CN102407740A - 具有高强度加强件的轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有高强度加强件的轮胎。一种充气轮胎包括胎体，两个间隔一段距离的胎侧，两个胎圈，放置于胎体的胎冠的径向外侧的胎面，以及径向地放置在胎面和胎体之间的带束层结构。该带束层结构具有UT钢加强帘线。该帘线具有直径范围从0.08mm至0.60mm的长丝。

Description

具有高强度加强件的轮胎

技术领域

本发明涉及一种充气轮胎，更具体地涉及用于充气轮胎的加强结构。

背景技术

增强的弹性制品是众所周知的。例如，输送带或类似类型的带、轮胎等都是由纺织的和/或细钢丝长丝或线股的帘线构成的。具体而言，用于充气轮胎的带束层由高达八层的帘布层构成，所述相邻帘布层的帘线加强件相对于轮胎的运动方向偏置，此时在轮胎的横向和轮胎的转动方向上都需要加强。进一步说，这样的帘线是已知的，多股的细钢丝的多根捻合长丝结合单股构造制成该帘线，该单股构造具有两根或更多的长丝和绕其缠绕的包绕长丝以加强该帘线结构。

在一些情况下，该加强件包括使用多根长丝组成的单股帘线，该多根长丝不是绕着彼此捻绞，而是作为一捆或一束（成束帘线）一起捻绞以简化帘线结构。轮胎中的复合材料的更高的疲劳寿命要求导致具有较小长丝直径的帘线，需要在帘线中有更多的长丝以得到需要的强度。

用于客车或轻型卡车轮胎的传统的两层帘布层轮胎带束结构，可分别具有2 x 0.255ST及2+2 x 0.32-0.40ST的帘线。这种名称分别意味着一种帘线具有两根0.255mm直径的长丝和一种帘线具有四根0.32-0.40mm直径的长丝（其中两根长丝以比另外两根长丝更短的捻距进行捻绞）。人们发现，需要用多长丝帘线，例如2+2 x 0.32-0.40ST的帘线，来满足对轮胎带束层中复合材料的强度的更高需求，例如在轻型卡车中的应用。这两种帘线都是由下文中所定义的超抗拉强度（ST）钢制成的。虽然结合超抗拉强度（ST）钢的帘线设计被证明是有效的，但依然需要持续研发重量更轻的具有改良特性的帘线结构，例如具有更高的抗腐蚀传播的性能和改进的轮胎性能，超越传统的高抗拉强度（HT）结构和超抗拉强度（ST）结构。

这些传统的帘线结构通常不在较大的轮胎中使用，例如越野（OTR）轮胎。大的越野轮胎通常使用例如7 x 7 x 0.25+1HT和3 x 7 x 0.22HT的结构，这两种结构分别包括七股，每股由七根直径为0.25mm的高抗拉强度（HT）长丝捻绞在一起并螺旋缠绕；和三股，每股由七根直径为0.22mm的高抗拉强度（HT）长丝捻绞在一起。在尺寸为36R51和更大尺寸的OTR轮胎中用作帘布层加强的一种传统钢丝帘线绳是高抗拉强度（HT）轮胎帘线长丝制成的成股的帘线，例如7 x 19 x 0.20+1HT帘线，此种帘线包括七股，每股由十九根直径为0.20mm的高抗拉强度（HT）长丝捻绞在一起并螺旋缠绕。

OTR轮胎也可由具有例如27 x 0.265ST或5+8+14 x 0.265+1ST的加强帘线的多个带束层或单个带束层构成。此外，传统的钢丝帘线结构具有断裂负荷和钢缆规格极限，使得对于在重达且甚至有时超过320吨的卡车和重型推土机中所使用的比40R57尺寸更大的轮胎而言不能达到所需的设计英寸强度。此外，对于尺寸为36R51和更大的轮胎来说，还需要增加帘布层和带束层中的固结点面积，即需要增加帘线之间的空间，使得在轮胎制造过程中更多橡胶可以渗入帘线之间，以通过防止“弱固结”或“松套”（这会导致在轮胎中残存空气）来提高压延处理的质量。

