CN104334793A - 双层多线股金属帘线 - Google Patents

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E·克莱芒
T·拉彭尼
T·鲍狄埃
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Michelin Recherche et Technique SA Switzerland
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Abstract

双层多线股金属帘线(10)，包括：-帘线(10)的内层(C1)，所述内层由螺旋缠绕的K>1根内部线股(T1)组成；-帘线(10)的不饱和的外层(C2)，所述外层由围绕帘线(10)的内层(C1)螺旋缠绕的L>1根外部线股(TE)组成。帘线(10)的每根内部线股和外部线股(TI、TE)包括：-线股(TI、TE)的内层，该内层由2根内部丝线组成；和-线股(TI、TE)的外层，该外层由围绕线股(TI、TE)的内层螺旋缠绕的N根外部丝线组成。

Description

双层多线股金属帘线
技术领域
本发明涉及多线股帘线，所述帘线可以特别用于增强轮胎，特别是用于重型工业车辆的轮胎。
背景技术
具有径向胎体增强件的轮胎包括胎面、两个不可伸展的胎圈、将胎圈连接至胎面的两个胎侧，和沿周向设置在胎体增强件和胎面之间的带束层或胎冠增强件。该带束层包括多个橡胶帘布层，所述橡胶帘布层任选使用增强元件或加强件增强，所述增强元件或加强件例如为金属或织物类型的帘线或单丝。
轮胎带束层通常由至少两个重叠的带束帘布层(有时被称为“工作”帘布层或“交叉”帘布层)组成，所述帘布层的通常为金属的增强帘线实际上在帘布层内彼此平行地设置，但是从一个帘布层至另一个帘布层交叉，亦即相对于圆周中平面以通常在10°和45°之间(根据所考虑的轮胎类型)的角度对称或不对称地倾斜。交叉帘布层可以通过各种其它辅助帘布层或橡胶层补充，所述辅助帘布层或橡胶层的宽度可以根据情况而改变，并且可以包含或不包含加强件。作为简单橡胶垫的实例，将提及“保护”帘布层，所述“保护”帘布层的作用是保护带束层的剩余部分免受外部攻击或穿孔，或者也将提及“环箍”帘布层，所述“环箍”帘布层包括加强件，所述加强件基本上在周向方向上取向(被称为“零度”帘布层)，无论其相对于交叉帘布层在径向上位于外部还是内部。
重型工业车辆的轮胎，特别是工地类型轮胎，经受各种攻击。特别地，这种类型的轮胎通常在不平坦的道路表面上行驶，有时造成胎面中的穿孔。这些穿孔允许腐蚀性试剂(例如空气和水)进入，所述腐蚀性试剂氧化胎冠增强件的金属加强件并且显著降低轮胎的使用寿命。
用于重型工业车辆的轮胎的保护帘布层的帘线是现有技术中已知的。该帘线具有4x(1+5)类型的结构并且包括四根线股，每根线股包括由一根丝线组成的内层和由围绕内层的丝线螺旋缠绕的五根丝线组成的外层。
该现有技术的帘线具有可接受的对腐蚀的抵抗力和弹性，但是具有相对有限的断裂力，所述断裂力尽管对于一些应用是令人满意的，但是对于特定应用是不够的，特别是在用于重型工业车辆的轮胎的帘线的情况下。
发明内容
因此本发明的目的是提供抵抗腐蚀并且具有高断裂力的多线股帘线。
为此目的，本发明的一个主题是双层多线股金属帘线，包括：
-帘线的内层，所述层由螺旋缠绕的K根内部线股组成，K严格大于1；和
-帘线的外层，所述层是不饱和的并且由围绕帘线的内层螺旋缠绕的L根外部线股组成，L严格大于1，
每根内部线股和外部线股包括：
-线股的内层，所述层由2根丝线组成；和
-线股的外层，所述层由围绕线股的内层螺旋缠绕的N根丝线组成。
