CN102666133B - 用于重载车辆的车轮的轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种轮胎，该轮胎包括：包括至少一个胎体帘布层（101）的胎体结构；相对于所述胎体结构施加在径向外部位置的带束层结构（105）；以及相对于所述胎体结构施加到径向外部位置的胎面带（106）。所述带束层结构（105）优选包括至少一个加强条带（105d），该至少一个加强条带并入有多个基本沿周向设置的加强元件。加强元件优选包括至少一根高伸长率金属帘线（200）。金属帘线包括多根捻合的股线（201），每根股线（201）优选包括中央丝线（202）和布置成围绕所述中央丝线（202）形成单个圆形外圈的多根外丝线（203a-203f），其中所述中央丝线（202）的直径大于外丝线（203a-203f）的直径。

Description

用于重载车辆的车轮的轮胎
技术领域
本发明涉及用于诸如货车、公共汽车或拖车的重载车辆的车轮的轮胎，更一般地用于其中轮胎经受高负载的车辆的车轮的轮胎。本发明尤其涉及包括具有改进的加强元件的至少一个加强条带的这类轮胎。
背景技术
通常，轮胎典型地包括胎体结构，胎体结构具有分别与胎圈结构相关联的侧边缘，每个胎圈结构典型地包括至少一个胎圈芯和至少一个胎圈填料。
在相对于胎体结构的径向外部位置，设有包括一个以上带束层的相关的带束层结构。
在相对于带束层结构的径向外部位置施加胎面带。
在用于重载车辆的车轮的轮胎中，带束层结构可包括至少一个侧加强条带，该加强条带并入多个加强元件，加强元件优选是金属帘线。这些加强元件基本沿周向设置，相对于与轮胎赤道面平行的平面形成几度的角（小于5°）。加强条带的加强元件典型地涂覆有硫化弹性体材料。
另外，用于重载车辆的车轮的轮胎的带束层结构可包括附加带束层。该附加带束层也称为“防石带束层（stone protecting belt）”，是带束层结构的径向最外层，并且用作防止石头和/或碎片朝向轮胎结构的内层穿过的保护层。
胎侧也施加到胎体结构的侧表面，每个表面从胎面带的一个侧边缘延伸直到其相应的胎圈结构。
JP 11-21774描述了一种金属帘线，其包括芯股线和围绕芯股线布置的六根外股线，一共设有七根股线。每根股线包括芯丝线和围绕芯丝线布置的六根外丝线。根据JP 11-21774，芯股线的芯丝线的直径dc和芯股线的外丝线的直径ds成1.0<dc/ds≤1.10的关系。
US 5,461,850包括帘线，该帘线包括芯股线和包围芯股线的九根周边股线。芯股线具有直径D1，周边股线具有直径D2。根据US5,461,850，芯股线的直径与周边股线的直径的比例大于预定值，以允许橡胶穿过。
JP 2001020188A和US 6,817,395B2公开了其它金属帘线。EP1813444A2公开了一种用于重载车辆的车轮的轮胎。
发明内容
用于诸如货车、公共汽车、拖车等的重载车辆的车轮的轮胎典型地处于非常严厉的使用条件下：该轮胎可能在困难的环境中使用（意味着例如较低或较高的温度，与多尘或者泥泞的表面或者具有多种凹凸不平的表面接触），并且必须具有非常高的抵抗性。还期望的是该类型的轮胎的结构应该具有提高的抵抗特性，部分是因为这些特性之后使轮胎能够翻新胎面。如所知的，对轮胎翻新胎面基本包括移除磨损的胎面带并且施加新的胎面带。因此为了能够对轮胎翻新胎面，轮胎的结构（指胎体结构和带束层结构）必须基本完整并且一定不能表现任何弱点。
通常，金属加强元件上的腐蚀现象损害了用于重载车辆的车轮的轮胎的完整性。腐蚀现象特别易于在加强径向最外带束层的金属元件中发生。
如果从视觉或者其它检验中发现所述金属加强元件被腐蚀，那么轮胎不能被翻新胎面并且必须丢弃胎体。
申请人已经提出了轮胎中，尤其是用于重载车辆的车轮的轮胎中典型地呈金属帘线形式的金属加强元件的腐蚀问题。
申请人观察到，包括具有基本沿周向设置的帘线的侧加强层的、用于重载车辆的车轮的轮胎能够特别易于发生腐蚀现象。
