方式

图1示出了导丝件2，所述导丝件2包括对中部分4，所述对中部分4被配置为使半径为r1的金属单丝沿着对中轴线a对中。

对中部分4是直柱体，其母线平行于对中轴线a并且其准线是内切圆半径为r2的凸多边形，r2大于或等于1.05*r1且小于或等于1.2*r1。

直柱体表示三维空间中由被称为母线的平行直线组成的表面，所述表面与垂直于母线的任何平面的交点由被称为准线的闭合线形成。因此，直柱体是母线垂直于准线的柱体。

多边形表示由闭合折线组成的平面几何图形，即连续线段的循环序列。凸多边形是简单的，即两个不连续的边不相交，并且两个连续的边只有一个公共顶点。另外，凸多边形的特征是所有对角线完全位于其内。对角线表示成对连接多边形顶点的直线。

凸多边形中的内切圆表示与凸多边形所有边相切的圆。

有利地，对中部分4的形状和尺寸引导并限制了金属单丝断裂的风险。

另外，对中部分4可以容纳在金属单丝行进时由于磨损而从金属单丝脱落的大量材料。随着金属单丝的行进，脱落的材料可以沿着对中部分4的壁被保留。可替代地，由于金属单丝的行进，脱落的材料可以至少部分地从对中部分4中被拉出。在这两种情况下，导丝件2的对中部分4的形状和尺寸防止对中部分4的堵塞和金属单丝的断裂。

当金属单丝在导丝件2中行进时，对中部分4的形状和尺寸还防止金属单丝的金属沉积物积累在对中部分4中。因此促进了金属单丝的通过。

根据本发明的某些实施方案，对中部分4的准线具有围绕对中轴线a的旋转对称性。所述准线中半径为r2的内切圆可以以对中轴线a为中心。有利地，改善了对中的精确度和稳定性。

根据本发明的某些实施方案，对中部分4的准线是具有少于10个线段的多边形。如图1所示，所述准线可以是四边形，优选为菱形，更优选为正方形。可替代地，如图2所示，所述准线可以是三角形，优选为等腰三角形，更优选为等边三角形。

有利地，进一步限制了金属单丝断裂的风险。对中部分的准线具有的线段越少，所述准线所包含的面积相对于半径为r2的内切圆越大，因此相对于半径为r1的金属单丝的横截面也越大。因此，当金属单丝行进时，对中部分4可以容纳从金属单丝脱落的材料的内部容积更大，并且减小了对中部分堵塞的风险。

根据某些实施方案，导丝件2的对中部分4被配置为被半径为r1的金属单丝穿过，r1大于或等于0.02mm，优选大于或等于0.05mm，更优选大于或等于0.12mm，甚至更优选大于或等于0.14mm。

根据某些实施方案，r1小于或等于0.25mm，优选小于或等于0.23mm，并且更优选小于或等于0.21mm。

金属单丝包括钢芯部和金属涂层。

芯部的钢是碳钢，其包含0.1质量％和1.2质量％之间的碳，至多11质量％的铬，小于1质量％的以下元素的每一者：锰、硅、铝、硼、钴、铜、钼、镍、铌、钛、钨、钒、锆、磷、硫和氮，其余部分由铁和制备中不可避免的杂质组成。钢可以具有珠光体、铁素体、奥氏体、贝氏体或马氏体的微观结构或源自这些微观结构的混合物的微观结构。

金属单丝的机械强度在1000mpa和5000mpa之间。这样的机械强度对应于轮胎领域中常见的钢的等级，即nt(正常拉伸)，ht(高拉伸)，st(超拉伸)，sht(超高拉伸)，ut(超级拉伸)，uht(超级高拉伸)和mt(超大拉伸)，使用高机械强度可以改善要嵌入增强元件的基质的增强效果，并且减轻由此增强的基质的重量，钢的等级越高则越明显。