更高强度的合金钢已经导致屈服强度的改变，从而引起调整轮胎带束层总负荷的参数的可能性，假设帘线对橡胶的粘附足够好，这取决于三个因素。这些因素是帘线模量，帘线体积与橡胶体积之比（通常被表示为帘线每英寸经纱数（epi）的数值），和帘线加强件的角度。进一步说，随着帘线加强件的角度接近轮胎转动的方向，来自横向方向上的加强件的支持向零移动。上文所提到的另外两个与帘线有关的因素即帘线模量和帘线体积与橡胶体积之比的增加，通常会导致带束层重量的增加。增加重量可以意味着轮胎的增加的成本，更高滚动阻力和更低的燃料效率。单单使用具有较低模量的较轻的帘线不能解决上述问题，因为即使它们重量较轻，也必须通过提高帘线与橡胶的体积比来补偿较低的帘线模量。这种帘线体积的增加被帘线的物理尺寸和从而产生的帘线间的间隔所限制，帘线间的间隔控制固结点的数量，即控制了为获得好的帘线到橡胶的粘附而需要的橡胶在帘线间渗透的能力。

定义

“三角胶芯”表示位于胎圈芯径向上方且在帘布层与反包帘布层之间的弹性体填料。

“环形”表示形成如同一个环。

“高宽比”表示其截面高度与其截面宽度的比。

“轴向的”和“轴向地”在本文中是指平行于轮胎旋转轴线的线或方向。

“胎圈”表示轮胎的包括环形抗拉构件的部分，其由帘布层帘线包绕并且成形为带有或不带其它增强元件如胎圈芯包布、胎跟加强层、三角胶芯、护趾胶和胎圈包布以便适配于轮辋设计。

“带束层结构”表示由平行帘线构成的至少两个环形层，帘线经过编织或未经编织，位于胎面下方，非锚定于胎圈上，并且具有相对于轮胎的赤道面倾斜的帘线。所述带束层结构也可包括以相对低的角度倾斜的平行帘线制成的层，用作限制层。

“斜交轮胎”（交叉帘布层）表示其中在胎体帘布层的加强帘线以相对于轮胎赤道面约25度至65度角斜对角地穿过轮胎从胎圈至胎圈延伸的轮胎。如果存在多个帘布层，那么层帘线在交替的层内以相反的角度延伸。

“缓冲层”表示由平行加强帘线构成的至少两个环形层，上述平行加强帘线关于轮胎的赤道面具有与胎体帘布层中平行加强帘线相同的角度。缓冲层通常与斜交轮胎联系在一起。

“帘布绳”表示通过将两个或多个绞合纱线捻在一起而形成的帘线。

“胎体”表示除带束层结构、胎面、底胎面以及帘布层上的胎侧橡胶之外的轮胎结构，但是包括胎圈。

“外胎（casing）”表示除胎面与底胎面之外的轮胎的胎体、带束层结构、胎圈、胎侧及所有其它组件，即，整个轮胎。

“胎跟加强层（chipper）”指的是位于胎圈区域内的一窄条织物或钢丝帘线，其功能是加强胎圈区域并稳定胎侧的径向最内侧部分。

“周向”表示沿着与赤道面（EP）平行且与轴向方向垂直的环形轮胎表面的周长延伸的直线或方向；它还指其半径限定胎面的轴向曲率的多组相邻圆形曲线的方向，如在断面图中所视。