根据定义，线股的不饱和层使得在该层中存在足够空间从而向该层中加入至少一根具有与层的L根线股相同直径的第(L+1)根线股，因此有可能使得多根线股彼此接触。相反地，如果在该层中不存在足够空间从而向该层中加入至少一根具有与层的L根线股相同直径的第(L+1)根线股，该层被称为饱和的。
帘线具有对腐蚀的高抵抗力。特别地，帘线的外层的不饱和度使得有可能产生至少一个用于两根外部线股之间的橡胶的通道开口，使得在轮胎的硫化过程中橡胶可以有效地渗透。每根线股的2+N结构促进橡胶的通过。特别地，每根线股具有伸长轮廓的包裹物，这促使相邻线股之间缺乏接触因此促进橡胶的通过。
此外，根据本发明的帘线具有可观的强度性质。帘线的强度可以依照其断裂力的值进行测量并且表征其相对于力的结构强度的能力。
帘线的多线股结构(K+L)x(2+N)赋予帘线出色的机械强度，特别是高的断裂力。
根据本发明的帘线的结构使得有可能制造具有相对高的线密度的保护胎冠帘布层，例如工作帘布层或交叉帘布层。因此，轮胎的强度得以大大改进。
当帘线用在保护帘布层中时，由于帘线的高渗透性赋予保护帘布层更大的回弹和对腐蚀的更大抵抗力，这允许橡胶保护帘线免于腐蚀试剂的影响。
当帘线用在工作帘布层或交叉帘布层中时，借助于其高机械强度，特别是其压缩疲劳强度，根据本发明的帘线赋予轮胎特别是相对于轮胎胎肩区域中的交叉帘布层的端部的分离/开裂现象(被称为术语“分裂”)的高耐久性。
术语“金属帘线”根据定义被理解为意指主要(即大于50％的这些丝线)或完全(100％的丝线)由金属材料组成的丝线所形成的帘线。本发明优选使用钢帘线，更优选由珠光体(或铁素体-珠光体)碳钢(下文被称为“碳钢”)制成的帘线，或由不锈钢(根据定义为包含至少11％的铬和至少50％的铁的钢)制成的帘线实施。然而，当然有可能使用其它钢或其它合金。
当使用碳钢时，其碳含量(钢的重量％)优选在0.4％和1.2％之间，特别是在0.5％和1.1％之间；这些含量代表轮胎所需的机械性质和丝线的可行性之间的良好折中。应当注意到，在0.5％和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。取决于目标应用，本发明的另一个有利的实施方案还可以包括使用具有低碳含量(例如在0.2％和0.5％之间)的钢，这特别是因为较低的成本和更大的易拉制性。
所使用的金属或钢，无论其具体是碳钢还是不锈钢，其本身可以覆盖有金属层，所述金属层例如改进了金属帘线和/或其组成元件的可加工性，或者改进了帘线和/或轮胎本身的使用性质，例如粘附、抗腐蚀或抗老化的性质。
根据一个优选的实施方案，所使用的钢覆盖由黄铜(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，黄铜涂层或锌涂层使得丝线更容易拉制，并且使得丝线更好地粘附至橡胶。然而，丝线可以覆盖有除了黄铜或锌之外的金属的薄层，所述薄层具有例如改进这些丝线的抗腐蚀性和/或其对橡胶的粘合性的功能，例如Co、Ni、Al，以及成分Cu、Zn、Al、Ni、Co、Sn的两种或多种的合金的薄层。
本领域技术人员将知晓如何制造具有所述性质的钢丝线，特别是根据其特定要求通过调节钢的组成和这些丝线的加工硬化的最终程度，通过使用例如包含特定添加元素例如Cr、Ni、Co、V或各种其它已知元素的微合金碳钢(参见例如Research Disclosure 34984–"Micro-alloyed steel cord constructions for tyres"–1993年5月；ResearchDisclosure 34054–"High tensile strength steel cord constructions fortyres"–1992年8月)。
有利地，每根线股的外层是不饱和的。