申请人相信，该更多的暴露于腐蚀现象是由于不罕见的事件，其中水或其它氧化剂通过由带尖的和/或切割物体（例如钉、石头或类似物体）产生的撕裂而到达上述基本周向设置的帘线。
申请人尤其相信，如果产生允许水（或更一般地氧化剂）到达金属帘线的撕裂，那么水可能不仅腐蚀撕裂位置处的帘线，而且能够周向沿着帘线的不能忽略的长度行进并且进行破坏。在极端情况下，随着时间流逝，帘线处的撕裂最终导致对整个受影响帘线的破坏。代替或者附加于腐蚀破坏帘线的是，帘线与一个或多个加强层中弹性体材料之间的结合会劣化。
由于帘线破坏，在极端情况下轮胎会发生故障。在不那么极端的情况下轮胎由于帘线的腐蚀和/或帘线与弹性体材料之间的结合劣化而不可能翻新胎面。因此重建者应该丢弃轮胎，因为不能确保其长期的完整性和可靠性。
申请人已经提出了克服这些缺点的问题，并且提出了确保局部破坏不会影响延长长度的金属帘线的问题。
申请人已经发现，该问题能够通过以下方式解决：提供利用具有扭转股线的高伸长率金属帘线加强的带束层，每根股线包括中央丝线和布置成围绕中央丝线形成单个圆形外圈的外丝线，其中有利地，中央丝线的直径大于外丝线的直径。
术语“高伸长率金属帘线”表示以下帘线：
a．具有至少3.5%的断裂伸长率，并且优选地，
b．具有1%至3%的部分负载伸长率。“部分负载伸长率”指的是当帘线受到50N的拉力时获得的百分比伸长率与当帘线受到2.5N的拉力时获得的百分比伸长率之间的差。
以上特征“a”（高断裂伸长率）通过BISFA E6方法（国际人造纤维标准化局，用于测试钢轮胎帘线的国际协议方法，1995版）计算。以上特征“b”（高部分负载伸长率%）通过BISFA E7方法（国际人造纤维标准化局，用于测试钢轮胎帘线的国际协议方法，1995版）计算。
申请人已经发现，该方案没有显著增加高伸长率帘线中橡胶的低穿透性。尽管如此，令人惊奇的是申请人观察到在减少连续氧化以及减少帘线与弹性体材料之间的结合劣化的方面得到了显著的改进。申请人相信，这是由于在一根外丝线与另一外丝线之间形成小的不连续且不均匀的槽道和/或间隙，少量的弹性体材料穿入该槽道和/或间隙中。在申请人看来，这些填充有弹性体材料的槽道和/或间隙的交变在实践中导致形成弹性体材料“塞子（plug）”。在周向加强条带中沿着帘线基本随机产生的这些不连续塞子阻止和/或中断了可能进入直到帘线的水（或者更一般地氧化剂）的周向路径。结果，氧化剂不能腐蚀和侵袭帘线的整个长度，和/或帘线与弹性体材料之间的结合。
在第一方面中，本发明涉及用于重载车辆的车轮的轮胎，该轮胎包括：包括至少一个胎体帘布层的胎体结构；相对于所述胎体结构施加在径向外部位置的带束层结构；以及相对于所述胎体结构施加到径向外部位置的胎面带。带束层结构包括至少一个加强条带，该至少一个加强条带并入有多个基本沿周向设置的加强元件。加强元件包括至少一根高伸长率金属帘线。该金属帘线包括多根捻合的股线，每根股线包括中央丝线和布置成围绕中央丝线形成单个圆形外圈的多根外丝线。有利地，中央丝线的直径大于外丝线的直径。
根据另一方面，本发明提供一种高伸长率金属帘线，该金属帘线包括多根捻合的股线。每根股线包括中央丝线和布置成围绕中央丝线形成单个圆形外圈的多根外丝线。有利地，中央丝线的直径大于外丝线的直径。
根据另一方面，本发明提供一种橡胶涂覆条带，其包括至少一根高伸长率金属帘线和覆盖所述至少一根金属帘线的聚合物基体。橡胶涂覆条带是具有纵向轴线的细长形状。金属帘线基本平行于橡胶涂覆条带的所述纵向轴线设置。该金属帘线包括多根捻合的股线。每根股线优选包括中央丝线和布置成围绕所述中央丝线形成单个圆形外圈的多根外丝线。有利地，中央丝线的直径大于外丝线的直径。
在一个以上的上述方面中，本发明可包括一个以上的下述优选特征。
在特定实施例中，金属帘线包括两根或三根股线。
优选地，金属帘线包括至少三根股线。
根据一些实施例，金属帘线包括五至六根的多根外丝线。
优选地，金属帘线的中央丝线的直径比多根外丝线的直径大出优选不大于25%的百分比。根据一些实施例，中央丝线的直径比多根外丝线的直径大出外丝线的直径的大约5%至大约7%的百分比。