“帘线”表示组成轮胎加强结构的加强线束之一。

“帘线角”表示由帘线相对于赤道面在轮胎平面图中的向左或右形成的锐角。所述“帘线角”在已固化但未充气的轮胎中测量。

“胎冠”表示在轮胎胎面的宽度界限内的轮胎部分。

“旦尼尔（denier）”表示以每9000米的克数为单位的重量（表示线性密度的单位）。分特（dtex）表示以每10000米的克数为单位的重量。

“密度”表示每单位长度的重量。

“弹性体”表示在变形之后能够恢复大小和形状的弹性材料。

“赤道面（EP）”表示垂直于轮胎的旋转轴线并且穿过其胎面中心的平面；或者含有胎面周向中心线的平面。

“织物”表示基本上单向延伸的帘线制成的网织品，其可被捻绞，进而包括多个由高模量材料构成的众多长丝（也可被捻绞）。

“纤维（fiber）”为形成长丝的基本单元的天然或人造的物质单元。其特征是具有至少为其直径或宽度100倍的长度。

“长丝支数”表示构成纱线的长丝的数量。例如，1000旦聚酯具有大致190根长丝。

“胎圈芯包布”指的是缠绕胎圈钢丝的加强织物用于强度并将胎圈钢丝紧固在轮胎本体内。

“尺寸（gauge）”通常指的是测量尺寸，具体指厚度测量尺寸。

“高抗拉强度钢（high tensile steel, HT）”表示以0.20 mm的长丝直径具有至少3400 MPa的抗拉强度的碳钢。

“内部”表示朝着轮胎的内侧，“外部”表示朝着其外侧。

“内衬”表示形成无内胎轮胎的内表面的弹性体或其它材料的一层或多层，其含有轮胎内的充气流体。

“LASE”为在规定伸长下的负荷。

“横向”表示轴向方向。

“捻距”表示加捻的长丝或线绕另一长丝或线旋转360度而行进的距离。

“负荷范围”表示由The Tire and Rim Association, Inc中的表格中定义的，特定类型的服务中使用的特定轮胎的负荷和充气限制。

“兆抗拉强度钢（mega tensile steel，MT）”表示以0.20 mm的长丝直径具有至少4500 MPa的抗拉强度的碳钢。

“标准载荷”表示由适当的标准组织为轮胎使用状况选定的规定设计充气压力和负荷。

“标准抗拉强度钢（normal tensile steel，NT）”表示以0.20 mm的长丝直径具有至少2800 MPa的抗拉强度的碳钢。

“帘布层”表示由涂覆有橡胶的径向配置或以其它方式平行布置的帘线构成的帘线加强层。

“径向的”和“径向地”用于表示在径向方向上朝着或远离轮胎的旋转轴线的方向。

“子午线帘布层结构”表示一个或多个胎体帘布层，或其至少一个帘布层具有相对于轮胎的赤道面定向在65度与90度之间的角度的加强帘线。

“子午线轮胎”表示带束或周向地限制的充气轮胎，其中，至少一个帘布层具有以相对于轮胎赤道面在65度与90度之间的帘线角从胎圈延伸至胎圈的帘线。

“固结点（rivet）”表示在一层中帘线之间的空隙。

“断面高度”表示在轮胎赤道面上从名义轮辋直径到轮胎外直径的径向距离。

“断面宽度”表示以标准压力对轮胎充气24小时之时或之后，但并未承载的情况下，平行于轮胎轴线且位于其胎侧的外部之间的最大线性距离，不包括由于标签、装饰或保护带而导致的胎侧升高造成的宽度。

“胎侧”表示轮胎在胎面与胎圈之间的部分。

“刚度比”表示控制带束层结构的刚度的值除以另一个带束层结构刚度的值，这些值通过固定三个点的抗弯试验确定，所述的固定三个点的抗弯试验具有帘线的两个端点和在这两个固定端点之间位于中心的负荷，该帘线被该负荷支承并曲挠。

“超抗拉强度钢（super tensile steel，ST）” 表示以0.20 mm的长丝直径具有至少3650 MPa的抗拉强度的碳钢。

“韧性”为无应线标本的表示为力每单位线性密度的应力（克/特克斯或克/旦）。用在纺织品中。

“张力”为以力/截面积表示的应力。以psi为单位的强度=12,800乘以比重乘以克/旦尼尔为单位的韧性。

“护趾胶”指的是轮胎的每个胎圈轴向内侧的周向展开的弹性轮辋接触部分。

“胎面”表示当结合至外胎时包括轮胎的一部分的模制橡胶部件，该部分在轮胎正常充气并在标准负载下时与路接触。

“胎面宽度”表示胎面表面在包括轮胎旋转轴线的平面内的弧长度。

“反包端”表示胎体帘布层从被帘布层包绕的胎圈向上翻（即径向向外翻）的部分。

“超高抗拉强度钢（ultra tensile steel，UT）”表示以0.20 mm的长丝直径具有至少4000 MPa的抗拉强度的碳钢。

“纱线”为用于纺织纤维或长丝的连续丝线的专业术语。纱线以下列几种形式出现：1）捻合在一起的多根纤维；2）聚在一起而没有捻合的多根长丝；3）以一定程度的加捻聚在一起的多根长丝；4）有或没有加捻的单根长丝（单丝）；5）有或没有加捻的窄条材料。