根据定义，丝线的不饱和层使得在该层中存在足够空间从而向该层中加入至少一根具有与层的N根丝线相同直径的第(N+1)根丝线，因此有可能使得多根丝线彼此接触。相反地，如果在该层中不存在足够空间从而向该层中加入至少一根具有与层的N根丝线相同直径的第(N+1)根丝线，该层被称为饱和的。
出于关于帘线的外层的不饱和度给出的相似的原因，改进了帘线免于腐蚀的保护。特别地，允许橡胶渗透直至通过帘线的内层的线股限定的中央通道。因此在所述帘线中，橡胶渗透至每根线股内和线股之间。
优选地，帘线的断裂力大于或等于4000N，优选大于或等于5000N，更优选大于或等于6000N。
优选地，帘线的总断裂伸长At，即其结构伸长、弹性伸长和塑性伸长的总和(At＝As+Ae+Ap)，大于或等于4.5％，优选大于或等于5％，更优选大于或等于5.5％。
结构伸长As源自多线股帘线和/或其基本线股的构造和实际透气性以及它们的固有弹性，在合适的情况下具有施加在这些构成线股和/或丝线的一者或多者上的预先成型。
弹性伸长Ae源自单独考虑的金属丝线的金属的实际弹性(胡克定律)。
塑性伸长Ap源自单独考虑的这些金属丝线的金属的塑性(超过屈服点的不可逆的变形)。
这些不同的伸长及其含义是本领域技术人员公知的，并且描述在文献US5843583、WO2005/014925和WO2007/090603中。
有利地，帘线具有的结构伸长As大于或等于1％，优选大于或等于1.5％，更优选大于或等于2％。
因此，优选地，帘线为“HE”类型，即其具有高弹性。帘线较高的结构伸长的值使得有可能表征帘线的透气性，亦即一方面丝线相对于轴向方向(垂直于线股的轴线方向的方向)的分离，和另一方面线股相对于轴向方向(垂直于帘线的轴线方向的方向)的分离。特别地，组成线股的丝线和组成帘线的线股具有使其在轴向上分离的大曲率。该曲率通过丝线或线股的每个层的螺旋直径并且通过螺旋捻距甚至是通过丝线或线股的每个层的螺旋角度(从帘线的轴线测得的角度)限定。
除了使帘线具有弹性之外，丝线和线股分别相对于线股的轴线和帘线的轴线的所述分离促进了橡胶通过每根线股的丝线之间和不同的线股之间。因此改进了对腐蚀的抵抗力。
因此，当帘线用在保护帘布层中时，由于根据本发明的容易变形的帘线的高弹性赋予保护帘布层更大的回弹而无论道路表面如何，并且由于帘线的高渗透性赋予保护帘布层对腐蚀的更大抵抗力。
有利地，K＝3或K＝4。
优选地，L＝8或L＝9。
有利地，N＝2、N＝3或N＝4。
优选的帘线为具有结构(3+8)x(2+2)、(3+8)x(2+3)、(3+8)x(2+4)、(4+8)x(2+2)、(4+8)x(2+3)、(4+8)x(2+4)、(4+9)x(2+2)、(4+9)x(2+3)和(4+9)x(2+4)的帘线。
此处将要回顾的是，如已知的，捻距表示平行于帘线的轴线测量的长度，具有该捻距的丝线在所述长度之后围绕帘线的所述轴线绕一整圈。
根据任选的特征：
-K根内部线股的每一者的内部丝线以在3.6和16mm之间(包括端值)，优选在4和12.8mm之间(包括端值)的捻距螺旋缠绕。
-K根内部线股的每一者的内部丝线的直径在0.18mm和0.40mm之间(包括端值)，优选在0.20mm和0.32mm之间(包括端值)。
-K根内部线股的每一者的内部丝线的捻距与直径的比例在20和40之间(包括端值)。
-K根内部线股的每一者的外部丝线以在3.1和8.4mm之间(包括端值)，优选在3.4和6.7mm之间(包括端值)的捻距螺旋缠绕。
-K根内部线股的每一者的外部丝线的直径在0.18mm和0.40mm之间(包括端值)，优选在0.20mm和0.32mm之间(包括端值)。
-K根内部线股的每一者的外部丝线的捻距与直径的比例在17和21之间(包括端值)。
因此，在恒定的直径下，外部丝线优选具有比内部丝线更短的捻距。K根线股的每一者的弹性得以改进。