带束层结构可包括至少两个径向叠置的主带束层，主带束层并入有多个基本彼此平行的加强元件。在每层中，加强元件优选相对于轮胎的周向倾斜，并且定向成相对于相邻层的加强元件彼此相交。
加强条带可有利地布置在所述至少两个主带束层径向外部的位置。
在优选实施例中，加强条带有利地布置在所述至少两个主带束层的径向最外层的相应轴向外端处。
加强条带可以制成为包括至少一个所述加强元件的细长元件的多个轴向相邻的绕线。
细长元件可以包括一到五个所述加强元件。
可选地，加强条带可以制成为包括多个所述加强元件的橡胶涂覆带的多个径向叠置的绕线。
可以在所述至少两个主带束层之间施加附加加强条带。在一个实施例中，该附加加强条带可设置在所述至少两个主带束层之间的轴向外部位置。
附加加强条带可施加在所述至少一个胎体帘布层与径向最内的带束层之间。在一个实施例中，该附加加强条带可在所述至少两个主带束层之间设置在所述至少一个胎体帘布层与径向最内的带束层之间的轴向外部位置。
有利地，本发明改进了轮胎翻新胎面的能力，因为当轮胎翻新胎面时轮胎不通过检验而丢弃的轮胎的百分比大大降低。
附图说明
在以下对本发明某些优选实施例的描述中，本发明的其它特征和优点将更清楚。下面的描述不是限制性说明，并且参照附图阅读，附图中：
图1a和1b是通过根据本发明的实施例的轮胎的截面；
图2a、2b和2c是通过弹性体材料条带的示意性截面，该弹性体材料条带具有加强元件以制造用于图1a中所见的轮胎的带束层结构的侧向加强条带；
图3a和3b是通过弹性体材料带的示意性截面，该弹性体材料带具有加强元件以制造用于图1b中所见的轮胎的带束层结构的侧向加强条带；
图4是通过本发明一个实施例中用于带束层结构的加强元件的示意性截面；
图5是三个不同加强元件的力/伸长率图表，其中一个加强元件是已知的，两个加强元件是根据本发明的实施例；并且
图6是图5中所见的力/伸长率图表的放大部分。
具体实施方式
为了简化，图1a和1b仅示出了轮胎100的一部分，未示出的其余部分基本相同并且关于轮胎的赤道面X-X对称。在各个图中，相同的附图标记表示相同或者功能等同的部件。
图1a和1b的轮胎是用于诸如货车、公共汽车或拖车的重载车辆的车轮的轮胎，更一般地是用于其中轮胎经受高负载的车辆的车轮的轮胎。该轮胎优选适于安装在直径大于16”，典型地直径大于等于17.5”的轮辋上。
在本说明书和之后的权利要求中，术语“赤道面”用于表示与轮胎的旋转轴线垂直的平面，包含其中心线。
轮胎100包括至少一个胎体帘布层101，该至少一个胎体帘布层的相对的侧边缘设有相应的胎圈结构111，胎圈结构包括胎圈芯108和至少一个胎圈填料107。典型地通过将所述至少一个胎体帘布层101的相对的侧边缘围绕所述胎圈芯108并围绕所述至少一个胎圈填料107反包以形成胎体反包，而使所述至少一个胎体帘布层101与所述胎圈结构111关联。
所述至少一个胎体帘布层101通常包括多个加强元件，加强元件彼此平行布置并且至少部分地涂覆有交联弹性体材料层。这些加强元件通常由钢帘线制成，特别是在货车轮胎的情况下。诸如人造纤维、尼龙、聚酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯或它们的混合物的织物纤维能够用于某些类型的轮胎（例如轻型卡车轮胎）。
所述至少一个胎体帘布层101通常是径向类型，即，并入有基本与周向成直角布置的加强元件。
带束层结构105施加在相对于所述至少一个胎体帘布层101的径向外部位置。带束层结构105典型地包括两个主带束层105a和105b，主带束层径向叠置并且并入多个加强元件，加强元件典型地是金属帘线。所述加强元件在各层中彼此平行并且相对于相邻层的加强元件相交，并且相对于轮胎的周向优选对称地倾斜10°至70°的角度，优选12°至40°的角度。加强元件典型地被交联弹性体材料覆盖。
所述加强元件优选具有30帘线/分米至80帘线/分米，优选40帘线/分米至65帘线/分米的密度，该密度在所述两个主带束层105a和105b上沿周向靠近轮胎100的赤道面X-X测量。
