聚合物浸渍的钢丝绳的制作方法

聚合物浸渍的钢丝绳的制作方法
【专利摘要】本发明介绍了一种聚合物浸渍钢丝绳(100)，该钢丝绳与现有其它浸渍钢丝绳的不同处在于，聚合物也填充到诸如紧密型钢丝绳中存在的空隙中，钢丝表面存在含氧化镁的镀锌层。聚合物通过水基微乳液被送入空隙，通过加热逐出其中的水，留下浓缩的聚合物。本发明还介绍了一种所述钢丝绳的制造方法。
【专利说明】聚合物浸渍的钢丝绳
【技术领域】
[0001]本发明涉及到用于增强例如轮胎、软管、带等弹性体产品的钢丝绳。本发明的钢丝绳包括聚合物材料，所述钢丝表面存在含氧化镁的镀锌层，聚合物是通过把钢丝绳浸到微乳液中来施加的，在聚合物固化之前微乳液进入钢丝绳的空隙。
【背景技术】
[0002]对于大量弹性体产品来说，钢丝绳是优选的增强物，这是由于其独特的性能组合:强度高同时又具有柔性，不会蠕变，同时又具有可设计的拉伸-弯曲-扭转模量，具有可预见的动态疲劳极限，同时可经受压缩而无破坏。当给钢丝绳施加了能够进行覆层的适当粘结剂时，钢丝绳与弹性体一起就构成了真正的复合结构。但是钢丝绳还具有一个主要的缺点，即当不适当保护时，钢丝绳会被腐蚀。在腐蚀环境中，反复相互摩擦的钢丝会互相腐蚀-这种现象被称为“磨蚀”-可能导致比预期更早地失效。
[0003]主要采用圆钢丝来制作钢丝绳在以下这方面而言是无益的:当两根以上的圆钢丝被集束或是捻到一起形成绳或索时，沿着钢丝旁边丝会形成延长的空洞或“通道”。如果水分能进入这些通道，那么钢丝绳的反复弯曲-例如轮胎的使用过程中或者钢丝绳在滑轮上行进过程中-就像蠕动泵一样作用，从而驱使水分延及钢丝绳的整个长度上。优选采用圆钢丝是因为它们可以经过冷拔达到高的拉伸强度，这对于其它形状的钢丝来说是很困难的。这些年来，拉伸强度已经从过去的3200N/mm2提高到现在的3700N/mm2，而小直径钢丝的拉伸强度可以达到4000N/mm2。
[0004]为了克服这种腐蚀的缺点，已经提出了多种解决方案。第一类解决方案是采用弹性体自身使钢与外部环境隔离开来，该类方案是:
[0005]-采用单根或两根丝。这样在钢丝绳内没有形成通道，并且所有的丝完全被弹性体包围。就此而言，2Xd型-两根直径“d”mm的丝以一定的捻距和捻向互相捻到一起-已经非常普及(IT1042293)。单根的波浪形的丝也已经介绍了多次(例如US4235274)。
[0006]这些解决方案的困难在于:设计钢丝绳模量(尤其是弯曲模量和伸长模量)的自由度被大大降低，即使是当引入波浪形丝时也是如此，这就限制了将这种钢丝绳运用到特殊的场合中，例如轿车轮胎的带束层。
[0007]-使钢丝绳“打开”，“打开”是指丝相互之间被充分分离，以便在制作复合物的过程中弹性体可以填充通道。分离丝可以有多种方法:
[0008](I)预成形丝，使它们在制作复合物的时候保持打开(例如US4258543)。该解决方案尤其适用于nXd(n > 2)形式的钢丝绳。
[0009](2)在多层钢丝绳中引入“不饱和层”。多层钢丝绳是这样的钢丝绳，具有中心丝或股，在其上围绕中心股逐层地添加多组丝。不饱和层指钢丝绳中丝数量少于理论最大数量的层。被如此释放的空间在该层的圆周上重新分布，从而在丝之间产生间隙。一个例子是3+8+12Xd(外面两层是不饱和的)结构，与3+9+15Xd(所有层都是饱和的)对比。其它例子见US4158946。[0010](3)使各层中的丝尺寸相适应(例如使芯丝较粗)，这样在层中丝之间就产生间隙，例子见US5461850。