优选地，K根内部线股的每一者的内层和外层以相同的捻合方向缠绕。除了促进帘线的弹性之外，以相同方向缠绕内层和外层最小化两个层之间的摩擦并且因此最小化制成所述层的丝线上的磨损。
根据其它任选的特征：
-L根外部线股的每一者的内部丝线以在7.2和32mm之间(包括端值)，优选在8和25.6mm之间(包括端值)的捻距螺旋缠绕。
-L根外部线股的每一者的内部丝线的直径在0.18mm和0.40mm之间(包括端值)，优选在0.20mm和0.32mm之间(包括端值)。
-L根外部线股的每一者的内部丝线的捻距与直径的比例在40和80之间(包括端值)。
-L根外部线股的每一者的外部丝线以在4.1和13.2mm之间(包括端值)，优选在4.6和10.6mm之间(包括端值)的捻距螺旋缠绕。
-L根外部线股的每一者的外部丝线的直径在0.18mm和0.40mm之间(包括端值)，优选在0.20mm和0.32mm之间(包括端值)。
L根外部线股的每一者的外部丝线的捻距与直径的比例在23和33之间(包括端值)。
因此，在恒定的直径下，外部丝线优选具有比内部丝线更短的捻距。L根线股的每一者的弹性得以改进。
优选地，L根外部线股的每一者的内层和外层以相同的捻合方向缠绕。以与内部线股相似的方式，帘线的弹性和抗磨损性因此得以改进。
根据其它任选的特征：
-内部线股以在3.6和16mm之间(包括端值)，优选在4和12.8mm之间(包括端值)的捻距螺旋缠绕。
-内部线股的捻距与每根内部线股的丝线的直径的比例在20和40之间(包括端值)。每根内部线股的所有丝线因此具有相同的直径。
-外部线股以在7.2和32mm之间(包括端值)，优选在8和25.6mm之间(包括端值)的捻距螺旋缠绕。
-外部线股的捻距与每根外部线股的丝线的直径的比例在40和80之间(包括端值)。每根外部线股的所有丝线因此具有相同的直径。
因此，在恒定的直径下，外部线股优选具有比内部线股更大的捻距。
优选地，帘线的内层和外层以相同的捻合方向缠绕。该缠绕最小化两个层之间的摩擦并且因此最小化制成所述层的丝线上的磨损。
有利地，所有丝线和线股以相同的捻合方向缠绕。这促进了帘线的弹性。
对于强度、结构延长能力或弹性、耐久性和柔性之间的最佳折中，优选的是每根线股的所有外部丝线和内部丝线(无论这些丝线是否具有相同直径)的直径在0.18mm和0.40mm之间(包括端值)，优选在0.20mm和0.32mm之间(包括端值)。
对于每根线股，内部丝线和外部丝线可以具有从一个层至另一个层相同或不同的直径。优选使用具有从一个层至另一个层相同直径的丝线。每根线股的内部丝线优选由钢制成，更优选为由碳钢制成。独立地，每根线股的外部丝线优选由钢制成，更优选为由碳钢制成。
本发明的另一个主题涉及如上所限定的帘线作为轮胎中的增强元件的用途。
本发明的另一个主题是包括至少一根如上所限定的帘线的轮胎。优选地，所述轮胎旨在用于工地类型的车辆。
本发明的帘线非常特别地旨在用作轮胎的胎冠增强件的增强元件，所述轮胎旨在用于选自重型车辆，即地铁车辆、公共汽车、道路运输车辆(卡车、拖拉机、拖车)、越野车辆，农业或土木工程机械，和其它运输或搬运车辆的工业车辆。
优选地，轮胎具有胎体增强件，所述胎体增强件锚固在两个胎圈中并且在径向上通过胎冠增强件覆盖，所述胎冠增强件本身通过胎面覆盖，所述胎面通过两个胎侧结合至所述胎圈，并且所述胎冠增强件具有如上所述的帘线。
有利地，根据本发明的帘线旨在用作保护帘布层的增强元件。作为一个变体形式，根据本发明的帘线旨在用作工作帘布层的增强元件。
在其它实施方案中，本发明的帘线还可以用于增强旨在用于其它类型的车辆的轮胎的其它部件。
因此，例如，可想到将帘线用作环箍帘布层的增强元件。根据不同的实施方案，所述环箍帘布层可以在径向上设置在一个或多个胎体帘布层和一个或多个工作帘布层之间、多个工作帘布层之间，或一个或多个工作帘布层和一个或多个保护帘布层之间。