发明内容

根据本发明的充气轮胎包括胎体，两个间隔一段距离的胎侧，两个胎圈，一个在胎体的胎冠径向外侧放置的胎面，和径向地放置在胎面与胎体之间的带束层结构。该带束层结构具有UT钢加强帘线。该帘线的长丝直径在0.18mm至0.30mm的范围。

根据本发明的另一个方面，该UT钢加强帘线布置为具有从8至50每英寸经纱数（经密）。

根据本发明的另一个方面，该UT钢加强帘线具有2x结构。

根据本发明的另一个方面，该UT钢加强帘线具有2+1结构。

根据本发明的另一个方面，该UT钢加强帘线具有2+2结构。

根据本发明的另一个方面，该UT钢加强帘线具有5x结构。

根据本发明的另一个方面，该UT钢加强帘线具有0.185mm直径的长丝。

根据本发明的另一个方面，该UT钢加强帘线具有0.210mm直径的长丝。

根据本发明的另一种充气轮胎包括胎体，两个间隔一段距离的胎侧，两个胎圈，一个在胎体的胎冠径向外侧放置的胎面，和径向地放置在胎面与胎体之间的带束层结构。该带束层结构具有MT钢加强帘线。该帘线的长丝直径在0.18mm至0.30mm的范围。

根据本发明的充气轮胎包括胎体，两个间隔一段距离的胎侧，两个胎圈，一个在胎体的胎冠径向外侧放置的胎面，和径向地放置在胎面和胎体之间的带束层结构。该带束层结构具有UT钢加强帘线。该帘线的长丝直径在0.18mm至0.22mm的范围。

根据本发明的另一个方面，该UT钢加强帘线布置为具有从8至20每英寸经纱数（经密）。

根据本发明的另一个方面，该UT钢加强帘线具有3x7结构。

根据本发明的另一个方面，该UT钢加强帘线具有3x6结构。

根据本发明的另一个方面，该UT钢加强帘线具有4x4结构。

根据本发明的另一个方面，该UT钢加强帘线具有4x(3x2)结构。

根据本发明的另一个方面，该UT钢加强帘线具有0.185mm直径的长丝。

根据本发明的另一个方面，该UT钢加强帘线具有0.210mm直径的长丝。

根据本发明的另一种充气轮胎包括胎体，两个间隔一段距离的胎侧，两个胎圈，一个在胎体的胎冠径向外侧放置的胎面，和径向地放置在胎面与胎体之间的带束层结构。该带束层结构具有MT钢加强帘线。该帘线的长丝直径在0.18mm至0.22mm的范围。

根据本发明的充气轮胎包括胎体，两个间隔一段距离的胎侧，两个胎圈，一个在胎体的胎冠径向外侧放置的胎面，和径向地放置在胎面与胎体之间的带束层结构。该带束层结构具有UT钢加强帘线。该帘线的长丝直径在0.21mm至0.60mm的范围。

根据本发明的另一个方面，该UT钢加强帘线布置为具有从8至20每英寸经纱数（经密）。

根据本发明的另一个方面，该UT钢加强帘线具有3x4结构。

根据本发明的另一个方面，该UT钢加强帘线具有3x6结构。

根据本发明的另一个方面，该UT钢加强帘线具有3x7结构。

根据本发明的另一个方面，该UT钢加强帘线具有4x7结构。

根据本发明的另一个方面，该UT钢加强帘线具有0.35mm直径的长丝。

根据本发明的另一种充气轮胎包括胎体，两个间隔一段距离的胎侧，两个胎圈，一个在胎体的胎冠径向外侧放置的胎面，和径向地放置在胎面与胎体之间的带束层结构。该带束层结构具有MT钢加强帘线。该帘线的长丝直径在0.21mm至0.60mm的范围。