[0011](4)引入局部间隙，即在钢丝绳的一段较短长度上间断地产生间隙，这通过使用例如EP0734468中介绍的波浪状丝可以实现。
[0012]上述类的解决方案有两个缺点，第一，强度与外切圆面积的比低于最优值；第二，弹性体渗透的程度取决于复合物的生产条件，例如，如果在成形复合物的过程中采用的压力不够，通道就不会被填满。
[0013]第二类解决方案是在制作钢丝绳的过程中用弹性体填充通道:
[0014](I)例如，可以用与钢丝同时绞合成股的单丝填充通道，该单丝优选采用与钢丝绳所用的弹性体相同的弹性体来制成，例子参见EP1033435。
[0015](2)采用具有挤出覆层的丝或股，提供足够的覆层，以便在绞合成股时覆层流入间隙(W003/031716, US5279695)。
[0016]第一个解决方案的缺点在于可达到的最大断裂载荷有损失，第二个解决方案执行起来很好，但是成本太高。
[0017]总的来说，从钢丝绳厂家的立场来看，由于制造者能够完全控制产品的最终质量，因此第二类方案更优选。对于第一类方案就不是这样，其中弹性体的渗入是钢丝绳制造者和复合物制造者之间的共同责任。
[0018]CN101243225A公开了一种聚合物浸溃钢丝绳，该钢丝绳与现有其它浸溃钢丝绳的不同处在于，聚合物也填充到诸如紧密型钢丝绳中存在的空隙中。聚合物通过水基微乳液被送入空隙，通过加热逐出其中的水，留下浓缩的聚合物。但是该发明所述钢丝绳耐腐蚀性能仍然不能满足需要。

【发明内容】

[0019]本发明因此致力于设计一种钢丝绳，其可达到强度与外切圆面积的最大比，同时内部通道被阻塞，也就是允许采用封闭的钢丝绳，而没有水分泵吸的缺点，同时具有优秀的防腐蚀能力。
[0020]本发明的钢丝绳包括基本上是圆形横截面的钢丝，所述钢丝表面存在含氧化镁的镀锌层。钢丝绳中的钢丝互相捻到一起以形成股，而股可被捻到一起形成钢缆，在下文中，“钢丝绳”可以指由钢丝组成的股，或由这种股组成的缆。
[0021]当把这种钢丝绳看成几何结构时，可以想象到一系列横截面，它们具有垂直于钢丝绳轴线的平面。在这种横截面中，可以辨别出包围空隙的相邻丝的亚结构。随着所述平面沿钢丝绳轴线前进，丝保持彼此相邻。垂直平面沿钢丝绳轴线前进每个捻距，这些亚结构旋转一圈。亚结构的存在取决于丝添加到钢丝绳中的排列方式，通常称为钢丝绳的“结构”。“相邻”是指钢丝的外表面彼此之间保持在30 μ m内，当然也不排除互相接触。当这种接触产生时，它会在钢丝绳的基本上全长上发生，因此称为“线接触”。
[0022]除了钢丝以外，钢丝绳也包括聚合物材料。在钢丝绳制造(cfr.超级)领域，聚合物材料是已知的，但是该聚合物材料是施加微乳液且微乳液随后干燥而产生的结果。为了达到该施加的目的，微乳液可以是包括功能性聚合物或共聚物颗粒的水成的乳状液。聚合物的例子包括丙烯酸或甲基丙烯酸均聚物和共聚物、乙烯丙烯酸共聚物和马来酐或环氧接枝聚丙烯或聚乙烯、聚氨酯聚合物、硅烷接枝聚氨酯聚合物。颗粒的平均大小优选在20?120nm之间。乳液中可以添加添加剂，例如表面活性剂、颜料、交联剂和/或催化剂。颜料的例子包括碳酸钙、二氧化钛或碳黑。交联剂的例子包括聚胺、环氧树脂、苯醛树脂、脲醛树脂、锌或锆络合物、三聚氰胺甲醛树脂和三官能氮丙啶。