附图说明
通过参考所附附图而仅以实例方式给出的如下描述将会更好地理解本发明，在这些附图中：
-图1为通过根据本发明帘线的垂直于帘线轴线(假设所述帘线轴线笔直并且静止)的截面图；
-图2为图1的帘线的线股的细节图；
-图3为垂直于根据本发明的轮胎的周向方向的截面图；
-图4为现有技术帘线的与图1相似的图。
具体实施方式
根据本发明的帘线
图1显示了通过附图标记10表示的根据本发明的金属帘线的实例。帘线10为具有两个圆柱形层的多线股类型。因此，将理解存在两个线股层，所述线股层制成帘线10。所述线股层相邻并且同中心。当帘线10未被整合在轮胎中时，帘线10不具有橡胶。
帘线10包括帘线10的内层C1，所述内层C1由K根内部线股TI组成，其中优选地，K＝3或K＝4，并且在这个例子中K＝3。层C1具有基本上管状包裹物，所述包裹物赋予层C1其圆柱形轮廓E1。
内部线股TI以在3.6和16mm之间(包括端值)，优选在4和12.8mm之间(包括端值)的捻距pI螺旋缠绕。在这个例子中，pI＝7.5mm。
帘线还包括帘线10的外层C2，所述外层C2由L根外部线股TE组成，其中优选地L＝8或L＝9，并且在这个例子中L＝8。层C2具有基本上管状包裹物，所述包裹物赋予层C2其圆柱形轮廓E2。
外部线股TE并排设置，这对应于机械平衡的位置，并且至少两根外部线股TE通过用于橡胶的通道开口14分离。内层C2是不饱和的，亦即在层C2中存在足够空间从而向该层C2中加入至少一根具有与层C2的L根线股相同直径的第(L+1)根线股，因此有可能使得多根线股彼此接触。因此，外部线股TE被设置成使得层C2允许橡胶在径向上在层C2的外部和内部之间通过开口14。
外部线股TE围绕内层C1以在7.2和32mm之间(包括端值)，优选在8和25.6mm之间(包括端值)的捻距pE螺旋缠绕。在这个例子中，pE＝15mm。
线股TI和TE有利地以相同的捻合方向缠绕，亦即，或者在S方向上(“S/S”布置)或者在Z方向上(“Z/Z”布置)，在这个例子中为S/S布置。
图2显示了线股TI、TE。所述线股被称为基本线股。
每根线股TI、TE具有延伸包裹物，所述包裹物赋予每根线股TI、TE其伸长的轮廓E3。每根线股TI、TE包括由2根内部丝线F1组成的内层12和由N根外部丝线F2组成的外层16，其中N＝2、N＝3或N＝4，并且在这个例子中N＝3。
当帘线静止时外部丝线F2通常并排设置，这对应于机械平衡的位置，并且至少两根外部丝线F2通过用于橡胶的通道开口18分离。层16是不饱和的，亦即在层16中存在足够的空间从而向该层16中加入至少一根具有与层16的N根外部丝线F2相同直径的第(N+1)根外部丝线F2。因此，层16的外部丝线F2被设置成使得层16允许橡胶在径向上在层16的外部和内部之间通过开口18。
每根丝线F1、F2优选由覆盖有黄铜的碳钢制成。碳钢丝线以已知的方式例如由机制丝线(直径为5至6mm)制得，所述机制丝线首先通过轧制和/或拉制而硬化加工降低至大约1mm的中值直径。帘线10所使用的钢为碳含量为0.7％的NT类型的碳钢(NT代表“常态拉伸”)，剩余由铁和与钢制造过程相关的常见的不可避免的杂质组成。作为一个变体形式，使用SHT(“超高拉伸”)碳钢，其碳含量为约0.92％并且其包含约0.2％的铬。
中值直径的丝线在其随后的转换之前经受脱脂和/或酸洗处理。在将黄铜涂层施加至这些中间丝线之后，通过例如以水乳液或水分散体的形式使用拉制润滑剂在潮湿介质中冷拉而在每根丝线上进行被称为“最终”硬化加工的操作(即在最终的铅淬火热处理之后)。丝线周围的黄铜涂层具有极小的(远低于1微米，例如为约0.15至0.30μm)厚度，其与钢丝线的直径相比是可忽略的。当然，丝线的钢关于其各个元素(例如C、Cr、Mn)的组成与起始丝线的钢的组成相同。