金属涂层包括选自锌、铜、锡、钴和这些金属的合金的金属。这些金属的合金的示例包括黄铜和青铜。

根据某些实施方案，对中部分4的准线中的内切圆的半径r2大于或等于1.1*r1和/或小于或等于1.15*r1。

如图3所示，导丝件2还可以包括引导部分6，所述引导部分6被配置为朝向对中部分4引导金属单丝。换句话说，当金属单丝在导丝件2中行进时，它首先穿过引导部分6然后穿过对中部分4。

引导部分6的垂直于金属单丝的行进轴线的截面面积可以在沿着引导部分6从上游至下游的方向上减小。换句话说，引导部分6在金属单丝的行进方向上会聚。

引导部分6可以具有围绕对中轴线a或围绕平行于对中轴线a的轴线的旋转对称性。

引导部分6的形状可以是截头锥体，或者可以包括具有不同梯度的第一截头锥体和第二截头锥体，第一截头锥体的基部与第二截头锥体的基部连通，或者可以是双曲线漏斗。

因此，如图3所示，参照导丝件2沿着包含对中轴线a的平面的纵向截面图，通过所有点与对中轴线a的距离都大于或等于r2的实线表示引导部6。该实线可以包括相对于对中轴线a倾斜的线段。该实线还可以包括相对于对中轴线a倾斜并且以非零角度彼此连接的一系列线段。该实线的至少一部分可以具有非零曲率半径。如图3中的纵向截面图所示，导丝件包括呈双曲线漏斗形状的引导部分，即通过具有非零曲率半径的实线表示。

导丝件2还可以包括入口部分8。入口部分8例如可以是柱形的，是导丝件2中金属单丝在其行进方向上最先穿过的部分。

如果导丝件2包括引导部分6，则入口部分8可以与引导部分6直接连通。

如果导丝件2不包括引导部分6，则入口部分可以与对中部分4直接连通。

导丝件2可以包括至少一个供应通道10，所述供应通道10被配置为将聚合物护套组合物输送至对中部分4的出口。有利地，在对中部分4的出口处，金属单丝被聚合物护套组合物涂覆，同时被对中部分4对中于给定位置。

导丝件2可以包括第一供应通道10和第二供应通道12，所述第一供应通道10和第二供应通道12被配置为将聚合物护套组合物输送至对中部分4的出口，第一供应通道10和第二供应通道12设置在对中部分4的两侧。因此，第一供应通道10穿过导丝件2的第一部分，第二供应通道12穿过导丝件2的第二部分，对中部分4穿过导丝件2的位于所述第一部分和所述第二部分之间的中间部分。有利地，改善了围绕金属单丝的护套厚度的控制。

图4示出了包括多个导丝件2的导丝块20。

每个导丝件2包括对中部分4，所述对中部分4被配置为使半径为r1的金属单丝沿着对中轴线a对中。

对中部分4的对中轴线a处于相同平面p中并且彼此大致平行。

导丝块20因此能够使多个金属单丝对中，使得它们沿着大致平行的对中轴线a在相同平面p中行进，同时限制了每个金属单丝断裂的风险。

导丝块20可以是单件的，换句话说是整体的。

导丝块20可以由一种或多种材料组成，例如金属、陶瓷或复合材料。与每个金属单丝直接接触的材料(特别是形成每个导丝块2的对中部分4的材料)可以具有比形成金属单丝的材料更大的热机械性能水平，特别是与硬度有关的热机械性能水平。

有利地，这种导丝块20是耐磨的。这种磨损会造成金属单丝对不准，并且需要更换导丝块20。

每个导丝件2的对中部分4的几何形状和/或尺寸可以相同。它们也可以彼此隔开相同的距离。

导丝块20的每个导丝件2可以包括供应通道10，所述供应通道10被配置为将聚合物护套组合物输送至对中部分4的出口。用于供应聚合物组合物的通道10可以设置成在对中部分4的出口处共同地涂覆多个金属单丝。

导丝块20的每个导丝件2可以包括第一供应通道10和第二供应通道12，所述第一供应通道10和第二供应通道12被配置为将聚合物护套组合物输送至对中部分4的出口，第一供应通道10和第二供应通道12设置在对中部分4的两侧。如图5所示，用于供应聚合物组合物的第一通道10和第二通道12中的至少一者可以设置成在对中部分4的出口处共同地涂覆多个金属单丝。