另外，带束层105还可包括第三带束层105c，第三带束层105c施加为带束层结构105的径向最外层，并具有典型为金属帘线的加强元件。所述加强元件彼此平行设置，并且相对于轮胎的周向倾斜10°至60°的角度，优选12°至40°的角度。加强元件典型地被交联弹性体材料覆盖。所述第三带束层105c用作防止石头和/或碎片穿过的保护层，石头和/或碎片可能陷在胎面花纹沟（106b）中并且破坏内带束层或甚至破坏胎体帘布层101。
第三带束层105c的所述加强元件优选具有30帘线/分米至80帘线/分米，优选35帘线/分米至65帘线/分米的密度，该密度在所述第三带束层105c上沿周向靠近轮胎100的赤道面X-X测量。
轮胎100的带束层结构105有利地还包括相对于第二主带束层条带105b成零度施加到径向外部位置的加强层105d。该层105d可具有与主带束层条带相同的宽度。然而典型地，该层105d由置于带束层105的轴向边缘处的宽度有限的条带制成。
在图1a和1b所示的实施例中，层105d包括称为“零度加强条带”的侧加强条带105d。该侧加强条带105d置于轮胎的轴向端部处并且相对于第二主带束层条带105b施加在径向外部位置。所述加强条带105d通常并入多个典型为金属帘线的加强元件。与带束层结构的其它层不同，零度加强条带的加强元件沿基本周向定向，从而与轮胎的赤道面X-X形成几度的角度（例如0°至5°的角度），并且涂覆有交联弹性体材料。
更具体地，在图1a所示的实施例中，通过将细长的橡胶涂覆元件，例如橡胶涂覆带状物（比条带本身窄）围绕第二主带束层105b在其轴向外部螺旋缠绕而制成零度加强条带105d。细长元件包括多个加强元件，例如一到五根金属帘线。细长元件具有纵向轴线，加强元件基本平行于该纵向轴线设置。在该实施例中，轴向彼此相邻设置的橡胶涂覆带状物的多个绕线形成零度条带105d。
图2a、2b和2c是示意性示出轴向彼此相邻的橡胶涂覆带状物105d’的第一绕线的截面（图1a）、橡胶涂覆带状物的两个绕线的截面（图2b）和橡胶涂覆带状物的三个绕线的截面（图2c）。图2a、2b和2c中的橡胶涂覆带状物包括三根金属帘线200。
根据一些实施例，金属帘线200设置在加强条带105d中，密度为30至65帘线/分米。根据一些实施例，橡胶涂覆带状物105d’的宽度为大约1mm至大约10mm。典型地，零度加强条带105d的宽度为大约12.0mm至大约60.0mm。根据一些实施例，橡胶涂覆带状物105d’的厚度（以及因此零度加强条带105d的厚度）为大约1.5mm至大约3.0mm。
作为可选例，在图1b所示的实施例中，通过将预定宽度的橡胶涂覆带的两个或三个绕线径向叠置而制成零度加强条带105d。图1b所示的实施例中形成零度加强条带105d的橡胶涂覆带与条带105d本身具有大约相同的宽度。图3a和3b示出了适于形成如图1b中的加强条带105d的橡胶涂覆带105d”的实施例。橡胶涂覆带105d”包括多个典型为金属帘线的加强元件。在橡胶涂覆带105d”中典型地设有九个（如图3a所示）到二十二个加强元件。它们基本彼此平行地设置。橡胶涂覆带具有纵向轴线，加强元件基本平行于该纵向轴线设置。橡胶涂覆带的宽度根据加强元件的数量而改变。典型地，橡胶涂覆带的宽度（以及因此零度加强条带105d的宽度）为大约12.0mm至大约60.0mm。根据一些实施例，金属帘线设置在橡胶涂覆带中，密度为30至65帘线/分米。根据一些实施例，橡胶涂覆带的厚度为大约1.5mm至大约3.0mm。
按照与图2a－2c很大程度相同的方式，图3a、3b以截面示意性示出橡胶涂覆带105d”的第一匝和橡胶涂覆带的第二匝（叠置在第一匝上）。
除了相对于第二主带束层条带105b施加在径向外部位置中的加强条带105d之外，还可以在主带束层105a、105b之间设有附加零度加强层（例如设置在轴向外部位置的条带），以及/或者在轮胎的胎体101与径向最内的主带束层105a之间设置零度加强层（例如设置在轴向外部位置的条带）。这些实施例未在图中示出。