根据本发明的充气轮胎包括胎体，两个间隔一段距离的胎侧，两个胎圈，一个在胎体的胎冠径向外侧放置的胎面，和径向地放置在胎面与胎体之间的带束层结构。该带束层结构具有UT钢加强帘线。该帘线的长丝直径在0.08mm至0.21mm的范围。

根据本发明的另一个方面，该UT钢加强帘线布置为具有从8至20每英寸经纱数（经密）。

根据本发明的另一个方面，该UT钢加强帘线具有3x4结构。

根据本发明的另一个方面，该UT钢加强帘线具有3x6结构。

根据本发明的另一个方面，该UT钢加强帘线具有3x7结构。

根据本发明的另一个方面，该UT钢加强帘线具有4x7结构。

根据本发明的另一个方面，该UT钢加强帘线具有0.10mm直径的长丝。

根据本发明的另一种充气轮胎包括胎体，两个间隔一段距离的胎侧，两个胎圈，一个在胎体的胎冠径向外侧放置的胎面，和径向地放置在胎面与胎体之间的带束层结构。该带束层结构具有MT钢加强帘线。该帘线的长丝直径在从0.08mm至0.21mm的范围。

附图说明

图1为用于本发明的充气轮胎的实施例的横截面示意图；

图2为用于本发明的充气轮胎的第二个实施例的部分截面示意图；

图3为根据本发明的示例加强帘线的横截面示意图；

图4为根据本发明的另一个示例加强帘线的横截面示意图；

图5为根据本发明的再另一个示例加强帘线的横截面示意图；

图6为根据本发明的再另一个示例加强帘线的横截面示意图；

图7为根据本发明的示例加强帘线的横截面示意图；

图8为根据本发明的另一个示例加强帘线的横截面示意图；

图9为根据本发明的再另一个示例加强帘线的横截面示意图；

图10为根据本发明的再另一个示例加强帘线的横截面示意图；

图11为根据本发明的再另一个示例加强帘线的横截面示意图；

图12为根据本发明的再另一个示例加强帘线的横截面示意图；

图13为根据本发明的再另一个示例加强帘线的横截面示意图；

图14为根据本发明的再另一个示例加强帘线的横截面示意图；

图15为根据本发明的再另一个示例加强帘线的横截面示意图；

图16为根据本发明的示例加强帘线的横截面示意图；

图17为根据本发明的另一个示例加强帘线的横截面示意图；

图18为根据本发明的再另一个示例加强帘线的横截面示意图；

图19为根据本发明的再另一个示例加强帘线的横截面示意图；

图20为根据本发明的再另一个示例加强帘线的横截面示意图；

图21为根据本发明的再另一个示例加强帘线的横截面示意图；

图22为根据本发明的再另一个示例加强帘线的横截面示意图；

图23为根据本发明的再另一个示例加强帘线的横截面示意图；

图24为根据本发明的再另一个示例加强帘线的横截面示意图；

图25为根据本发明的再另一个示例加强帘线的横截面示意图。

具体实施方式

参照图1和图2，图中示出了一个示例的充气轮胎10内的帘布层12、14，该充气轮胎10具有径向胎体，其中类似的部件具有类似的附图标号。当胎体加强帘布层或帘布层12、14的帘线定向为与示例轮胎的赤道面（EP）呈75°至90°的范围的角度时，该示例轮胎10具有径向帘布层胎体结构。

任一帘布层12、14可被金属帘线、人造丝、聚酯、尼龙或任何其它合适的加强件加强。当在具有最大宽度MW的位置上沿轮胎圆周方向测量时，金属帘线加强的胎体帘布层12或14可具有布置成具有从约8至约20每英寸经纱数（EPI，ends per inch）的钢丝帘线层。例如，该钢丝帘线层可布置成在最大宽度MW的位置上有约12至约16每英寸经纱数（EPI）。依据公制单位，当在具有轮胎最大宽度MW的位置上沿轮胎圆周方向测量时，钢丝帘线可被布置成具有从3至8每厘米经纱数（EPC，ends per cm）。获得高数值的每英寸经纱数的方式可包括对于一个给定的强度使用较小直径的金属线，与此形成对比的是，对于相同的强度，使用较大直径的金属线就会有低数值的每英寸经纱数。

