CN102471998B

CN102471998B - 原地橡胶处理的基础线股为双层帘线的多线股帘线

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Publication number: CN102471998B
Application number: CN201080029090.7A
Authority: CN
Inventors: S·布瓦索; H·巴尔盖; T·鲍狄埃
Original assignee: Michelin Recherche et Technique SA Switzerland; Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Current assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Priority date: 2009-07-03
Filing date: 2010-07-05
Publication date: 2015-07-15
Anticipated expiration: 2030-07-05
Also published as: EA201270125A1; FR2947574B1; EP2449171B1; KR101651714B1; EP2449171A2; JP2012531540A; CN102471998A; KR20120049244A; JP5840608B2; BR112012000120A2; WO2011000963A3; US8863490B2; WO2011000963A2; FR2947574A1; US20120174557A1

Abstract

本发明涉及一种多线股金属帘线(C-1)，具有J+K结构的两层(Ci、Ce)，所述多线股金属帘线具体用于增强工业车辆的轮胎，这两层(Ci、Ce)由内层(Ci)和外层(Ce)构成，包括J根线股的芯部形成所述内层(Ci)，J从1至4变化，K根外部线股以20至70mm的捻距P_K围绕该芯部螺旋缠绕形成围绕所述内层(Ci)的所述外层(Ce)，每一根外部线股：包括进行原地橡胶处理的具有L+M结构的两层(C1、C2)的帘线(10)，这两层(C1、C2)包括直径为d₁的L根丝线(11)构成的内层(C1)以及直径为d₂的M根丝线(12)构成的外层(C2)，L从1至4变化，M不小于5，这M根丝线围绕所述内层(C1)以捻距p₂螺旋缠绕在一起；并且具有如下特征(d₁、d₂和p₂以mm计)：-0.10＜d₁＜0.50；-0.10＜d₂＜0.50；-6＜p₂＜30；其内层(C1)包覆有称为“填充橡胶”的橡胶混配物(14)；沿着等于PK的外部线股(10)的整个长度，所述填充橡胶(14)存在于由所述内层(C1)的L根丝线(11)以及所述外层(C2)的M根丝线(12)限定边界的每一个毛细管(15)中，而且存在于在L等于3或4时由所述内层(C1)的L根丝线(11)限定的中心通道(13)中；并且在所述外部线股中的填充橡胶的水平为5至40mg/g线股。

Description

原地橡胶处理的基础线股为双层帘线的多线股帘线

技术领域

本发明涉及强度相当高的多线股帘线(也称为多线股绳索)，其能够特别是用作重型工业车辆的充气轮胎的增强件，例如采矿类的土木工程车辆。

本发明还涉及“原地橡胶处理(rubberized in situ)”类型的帘线，也就是说，在帘线结合到它们旨在增强的诸如轮胎的橡胶制品之前，在其实际制造过程中在内侧涂覆处于未交联(生胶)状态的橡胶或橡胶混配物。

本发明还涉及轮胎以及这些轮胎的增强件，并且涉及这些轮胎的胎冠增强件(也称为“带束层”)，更特别地，涉及用于重型工业车辆的轮胎带束层的增强件。

背景技术

公知的是，子午线轮胎包括胎面、两个不可延伸的胎圈、将胎圈连接至胎面的两个胎侧以及在周向方向上设置在胎体增强件和胎面之间的带束层。该带束层由各种橡胶帘布层(或“层”)制成，这些橡胶帘布层可以由金属或织物类型的诸如帘线或单丝的增强元件(称为“增强物”)来进行增强，或者可以不进行增强。

带束层基本由数个叠置的带束帘布层(有时称为“工作”帘布层或“交叉”帘布层)构成，这些带束帘布层的基本金属增强帘线设置为在帘布层之内几乎彼此平行，而在帘布层与帘布层之间交叉，也就是说，这些增强帘线无论对称与否都相对于周向中平面倾斜。这些交叉帘布层通常伴随有各种其它的辅助橡胶帘布层或层，这些辅助橡胶帘布层或层的宽度视情况变化，并且这些辅助橡胶帘布层或层可以或可以不包括金属增强件。可以特别提及的是由所谓的“保护”帘布层或所谓的“环箍”帘布层形成，这些“保护”帘布层用于保护带束层的倚靠物免受外部侵袭，免受穿刺，这些“环箍”帘布层具有基本在周向方向上取向的金属或非金属增强件(所谓的“零度”帘布层)，而与它们在径向上相对于交叉帘布层位于外部还是内部无关。

众所周知，这样的轮胎带束层必须满足各种(经常是对立的)要求，具体有：

-在低变形下必须尽量刚硬，因为其实质上有助于加强轮胎胎冠；

-滞后现象必须尽量低，从而一方面使胎冠的内部区域在行驶过程中的发热量降到最低，另一方面减小轮胎的滚动阻力，这与燃料经济性是等同的；并且；

-最后，必须具有高耐用性，特别是相对于轮胎胎肩区域中的交叉帘布层端部的分离、开裂现象(称为“劈裂”)而言，这就特别要求增强带束帘布层的金属帘线在处于相对腐蚀性的大气中时具有高压缩疲劳强度。

第三项要求在用于工业车辆的轮胎的情况下尤为重要，这样的工业车辆例如为重型货物车辆或土木工程机械，其特别设计为在延长行驶或使用之后在其胎面达到磨损的临界阶段时能够翻新一次或更多次。

例如如专利或专利申请US 5461850、US 5768874、US 6247514、US 6817395、US 6863103、US 7426821、US 2007/0144648和WO 2008/026271中所述，为了增强上述的这种轮胎的带束层的工作胎冠帘布层，实际中通常使用由内层(Ci)和外层(Ce)构成的两层多线股钢帘线，包括J根线股的芯部形成内层(Ci)，J典型地从1至4变化，K根外部线股以螺旋捻距P_K围绕该芯部螺旋缠绕形成围绕所述内层(Ci)的外层(Ce)。

本领域技术人员公知的是，这些多线股帘线必须尽量通过其增强的轮胎带束层中的橡胶来实施，从而使该橡胶尽量渗透到构成各线股的丝线之间的空间内。如果该渗透不充分，就会沿着各线股留下空的通道，并且例如由于轮胎带束层被切割或受到侵袭，诸如水的腐蚀剂能够渗透轮胎，沿着这些通道经过所述带束层行进。与在干燥大气中使用相比，这种湿气的存在在引起腐蚀和加速疲劳的过程中(所谓的“疲劳腐蚀”现象)起到重要的作用。

一般而言归到上位术语“疲劳接触腐蚀”的所有这些疲劳现象会引起帘线和线股的机械性质逐渐变差，并且在严酷运行条件下可能会影响后者的寿命。

而且，公知的是，由于在帘线中捕获了少量的空气，所以橡胶对帘线的良好渗透可能缩短轮胎的固化时间(缩短的“挤压时间”)。

然而，构成这些多线股帘线的基础线股至少在某些情况下具有不能够渗透直达芯部的缺点。

特别是对于3+M或4+M结构的基础线股的情况更是如此，这是因为三根芯部丝线的中心处存在通道或毛细管，这就在外部浸渍橡胶之后留有空隙，因此通过一种“虹吸”效应而适合于诸如水的腐蚀介质的传播。3+M结构的这些线股的这一缺点是众所周知的；这点例如已经在专利申请WO 01/00922、WO 01/49926、WO 2005/071157和WO 2006/013077中进行了解释。

为了解决3+M结构的帘线渗透直达芯部的这一问题，专利申请US2002/16021已经确切地提出了生产原地橡胶处理类型的轮胎的各线股。在此提出的该工艺包括：在三根丝线的组装点(或捻合点)的上游利用未固化状态的橡胶单独地(即，“丝线与丝线”隔开地)包覆三根丝线中的仅一根，或者优选为每一根，以便在通过以帘线缠绕由此包覆的内层而将外层的M根丝线依次设置到位之前获得橡胶包覆的内层。

上述申请未提供关于3+M线股的结构的信息，特别是既未提供关于组件捻距的信息，也未提供关于所用填充橡胶的量的信息。而且，所提出的工艺引起了许多问题。

首先，对于三根丝线中的一根单个丝线的包覆(例如如该专利申请US2002/160213的图11和12所示)并不能保证利用橡胶对最终线股的充分填充，从而不能获得满意的抗腐蚀性。其次，尽管有效地填充了线股，但是对于三根丝线的每一根丝线的丝线与丝线的包覆(例如如该文献的图2和5所示)会导致大量橡胶的过量使用。在最终线股的周缘处溢出的橡胶在工业绞合成缆和橡胶涂覆的条件下就会变得不可接受。