在图1a和1b所示的实施例中，在胎面带106的侧边缘连接到胎侧103的区域中设置包括交联弹性体材料的插入件104。插入件104通常插入胎体帘布层101、带束层结构105、胎面带106与胎侧103之间。
更具体地，插入件104包括轴向内部104a和轴向外部104b，并且朝轮胎的旋转方向成锥形，轴向内部104a插入带束层结构105与胎面带106之间并朝赤道面X-X成锥形，轴向外部104b插入胎体帘布层101与对应的胎侧103之间。
侧边缘连接到胎侧103的胎面带106相对于所述带束层105周向施加到径向外部位置。在外部，胎面带106具有设计成与地面接触的滚动表面106a。可通过横向切口（图1a和1b中未示出）连接的周向花纹沟106b限定了胎面设计，该胎面设计包括围绕滚动表面106a分布的不同形状和尺寸的多个肋和/或块。
胎侧103施加到胎体帘布层101的外侧。胎侧103在轴向外侧位置中从胎面结构111延伸到胎面带106。
在图1a和1b所示的实施例中，公知为内衬的橡胶层102设置在相对于胎体帘布层101的径向内部位置，橡胶层102提供了对于轮胎充气必要的不透性。
根据本发明的轮胎100优选具有0.35到1.1，更优选地0.45到1.0的高宽比（H/C）。
所述高宽比是轮胎截面的高度H（即，在轮胎赤道面处从车轮的标称直径到轮胎的外径的径向距离）与轮胎的截面的宽度C（即，在胎侧外表面之间平行于轮胎的旋转轴线的最大线性距离）的比，在图1a和1b中给出的尺寸为C/2，即C的一半，这些尺寸根据E.T.R.T.O,2009版，G3和G4页确定。
根据本发明的一些实施例，零度加强条带（或层）105d包括高伸长率的金属帘线。这些帘线包括捻合在一起的一定数量的股线201。
可以有两根、三根、四根、五根或更多的股线201。在一个实施例中，每根金属帘线200包括以封闭螺旋绕线，例如“S”卷绕方向（换言之顺时针）一起捻合的三根股线201。在该实施例中布置的股线201的示例在图4的截面中示意性示出。
每根股线201包括中央丝线202和一定数量的外丝线203a、203b、……203f。在该说明书中，单独的外丝线203a、203b、……203f由附图标记203一起表示。外丝线203基本布置成形成围绕所述中央丝线202布置成圆环的单个圈。可以有五根、六根或更多的外丝线203。在优选实施例中有六根。丝线202、203利用封闭螺旋绕线，例如“S”卷绕方向捻合在一起以形成股线201。
图4示意性示出了通过本发明实施例中具有捻合在一起的三根股线201的金属帘线200的截面，其中每根股线包括中央丝线202和六根外丝线203。
如在图4中可见，中央丝线202的直径D202大于外丝线203的直径D203。
中央丝线202的直径D202比外丝线203的直径D203大出优选不大于25%的百分比。更优选地，中央丝线202的直径D202比外丝线203的直径D203大出优选不大于20%的百分比。作为示例，中央丝线202的直径D202比外丝线203的直径D203大出大约5-7%。
根据本发明的一些实施例，每根股线201具有在丝线数量、丝线布置和丝线直径方面的相同特性。根据本发明的一些实施例，每根股线201还具有在丝线扭转节距和丝线材料方面的相同特性。
在优选实施例中，股线201的丝线202、203一起捻合成封闭螺旋绕线（例如沿“S”方向卷绕）。丝线202、203的扭转节距优选为约2.0mm至约10.0mm。
在优选实施例中，股线201同时一起捻合成封闭螺旋绕线（例如沿“S”方向卷绕）。股线201的扭转节距优选为约3.0mm至约10.0mm。
丝线的直径优选为0.175mm至0.380mm。
如上所述，丝线优选是NT（普通抗拉）钢、HT（高抗拉）钢、SHT（超高抗拉）钢或UHT（极高抗拉）钢的丝线。它们典型地涂覆有黄铜或其它耐腐蚀涂层（例如Zn/Mn）。在一个实施例中，中央丝线和外丝线是相同的材料并且以相同的防腐蚀方式处理。在其它有利实施例中，中央丝线是具有比外丝线（例如NT）更高的抗拉强度特性的钢（例如HT），并且/或者经过增强的耐腐蚀处理。该增强的耐腐蚀处理可有利地例如为较厚的黄铜涂层。可选地，中央丝线可涂覆有Zn/Mn，外丝线可取代地涂覆黄铜。