充气轮胎10可具有一对轴向彼此间隔的基本上不能伸展的环形胎圈16、18。每个胎圈16、18可位于充气轮胎10的胎圈部分，该胎圈部分具有构形为与胎圈互补的外表面，该外表面保持着轮辋（未示出）的法兰缘，充气轮胎被设计为安装于其上。帘布层12、14可以是聚酯、钢或其它合适材料制成的并排的加强帘线，并在胎圈16、18之间延伸，该胎圈16、18带有围绕各胎圈翻折的胎体结构的轴向外部部分。图1的胎体帘布层结构包括两个加强材料的帘布层12、14。可使用任何合适材料的一个或多个胎体帘布层。

一层低渗透性材料层20可布置在胎体帘布层12、14的内侧，并与由充气轮胎10和轮辋所限定的吹气膨胀腔相邻接。弹性体胎侧22、24可置于胎体结构12、14的轴向外侧。两层带束层28、30（图1）或四层带束层28、30、32、34（图2）的圆周延伸的带束层结构26，可包括图3所示的钢加强帘线36。该带束层结构26也可包括径向地置于带束层28、30、32、34和胎面15之间的覆层38（图2）。

根据本发明，图1和图2中的带束层结构26的特征在于可包括示例帘线36具有超高抗拉强度钢（UT）或兆抗拉强度钢（MT）（如上所定义）的直径在0.08mm至0.35mm范围的长丝，或更具体地说在0.18mm至0.30mm或0.21mm至0.60mm，并且具有合适的捻距。例如，图3中的帘线36可具有2x长丝363的结构。图4的示例帘线36可具有2+1长丝364的结构。图5的示例帘线36可具有2+2长丝365的结构。图6的示例帘线36可具有5x长丝366的结构。

图1和图2中的带束层结构26的特征在于示例帘线36具有超高抗拉强度钢（UT）或兆抗拉强度钢（MT）（如上所定义）的直径在0.08mm至0.35mm或0.21mm至0.60mm范围的长丝，并且具有合适的捻距。例如，图7的帘线36可具有3x7或3x1/6长丝763的结构。图8的示例帘线36可具有4x7或4x1/6长丝864的结构。图9的示例帘线36可具有3x6或3x1/5长丝965的结构。图10的示例帘线36可具有4x4长丝1066的结构。图11的示例帘线36可具有4x2长丝1167的结构。图12的示例帘线36可具有4x6或4x1/5长丝1268的结构。图13的示例帘线36可具有4x(3x2)长丝1369的结构。图14的示例帘线36可具有3x2长丝1410的结构。图15的示例帘线36可具有7x或1/6长丝1511的结构。

图1和图2中的带束层结构26的特征在于示例帘线36具有超高抗拉强度钢（UT）或兆抗拉强度钢（MT）（如上所定义）的直径在0.08mm至0.21mm范围的长丝，并且具有合适的捻距。例如，图16的示例帘线36可具有3x2长丝1663的结构。图17的示例帘线36可具有3x3长丝1764的结构。图18的示例帘线36可具有3x4长丝1865的结构。图19的示例帘线36可具有3x6长丝1966的结构。图20的示例帘线36可具有3x7或3x1/6长丝2067的结构。图21的示例帘线36可具有4x2长丝2168的结构。图22的示例帘线36可具有4x4长丝2269的结构。图23的示例帘线36可具有4x6或4x1/5长丝2310的结构。图24的示例帘线36可具有4x7或4x1/6长丝2411的结构。图25的示例帘线36可具有7x或1/6长丝2512的结构。

实现UT强度的一个示例方法可以是如US4,960,473中所公开的工艺的融合，此方法在此以全部引用的方式被并入本文中，该工艺用碳棒与下列一种或多种元素微合金化：铬Cr，硅Si，锰Mn，镍Ni，铜Cu，钒V和硼B。一个示例结构可以为碳0.88至1.00，锰0.30至0.50，硅0.10至0.30，铬0.10至0.40，钒0至0.10，铜0至0.50，镍0至0.50，和钴0.20至0.10，剩余部分是铁和残余物。于是最终的棒可以被拉伸至相当于4000Mpa0.20mm的抗拉强度。