第一供应通道可以位于平面p的一侧，用于供应聚合物组合物的第二通道可以位于平面p的另一侧。换句话说，第一供应通道10穿过导丝块20的第一部分，第二供应通道12穿过导丝块20的第二部分，并且每个对中部分4穿过导丝块20的位于所述第一部分和所述第二部分之间的中间部分。有利地，改善了围绕每个金属单丝的护套厚度的控制。

根据某些实施方案，导丝块20的每个导丝件2的对中轴线a与另一个导丝件2的对中轴线a的距离大于或等于2.1*r1，并且与至少一个另外的导丝件的对中轴线a的距离小于或等于2.5*r1。根据一个实施方案，导丝块20的每个导丝件2的对中轴线a之间的间隔相同并且基本上等于2.125*r1。

本发明涉及一种组件，所述组件包括导丝块20和适于被导丝块20对中的多个半径为r1的金属单丝。半径为r1的每个金属单丝显然适合通过导丝件2在导丝块20内对中，所述导丝件2与适合使每个其它金属单丝对中的导丝件2不同。

这种组件的益处在于，在用于制备复合填充条(所述复合填充条包括共同包覆有聚合物组合物的多个金属单丝)的方法中，能够精确地引导多个金属单丝。不仅相对于复合填充条的边缘而且相对于复合填充条的其他金属单丝，都能精确控制每个金属单丝在聚合物组合物中的定位，从而能够获得尽可能均匀且工业可复制的复合填充条。

本发明还涉及如图6所示的用于使多个金属单丝对中的方法。

该方法包括供应多个金属单丝的步骤s2。根据某些实施方案，在供应步骤s2期间供应的每个金属单丝的半径为r1。每个金属单丝可以例如最初以线圈形式缠绕。在供应步骤s2期间，每个金属单丝例如可以通过绞盘以给定的取向和给定的行进方向受到牵拉。

该方法还包括通过导丝件2使每个金属单丝对中的步骤s4。在对中步骤s4期间，每个金属单丝行进从而穿过导丝件2，特别是导丝件2的对中部分4。

有利地，该方法可以使每个金属单丝沿着对中轴线a对中。

根据本发明，在对中步骤s4期间，多个金属单丝通过导丝块对中。每个金属单丝沿着导丝件2的对中轴线a对中，所述对中轴线a处于相同平面p中并且彼此大致平行。

有利地，多个金属单丝沿着位于相同平面p中并且彼此大致平行的对中轴线a对中。

本发明还涉及如图7所示的用于制备多个加护套金属单丝的方法。

该制备方法包括如上所述的对中方法。

该制备方法还包括用聚合物组合物涂覆每个金属单丝的步骤s6。每个金属单丝在穿过导丝件的对中部分之后均涂覆有聚合物组合物。可以通过一个或多个供应通道将聚合物组合物输送至每个金属单丝。

根据一个实施方案，在涂覆步骤s6期间，使用聚合物组合物共同地涂覆多个金属单丝。然后获得复合填充条，其包括多个单丝和聚合物组合物。

聚合物组合物优选是热塑性聚合物组合物。优选地，聚合物组合物包含热塑性聚合物。在一个变体中，热塑性聚合物是脂族聚酰胺或脂族共聚酰胺，例如尼龙6.6。在一个变体中，热塑性聚合物是热塑性弹性体，优选不饱和热塑性弹性体，例如不饱和苯乙烯热塑性弹性体。聚合物组合物可以包含通常用于轮胎领域的组合物中的所有或一些添加剂。特别地，此类热塑性聚合物组合物的示例描述于wo2010/136389、wo2010/105975、wo2011/012521、wo2011/051204、wo2012/016757、wo2012/038340、wo2012/038341、wo2012/069346、wo2012/104279、wo2012/104280和wo2012/104281。