K根内部线股TI的每一者的内部丝线F1以在3.6和16mm之间(包括端值)，优选在4和12.8mm之间(包括端值)的捻距p1,i螺旋缠绕。
K根内部线股TI的每一者的内部丝线F1的直径D1,i在0.18mm和0.40mm之间(包括端值)，优选在0.20mm和0.32mm之间(包括端值)。优选地，K根内部线股TI的所有内部丝线F1具有相同直径。
每根内部线股TI的内部丝线F1缠绕使得内部丝线F1的捻距p1,i与其直径D1,i的比例R1,i在20和40之间(包括端值)。在这个例子中，p1,i＝7.5mm、D1,i＝0.26mm和R1,i＝28.8。
K根内部线股TI的每一者的外部丝线F2以在3.1和8.4mm之间(包括端值)，优选在3.4和6.7mm之间(包括端值)的捻距p2,i螺旋缠绕。
K根内部线股TI的每一者的外部丝线F2的直径D2,i在0.18mm和0.40mm之间(包括端值)，优选在0.20mm和0.32mm之间(包括端值)。优选地，K根内部线股TI的所有外部丝线F2具有相同直径。
每根内部线股TI的外部丝线F2围绕内层12螺旋缠绕使得每根内部线股TI的外部丝线F2的捻距p2,i与其直径D2,i的比例R2,i在17和21之间(包括端值)。在这个例子中，p2,i＝5mm、D2,i＝0.26mm和R2,i＝19.2。
L根外部线股TE的每一者的内部丝线F1以在7.2和32mm之间(包括端值)，优选在8和25.6mm之间(包括端值)的捻距p1,e螺旋缠绕。
L根外部线股TE的每一者的内部丝线F1的直径D1,e在0.18mm和0.40mm之间(包括端值)，优选在0.20mm和0.32mm之间(包括端值)。优选地，L根外部线股TE的所有内部丝线F1具有相同直径。
每根外部线股TE的内部丝线F1缠绕使得内部丝线F1的捻距p1,e与其直径D1,e的比例R1,e在40和80之间(包括端值)。在这个例子中，p1,e＝15mm、D1,e＝0.26mm和R1,e＝57.7。
L根外部线股TE的每一者的外部丝线F2以在4.1和13.2mm之间(包括端值)，优选在4.6和10.6mm之间(包括端值)的捻距p2,e螺旋缠绕。
L根外部线股TE的每一者的外部丝线F2的直径D2,e在0.18mm和0.40mm之间(包括端值)，优选在0.20mm和0.32mm之间(包括端值)。优选地，L根外部线股TE的所有外部丝线F2具有相同直径。
每根外部线股TE的外部丝线F2围绕内层12螺旋缠绕使得每根外部线股TE的外部丝线F2的捻距p2,e与其直径D2,e的比例R2,e在23和33之间(包括端值)。在这个例子中，p2,e＝7.5mm、D2,e＝0.26mm和R2,e＝28.8。
优选地，所有丝线F1和F2具有相同直径。
内部线股TI螺旋缠绕使得内部线股TI的捻距pI与每根内部线股TI的丝线F1、F2的直径D1,i、D2,i的比例RI在20和40之间(包括端值)。在这个例子中，RI＝28.8。
外部线股TE围绕内层C1螺旋缠绕使得外部线股TE的捻距pE与每根外部线股TE的丝线F1、F2的直径D1,e、D2,e的比例RE在40和80之间(包括端值)。在这个例子中，RE＝57.7。
每根线股TI、TE的丝线F1、F2有利地以相同的捻合方向缠绕，亦即，或者在S方向上(“S/S”布置)或者在Z方向上(“Z/Z”布置)，在这个例子中为S/S布置。
因此，所有线股TI、TE的所有丝线F1、F2以相同的捻合方向S缠绕。作为一个变体形式，其均以相同的捻合方向Z缠绕。
图4显示了用附图标记100表示的现有技术的帘线。
该帘线100具有4x(1+5)类型的结构并且包括四根线股T，每根线股包括由一根丝线104组成的内层102和由围绕内层102的丝线104螺旋缠绕的五根丝线108组成的外层106。线股T限定了中央通道110。