因为处于生胶(即，未交联)状态的橡胶具有相当高的粘性，所以由此进行橡胶处理的线股变得不可使用，因为这些线股在线股线匝缠绕到卷紧线轴上的过程中会不合需要地粘合到制造工具或者粘合在线股线匝之间，更别提最终不可能对帘线进行正确压延。在此将要回顾的是，压延包括：通过在两层生胶状态的橡胶之间结合而将帘线转化为经橡胶处理的金属织物，这种经橡胶处理的金属织物充当用于任何后续制造的半成品，例如用于生产轮胎。

由于对三根丝线的每一个的隔绝包覆引起的另一个问题是利用三个挤出头需要大量的空间。因为这样的空间需求，制造具有圆柱形层的帘线(即，在层与层之间具有不同捻距p₁和p₂，或者在层与层之间具有相同的的捻距p₁和p₂但具有不同的捻合方向)必然要按照两批操作来进行：(i)在第一步骤中单独包覆丝线，然后对内层绞合成缆并进行缠绕；并且(ii)在第二步骤中围绕内层对外层绞合成缆。同样因为出于生胶状态的橡胶具有高粘度，所以内层的缠绕和中间存储在缠绕到中间线轴的过程中需要利用间隔件和大量隔离件，从而避免在盘绕层之间或在给定层的线匝之间出现不合需要的粘结。

所有上述限制从工业角度来说都是极为不利的，并且与生产高制造率的目标相违背。

发明内容

通过其不断的研究，申请人已经发现一种新颖的J+K结构的两层多线股帘线，由于根据一种具体制造工艺所获得的特定结构，其K根外部线股可以缓解前述缺点。

因此，本发明的第一主题是一种具有J+K结构的两层(Ci、Ce)的多线股金属帘线，其能够特别地用于增强工业车辆的轮胎，这两层(Ci、Ce)由内层(Ci)和外层(Ce)构成，包括J根线股的芯部形成所述内层(Ci)，J从1至4变化，K根外部线股以在20与70mm之间的螺旋捻距P_K围绕该芯部螺旋缠绕形成围绕所述内层(Ci)的所述外层(Ce)，每一根外部线股：

○由进行原地橡胶处理的具有L+M结构的两层(C1、C2)的帘线构成，这两层(C1、C2)包括直径为d₁的L根丝线构成的内层(C1)以及直径为d₂的M根丝线构成的外层(C2)，L从1至4变化，M等于或大于5，这M根丝线围绕所述内层(C1)以捻距p₂螺旋缠绕在一起；并且

○具有如下特征(d₁、d₂和p₂以mm计)：

-0.10＜d₁＜0.50；

-0.10＜d₂＜0.50；

-6＜p₂＜30；

-其内层(C1)包覆有称为“填充橡胶”的橡胶混配物；

-在等于P_K的外部线股的任何长度上，所述填充橡胶存在于由所述内层(C1)的L根丝线以及所述外层(C2)的M根丝线限定的每一个毛细管中，而且存在于在L等于3或4时由所述内层(C1)的L根丝线限定的中心通道中；并且

-在所述外部线股中的填充橡胶的量在5与40mg每g线股之间。

本发明还涉及用于增强橡胶制品或半成品的这样的多线股帘线的用途，这些橡胶制品或半成品例如为帘布层、软管、皮带、传送带以及轮胎。

本发明的多线股帘线最为具体地意在用作轮胎的带束层的增强元件，该轮胎旨在用于工业车辆，例如“重型”车辆，即，地下列车、公共汽车、道路运输车辆(火车、拖拉机、拖车)、非道路车辆和农用或土木工程机械或者其它运输或装卸搬运车辆。

当橡胶制品或半成品由根据本发明的多线股帘线增强时，本发明还涉及这些橡胶制品或半成品本身，特别是意在具体用于工业车辆的轮胎。

附图说明

根据以下描述和实施方案以及图1至图8，将会容易理解本发明及其优点，这些图涉及这些实施方案并且分别图示性地显示了：

-图1为能够用于本发明的多线股帘线中的具有圆柱形层的类型的3+9结构的线股的横截面；

-图2为结合了图1中的线股的(1+6)×(3+9)结构的根据本发明的多线股帘线的实例的横截面；

-图3为结合了图1中的线股的(1+6)×(3+9)结构的根据本发明的多线股帘线的另一个实例的横截面；

-图4为能够用于本发明的多线股帘线中的紧凑类型的3+9结构的线股的另一个实例的横截面；

-图5为结合了图4中的线股的(1+6)×(3+9)结构的根据本发明的多线股帘线的另一个实例的横截面；

-图6为结合了图4中的线股的(1+6)×(3+9)结构的根据本发明的多线股帘线的另一个实例的横截面；

-图7为能够用于生产意在制造根据本发明的多线股帘线的线股的捻合及原地橡胶处理装置的实例；并且

-图8为具有径向胎体增强件的用于工业车辆的轮胎包装的径向横截面，按照该通用表示法的轮胎可以是根据本发明的轮胎，也可以不是。

具体实施方式

I、测量和测试

I-1、拉伸测试测量

对于金属丝线和帘线，根据1984年的标准ISO 6892对于张力进行了测量，断裂强度用F_m表示(最大负载以N计)，抗张强度用R_m表示(以MPa计)，断裂伸长率用A_t表示(总的伸长以％计)。

对于二烯橡胶混配物，除非另外指明，根据1998年的标准ASTM D 412(样本“C”)在张力条件下进行模量测量：10％伸长率下的“真实”正割模量(即，相当于样本的实际横截面的模量)在第二伸长率下进行测量(也就是说，在一次适应循环之后)，该模量用E10表示并且以MPa计(根据1999年的标准ASTM D1349在通常温度和相对湿度条件下)。

I-2、透气性测试

这种测试能够通过测量在恒定压力下在给定时间内穿过样本的空气体积而确定被测试的基础帘线的纵向透气性。本领域技术人员众所周知的是，这种测试的原理是展现为了使其不透气而进行的帘线处理的有效性。例如，该测试是按照例如标准ASTM D2692-98进行描述的。

在此，该测试或者在从生产得到的多线股帘线抽取的线股(已经经历了随后的涂覆和固化)上进行，或者在从轮胎或从这些多线股帘线增强的橡胶帘布层抽取的帘线(因此已经涂覆有固化橡胶)上进行。

在第一种情况下(生产得的多线股帘线)，所抽取的帘线在测试之前必须从外部涂覆有橡胶涂覆复合物。为此，设置为平行(线股间距为20mm)的10根线股一组位于固化橡胶混配物的两个薄层(尺寸为80×200mm的两个矩形)之间，每一个薄层具有3.5mm的厚度。整个组件随后被夹持在模具中，每一根线股被保持在足够的张力(例如2daN)下，以确保利用夹持模块将其置于模具中时保持平直。然后在140℃的温度下在15巴(bar)的压力(尺寸为80×200mm的矩形活塞)下进行超过40分钟的硫化(固化)处理，之后，组件脱模并且切割成为由此涂覆的金属线股的10个样本，其形式为尺寸为7mm×7mm×L_t的平行六面体，从而表现其特征。

常规轮胎橡胶混配物用作橡胶涂覆复合物，所述混配物基于天然(增塑)橡胶以及N330碳黑(65phr)，还包含如下常用添加剂：硫(7phr)；次磺酰胺加速剂(1phr)；ZnO(8phr)；硬脂酸(0.7phr)；抗氧化剂(1.5phr)；以及环烷酸钴(1.5phr)。橡胶涂覆复合物的模量E10为大约10MPa。

该测试在预定长度L_t(例如等于P_K，3cm甚至2cm)上进行，由此以如下方式涂覆有其环绕的橡胶混配物(或橡胶涂覆复合物)：在1巴压力下的空气喷射进入线股的入口，并且使用流量计对从其离开的空气体积进行测量(例如，从0至500cm³/min进行校准)。在测量过程中，线股样本在压缩的密封件(例如，橡胶或致密泡沫密封)中固定不动，从而仅对沿着其纵向轴线在端部与端部之间穿过帘线的空气的量进行测量。密封件的气密能力使用固体橡胶样本(也就是说没有线股的样本)提前进行检查。

测量得到的平均空气流速(10个样本的平均值)越低，线股的纵向不透气性就越高。由于测量的精确度达±0.2cm³/min，等于或小于0.2cm³/min的测量值都认为等于零，其对应于沿着其轴线(即在其纵向方向上)可称为气密(完全气密)的线股。