[0023]丝优选由普碳钢制成，普碳钢一般包括最少0.40wt%的C或至少0.70wt%的C含量，但是最优选是至少0.80被％的(:，最多1.1wt %的C，锰含量从0.1Owt %到0.90wt%,硫和磷含量均优选低于0.030wt% ;也可以添加附加的微合金元素，例如铬(达0.20wt%到0.4wt% )、硼、钴、镍、钒，未一一列举出。同样优选采用不锈钢，不锈钢包含最少12wt%的Cr和足量的镍。更优选是奥氏体不锈钢，其更适于冷成形。本【技术领域】最优选的成分是AISI (美国钢铁协会)302、AISI301、AISI304 和 AISI316。
[0024]根据用途的不同，丝的直径可在0.04mm和1.20mm之间变化。轮胎钢丝绳的直径范围最好在0.15和0.38mm之间。丝的直径在0.04和0.175mm之间的钢丝绳被称为“细钢丝绳”，该种钢丝绳主要用来增强同步带、起重带、控制缆和其它类似的产品。直径较粗(0.35mm以上到1.20mm)的丝用于重载应用的钢丝绳，例如粘合柔性管、橡胶轨道、提升绳和输送带。需要注意的是，亚结构的丝并不必须具有相同的直径！更优选的是它们具有不同直径，以便在圆周区域的强度尽可能高。但是，从制造者的观点来看，优选的是所有丝都具有相同的直径。
[0025]所述钢丝表面存在含氧化镁的镀锌层每公斤钢丝的锌镀层在0.1到50g范围内。可以通过电解工艺或者热浸工艺来对钢丝进行镀锌，为了减少锌的总重量，镀锌后可以进行擦拭，或不擦拭；然后，将镀锌钢丝置于含氧化镁、碳化硅和液体载体的溶液中碾压，使得氧化镁嵌入至锌镀层内。优选地，微乳液存在于所述空隙中。为了克服腐蚀问题，干燥后的微乳液必须能够防止水分进一步渗入钢丝绳。因此，微乳液的结块必须以间断的距离阻塞空隙。考虑到最终应用的尺寸，水分必须优选在平均距离5厘米内阻塞。S卩，未阻塞空隙的平均长度必须少于5cm,优选2cm,更佳1cm。最佳情况是空隙被完全阻塞。
[0026]聚合物也可以出现在钢丝绳的外周上，在这里，它是沿钢丝绳的外金属表面以共形的薄膜形式存在的。膜的厚度可沿钢丝绳的外周变化很大，这是由于干燥水性微乳液而造成的。尽管初始时水性微乳液或多或少地包围在钢丝绳周围，但当水挥发时，聚合物材料将在钢丝绳上浓缩。因此，在水性微乳液被毛细作用力吸入钢丝绳的凹入空洞的地方膜的厚度就较大，而在水膜被拉薄的外部凸弯部分，膜的厚度较小。因此，聚合物膜的厚度非常不均匀，在5到500μπι之间变动。从这点来看，很容易区分聚合物膜和通过挤出而施加的聚合物套，后者具有更均匀的覆层厚度。
[0027]使权利要求1中的亚结构出现在钢丝绳中有多种方法。无论如何，当至少三根钢丝(不必是相等的直径)以相同的捻向和捻距捻到一起时(从属权利要求6)，将出现亚结构。就此而言，第一种优选实施例是，仅仅三根丝捻到一起，没有对丝进行机械的预成形或弯曲，即3X1的结构。该实施例中，丝基本上在钢丝绳全长保持彼此两两线接触。三根丝之间形成一个空隙。与此类似，在4X1的实施例中将出现一个或两个空隙，这取决于丝中心是按大致正方形排列(一个空隙)还是按类似菱形排列(两个空隙)。同样，5X1的实施例将显示一个、两个或三个空隙，6X1的实施例将显示一到四个空隙，这取决于丝的排列方式。[0028]当增加到七根丝时，最稳定且最优选的排列是一根丝居中布置，其它丝围绕该中心丝。原则上，只有在无限捻距和完全等直径的丝时，空隙才会完全封闭且形成完全的线接触。以有限的捻距捻这些丝就会导致外部丝与中心丝分离，从而产生能容易地保制低于30μπι的距离。同样，有利的是使中心丝比六根包围丝更粗，以平均不同丝上的载荷分布。此外，可以使这种增加的直径保持足够低，以使外部丝之间形成的间隙保持低于30 μ m。当丝的数量进一步增加时，有些数量将特别突出，因为特别适用于稳定地制造:
[0029]-基本相等直径的12根丝，以一个捻距和捻向在一个操作中捻到一起，中央为一组3根丝，外围9根丝，它们之间形成13个空隙。
[0030]-15根丝，中间一根细丝被5根最近的相邻丝包围，这5根丝又被10根丝组成的外壳包围并在单个步骤中捻到一起，从而在它们之间形成20个空隙。该钢丝绳具有大致五边形的包络面。
[0031]-19根丝，直径基本上都相等，它们以相同的捻向和捻距在单个步骤中捻到一起，中间的一根丝被6根丝组成的第一壳包围，该第一壳又被12根丝组成的外壳包围，它们之间形成了 24个空隙。这种钢丝绳外周的包络面是基本规则的六边形。
[0032]-27根丝，直径基本上都相等，它们以相同的捻向和捻距在单个步骤中捻到一起，中心为3X1结构,其被9根丝组成的第一壳包围,该第一壳又被15根丝组成的外壳包围，这样在丝之间形成了 36个空隙。这种钢丝绳外周的包络面是六边形，其侧边可以是4根或3根丝。
[0033]上述构造通常称为紧密型钢丝绳，其特征在于:它们是平行捻(所有丝在相同的方向和以相同的捻向)，以及它们的丝直径相等。当允许不同的丝直径但是保持平行捻时，出现了其它工业上的重要结构，特征在于极高的金属密度(参考“Drahtseile”0f Prof.Dr.1ng.D.G.Shitkow 和 Ing.1.T.Pospechow, V.Ε.B.Verlag Technik Berlin, 1957):
[0034]-Warrington型，中央的芯被两层包围，外层由第一层丝数量两倍的丝组成，并且外层的直径可以小也可以大(251到263页)。
[0035]-Seale型，其中中央的芯被具有相同数量丝的两层包围，一个层中的丝直径基本上相等，并且外层丝直径大于内层丝的直径(229到237页)。
[0036]-填充型，其中中央的芯被两层包围，一个层内的丝直径基本上相等，第二层中丝的数量是第一层中丝数量的两倍，且各层内丝的位置被细的填充丝所稳定(241到251页)。
[0037]上述类型的组合也是同样可行的，例如Warrington-Seale型。
[0038]上述亚结构也可以用作钢丝绳进一步制造中的中间产品。或者，它们可以用作为例如芯，围绕该芯可以加捻其它层的钢丝(以不同的捻距或捻向)，如同在3+9+15或1+6+15(下划线表示该处可形成空隙)型的钢丝绳。由于干燥聚合物的存在，钢丝绳不必再是US4158946中描述的开放型，相反:优选的是在至少其中一层中的自由空间少于14%，因为这种有限的自由空间可以提高钢丝绳的断裂载荷。“自由空间”表示层中未被丝占据的(即由丝之间的空间构成)包含丝中心的那部分圆周。
[0039]钢丝绳也可以是包括至少两股的钢丝绳，其中在各股内有由至少三根丝构成的亚结构。就此而言，最突出的结构是nXm型钢丝绳，由“η”股构成，每股包含“m”根丝，其中，一个股的丝具有相同的捻向和捻距。下述结构尤其重要:3X3、7X3、7X4、7X7、7X19。就此而言，EP0770726中说明的12X3、19X3结构的钢丝绳也可以应用本发明的原理。同样，具有与外侧股不同的芯股的钢丝绳也是令人感兴趣的，例如I X 3+5X7，19+8X7。芯又可以是例如7X7+6X19的缆。
[0040]优选地，所述氧化镁的含量为50-90mg/m2，特别优选为60-80mg/m2 ；