使用0.30mm至0.35mm直径的UT钢丝的示例帘线结构可具有至少1,020牛顿（N）（正负5%）的帘线断裂强度。一个示例结构可具有两根以16.0mm捻距捻合在一起的长丝，并且这两根长丝然后以16.0mm的捻距在同一加捻方向上与另外两根未捻合的长丝捻合在一起，所述两根未捻合的长丝当与已捻合的长丝捻合在一起时彼此平行。这一2+2结构（图5）的例子帘线可被标明为2+2x30UT或2+2x35UT。该2+2结构可呈现开放性和由于该开放性而造成的良好的橡胶渗透性。所述的0.30和0.35指明以毫米为单位的长丝直径，UT指明该材料为超高抗拉强度钢。

UT和MT帘线结构的上述例子与较高规格的HT和ST钢结构的表现相似。因此，当这些例子的帘线结构包含具有比HT和ST帘线结构直径小的直径的长丝时，所导致的与HT和ST帘线结构相比规格材料的减少导致重量较轻和成本较少的轮胎。

进一步说，对于相等的长丝直径，UT和MT帘线有着比先前HT和ST帘线更高的强度和普遍更高的疲劳寿命。这些优点导致了具有较少加强材料并因此重量较轻的弹性体产品。除此之外，产品的寿命可随着如在此以全部引用的方式被并入本文中的US7,082,978中所示的帘线36和长丝363, 364, 365, 366, 763, 863, 963, 1063, 1163, 1263, 1363, 1463, 1563, 1663, 1763, 1863, 1963, 2063, 2163, 2263, 2363, 2463及2563的疲劳寿命的增加而增加。

可在弹性体的增强复合材料中改变的一个参数是每英寸经纱数（EPI）中的支数，即在与弹性体被加强的方向的横向方向上每单位长度帘线的数量。UT和MT样本的增加的强度可使得EPI减少而实现相当的强度。作为另一种选择，可减小帘线直径并保持或增大支数以实现相当的强度。该渗透力可进一步通过由UT和MT钢长丝能实现的较小的直径和更简单（帘线中较少的长丝）的帘线结构而提高。

UT结构，例如图3-25中所示，具有例如0.185mm或0.21mm的直径，提供了较轻的重量和更均匀的设计，作为可选的轻型轮胎的带束层结构和重型轮胎的胎体帘布层结构。进一步说，减少的重量和成本提供了等于比传统结构更好的工厂加工性能（轧光整理）和轮胎性能。

如上所述，根据本发明的UT或MT钢丝帘线36制成的带束层结构26在充气轮胎10中产生极佳的抗疲劳性能，并且允许在充气轮胎10的带束层和其它部分中使用较少的材料。因此这一结构24提高了充气轮胎10的性能，尽管充气轮胎的结构和行为的复杂性使得尚未有人提出完整的且理想的理论。Temple，Mechanics of Pneumatic Tires（2005）。尽管在充气轮胎力学中可容易地看到经典复合材料理论的基础原理，但是充气轮胎的众多结构组件带来的额外复杂性轻易地使预测轮胎性能的问题复杂化。Mayni，Composite Effects on Tire Mechanics(2005)。另外，由于聚合物和橡胶的非线性的时间、频率和温度行为，充气轮胎的分析设计是当今工业内最富有挑战性和未得到正确评价的工程挑战之一。Mayni。

充气轮胎具有特定的基本结构部件。美国交通运输部，Mechanics of Pneumatic Tires，207-208页（1981）。一个重要的结构部件是带束层结构，通常由许多细硬拉钢或其他金属制成的帘线嵌在并结合至低模量聚合材料（通常为天然或人造橡胶）的基料而制成。同上，在207至209页。

帘线通常布置为单层或双层。同上。在208页。整个行业的轮胎制造商对于在充气轮胎中带束层结构的帘线的不同捻绞对噪声特性、操纵性、耐用性和舒适性等的影响上无法意见一致或不能预测该影响，Mechanics of Pneumatic Tires，80-85页。