I-3、填充橡胶的量

填充橡胶的量通过测量初始线股(因此为原地橡胶处理的线股)的重量和通过合适的电解处理从中去除了填充橡胶的线股的重量(因此为其丝线的重量)之差而进行测量。

线股样本(长度为1m)本身盘绕以减小其空间需求，该线股样本构成电解槽的阴极(连接至发电机的负极端子)，而阳极(连接至正极端子)由铂丝构成。电解液由水溶液(软化水)构成，其包含1摩尔每升的碳酸钠。

在300mA的电流下在完全浸入电解液中的样本上施加电压15分钟。然后，将线股从这种浴从取出，用水进行充分的冲洗。这种处理使得橡胶能够容易地从线股脱离(不然，电解会持续几分钟)。将橡胶小心地去除，例如通过使用吸水布简单地进行擦拭，同时一根一根地将线股的丝线解开。再次用水对丝线进行冲洗，然后将其浸入包含去软化水(50％)/乙醇(50％)的混合物的烧杯中。该烧杯浸入超声波浴10分钟。将这样去掉了所有橡胶痕迹的丝线从烧杯移出，在氮气或空气气流中进行干燥，最后称重。

由此通过计算得出线股的填充橡胶的量，用平均超过10次测量(即总共沿着10米线股)的每g(克)初始线股的mg(毫克)填充橡胶来表示。

II、本发明的具体描述

在本说明书中，除非另外指明，示出的所有百分比(％)都是重量百分比。

此外，通过表达“a与b之间”表示的任何数值区间代表从大于a到小于b的数值的范围(即不包括限值a和b)，然而通过表达“从a至b”表示的任何数值区间意味着从a延伸至b的数值的范围(即包括绝对限值a和b)。

II-1、本发明的多线股帘线

因此，本发明的多线股金属帘线由内层(Ci)和外层(Ce)构成，包括J根线股的芯部(即，要提醒的是，用于外层的支撑构件)形成所述内层(Ci)，J从1至4变化，K根外部线股以在20与70mm之间的螺旋捻距P_K围绕该芯部螺旋缠绕形成围绕所述内层(Ci)的所述外层(Ce)。

K个外部线股的每一根本身由进行原地橡胶处理的具有L+M结构的两层(C1、C2)的帘线构成，这两层(C1、C2)包括直径为d₁的L根丝线构成的内层(C1)以及直径为d₂的M根丝线构成的外层(C2)，L从1至4变化，M等于或大于5，这M根丝线围绕所述内层(C1)以捻距p₂螺旋缠绕在一起。

这K个外部线股的每一根另外具有如下特征(d₁、d₂和p₂以mm计)：

-0.10＜d₁＜0.50；

-0.10＜d₂＜0.50；

-6＜p₂＜30；

-其内层(C1)包覆有称为“填充橡胶”的橡胶混配物；

-在等于P_K的外部股的任何长度上，所述填充橡胶存在于由所述内层(C1)的L根丝线以及所述外层(C2)的M根丝线限定边界的每一个毛细管中，而且存在于在L等于3或4时由所述内层(C1)的L根丝线限定边界的中心通道中；并且

-在所述外部线股中的填充橡胶的量在5与40mg每g外部线股之间。

每个外部线股由此可以被称为原地橡胶处理的帘线，也即恰在其制造过程中(因此在随着制造的状态中)利用填充橡胶在内部进行橡胶处理。换句话说，位于内层(C1)的丝线和外层(C2)的丝线之间并由两者限定边界的每一个毛细管或空隙(这两个术语是可互换的，表示不存在填充橡胶的空腔或自由空间)沿着线股的轴线连续或不连续地至少部分地填充有填充橡胶。而且，当L等于3或4时，由内层C1的3或4根丝线形成的中心通道或毛细管也由部分填充橡胶所渗透。

根据优选实施方案，在等于P_K(更优选为等于3cm，甚至更优选为等于2cm)的任意外部线股部分上，如上所述，中心通道(当L等于3或4)和每一个毛细管或空隙包括至少一个橡胶塞子。换句话说，且优选地，每P_K的长度上(更优选为每3cm，更优选为每2cm外部线股)至少存在一个橡胶塞子，其阻断外部线股的中心通道和每一个毛细管或空隙，从而使得在透气性测试(根据第I-2节)中，本发明的多线股芯部的每一根外部线股的平均空气流速小于2cm³/min，更优选地小于或至多等于0.2cm³/min。

作为基本的另一特征，对于每一根外部线股，其填充橡胶的量在每g线股中介于5与40mg橡胶复合物之间。

在所示的最小值以下，不可能保证在等于P_K(更优选为等于3cm，甚至更优选为等于2cm)的外部线股长度的任意长度上在外部线股的每一个毛细管或空隙中至少部分地事实上存在填充橡胶，而在所示的最大值以上，会遭遇到由于填充橡胶在线股周边处溢出而引起的前述的各种问题。出于所有这些原因，优选地，填充橡胶的量在5与35mg每g线股之间，更优选地在从10至30mg每g线股的范围内。

填充橡胶的这样的量(其在上述限值之内受到控制)可以仅通过使用适合于L+M结构的每个外部线股的几何形状的特定的捻合-橡胶处理工艺进行制造，随后将对该工艺进行详细解释。

在获得填充橡胶的量受到控制的线股的同时，该特定工艺的实施保证了在每个外部线股中(特别是当L等于3或4时在其中心通道中)以足够的数量存在内部阻隔物(沿着线股的轴线连续或不连续)或橡胶塞子。因此，对于任何腐蚀性流体(例如水或空气中的氧气)沿着线股的传播，每一根外部线股变得不可渗透，从而消除了在本文的背景部分中描述的虹吸效应。

根据本发明的一个具体的优选实施方案，确定的特定特征有：在等于P_K(更优选为等于3cm，甚至更优选为等于2cm)的外部线股的任意长度上，每一根外部线股在纵向方向上都是气密的或者几乎是气密的。

在第I-2节中描述的气密性测试中，“气密的”L+M外部线股的特征在于平均空气流速小于或至多等于0.2cm³/min，而“几乎气密的”L+M外部线股的特征在于平均空气流速小于2cm³/min，优选为小于1cm³/min。

对于压缩帘线时的强度、可行性、刚度和耐久性之间的最佳折衷，优选地，层C1和C2的丝线的直径在0.15与0.35mm之间，其中层与层之间的丝线的直径可以是相同的或者可以是不同的。

层C1和C2的丝线在层与层之间可以具有相同的直径或不同的直径。可以在层与层之间使用相同直径(即，d₁＝d₂)的丝线，从而特别地简化线股的制造并降低其成本。

根据优选实施方案，在每个外部线股中，p₂在12至25mm的范围内。

根据另一个优选实施方案，P_K在25至60mm的范围内，更优选地在30至50mm的范围内。

在此将要回顾的是，众所周知，捻距“p”表示平行于外部线股的轴线或多线股帘线的轴线而测得的长度，在其端部处，分别具有该捻距的丝线或外部线股围绕所述轴线完成一整圈。

而且，优选地满足如下关系：

1.5≤P_K/p₂≤3.0。

更优选地，满足如下关系：

2.0≤P_K/p₂≤2.5。

根据优选实施方案，在每个外部线股中，L等于1，即，单根丝线构成每一根外部线股的内层(C1)。

根据另一个可行实施方案，L不等于1，并且在这样的情况下，直径为d₁的L根丝线以捻距p₁螺旋缠绕，并优选地满足关系：

20＜p₁/d₁＜100，

更优选地满足关系：

25＜p₁/d₁＜75。

根据另一个优选实施方案，L不等于1，并且在这样的情况下，优选地满足如下关系：

0.5≤p₁/p₂≤1。

更优选地，在这样的情况下，在每个外部线股中，p₁在从6至30mm的范围内，优选地在从6至25mm的范围内。根据另一个更为优选的实施方案，在每个外部线股中，p₁等于p₂。

更加另一个优选实施方案，每一根外部线股满足如下关系：

0.7≤d₁/d₂≤1.3，

更优选地满足如下关系：

0.8≤d₁/d₂≤1.2。

根据本发明的另一个优选实施方案，当L不等于1时，在每个外部线股中，与内层(C1)的L根丝线相比，外层(C2)的M根丝线或者以不同捻距螺旋缠绕，或者以不同捻合方向螺旋缠绕，或者以不同捻距和不同的捻合方向进行螺旋缠绕。

对于具有圆柱形层的线股的情况，特别地，例如如图1中所述，其中两层C1和C2以相同的捻合方向(S/S或Z/Z)但以不同的捻距(即，p₁≠p₂)缠绕。在这样的圆柱形层线股中，紧凑性使得每一根外部线股的横截面都具有圆柱形轮廓而不是多边形轮廓。