[0041]优选地，所述氧化镁的粒径为0.5-100 μ m,特别优选为1_30 μ m。
[0042]氧化镁是以细微分散固体的形式嵌入锌或锌合金涂层中的。优选的是氧化镁存在于涂层的外部表面内。甚至更优选的是氧化镁压印、压入所述涂层的外部表面内。
[0043]本发明还提供了一种所述钢丝绳的制造方法。首先，将镀锌钢丝置于含氧化镁、碳化硅和液体载体的溶液中碾压，使得氧化镁嵌入至锌镀层内，然后将其捻作钢丝绳。
[0044]然后，从卷筒上退绕钢丝绳，该钢丝绳中已经具有前述的亚结构，同时还需要含有聚合物材料的水基微乳液。
[0045]下一步，将钢丝绳浸入微乳液，当钢丝绳被浸入时，亚结构被打开以使微乳液可以进入空隙，然后封闭亚结构。通过引导钢丝绳通过盛有微乳液的浸溃槽就可以完成浸入，或者也可以这样完成:例如使钢丝绳以竖直方向通过一个被连续供给微乳液的漏斗。优选地，然后将钢丝绳向上导引，即沿微乳液流动的反向。可取的是，当钢丝绳离开浸入区后去除过量的微乳液，这例如可以通过采用具有比缆直径稍大的孔的橡胶模来完成。
[0046]通过添加碳化硅研磨剂，锌涂层的表面被研磨从而氧化镁颗粒能更好的嵌入。同时，碳化硅研磨剂也磨光钢丝的表面使其更加光滑，从而减少驱动系统中聚合物导向零件的磨损。
[0047]现在，微乳液被捕获于钢丝绳的空隙中，并且需要使水干燥，以使聚合物浓缩在空隙中。干燥可以通过本领域已知的任意方法实现:传导、对流或辐射，最优选的是通过感应加热钢丝绳，或者通过热气体，例如加热的空气，或通过红外加热器，例如IR灯，或一些上述方法的组合，例如红外发射气体燃烧器。这之后，将钢丝绳缠绕到卷筒上。为了提高钢丝绳上聚合物材料的总量，浸溃和干燥的步骤可以重复进行。
[0048]在该方法的第一优选实施例中，通过在轮上反复弯曲钢丝绳来打开和封闭亚结构。轮的直径必须足够小，例如钢丝绳直径的I到50倍，或更优选的是10到40倍，这样由于弯曲作用，亚结构被展开，微乳液就可以渗入到空隙中。虽然一个轮就可以使亚结构充分打开，但是更优选的是采用彼此相继安装的2到10个轮。这些轮可以安装成使所有轮都在同一个平面中，或者这些轮可安装在相互之间成角度的平面中。后者是更优选的，因为钢丝绳的圆周上可获得更均匀的处理。
[0049]依据该方法的第二优选实施例，打开和封闭亚结构是通过连续地捻亚结构使之打开以允许微乳液进入空隙而实现的。这可以通过将钢丝绳进给通过一个旋转的旋转约束装置即假捻机而连续地实现。通过该装置后，由于在退绕卷筒和卷绕卷筒之间没有净转动，亚结构就被封闭。实践中，这样的假捻机是通过三对轮实现的，钢丝绳围绕这些轮被绕成8字形。8字形的中心在一条直线上。钢丝绳通过其进入的那对轮保持静止。第二对轮被可旋转地驱动。这些轮的轴围绕这三对轮的中心线周向地旋转。钢丝绳沿着它的路径通过浸溃槽。浸溃槽后的第三对轮也保持静止。优选地，第一轮对和第三轮对的旋转相互连接，该连接(机械的、电的或其它任何方式)使经过这两个轮对的平移速度是相等的。轮对的8字形绞扭转地防止了钢丝绳的滚动，同时允许纵向运动。该应用中，第二对可旋转的轮被驱动，以使钢丝绳的丝在第一对轮和第二对轮之间被打开。在第二对轮和第三对轮之间，钢丝绳再次封闭。封闭丝的过程中，微乳液可以进入钢丝绳。虽然假捻机是该【技术领域】已知的，但是它们一直被用于先在封闭方向捻钢丝绳，使钢丝产生塑性变形，然后在相反的方向进行相同的加捻。