这些复杂性由轮胎性能与轮胎部件的相互关系的以下表格示出。

内衬

胎体帘布层

三角胶芯

带束层

覆层

胎面

模具

胎面磨损

X

X

X

噪声

X

X

X

X

X

X

操纵性

X

X

X

X

X

X

牵引

X

X

耐用性

X

X

X

X

X

X

X

滚动阻力

X

X

X

X

X

乘坐舒适性

X

X

X

X

高速

X

X

X

X

X

X

保气性

X

质量

X

X

X

X

X

X

X

如表中所示，带束层结构帘线特性影响充气轮胎的其它组件（即，带束层结构影响三角胶芯、胎体帘布层、覆层等），导致许多组件以这样的方式相互关联和相互作用，从而影响一组功能特性（噪声、操纵性、耐用性、舒适性、高速和质量），导致完全地不可预测的和复杂的复合物。因此，即使改变一个组件也会导致多达上面十个功能特性的直接改善或降级，以及改变该一个组件与多达六个其它结构组件之间的相互作用。从而，这六个相互作用中的每一个可能间接地改善或降级那十个功能特性。不经过发明人进行的实验和测试肯定将无法预测这些功能特性的每个是否被改善、降级或不受影响，以及被改善或降级了多少量。

因此，例如，当充气轮胎的带束层的结构（即加捻、帘线结构等）以提高充气轮胎的一个功能特性为意图而被改变时，许多其它功能特性可能会不可接受地降低。此外，带束层结构与三角胶芯、胎体帘布层、覆层及胎面之间的相互作用也可能不可接受地影响充气轮胎的功能特性。由于这些复杂的相互关系，带束层结构的改变甚至可能不能提高所述一个功能特性。

因此，如上所述，根据本发明，多个部件的相互关系的复杂性使得带束层结构26的改变的实际结果不可能从无限的可能结果中预测或预见。仅能通过大量实验揭示了本发明的带束层结构26和帘线363, 364, 365, 366, 763, 863, 963, 1063, 1163, 1263, 1363, 1463, 1563, 1663, 1763, 1863, 1963, 2063, 2163, 2263, 2363, 2463及2563，作为对于充气轮胎的出色的、意外的和出乎意料的选择。

之前描述性的语言是用于实施本发明的目前最好的构想方式。这些描述是以为说明本发明的基本原理而举例为目的的，不应该被理解为是对本发明的限制。本发明的保护范围通过参照所附权利要求被最好地确定。示意图中的附图标号与说明书中所指的相同。为了本申请的目的，各图中示出的各例子中相似的部分使用相同的附图标号。示例结构可使用相似的部件，而在位置或数量上有所不同，因此产生按照本发明的替代结构。

Claims (10)

1.一种充气轮胎，其特征在于，该充气轮胎包括：

胎体；

两个相隔一段距离的胎侧；

两个胎圈；

放置于胎体的胎冠的径向外侧的胎面；以及

径向地放置在胎面和胎体之间的带束层结构，该带束层结构具有UT钢加强帘线，该帘线具有直径范围从0.08mm至0.60mm的长丝。

2.根据权利要求1中所述的充气轮胎，其特征在于，该UT钢加强帘线布置为具有从8至50每英寸经纱数。

3.根据权利要求1中所述的充气轮胎，其特征在于，该UT钢加强帘线具有2+2结构。

4.根据权利要求3中所述的充气轮胎，其特征在于，该UT钢加强帘线具有0.185mm直径的长丝。

5.根据权利要求3中所述的充气轮胎，其特征在于，该UT钢加强帘线具有0.210mm直径的长丝。

6.根据权利要求1中所述的充气轮胎，其特征在于，该UT钢加强帘线具有2+1结构。

7.根据权利要求6中所述的充气轮胎，其特征在于，该UT钢加强帘线具有0.185mm直径长丝。

8.根据权利要求6中所述的充气轮胎，其特征在于，该UT钢加强帘线具有0.210mm直径的长丝。

9.根据权利要求1中所述的充气轮胎，其特征在于，该UT钢加强帘线具有2x结构。

10.一种充气轮胎，其特征在于，该充气轮胎包括：

胎体；

两个相隔一段距离的胎侧；

两个胎圈；

放置于胎体的胎冠的径向外侧的胎面；以及

径向地放置在胎面和胎体之间的带束层结构，该带束层结构具有MT钢加强帘线，该帘线具有直径范围从0.08mm至0.60mm的长丝。

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