然而，根据本发明的另一个可行实施方案，在每个外部线股中，当L不等于1时，外层(C2)的M根丝线可以按照与内层(C1)的L根丝线相同的捻距和相同的捻合方向螺旋缠绕，从而获得紧凑型的(即，具有多边形轮廓)外部线股。

K个外部线股的每一者的外层C2优选为饱和层，也就是说，作为定义，在该层中不具有添加直径为d₂的至少一根第(M_max+1)根丝线的足够空间，M_max代表能够缠绕为围绕内层C1的一个层的丝线的最大数量。这种构造具有的优点在于，限制了填充橡胶在其周边处溢出的风险，并且对于给定的外部线股直径提供了更高的强度。

从而，根据本发明的具体实施方案，丝线的数量M可以相当宽泛地变化，例如从5至14根丝线，应该理解，L可以从1至4变化，并且如果与L根芯部丝线的直径d₁比较时其直径d₂减小，则丝线的最大数量M_max将会增大，从而优选地保持外层为饱和状态。

因此，根据一个可行的优选实施方案，在K根外部线股的每一根中，L等于1并且M更优选地等于5、6或7。换句话说，每一根外部线股选自具有1+5、1+6和1+7结构的帘线组。在此情况下，M更优选地等于6。

根据本发明的另一个优选的实施方案，在K个外部线股的每一者中，L等于2并且M更优选地等于7、8或9。换句话说，每一根外部线股选自具有2+7、2+8和2+9结构的帘线组。在此情况下，M更优选地等于8。

根据另一个优选的实施方案，在K根外部线股的每一根中，L等于3并且M更优选地等于8、9或10。换句话说，每一根外部线股选自具有3+8、3+9和3+10结构的帘线组。在此情况下，M更优选地等于9。

根据另一个优选的实施方案，在K根外部线股的每一根中，L等于4并且M更优选地等于8、9、10或11。换句话说，每一根外部线股选自具有4+8、4+9、4+10和4+11结构的帘线组。在此情况下，M更优选地等于9或10。

在所有上述优选外部线股中，两层(C1、C2)的丝线在层(C1)与层(C2)之间可以具有同样的直径(即，d₁＝d₂)或者不同的直径(即，d₁≠d₂)。

与所有多层帘线一样，本发明的多线股帘线的外部线股可以为两种类型，即紧凑型的或圆柱形层型的。

优选地，当L不等于1时，层C1和C2的所有丝线在相同的捻合方向上缠绕，即或者在S方向上(S/S布置)缠绕，或者在Z方向上(Z/Z布置)缠绕。以相同的方向缠绕层C1和C2有利地使得这两层之间的摩擦最小化，从而使构成两者的丝线的磨损也最小化。更优选地，两层C1和C2以相同方向(S/S或Z/Z)不同捻距(p₁＜p₂)进行缠绕，以便获得圆柱形层类型的外部线股，例如如图1所示。

图1在垂直于线股的轴线(假想为平直的且静止的)的横截面中示意性地显示了能够用于具有3+9结构的本发明的多线股帘线中的优选线股的实例。

线股(10)为圆柱形层类型，即，内层(C1)和外层(C2)的丝线(11、12)或者以相同捻距(p₁＝p₂)但以不同方向(S/Z或Z/S)缠绕，或者不管捻合方向如何(S/S或Z/Z或S/Z或Z/S)都以不同的捻距(p₁≠p₂)缠绕。众所周知，该类型的结构的结果是，丝线设置为同心且管状的两个毗邻的层(C1和C2)，从而赋予线股(及其两个层)圆柱形而非多边形的外部轮廓E(如虚线所示)。

该图1显示了填充橡胶(14)在非常轻微地撑开丝线的同时至少部分地填充了(在此，在本实例中为完全填充)由内层(C1)的三根丝线(11)限定边界的中心通道(13)，同时也填充了在一方面位于内层(C1)的3根丝线(11)和外层(C2)的9根丝线(12)之间的每一个毛细管或空隙(15)(作为实例，由三角形象征性地显示了这些毛细管或空隙中的部分)。

根据优选实施方案，在每个L+M结构的外部线股中，填充橡胶围绕其覆盖的内层(C1)连续延伸。

根据本发明的另一个优选实施方案，在本发明的多线股帘线中，芯部的J根线股的每一根(J从1至4变化)本身由L+M结构的两层帘线构成，而且，该两层帘线优选为满足上述的K根外部线股的特征。

根据本发明的另一个更为优选的实施方案，芯部的J根线股的每一根(J从1至4变化)具有的结构等同于K根外部线股的结构。然而，本发明同样适用于芯部的J根线股的每一根具有的结构不同于K根外部线股的结构的情况。

根据一个具体的且优选的实施方案，本发明的多线股帘线总共包括6根线股：形成芯部或内层(Ci)的一根中心线股以及形成外层(Ce)的5根外部线股，所述帘线例如具有更具体的1×(1+6)+5×(3+9)结构。

根据另一个具体的且优选的实施方案，本发明的多线股帘线总共包括7根线股：形成芯部或内层(Ci)的一根中心线股以及形成外层(Ce)的6根外部线股，所述帘线例如具有更具体的(1+6)×(1+6)结构或(1+6)×(3+9)结构。

图2在垂直于帘线的轴线(再次假想为平直的且静止的)的横截面中示意性地显示了根据本发明的这样的多线股帘线(由C-1表示)的优选实例，其具有(1+6)×(3+9)结构，或者根据等同的命名法，具有1×(3+9)+6×(3+9)结构。在该实例中，7根外部线股(即，中心线股(J＝1)以及环绕其的6根外部线股(K＝6))的每一根都具有同样的(3+9)结构，以对应于图1中上述的基础线股(10)。正如可以看到的，本发明的该多线股帘线通过其单独线股进行原地橡胶处理而由填充橡胶(14)高度地渗透，从而使其抗疲劳腐蚀性提高。

根据另一个具体的且优选的实施方案，本发明的多线股帘线总共包括8根线股：形成芯部或内层(Ci)的一根中心线股以及形成外层(Ce)的7根外部线股，所述帘线例如具有更具体的1×(3+9)+7×(1+6)结构。

根据另一个具体的且优选的实施方案，本发明的多线股帘线总共包括9根线股：形成芯部或内层(Ci)的一根中心线股以及形成外层(Ce)的8根外部线股，所述帘线例如具有更具体的1×(3+9)+8×(1+6)或者1×(4+10)+8×(1+6)结构。

根据另一个具体的且优选的实施方案，本发明的多线股帘线总共包括10根线股：形成芯部或内层(Ci)的一根中心线股以及形成外层(Ce)的9根外部线股，所述帘线例如具有更具体的1×(3+9)+9×(1+6)或者1×(4+10)+9×(1+6)结构。

根据另一个具体的且优选的实施方案，本发明的多线股帘线总共包括11根线股：形成芯部或内层(Ci)的3根中心线股以及形成外层(Ce)的8根外部线股，所述帘线例如具有更具体的3×(1+6)+8×(1+6)或者3×(3+9)+8×(3+9)结构。

根据另一个具体的且优选的实施方案，本发明的多线股帘线总共包括12根线股：形成芯部或内层(Ci)的三根中心线股以及形成外层(Ce)的9根外部线股，所述帘线例如具有更具体的(3+9)×(1+6)或者(3+9)×(3+9)结构。

根据另一个具体的且优选的实施方案，本发明的多线股帘线总共包括13根线股：形成芯部或内层(Ci)的4根中心线股以及形成外层(Ce)的9根外部线股，所述帘线例如具有更具体的4×(1+6)+9×(1+6)或者4×(3+9)+9×(3+9)结构。

根据另一个具体的且优选的实施方案，本发明的多线股帘线总共包括14根线股：形成芯部或内层(Ci)的三根中心线股以及形成外层(Ce)的11根外部线股，所述帘线例如具有更具体的3×(3+9)+11×(1+6)结构。

根据另一个具体的且优选的实施方案，本发明的多线股帘线总共包括15根线股：形成芯部或内层(Ci)的三根中心线股以及形成外层(Ce)的12根外部线股，所述帘线例如具有更具体的3×(3+9)+12×(1+6)结构。