现在将描述根据本发明的用于制造帘线的方法。
首先要回顾的是，对于组装金属丝线或线股存在两种可能的技术：
-或者通过缆合：在该情况下，丝线或线股不经受围绕其自身轴线的捻合，因为在组装点之前和之后存在同步旋转；
-或者通过捻合：在该情况下，丝线或线股承受围绕其自身轴线的集体捻合和单独捻合，从而在每根丝线或线股上产生解捻扭矩。
每根线股TI和TE的组装
首先，如下形成每根基本线股TI和TE。
在捻合组装步骤的过程中，围绕组成内层12的2根内部丝线F1以等于15mm的中间捻距在S方向上螺旋缠绕组成外层16的N根内部丝线F2。在该步骤的过程中，内部丝线F1平行并且因此具有无穷大的中间捻距。
帘线10的组装
之后，如下组装帘线10。
在捻合组装步骤的过程中，在形成线股TI的步骤的过程中预先形成并且组成内层C1的K根内部线股TI以被称为最初捻距的等于7.5mm的捻距在S方向上螺旋缠绕。
然后，在与之前的捻合步骤一致或不一致地实施的另一个捻合组装步骤的过程中，围绕预先螺旋缠绕的K根内部线股的内层C1以被称为最初捻距的等于15mm的捻距在S方向上螺旋缠绕由在形成线股TE的步骤的过程中预先形成的L根外部线股TE组成的外层C2。层C1、C2的线股TI、TE和丝线F1、F2因此具有表1中提及的最初捻距。作为变体形式，它们具有其它的最初捻距。
表1
层 线股 丝线 捻距
C1 TI 7.5mm
F1 7.5mm
F2 5mm
C2 TE 15mm
F1 15mm
F2 7.5mm
之后，进行帘线10的过度捻合步骤。因此，过度捻合预先缠绕的丝线F1、F2和线股TE、TI，亦即帘线10在S方向上进一步捻合。在该过度捻合步骤的过程中，丝线F1、F2和线股TI、TE的各自的最初捻距减小从而获得小于相应的最初捻距的中间捻距。
然后，进行过度捻合帘线10的平衡步骤从而获得帘线10中的零剩余扭矩。为此目的，帘线通过旋转类型的平衡装置。术语“平衡”在此以本领域技术人员已知的方式被理解为意指抵消施加在捻合状态的帘线的每根丝线上和捻合状态的帘线的每根线股上的剩余捻合扭矩(或解捻回弹)。平衡装置是捻合领域技术人员已知的。平衡装置可以例如由包括例如一个、两个或四个滑轮的捻合器组成，帘线在单个平面上通过所述滑轮行进。
之后，进行过度捻合的和平衡的帘线的解捻步骤。因此，预先平衡的帘线10的丝线F1、F2和线股TE、TI解捻，亦即，帘线10在Z方向上捻合。因此，丝线F1、F2和线股TE、TI的中间捻距增大从而获得最初捻距。在该解捻步骤结束时，丝线F1、F2和线股TE、TI的捻距因此再次如表1所示。
最后，优选地，帘线10缠绕在储存线轴上。
上述帘线10能够通过上述方法获得。
根据本发明的轮胎
图3显示了用附图标记20表示的根据本发明的轮胎。
轮胎20包括胎冠22(所述胎冠22用胎冠增强件24增强)、两个胎侧26和两个胎圈28，这些胎圈28的每一者用胎圈线30增强。胎冠22用胎面进行覆盖(在该示意图中未示出)。胎体增强件32围绕每个胎圈28中的两根胎圈线30缠绕并且包括朝向轮胎20的外部设置的卷边34，所述卷边34在此显示为装配在轮辋36上。胎体增强件32通过本身已知的方式由用被称为“径向”帘线的帘线增强的至少一个帘布层构成，这意指这些帘线实际上彼此平行地行进并且从一个胎圈延伸至另一个胎圈，从而与圆周正中平面(垂直于轮胎的旋转轴线的平面，位于两个胎圈28的中间，并且穿过胎冠增强件24的中央)形成在80°和90°之间的角度。
胎冠增强件24具有至少一个胎冠帘布层，所述胎冠帘布层的增强帘线为根据本发明的金属帘线。在图3中以极简单方式绘制的该胎冠增强件24中，将理解本发明的帘线可以例如增强所有或一些工作胎冠帘布层，或三角胎冠帘布层(或半个帘布层)和/或保护胎冠帘布层(当使用所述三角胎冠帘布层或保护胎冠帘布层时)。除了工作帘布层和三角帘布层和/或保护帘布层之外，本发明的轮胎的胎冠增强件24当然可以具有其它胎冠帘布层，例如一个或多个环箍胎冠帘布层。