如之前所观察到的那样，申请人观察到在构成帘线的股线中提供直径大于外丝线的中央丝线使得可以在减少帘线氧化和减少在帘线与弹性体材料之间的结合劣化的方面得到显著改进。申请人相信，这是由于在一根外丝线与下一外丝线之间形成小的不连续且不均匀的槽道和/或间隙，少量的弹性体材料穿入该槽道和/或间隙中。在申请人看来，这些填充有弹性体材料的槽道和/或间隙的交变在实践中导致形成弹性体材料“塞子”。在周向加强条带105d中沿着帘线或多或少随机产生的这些不连续塞子阻止和/或中断了可能进入直到帘线的水（或者更一般地氧化剂）的周向路径。这样，防止氧化剂通过腐蚀侵袭帘线的整个长度，和/或帘线与弹性体材料之间的结合。
该结果是特别令人惊讶的，因为在加强条带105d中使用的高伸长率帘线对橡胶的低穿透性没有显著增加。实际上，具有大直径股线的中央丝线的高伸长率帘线看上去仍然允许橡胶非常小的穿透：如多个示例中所示，对橡胶的穿透性的增加是几个百分点。
在优选实施例中，形成零度加强条带的半成品（典型的是具有金属帘线的橡胶涂覆带或橡胶涂覆带状物）通过挤出产生。在挤出工艺中，一根以上的帘线被引入包括挤出机的设备中。高粘度未硫化化合物被引入挤出机中并且与帘线接触。未完成的产品然后从挤出机出来并且典型地卷绕至线圈上。
下面给出在用作对比的已知类型的帘线的两个示例（示例1和4）以及本发明的实施例中使用的帘线的三个示例（示例2、3和5）上执行的测试结果。
示例
示例1（对比）：金属帘线A“3×7×0.20HE"
股线数量：3
每根股线的丝线数量：1＋6（中央丝线＋6根外丝线）
中央丝线的直径：0.200mm
外丝线的直径：0.200mm
丝线的扭转节距：3.9mm
股线的扭转节距：6.3mm
扭转方向：SS
金属帘线的直径：1.39mm
帘线重量：5.84g/m
部分负载伸长率：2.04%
断裂负载：1570N
断裂伸长率：5.50%
示例2（本发明）：金属帘线B“3×(1×0.225+6×0.20)HE"
股线数量：3
每根股线的丝线数量：1＋6（中央丝线＋6根外丝线）
中央丝线的直径：0.225mm
外丝线的直径：0.200mm
丝线的扭转节距：3.9mm
股线的扭转节距：6.3mm
扭转方向：SS
金属帘线的直径：1.42mm
帘线重量：6.06g/m
部分负载伸长率：2.07%
断裂负载：1638N
断裂伸长率：5.52%
示例3（本发明）：金属帘线C“3×(1×0.235+6×0.20)HE"
股线数量：3
每根股线的丝线数量：1＋6（中央丝线＋6根外丝线）
中央丝线的直径：0.235mm
外丝线的直径：0.200mm
丝线的扭转节距：3.9mm
股线的扭转节距：6.3mm
扭转方向：SS
金属帘线的直径：1.44mm
帘线重量：6.17g/m
部分负载伸长率：2.05%
断裂负载：1630N
断裂伸长率：5.82%
示例4（对比）：金属帘线D“3×7×0.22HE"
股线数量：3
每根股线的丝线数量：1＋6（中央丝线＋6根外丝线）
中央丝线的直径：0.220mm
外丝线的直径：0.220mm
丝线的扭转节距：3.90mm
股线的扭转节距：6.30mm
扭转方向：SS
金属帘线的直径：1.51mm
帘线重量：7.10g/m
部分负载伸长率：1.98%
断裂负载：1840N
断裂伸长率：6.8%
示例5（本发明）：金属帘线E“3×(1×0.250+6×0.22)HE"
股线数量：3
每根股线的丝线数量：1＋6（中央丝线＋6根外丝线）
中央丝线的直径：0.250mm
外丝线的直径：0.220mm
丝线的扭转节距：4.0mm
股线的扭转节距：7.0mm
扭转方向：SS
金属帘线的直径：1.58mm
帘线重量：7.34g/m
部分负载伸长率：1.85%
断裂负载：1930N
断裂伸长率：6.50%