根据本发明的一个具体优选实施方案，本发明的多线股帘线可以包括本身包覆有未硫化状态的填充橡胶的芯部(要提醒的是，该芯部由J根线股构成，J从1至4变化)，该填充橡胶具有的配方等同于或不同于用于外部线股的原地橡胶处理的填充橡胶的配方。为此，如图7示意性地显示，对于形成本发明的帘线的外部线股，在K根外部线股的外层(Ce)通过绞合成缆而设置到位之前，使多线股帘线的芯部或内层(Ci)充分地穿过适当尺寸的挤出头。

图3在垂直于多线股帘线的轴线(假想为平直的且静止的)的横截面中示意性地显示了根据本发明的具有(1+6)×(3+9)结构的多线股帘线(由C-2表示)的实例，其中在(3+9)结构的6根外部线股围绕由此包覆的中心线股绞合成缆以便形成圆柱形外层Ce之前，形成其内层Ci的(3+9)结构的单根中心线股本身已经预先包覆有填充橡胶(16)。应当注意到，构成该帘线C-2的7根外部线股(10)本身利用填充橡胶(14)进行原地橡胶处理。

通过对其进行“两次”原地橡胶处理，即，在其在前制造过程中对单独线股进行原地橡胶处理并且在其绞合成缆的过程中对其本身进行原地橡胶处理，正如可以看到的，本发明的多线股帘线显示了填充橡胶(14、16)的更好的渗透性，本领域技术人员将认识到这是优秀抗疲劳腐蚀性的指示器。

用于包覆本发明的多线股帘线的芯部(该芯部由J根中心线股构成，J从1至4变化)的填充橡胶(16)的配方可以等同于或不同于用于对K根外部线股进行原地橡胶处理的填充橡胶(14)的配方。

与上述构成所述帘线的线股一样，本发明的多线股帘线可以为两种类型，即，紧凑型或更优选地为圆柱形层类型。其可以具有外缠丝或不具有外部缠丝，该外部缠丝由在与所述外部线股相同或相反方向(S或Z)上围绕K根外部线股螺旋缠绕的单根细丝线构成。

图4在垂直于线股的轴线(假想为平直的且静止的)的横截面中示意性地显示了能够用于具有(3+9)结构的本发明的多线股帘线中的优选线股的另一个实例。

该线股(2)为紧凑型的，也就是说，其内层(C1)和外层(C2)的丝线(21、22)以相同节距(p₁等于p₂)且以相同方向(S/S或Z/Z)缠绕。该类型的结构的结果是，丝线设置为两个同心且毗邻的层(C1和C2)，从而赋予线股(及其两个层)多边形而非圆柱形的外部轮廓E(如虚线所示)。

图4显示了填充橡胶(24)在非常轻微地撑开丝线的同时至少部分地填充了(在此，在本实例中为完全填充)由内层(C1)的三根丝线(21)限定边界的中心通道(23)，同时也填充了在一方面位于内层(C1)的3根丝线(21)和外层(C2)的9根丝线(22)之间的每一个毛细管或空隙(25)(作为实例，由三角形象征性地显示了这些毛细管或空隙中的部分)，这些丝线3根3根地结合。因此在该线股中呈现了总共12各毛细管(25)，这些毛细管要再加上中心通道。

图5在垂直于帘线的轴线(假想为平直的且静止的)的横截面中示意性地显示了具有1×(1+6)+6×(3+9)结构的根据本发明的多线股帘线(由C-3表示)的另一个优选实例。在该实例中，6根外部线股的每一根都具有同样的(3+9)结构，以对应于参考图4在前描述的线股(20)。形成本发明的多线股帘线的芯部的中心线股具有不同的结构，即(1+6)。正如可以看到的，本发明的该多线股帘线通过对其全部单独线股进行原地橡胶处理而由填充橡胶(24)高度地渗透，从而赋予其很高的抗疲劳腐蚀性。

图6示意性地显示了具有1×(1+6)+6×(3+9)结构的根据本发明的多线股帘线(由C-4表示)的另一个实例，其等同于前述帘线C-3的结构，但是其中在(3+9)结构的6根外部线股围绕由此包覆的中心线股绞合成缆以便形成圆柱形的外层(Ce)之前，形成其内层Ci的(1+6)结构的单根中心线股本身预先包覆有填充橡胶(26)。构成该帘线C-4的6根外部线股(10)通过填充橡胶(14)进行原地橡胶处理。

当J不等于1时，内层Ci的线股优选为以与外层Ce的线股相同的捻合方向(以螺旋捻距P_J)缠绕，即或者在S方向上缠绕(最终为S/S布置)或者在Z方向上缠绕(最终为Z/Z布置)。以相同的方向缠绕层Ci和Ce有利地使得这两层之间的摩擦最小化，从而使两者构成的基础线股的磨损也最小化。

更优选地，两层以相同方向(S/S或Z/Z)不同捻距(优选为以P_J＜P_K)进行缠绕，以便获得圆柱形层类型的多线股帘线，例如如图2和3所示。

优选地，在本发明的多线股帘线中，当J不等于1时，捻距P_J在15与45mm之间，更优选地在20与40mm之间。

根据另一个优选实施方案，当J不等于1时，满足如下关系：

0.5≤P_J/P_K≤1。

本发明当然涉及处于未固化状态(其填充橡胶随后未硫化)和固化状态(其填充橡胶随后硫化)中的上述多线股帘线。然而，优选地，本发明的多线股帘线与未固化状态中的填充橡胶一起使用，直到其随后结合到半成品或成品内，例如意在使用其的轮胎，从而在最终硫化过程中促进填充橡胶和周围橡胶基质(例如压延橡胶)之间的结合。

术语“金属帘线或线股”在本申请中作为定义应理解为表示主要由金属材料构成(即，从数量上看超过这些丝线的50％)或完全由金属材料构成(丝线的100％)的丝线所形成的帘线或线股。这些丝线优选为由钢制成，更优选为由碳钢制成。然而，当然也可以使用其它钢，例如不锈钢，或者其它合金。

当使用碳钢时，其碳含量(以钢的重量％计)优选为在0.4％与1.2％之间，特别是在0.5％与1.1％之间。这些含量表示轮胎所需机械属性和丝线的可行性之间的良好折衷。应该注意到，在0.5％与0.6％之间的碳含量最终使得这样的钢较为低廉，因为其更加容易拉制。根据需要的应用，本发明的另一个有利实施方案还可以是使用具有较低碳含量的钢，例如在0.2％与0.5％之间，这特别是因为其具有较低的成本并且丝线具有更好的可拉制性。

所使用的金属或钢，无论其具体为碳钢还是不锈钢，其本身都可以涂覆有金属层，该金属层例如改进了金属帘线和/或其组成元件的加工属性，或者改进了帘线和/或轮胎本身的使用属性，例如粘附、抗腐蚀或抗老化的属性。根据优选实施方案，所使用的钢涂覆有黄铜(Zn-Cu合金)层或锌层。需要回顾的是，在丝线制造工艺的过程中，黄铜或锌涂层使得丝线拉制更为容易，并且提高了丝线到橡胶的粘附性。然而，丝线可以涂覆有除了黄铜或锌之外的金属薄层，例如具有改进这些丝线的抗腐蚀性和/或其对于橡胶的粘附性的功能，例如Co、Ni、Al的薄层以及Cu、Zn、Al、Ni、Co、Sn复合物的两种或更多种的合金的薄层。

本发明的多线股帘线中所用的线股优选地由碳钢制成，并且具有的抗张强度(R_m)优选为大于2500MPa，更优选为大于3000MPa。帘线的每一根构成线股的总的断裂伸长率(由A_t表示)(其是帘线的结构上的弹性和塑性伸长率的总和)优选为大于2.0％，更优选为至少等于2.5％。

填充橡胶的弹性体(或者不加区别地称为“橡胶”，这两个术语视为同义词)优选为二烯弹性体，更优选地选自由下述材料构成的群组：聚丁二烯(BR)；天然橡胶(NR)；合成聚异戊二烯(IR)；各种丁二烯共聚物；各种异戊二烯共聚物；以及这些弹性体的共混物。这样的共聚物选自由下述材料构成的群组：丁二烯-苯乙烯(SBR)共聚物(无论其是通过乳液聚合(ESBR)还是通过溶液聚合(SSBR)制备的)；丁二烯-异戊二烯(BIR)共聚物；苯乙烯-异戊二烯(SIR)共聚物；以及苯乙烯-丁二烯-异戊二烯(SBIR)共聚物。