[0050]改善微乳液渗入还可采用其它的方法，例如搅动浴槽，例如通过超声波换能器或钢丝绳自身振动来搅动。
【专利附图】

【附图说明】
[0051]-图1所示是含有聚合物的0.34+18X0.30锌镀层结构的横截面照片。
[0052]-图2所示是含有聚合物的7X3X0.15锌镀层结构的横截面照片。
[0053]-图3所示是含有聚合物的19+8X7锌镀层结构的横截面照片。
[0054]为了使本发明的典型特征更加清楚，所有照片都被放大了。
[0055]-图4所示是假捻机的示意图，该假捻机用于打开丝，以便于微乳液进入。
【具体实施方式】
[0056]第一份实验室试验使用的是0.34+18X0.30的锌镀层的紧密型钢丝绳，其横截面照片100如图1所示，所述镀锌钢丝的镀层内嵌有50mg/m2的粒径为0.5-10 μ m的氧化镁。在0.34mm直径的较粗中心丝110的周围，18根直径0.30mm的丝已经被在一次操作中按Z方向以捻距21mm并捻。未处理的缆具有许多空隙，例如，由丝121、131和132形成的空隙构成了三根丝的封闭亚结构，其中131、132和121、131互相接触，并且131和121之间的距离小于30 μ m。同样，四根丝140、142、110和143构成了一个亚结构，因为在该亚结构中所有相邻丝之间的距离都小于30 μ m。另一方面，121、122、123这三根丝不构成亚结构。
[0057]用异丙醇除去缆上的油污，在干燥后将缆浸入有机官能硅烷里一分钟，以提高聚合物的粘附力。硅烷溶液包含溶解在异丙醇和水的混合物中的1.5% (体积百分比)的N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷。之后，缆在110°C干燥一个小时。随后，将钢丝绳浸入Permanol703中，并除去多余的材料。然后，在150°C将钢丝绳干燥15分钟。Permano1703是一种可从Solvay获得的马来酐接枝聚丙烯水基微乳液。
[0058]从图1的横截面可以看出，聚合物不仅浓缩在钢丝绳的外侧，也浓缩在空隙中。大概由于水蒸气压力的作用，存留着一些气泡，例如170。同样很明显的是，镀层150外层的聚丙烯显示出比在空隙例如160内更致密的结构，这是由于微小气泡被捕获在浓缩的聚丙烯内部并且各异地分散光线。聚合物170的薄层在镀层钢丝绳的外周仍然可见，并且在钢丝绳上形成了共形的覆层。注意，这种共形覆层很难在钢丝绳上通过挤出而得到，即使是可能的。
[0059]图2所示是本发明第二种优选实施例的钢丝绳的照片200，但该实施例中是7X3X0.15的钢丝绳按照与第一个实施例基本相同的步骤被镀覆，区别在于，所述镀锌钢丝的镀层内嵌有90mg/m2的粒径为90-100 μ m的氧化镁。这种钢丝绳尤其适用于增强同步带。有七个股，每一股由三根丝构成，且每一股都形成一个亚结构:三根丝按相同的捻向和捻距被捻到一起。在该亚结构内，相邻丝之间的距离不超过30μπι。在每股中，形成单个空隙。显著特征如下:
[0060]-致密的镀层230[0061]-存在高反射区，例如210，210’，210”
[0062]-存在气泡，例如220
[0063]-存在共形膜240，该共形膜是由于将钢丝绳干燥之前毛细管作用力将微乳液吸入钢丝绳的空隙而产生的。