帘线A和D是用作对比帘线的已知类型的金属帘线。帘线B、C和E是要在本发明的实施例的轮胎中使用的金属帘线。从以上记录数据可以看到，所有帘线具有基本等同的直径、重量、断裂伸长率、断裂负载和部分负载伸长率的特性，点值存在非常小而不明显的差异。这也通过图5和6中的负载/伸长率图表的检查进行了确认。
图5是伸长率[%]（x轴）与以牛顿[N]表示的拉力（y轴）的图表。图6以不同的尺度示出了图5的图表的直到大约50N拉力的部分。因此图6中的图表表示通过早前提出的BISFA E7方法评估的受到低拉伸负载的金属帘线的性能。
具体地，图5和6示出了帘线A、B和C的性能。
帘线A、B和C在低负载和断裂时具有基本等同的性能。因此，当这些帘线用于形成用于轮胎的零度加强条带时，轮胎的特性实际保持不变并且不需要再设计轮胎。
申请人将分别具有类型A、B和C的金属帘线的类型AA、类型BB和类型CC的实验室样本挤出成型。然后申请人将对未硫化化合物的粘附特性以及对硫化材料的穿透性进行对比，如表1所示。
表1
  实验室样本AA   实验室样本BB   实验室样本CC
  与未硫化材料的粘附性   100   107   111
  硫化材料的穿透性   100   104   104
实验室样本BB和CC表现出与未硫化弹性体材料更强的结合。具体地，样本CC与未硫化材料的结合比样本AA（具有已知的金属帘线）好10%。通过测量将金属帘线从弹性体材料提取所需的力而评估与未硫化材料的结合。与帘线AA相比，提取金属帘线BB和CC所需的力更大。
样本BB和CC还示出了比对比样本AA的低穿透性仅略高的硫化弹性体材料的穿透性。通过将一段长度的产品浸入酒精中并测量逸出的产品内的空气来测试硫化材料的穿透性。基于测试结果，在浸没时类型BB或CC的半成品比类型AA的半成品出来的空气少4%。
申请人认为，在更好地粘附至未硫化材料方面（尽管对橡胶的穿透性略微增加）获得的结果是帘线B和C更好的耐腐蚀性的先兆。申请人相信，帘线对未硫化材料的粘附性的改进是由于在一根外丝线与下一外丝线之间形成小的槽道。橡胶穿透这些槽道。根据在通过半成品样本的截面处的仔细的视觉检查，申请人发现，一根外丝线与下一外丝线之间的槽道不是连续均匀的。换言之，参照图4，（例如）外丝线203b和外丝线203c之间的空间在零与最大值之间明显非常随机地改变。最小值（零）是在两根丝线203b、203c接触的时候，而最大值是当除丝线203b和203c之外的所有丝线接触的时候。填充有弹性体材料的可变宽度的槽道的该交变导致形成橡胶塞子。这些不连续的塞子防止穿透轮胎直至加强条带105d中的帘线的中央丝线的水（或者更一般地氧化剂）腐蚀整个长度的帘线。最多腐蚀和破坏该中央帘线的周向部分，直到氧化剂遇到呈槽道形式的新屏障，该槽道填充有用作塞子的橡胶。
外丝线之间产生槽道或间隙，因为六根外丝线没有完全包围中央丝线的外周边。这是因为外丝线的直径小于中央丝线的直径。看到间隙是不连续的，因为当丝线捻合在一起时，它们相对彼此以基本随机的方式运动。结果是当沿着帘线长度一路检查时产生较大或较小尺寸的间隙。这些间隙进而允许更大的橡胶穿透，包括朝向中央丝线202的穿透。
除了上述在实验室样本上进行的对硫化弹性体材料的穿透性以及对未硫化材料的粘附性的测试之外，申请人还进行了成品轮胎上抵抗氧化传播的室内测试。具体地，申请人在根据本发明实施例的具有类型C的帘线的轮胎、以及已知的具有类型A的帘线的对比轮胎上进行了相同的抵抗氧化传播的测试。这两种轮胎具有图1a的结构。
通过在轮胎中从内部制造一孔直到加强条带105d的帘线而执行测试。轮胎安装在车轮上并且充气至其标称压力。在充气前，将一定量的盐水引入轮胎中。轮胎然后受到预定的垂直负载并且旋转多个小时。
在测试结束时，评价从孔（盐水能够渗入轮胎结构的位置）的氧化传播。为此移除胎面并且测量零度加强条带的帘线的氧化部分的长度。
在具有类型A的帘线的对比轮胎中，氧化传播长度超过根据本发明实施例的具有类型C的帘线的轮胎获得的氧化传播长度的三倍。因此申请人从这些测试还确认了通过根据本发明的方案获得的显著优点和益处。