一个优选的实施方案是使用异戊二烯弹性体，即异戊二烯的均聚物或共聚物，换句话说，选自下述材料构成群组的二烯弹性体：天然橡胶(NR)；合成聚异戊二烯(IR)；各种异戊二烯共聚物；以及这些弹性体的共混物。异戊二烯弹性体优选为天然橡胶或顺-1，4型的合成聚异戊二烯。在这些合成聚异戊二烯之中，优选地使用具有顺-1，4键含量(摩尔％)大于90％(更优选地还大于98％)的聚异戊二烯。根据其它优选实施方案，二烯弹性体还可以是全部或部分地为另一种二烯弹性体，例如，可选地与另一种弹性体(例如BR类型的弹性体)混合的SBR弹性体。

填充橡胶可以包含一种或更多种弹性体(特别是二烯弹性体)，这种弹性体或这几种弹性体可以结合除了二烯弹性体之外的任意合成弹性体一起使用，甚至结合除了弹性体之外的聚合物一起使用。

填充橡胶优选为是可交联的，即其定义为包含适合的交联系统，该交联系统使得混配物在其固化的同时(即，在变硬而不熔化的同时)进行交联。从而，在这样的情况下，这种橡胶混配物可以称为“不可熔化的”，因为其在任意温度下都不会由于加热而熔化。优选地，在二烯橡胶混配物的情况下，橡胶包覆的该交联系统是硫化系统，即基于硫(或基于给硫剂)和至少一种硫化加速剂的系统。可以将各种已知的硫化活性剂添加至这种基础的硫化系统。所使用的硫的优选量在0.5与10phr之间，更优选为在1与8phr之间，并且所使用的硫化加速剂(例如亚磺酰胺)的优选量在0.5与10phr之间，更优选为在0.5与5.0phr之间。

然而，本发明还适用于填充橡胶不包含硫甚至不包含其它交联系统的情况，假设为了对其进行交联，橡胶基质(该橡胶基质为本发明的帘线意在增强的橡胶基质，并且通过与所述周围基质接触而能够转移到填充橡胶内)中存在的交联或硫化系统是足够的。

除了所述交联系统之外，填充橡胶还可以包含用于制造轮胎的通常在橡胶基质中使用的所有或某些添加剂，例如：增强填料(例如碳黑或诸如二氧化硅的无机填料)；偶联剂；抗老化剂；抗氧化剂；增塑剂或油填充剂(无论该油填充剂为芳香型还是非芳香属性，特别是非常弱的芳香油或非芳香油，例如为环烷或链烷类型，具有较高或优选较低的粘度)、MES或TDAE油；具有30℃以上的高T_g的增塑树脂；加工助剂(用于使得处理未固化状态中的混配物变得更容易)；增粘树脂；抗硫化返原剂；亚甲基受体和供体(例如HMT(六次甲基四胺)或H3M(六甲氧甲基三聚氰胺))；增强树脂(例如间苯二酚或双马来亚酰胺)；金属盐类型(例如特别是钴或镍盐)的已知助粘剂系统，具体如专利申请WO2005/113666所述。

增强填料(例如碳黑或无机增强填料，比如二氧化硅)的量优选为大于50phr，例如在60与140phr之间。更优选为大于70phr，例如在70与120phr之间。所有的炭黑均为合适的炭黑，尤其是常规用于轮胎中的HAF、ISAF、SAF型炭黑(称为轮胎级炭黑)。在后者之中，可以更加具体地提及ASTM300、600或700级的碳黑(例如，N326、N330、N347、N375、N683和N772)。合适的增强无机填料特别地为二氧化硅(SiO₂)型矿物填料，特别是具有的BET表面积小于450m²/g，优选为从30至400m²/g的沉淀二氧化硅或煅制二氧化硅。

根据本说明书，本领域技术人员将会明白，如何调节填充橡胶的配方以实现所需的属性水平(特别是弹性模量)，以及如何使得这种配方适合预期的特定应用。

根据本发明的第一实施方案，填充橡胶的配方可以选择为与本发明的帘线意在增强的橡胶基质的配方等同。因此，在各个材料即填充橡胶和所述橡胶基质之间不会存在兼容性的问题。

根据本发明的第二实施方案，填充橡胶的配方可以选择为与本发明的帘线意在增强的橡胶基质的配方不同。具体而言，填充橡胶的配方可以通过以下方法进行调节：使用相对大量的助粘剂(典型地例如从5至15phr的金属盐，例如钴盐、镍盐或钕盐)，并且有利地在周围的橡胶基质中减少所述助粘剂的量(或者甚至将其完全省略)。

优选地，在交联状态下，填充橡胶的拉伸正割模量E10(在10％伸长率下)在5与25MPa之间，更优选为在5与20MPa之间，特别地在从7至15MPa的范围中。

本领域技术人员应当理解，本发明的上述多线股帘线中使用的线股能够可选地利用基于处理二烯弹性体之外的弹性体(特别是热塑性弹性体(TPEs)，例如聚氨酯(TPU)弹性体)的填充橡胶进行原地橡胶处理，众所周知，其不需要进行交联或者硫化，但是其在工作温度下具有的属性与硫化的二烯弹性体的属性相近。

然而，并且具体地优选地，如上所述，本发明利用基于二烯弹性体的填充橡胶进行，具体地利用特别适合这种弹性体的特定制造工艺进行，该制造工艺如下详述。

II-2、本发明的多线股帘线的制造

A)基础线股的制造

优选为利用二烯弹性体进行原地橡胶处理的上述的(L+M)结构的基础线股能够利用特定工艺进行制造，该特定工艺包括如下步骤，这些步骤优选为依次连续进行：

-首先，当L不等于1时，进行组装步骤，其中将L根芯部丝线捻合在一起以便在组装点处形成内层(C1)；

-然后，在组装L根芯部丝线所述点的上游(L不等于1)，进行包覆步骤，其中利用未固化(即，未交联)的填充橡胶包覆内层(C1)；

-随后进行组装步骤，其中外层(C2)的M根丝线围绕由此包覆的内层(C1)捻合；

-然后进行最终的捻合-平衡步骤。

在此要回顾的是，对于组装金属丝线有两种可行的技术：

-或者通过绞合成缆：在这种情况下，丝线不承受围绕其自身轴线的捻合，因为组装点之前和之后存在同步旋转；

-或者通过捻合：在这种情况下，丝线承受围绕其自身轴线的集体捻合和单独捻合，从而在每根丝线上以及在帘线本身上产生解捻扭矩。

上述工艺的一个基本特征是，对于组装内层C1以及组装外层C2都使用捻合步骤。

在L等于1的情况下，也就是说，在外层(C2)的M根丝线通过围绕由此包覆的芯部丝线捻合而进行组装之前，单根芯部丝线进行利用未固化状态的填充橡胶的包覆的步骤。

在第一步骤的过程中，L根芯部丝线捻合在一起(S或Z方向)，从而通过本身已知的方式形成内层C1；丝线通过诸如线轴、分离网格的供应装置进行输送，其可以联接至组装引导件或可以不联接至组装引导件，并用于使得芯部丝线会聚在公共捻合点(或者组装点)上。

然后，由此形成的内层(C1)利用未固化填充橡胶进行包覆，未固化填充橡胶是在合适的温度下通过挤出螺栓供给的。从而，填充橡胶可以借助于单个挤出头输送到小体积的单个固定点，而不必像现有技术中那样在形成内层之前在组装操作的上游对丝线进行单独包覆。

该工艺具有的显著优点是不会减慢常规组装过程。从而可以使初始捻合、橡胶处理和最终捻合的完全操作可以高速地依次执行并按照单个步骤执行，无论所生产的线股的类型如何(紧凑线股或圆柱形分层线股)。上述工艺可以以大于70m/min(优选为大于100m/min)的速度(线股在捻合-橡胶处理线上的行进速度)执行。

在挤出头的上游，施加在L根丝线上的张力优选地在丝线断裂强度的10％与25％之间，并且在丝线与丝线之间基本等同。

挤出头可以包括一个或更多模具，例如上游引导模具和下游整形模具。可以添加用于连续测量和控制线股直径的装置，这些装置可以连接至挤出机。优选地，挤出填充橡胶复合物的温度在60℃与120℃之间，更优选为在70℃与110℃之间。从而，挤出头限定了具有回转圆柱形式的加包覆区域，其直径例如为在0.4mm与1.2mm之间，其长度例如为在4与10mm之间。

由挤出头输送的填充橡胶的量可以容易地进行调节，从而在最终L+M线股中，该量在每g线股中介于5与40mg之间，优选为在每g线股中介于5与35mg之间，更加特别地为在每g线股中介于10与30mg之间。