[0064]在第三种优选实施例中，建立了一种半工业化的连续镀覆方法。19+8X7型的钢丝绳被镀覆，所述镀锌钢丝的镀层内嵌有60mg/m2的粒径为1_3μπι的氧化镁。该种钢丝绳具有芯股，该芯股是被这样并捻而成的:在一根单独的0.19_粗的芯丝周围按“Ζ”方向以捻距3.8mm缠绕6根直径0.17mm的丝，这6根丝的周围又按“Z”方向以捻距8mm捻有12根直径0.17mm的丝。围绕该芯股，按捻向“Z”以捻距12mm并捻8个相同的股，这8个股均是由一根0.17mm的芯丝以及按“S”方向以捻距为8.8mm包围芯丝的6根直径0.135mm的外部丝构建而成。该钢丝绳的总直径是1.83mm。本领域技术人员很清楚，在芯股内和外部股内的1+6配置将形成可填充聚合物的纵向空隙。钢丝绳的聚合物浸溃方法首先是从卷筒退绕钢丝绳开始的，该钢丝绳已经用有机硅烷处理过。然后，将钢丝绳引导通过12cm长的浸溃槽(虽然槽的长度可在IOcm到25cm之间变化)。浸溃槽内盛有与实验室试验所用相同的Permolan703溶液。尽管钢丝绳依然用水基微乳液浸泡，但它被引导通过具有8个直径25mm的轮的轮组，所有轮都在一个单独的平面内。之后，过量的聚合物被两个橡胶模除掉，其中第一个橡胶模的直径是1.72mm,第二个橡胶模的直径是1.66_。然后,是一红外加热区，红外加热区之后是热风干燥区。该镀覆工艺的结果如图3中的照片300所示。钢丝绳的周围依然形成了共形膜310。空隙320、340内有充足的材料，以在平均距离5mm范围内阻塞空隙。股之间的间隙330基本上是空的，这同样是由于它们没有形成封闭空隙(股的表面不平滑)并且微乳液在干燥过程中被从中排出。
[0065]通过使用图4所示的假捻机400可以进一步改善用微乳液对钢丝绳的浸溃。图中钢丝绳402被引导通过第一对静止的轮404。钢丝绳具有“S”的捻向。钢丝绳的8字形绞406防止了钢丝绳在轮上滚动，同时仍然允许钢丝绳在纵向运动。第二对轮408被可旋转安装，这样轮轴围绕由8字形中心构成的中心线。箭头410表示该轮对的旋转方向。该方法中，假捻机旋转，这样丝在进入第二对轮前被打开。离开第二对轮后，打开的钢丝绳进入溢流浸溃槽412，其中，微乳液416被捕获在溢流槽414中后而被再循环。在旋转轮对408和第三静止轮对418之间，钢丝绳的丝再一次封闭，从而使微乳液捕获在丝之间的空隙中。
[0066]在另一个优选实施例中，钢丝绳在第一和第三轮对处的纵向速度通过连接420彼此配合。连接的作用是使第一和第三对轮前后的钢丝绳的线性速度相等。通过机械装置(链条、同步带、齿轮)可以实现该连接。优选地，第一和第三轮对的轮直径是相同的，这样该连接的传动比就可以为1:1。另一种可能是将这些轮互相以电的方式连接起来。该连接对于打开钢丝绳具有积极的作用，这是因为该连接促使丝打开(捻距在第二轮对的作用下而减小，而第一和第三轮对之间的长度通过该连接被固定)。
[0067]在一个替代的未图示出的实施例中，浸溃槽412和溢流槽位于第一轮对404和旋转轮对408之间，这种布置的优点在于，当丝被假捻机打开时，微乳液就吸入空隙中。缺点在于:旋转轮对408会使部分微乳液从空隙中离心分离出去。
[0068] 申请人:声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属【技术领域】的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
【权利要求】