本发明还涉及如图8所示的通过挤制制备增强产品的方法。

该制备方法包括用于制备多个加护套金属单丝的方法的步骤。

该制备方法还包括将涂覆有聚合物组合物的每个金属单丝嵌入弹性体基质的步骤s8。

例如考虑使用这种方法制备的帘布层，其中每个无护套金属单丝的半径接近0.16mm。由于对中步骤s4的精确度，可以在嵌入步骤s8期间精确地控制每个加护套金属单丝与帘布层的自由表面之间的距离并且将该距离保持接近0.09mm。另外，可以在涂覆步骤s6期间精确地控制两个相邻的加护套金属单丝之间的距离并且将该距离保持接近0.05mm。

本发明还涉及用于制备轮胎的方法，所述方法包括如上所述的通过挤制制备增强产品的方法的步骤。

本发明还涉及如上所述的导丝块用于使多个金属单丝对中的用途。

实施例

制备并测试了五种导丝件。

图9所示的第一控制导丝件1包括：

-直径为0.36mm的圆柱形对中部分3，

-引导部分5，所述引导部分5的形状包括具有不同梯度的第一截头锥体和第二截头锥体，并且第一截头锥体的基部与第二截头锥体的基部连通；和

-圆柱形入口部分7。

图10所示的第二导丝件1包括：

-直径为0.36mm的圆柱形对中部分3，和

-与对中部分直接连通的柱形入口部分7，该入口部分的直径大于对中部分的直径，从而在入口部分和对中部分之间的界面处形成方角。

图11所示的第三导丝件1包括：

-直径为0.36mm的圆柱形对中部分3，

-双曲线漏斗形状的引导部分5，和

-圆柱形入口部分7。

图12所示的第四导丝件1包括：

-直径为0.36mm的圆柱形对中部分3，

-双曲线漏斗形状的引导部分5，和

-圆柱形入口部分7。

第四导丝件的引导部分的曲率半径大于第三导丝件的引导部分的曲率半径。

第一导丝件1、第二导丝件1、第三导丝件1和第四导丝件1的对中部分不同于根据本发明的组件的多个导丝件的对中部分。

图13显示了第五导丝件2，其对中部分对应于根据本发明的一个实施方案的组件的导丝件的对中部分，该第五导丝件2包括：

-柱形对中部分4，其具有边长为0.36mm的正方形基部，准线为凸多边形，此处为内切圆半径为0.18mm的四边形。

-双曲线漏斗形状的引导部分6，和

-圆柱形入口部分8。

在挤制护套模中测试了五个导丝件。半径为0.16mm的金属单丝穿过每个导丝件。然后牵拉每个金属单丝，使其穿过导丝件。所有测试以基本相同的60m.min^-1的行进速度进行。在每个导丝件的出口处，使对中金属单丝加护套。所测试的所有导丝件均可实现有效的对中。

在断裂之前测量已经穿过每个导丝件的金属单丝的长度。

具有圆形对中部分的所有导丝件都无法避免金属单丝的断裂。

在第一导丝件、第二导丝件和第三导丝件的情况下，金属单丝在数十米至数百米之后断裂。在第四导丝件的情况下，在4000米之后发生断裂。

在第五导丝件的情况下，进行了三次测试。三次测试中的每一次测试中都避免了金属单丝的断裂。在根据测试变化的介于3000米和大于10000米之间的距离之后，故意停止行进而无断裂。

结果证明了根据本发明的组件的导丝件能够在提供对中功能的同时有效地防止金属单丝断裂。

上文已经参考实施方案描述了本发明，而不限制总体发明构思。

在检查了本申请中示出的不同实施方案之后，许多其他修改和变化对于本领域技术人员而言是显而易见的。这些实施方式仅作为示例给出，并不旨在限制本发明的范围，本发明的范围仅由权利要求书限定。

在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一个”的使用不排除多个。在相互从属的权利要求列出不同特征的简单事实并不表示不能有利地使用这些特征的组合。最后，权利要求中使用的任何数字附图标记都不应被解释为限制本发明的范围。