优选地，在挤出头的出口处，内层C1在其周边的任意点处都覆盖有最小厚度的填充橡胶，该厚度优选为大于5μm，更优选为大于10μm，例如在10和50μm之间。

在上述包覆步骤的末尾，在新步骤的过程中执行最终组装，这种最终组装是再次通过围绕由此包覆的内层(C1)对外层(C2)的M根丝线进行捻合(S或Z方向)而进行的。在捻合操作的过程中，M根丝线对填充橡胶施压，从而变为包在其中。填充橡胶在由这些外部丝线所施加的压力下移动，然后自然地具有了一种趋势，即至少部分地填充在内层(C1)和外层(C2)之间由丝线留空的每个空隙或空腔。

然而，在这个阶段，仍未完成L+M线股：具体而言，当L不等于1或2时，由3或4根芯部丝线限定边界的其中心通道尚未充满填充橡胶，或者不管哪种情况都尚未充满到足以获得可接受的不透气性。

随后的重要步骤包含：使得这样具有了其未固化状态下的填充橡胶的线股穿过捻合-平衡装置，以便获得所谓的“捻合-平衡的”帘线(也即实际上不具有残留捻合的帘线)。如本领域技术人员公知地，术语“捻合-平衡”在此意指对施加在内层和外层中的线股的每根丝线上的残留扭矩(或者解捻回弹力)进行消除。

对于捻合领域的技术人员而言捻合-平衡工具是已知的。其例如可以由“矫直机”和/或“捻合机”和/或“捻合机-矫直机”构成，其或者在捻合机的情况下由滑轮构成，或者在矫直机的情况下由小直径辊子构成，在单个平面中或者优选为在至少两个不同的平面中，线股穿过所述滑轮或辊子。

提出一种在后假设，在穿过该平衡工具时，作用在L根芯部丝线上的解捻力(其使得这些丝线围绕其轴线至少部分地反向旋转)足以压迫处于生胶状态(即未交联或未固化状态)中的仍然很热并且具有相对流动性的填充橡胶，从而从外部朝向线股的中心对其进行驱动，直接进入由L根丝线形成的中心通道，最终赋予本发明的多线股帘线的构成帘线以极好的不透气属性作为其特征。通过使用矫直工具而提供的矫直功能还具有如下优点：矫直机的辊子和外层的丝线之间的接触将会在填充橡胶上施加额外的压力，从而进一步促进其渗透到由L根芯部丝线形成的中心毛细管内。

换句话说，在线股制造的最终阶段，上述工艺利用了L根芯部丝线的旋转，从而在极好地控制填充橡胶的量的同时，将填充橡胶均匀地自然分配到内层(C1)内或内层(C1)周围。本领域技术人员将具体知道如何调节捻合-平衡装置的滑轮和/或辊子的布置和直径，以便改变施加在各个丝线上的径向压力的强度。

从而，意想不到的是，已经证明了通过将橡胶复合物沉积在在L根丝线的组装点的下游而非上游，如现有技术所述，可以使得填充橡胶渗透到本发明的多线股帘线的每个线股的正芯部，同时由于使用了单个挤出头，还对输送的填充橡胶的量进行了控制和优化。

在该最终捻合-平衡步骤之后，就通过其未固化状态的填充橡胶进行的原地橡胶处理而完成了外部线股的制造。在对基础线股绞合成缆以获得本发明的多线股帘线的后续操作之前，这种线股能够缠绕到一个或更多卷紧线轴上用于存储。

当然，该制造工艺适用于紧凑型外部线股的制造(要提醒的是，并且作为定义，该紧凑型外部线股的层C1和C2以相同捻距和相同方向进行缠绕)，也适用于圆柱形层类型的帘线的制造(要提醒的是，并且作为定义，该圆柱形层类型的帘线的层C1和C2或者以不同捻距缠绕，或者以相反方向缠绕，或者既以不同捻距又以相反方向缠绕)。

根据本发明的一个具体的优选实施方案，上述工艺可以制造外部线股，并由此制造在其周边上不具有(或实质上不具有)填充橡胶的多线股帘线。这一表述的意思是在每个外部线股的周边上或者在本发明的多线股帘线的周边上用肉眼看不见填充橡胶的颗粒。也就是说，在制造之后，本领域技术人员在三米或更长的距离处用肉眼看不出根据本发明的多线股帘线的线轴和尚未进行原地橡胶处理的常规多线股帘线的线轴之间存在任何差别。

能够用于实施上述工艺的组装和橡胶处理设备是这样一种设备，其在制造中的线股的前进方向上从上游端至下游端包括：

-用于供应L根芯部丝线的装置；

-当L不等于1时，用于通过捻合L根芯部丝线以形成内层(C1)的对L根芯部丝线进行组装的装置；

-用于包覆内层(C1)的装置；

-用于通过围绕由此包覆的内层捻合M根外部丝线以形成外层(C2)的对M根外部丝线进行组装的装置，其位于所述包覆装置的出口处；以及

-最后的捻合-平衡装置。

附图7显示了旋转供应/旋转接收器类型的捻合组装设备(100)的实例，其可以用于制造圆柱形分层类型的线股(层C1和C2具有不同的捻距p₁和p₂以及/或者不同的捻合方向)，例如如图1所示的(3+9)结构。在该设备(100)中，供应装置(110)经过分配网格(111)(轴对称分配器)输送M根(例如三根)芯部丝线(11)，其可以连接或不连接到组装引导件(112)，过了该件后M根丝线(11)会聚在组装点或捻合点(113)上，以便形成内层(C1)。

一旦形成以后，内层C1接着穿过包覆区域，其例如由内层意在穿过的单个挤出头(114)构成。会聚点(113)和包覆点(114)之间的距离例如介于50cm和1m之间。由供应装置(120)输送的外层(C2)的N根丝线(12)(例如九根丝线)然后通过围绕由此进行橡胶处理的内层C1捻合而进行组装，从而在箭头所示的方向上前进。由此形成的线股C1+C2在已经穿过捻合-平衡装置(130)之后，最终收集在旋转接收器(140)上，该捻合-平衡装置(130)例如由矫直机构成或者由捻合机-矫直机构成。

在此需要回顾的是，正如本领域技术人员所公知的，为了制造紧凑型(3+9)线股(层C1和C2具有等同的捻距p₁和p₂以及等同的捻合方向)，将使用的设备(100)此时具有单个旋转构件(供应器或接收器)，而非图4中以实例的方式示意性地显示的两个。

B)多线股帘线的制造

按照本领域技术人员公知的方式，通过利用设计用于组装线股的绞合成缆或捻合机械来使先前获得的基础线股绞合成缆或捻合从而执行用于制造本发明的多线股帘线的工艺。

当J大于1时，构成本发明的帘线芯部的J根线股(J从2至4变化)优选为通过绞合成缆进行组装。正如前文已指出的，根据一个可行的优选实施方案，本发明的多线股帘线的芯部本身可以包覆有填充橡胶，其配方可以等同于或不同于用于对K根外部线股进行原地橡胶处理所用的填充橡胶的配方。

II-3、多线股帘线作为轮胎的胎冠增强件的用途

本发明的多线股帘线可以用于增强除了轮胎之外的制品，例如软管、皮带、运输带；有利地，其还能够用于增强轮胎的除了其胎冠增强件之外的部分，特别是用于工业车辆的轮胎的胎体增强件。

然而，正如在本文的引言部分中解释的那样，本发明的帘线特别地旨在作为大型工业车辆的轮胎胎冠增强件，这些车辆例如为土木工程车辆，特别是矿用类型的土木工程车辆。

例如，图8高度示意性地显示了穿过具有金属胎冠增强件的轮胎的径向横截面，在这种概括性的描述中，该金属胎冠增强件可以是根据本发明的增强件，也可以不是。

该轮胎1包括胎冠2(由胎冠或带束层增强件6增强)、两个侧壁3和两个胎圈4，这些胎圈4中的每一个由胎圈线5进行增强。胎冠2由胎面进行覆盖(在该示意图中未示出)。胎体增强件7围绕每一个胎圈4中的两根胎圈线5缠绕，该增强件7的向上包边8例如放置为朝向轮胎1的外部，此处显示为安装在轮胎的轮辋9上。通过本身已知的方式，胎体增强件7由通过“径向”帘线增强的至少一个帘布层形成，也即这些帘线实际上彼此平行并且在胎圈与胎圈之间延伸，从而与周向中平面(垂直于轮胎的旋转轴线的平面，该平面位于两个胎圈4中间，并且穿过胎冠增强件6的中央)形成在80°和90°之间的角度。