1.一种钢丝绳，其包括捻到一起以形成所述钢丝绳的钢丝，在所述钢丝绳的横截面上，三根或更多所述钢丝形成封闭的亚结构，这样这三根或更多钢丝或是与相邻的钢丝接触，或是与相邻钢丝最大相隔30μπι，以便在所述三根或更多钢丝的中间形成空隙，所述钢丝表面存在含氧化镁的镀锌层，所述钢丝绳还包括聚合物材料，所述聚合物材料由干燥后的微乳液产生。
2.根据权利要求1所述的钢丝绳，其中，所述聚合物材料存在于所述空隙中。
3.根据权利要求1或2所述的钢丝绳，其中，所述聚合物材料在沿所述钢丝绳长度方向平均距离5厘米范围内阻塞所述空隙； 优选地，所述聚合物以薄膜的形式存在于所述钢丝绳的外周上； 优选地，所述薄膜的厚度在5 μ m到500 μ m的范围内。
4.根据权利要求1-3任一项所述的钢丝绳，其中，所述钢丝绳包括至少三根或更多以相同捻距和捻向捻到一起的丝； 优选地，所述钢丝绳是包括如下类型的组中的一种:Warrington型、Seale型、Warrington-Seale型、填充型、紧密型钢丝绳； 优选地，所述钢丝绳是多层的钢丝绳，所述多层钢丝绳包括芯以及一层或多层围绕所述芯加捻的钢丝，所述层中的至少一层具有可用的自由空间，所述自由空间范围从0%到14%。
5.根据权利要求1-4任一项所述的钢丝绳，其中，所述钢丝绳是多股钢丝绳，所述多股钢丝绳包括两股或更多股，每股包括三根或更多根钢丝； 优选地，所述氧化镁的含量为50-90mg/m2，特别优选为60-80mg/m2 ； 优选地，所述氧化镁的粒径为0.5-100 μ m,特别优选为1-30 μ m。
6.一种权利要求1-5任一项所述钢丝绳的制造方法，包括以下步骤: 将镀锌钢丝置于含氧化镁、碳化硅和液体载体的溶液中碾压，使得氧化镁嵌入至锌镀层内，然后将其捻作钢丝绳； 从卷筒连续地缠绕钢丝绳，该钢丝绳包括被捻到一起的钢丝，在所述钢丝绳的横截面中，三根或更多所述钢丝形成封闭的亚结构，这样这三根或更多钢丝或与相邻接的钢丝接触，或与相邻钢丝最大相隔30μπ?，以便在所述三根或更多钢丝的中间形成空隙； 提供包括聚合物材料的水基微乳液； 在将所述钢丝绳连续地浸到所述微乳液中时，打开所述亚结构，以允许所述微乳液进入所述空隙，然后封闭所述亚结构以封住所述微乳液； 连续地干燥所述钢丝绳，以便去除来自于所述水基微乳液中的水； 将所述钢丝绳卷绕到卷筒上。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述连续地打开和封闭所述亚结构是通过在轮上弯曲所述钢丝绳实现的。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述连续地打开和封闭所述亚结构是通过在与捻向相反的方向连续地捻钢丝绳，然后再在捻向的方向捻钢丝绳实现的。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，打开和封闭所述钢丝绳是通过将所述钢丝绳导引通过假捻机实现的，该假捻机包括一个可旋转的轮对，以及分别在可旋转轮对之前和之后的静止轮对。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第一和第三静止轮对被相互连接到一起，以使在所述假捻机的入口和 出口处所述钢丝绳的线速度是相等的。
【文档编号】D07B7/14GK103541250SQ201310478859
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年10月14日 优先权日:2013年10月14日
【发明者】马斌 申请人:无锡通用钢绳有限公司