Claims (17)

1.一种用于重载车辆的车轮的轮胎，该轮胎包括：
包括至少一个胎体帘布层的胎体结构；
相对于所述胎体结构施加在径向外部位置的带束层结构；以及
相对于所述胎体结构施加到径向外部位置的胎面带；
其中所述带束层结构包括至少一个加强条带，该至少一个加强条带并入有多个基本沿周向设置的加强元件；
其中所述加强元件包括至少一根高伸长率金属帘线；
所述至少一根高伸长率金属帘线具有至少3.5％的断裂伸长率，并且具有1％至3％的部分负载伸长率；
其中所述金属帘线包括多根捻合的股线，每根股线包括中央丝线和布置成围绕所述中央丝线形成单个圆形外圈的多根外丝线；
所述金属帘线包括不大于三根的多根股线；并且
其中所述中央丝线的直径大于外丝线的直径；
所述带束层结构包括径向叠置的第一和第二主带束层，所述主带束层在各层中并入有多个基本彼此平行的加强元件，所述加强元件相对于轮胎的周向倾斜，并且定向成相对于相邻层的加强元件彼此相交，其中，所述至少一个加强条带布置在所述第一和第二主带束层径向外部的位置；
所述至少一个加强条带布置在所述第一和第二主带束层的径向最外层的相应轴向外端处；
所述带束层结构包括第三带束层，所述第三带束层施加为所述带束结构的径向最外层，并包括基本彼此平行设置的加强元件。
2.根据权利要求1所述的轮胎，其中，所述金属帘线包括五根或六根外丝线。
3.根据前述任一项权利要求所述的轮胎，其中，在所述金属帘线中，中央丝线的直径比多根外丝线的直径大出不大于25％的百分比。
4.根据权利要求3所述的轮胎，其中，中央丝线的直径比多根外丝线的直径大出外丝线的直径的5％至7％的百分比。
5.根据权利要求1所述的轮胎，其中，所述至少一个加强条带制成为包括至少一个所述加强元件的细长元件的多个轴向相邻的绕线。
6.根据权利要求5所述的轮胎，其中，所述细长元件包括一到五个所述加强元件。
7.根据权利要求1所述的轮胎，其中，所述至少一个加强条带制成为包括多个所述加强元件的橡胶涂覆带的多个径向叠置的绕线。
8.一种高伸长率的金属帘线，该金属帘线包括不大于三根的多根捻合的股线，每根股线包括中央丝线和布置成围绕所述中央丝线形成单个圆形外圈的多根外丝线，
其中所述中央丝线的直径大于外丝线的直径，并且
其中所述高伸长率金属帘线具有至少3.5％的断裂伸长率，并且具有1％至3％的部分负载伸长率。
9.根据权利要求8所述的金属帘线，其中，所述金属帘线包括三根股线。
10.根据权利要求8或9任一项所述的金属帘线，其中，所述金属帘线包括五根或六根外丝线。
11.根据权利要求8所述的金属帘线，其中，所述中央丝线的直径比多根外丝线的直径大出不大于25％的百分比。
12.根据权利要求11所述的金属帘线，其中，所述中央丝线的直径比多根外丝线的直径大出外丝线的直径的5％至7％的百分比。
13.一种橡胶涂覆条带，包括至少一根高伸长率的金属帘线和覆盖所述至少一根金属帘线的弹性体基体，
其中所述橡胶涂覆条带是具有纵向轴线的细长形状，并且其中所述至少一根金属帘线基本平行于所述橡胶涂覆条带的所述纵向轴线设置，
其中所述至少一根金属帘线包括不大于三根的多根捻合的股线，每根股线包括中央丝线和布置成围绕所述中央丝线形成单个圆形外圈的多根外丝线，
其中所述中央丝线的直径大于外丝线的直径；并且
所述至少一根高伸长率金属帘线具有至少3.5％的断裂伸长率，并且具有1％至3％的部分负载伸长率。
14.根据权利要求13所述的橡胶涂覆条带，其中，所述金属帘线包括三根股线。
15.根据权利要求13所述的橡胶涂覆条带，其中，所述金属帘线包括五根或六根外丝线。
16.根据权利要求13所述的橡胶涂覆条带，其中，所述中央丝线的直径比多根外丝线的直径大出不大于25％的百分比。
17.根据权利要求16所述的橡胶涂覆条带，其中，所述中央丝线的直径比多根外丝线的直径大出外丝线的直径的5％至7％的百分比。
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