根据本发明的轮胎的特征在于，其带束层6至少包括根据本发明的多线股帘线，以作为至少一个带束帘布层的增强件。在图7中以相当简洁的方式示意性地显示的该带束层6中，应当理解，本发明的多线股帘线可以例如对所谓的“工作”带束帘布层中的某些或全部进行增强。当然，众所周知，该轮胎1还包括橡胶复合物或弹性体的内层(通常称为“内衬”)，其限定了轮胎的径向内面并且意在保护胎体帘布层免受来自轮胎内部空间的空气的扩散的影响。

III、本发明的实施方案

以下测试表明了本发明提供的多线股帘线的能力，特别在用作轮胎带束层时，其耐久性显著提高，这是因为这些帘线的构成线股的不透气性极好。

III-1、所使用丝线和帘线的性质和属性

在以下测试中，将如图1示意性地显示的由精细黄铜涂覆的碳钢丝线形成的3+9结构的两层帘线用作基础线股。

碳钢丝线是通过已知的方式制备的，例如来自丝线托盘(直径为5至6mm)，其首先通过轧制和/或拉制进行硬化加工，降低为接近1mm的中间直径。用于根据本发明的帘线C-1的钢为SHT(超高抗拉)碳钢，其碳含量为大约0.92％，并且包含大约0.2％的铬，由铁和通常不可避免的杂质(由于钢制造工艺而导致)构成了平衡。

中间直径的丝线在其随后的转换之前经受脱脂和/或酸浸处理。在黄铜涂层已经沉积这些中间丝线上之后，通过使用拉制润滑剂在潮湿介质中对其冷拉而在每根丝线上进行称为“最终”硬化加工的操作(即在最终铅淬火热处理之后)，所述拉制润滑剂例如为水乳液或水分散体的形式。

由此拉制的钢丝线具有如下直径和机械属性：

表1

钢	φ(mm)	F_m(N)	R_m(MPa)
				SHT	0.30	226	3200

然后，这些丝线以(3+9)结构的两层线股(在图1中由10表示)的形式进行组装，其机械属性在从根据本发明的多线股帘线(捻距P_K等于40mm的(1+6)×(3+9)结构的多线股帘线，如图2示意性地显示)抽取的线股上进行测量，并且在表2中给出。

表2

线股	p₁(mm)	p₂(mm)	F_m(daN)	R_m(MPa)
					3+9	7.5	15.0	256	3040

如图1中示意性地显示的(3+9)结构的该线股(10)由直径全部为0.30mm的总共12根丝线形成，这些丝线以不同捻距以及相同的捻合方向(S/S)缠绕，以便获得圆柱形分层类型的线股。根据上述第I-3节中所述的方法所测量的填充橡胶的量为每g线股中是22mg。

为了制造该线股，使用诸如上述的且示意性地显示于图7中的设备。填充橡胶为用于轮胎胎冠增强件的常规橡胶混配物。该混配物是通过尺寸为0.700mm的整形模具在90℃的温度下挤出的。

III-2、透气性测试

如上制造的(3+9)结构的线股还在4cm(等于P_K)的线股长度上经历的第I-2节中描述的透气性测试，从而测量在1分钟内穿过线股的空气体积(以cm³计)(对于所测试的每一根线股的10次测量取平均)。

对于测试的每一根线股(10)并且对于100％的测量(即对于十次测量中的十个样本)，测量出零或小于0.2cm³/min的速率。换句话说，本发明的帘线的线股沿着其轴线可以被称为是气密的，因此它们被橡胶进行了最佳的渗透。

此外，通过单独包覆内层C1的单根丝线或者三根丝线中的每一根丝线而制备了原地橡胶处理的并且与上述线股(10)具有相同结构的比较帘线。如现有技术(根据前述的US申请2002/160213)所述的那样，在组装点的上游，使用此时设置的可变直径(320至410μm)的挤出模具执行该包(顺列包覆和捻合)。为了进行严格对比，还对填充橡胶的量进行调节，从而使其在最终线股中的量(利用第I-3节的方法测得，在5与30mg/g线股之间)接近本发明的多线股帘线的线股中的量。

在对单根丝线进行包覆的情况下，无论所测试的线股如何，都发现这些测量100％地(即，对于10次测量中的10个样本)显示了大于2cm³/min的空气流速。根据所使用的操作条件，特别是所测试的挤出模具的直径，所测量的平均流速从16变化到61cm³/min。换句话说，所测试的上述比较线股中的每一根都不能够被称为是沿着其纵向轴线气密的(在第I-2节中测试的意义上)。

在单独包覆三根丝线中的每一根丝线的情况下，尽管在许多情况下证明所测得的平均流速小于2cm³/min，但是观察到，所获得的线股在其周边处具有相对大量的填充橡胶，从而使其不适合在工业条件下进行压延。

综上所述，由于其构成的外部线股的特定结构以及对其特征化的优秀不透气性，所以本发明的多线股帘线能够具有提高的抗疲劳和抗疲劳腐蚀性，同时满足在工业条件下的通常绞合成缆和橡胶处理的要求。

Claims

1.一种多线股金属帘线(C-1)，具有J+K结构的两层(Ci、Ce)，所述多线股金属帘线能够用于增强工业车辆的轮胎，这两层(Ci、Ce)由内层(Ci)和外层(Ce)构成，包括J根线股的芯部形成所述内层(Ci)，J从1至4变化，K根外部线股以在20与70mm之间的螺旋捻距P_K围绕该芯部螺旋缠绕形成围绕所述内层(Ci)的所述外层(Ce)，每一根外部线股：

由进行原地橡胶处理的具有L+M结构的两层(C1、C2)的帘线构成，这两层(C1、C2)包括直径为d₁的L根丝线构成的内层(C1)以及直径为d₂的M根丝线构成的外层(C2)，L从1至4变化，M等于或大于5，这M根丝线围绕所述内层(C1)以捻距p₂螺旋缠绕在一起；并且

具有如下特征，其中d₁、d₂和p₂以mm计：

0.10＜d₁＜0.50；

0.10＜d₂＜0.50；

6＜p₂＜30；

所述每一根外部线股的内层包覆有称为“填充橡胶”的橡胶混配物；

在螺旋捻距等于P_K的外部线股的任何长度上，所述填充橡胶存在于由所述内层(C1)的L根丝线以及所述外层(C2)的M根丝线限定边界的每一个毛细管中，而且存在于在L等于3或4时由所述内层(C1)的L根丝线限定的中心通道中；并且

在所述外部线股中的填充橡胶的量在每g线股内介于5与40mg之间，每根外部线股在其周边上都没有填充橡胶。

2.根据权利要求1所述的多线股金属帘线，其中，在每个外部线股中，满足如下特征：

0.15＜d₁＜0.35；

0.15＜d₂＜0.35。

3.根据权利要求1或2所述的多线股金属帘线，其中，在每个外部线股中，p₂在从12至25mm的范围内。

4.根据权利要求1所述的多线股金属帘线，其中，P_K在从25至60mm的范围内。

5.根据权利要求4所述的多线股金属帘线，其中，P_K在从30至50mm的范围内。

6.根据权利要求1所述的多线股金属帘线，其中，P_K满足关系：

1.5≤P_K/p₂≤3.0。

7.根据权利要求1所述的多线股金属帘线，其中，在每个外部线股中，L等于1。

8.根据权利要求7所述的多线股金属帘线，其中，在每个外部线股中，L等于1且M等于5、6或7。

9.根据权利要求1所述的多线股金属帘线，其中，在每个外部线股中，L不等于1，且直径为d₁的L根丝线以满足如下关系的捻距p₁螺旋缠绕：

20＜p₁/d₁＜100。

10.根据权利要求1所述的多线股金属帘线，其中，在每个外部线股中，L不等于1，且直径为d₁的L根丝线以满足如下关系的捻距p₁螺旋缠绕：

0.5≤p₁/p₂≤1。

11.根据权利要求10所述的多线股金属帘线，其中，在每个外部线股中，p₁处于从6至30mm的范围内。

12.根据权利要求11所述的多线股金属帘线，其中，在每个外部线股中，p₁处于从6至25mm的范围内。

13.根据权利要求9所述的多线股金属帘线，其中，在每个外部线股中，p₁等于p₂。

14.根据权利要求1所述的多线股金属帘线，其中，在每个外部线股中，所述外层为饱和层。

15.根据权利要求1所述的多线股金属帘线，其中，所述芯部的J根线股的每一根本身由L+M结构的两层帘线形成，J从1至4变化，所述L+M结构的两层帘线满足根据权利要求1的K根外部线股的特征。

16.根据权利要求1所述的多线股金属帘线，其中，所述帘线的芯部本身包覆有橡胶填充复合物，所述芯部由J根线股形成，J从1至4变化。

17.一种轮胎，包括根据权利要求1所述的多线股金属帘线。