当然，轮胎20以已知的方式另外包括内部橡胶或弹性体层(通常被称为“内衬”)，所述内部橡胶或弹性体层限定了轮胎的径向内面并且旨在保护胎体帘布层免受来自轮胎内部空间的空气扩散的影响。有利地，特别是在用于重型车辆的轮胎的情况下，其还可以包括中间增强弹性体层，所述中间增强弹性体层位于胎体帘布层和内层之间，旨在增强内层并且因此增强胎体层，并且还旨在部分地使由胎体增强件经受的力不受位置的影响。
在该带束帘布层中，根据本发明的帘线的密度优选在15和80根帘线/dm(分米)带束帘布层之间(包括端值)，更优选在35和65根帘线/dm帘布层之间(包括端值)，两个邻近帘线之间的距离(从轴线到轴线)优选在约1.2和6.5mm之间(包括端值)，更优选在约1.5和3.0mm之间(包括端值)。
根据本发明的帘线优选被设置成使得两个相邻帘线之间的橡胶桥的宽度(用L表示)在0.5和2.0mm之间(包括端值)。该宽度L以已知的方式代表压延捻距(帘线铺设在橡胶织物中的捻距)和帘线直径之间的差别。低于所指出的最小值，当帘布层工作时，特别是在延伸或剪切的情况下在其自身平面中经受变形的过程中，过窄的橡胶桥承担机械退化的风险。高于所指出的最大值，存在物体通过穿孔穿透到帘线之间的风险。更优选地，出于这些相同的原因，选择的宽度L在0.8和1.6mm之间(包括端值)。
优选地，当该织物旨在形成带束帘布层，例如保护帘布层时，用于带束帘布层的织物的橡胶组合物在硫化状态下(即在固化之后)具有在5和25MPa之间(包括端值)，更优选在5和20MPa之间(包括端值)，特别是在7至15MPa范围内(包括端值)的伸长割线模量E10。正是在所述模量范围内记录了一方面本发明的帘线和另一方面通过这些帘线增强的织物之间的最佳耐久性折中。
现在将描述根据本发明的制造轮胎的方法。
帘线10通过压延并入由已知组合物形成的复合织物并且通常用于制造子午线轮胎的胎冠增强件，所述组合物基于天然橡胶和作为增强填料的炭黑。除了弹性体和增强填料(炭黑)之外，该组合物基本上还具有抗氧化剂、硬脂酸、增量油、作为粘合促进剂的环烷酸钴，和最后的硫化体系(硫、促进剂和ZnO)。
通过这些帘线增强的复合织物具有由两个薄橡胶层形成的橡胶基质，所述薄橡胶层在帘线的任一侧上重叠并且分别具有在0.5mm和0.8mm之间(包括端值)的厚度。压延捻距(帘线铺设在橡胶织物中的捻距)在1.3mm和2.8mm之间(包括端值)。
这些复合织物然后在制造轮胎的方法的过程中用作胎冠增强件中的保护帘布层，所述方法的步骤在其它方面是本领域技术人员已知的。
测量和对比测试
根据本发明的帘线10与结构4x(1+5)的现有技术的帘线100对比。
帘线100的每根丝线104、108的直径等于0.26mm。线股106的捻距P等于8mm，围绕丝线104的丝线108的捻距p等于5mm。
测力测量
对于金属帘线，根据1984年的标准ISO 6892在张力下测量用Fm表示的断裂力(用N表示的最大负载)。总断裂伸长(At)和结构延长或伸长能力(As)(用％表示的伸长)的测量是本领域技术人员公知的并且例如描述在文献US 2009/294009中(参考图1和与其相关的描述)。
下表2显示了对于断裂力Fm和结构伸长所获得的结果。
表2
帘线 断裂力(Fm) 结构伸长(As) 总伸长(At)
10 6325N 1.8％ 5.5％
100 2750N 1.8％ 5.5％
帘线10具有的总断裂伸长At大于或等于4.5％，优选大于或等于5％，更优选大于或等于5.5％。
帘线10具有的结构伸长As大于或等于1％，优选大于或等于1.5％。在未示出的一个变体形式中，结构伸长As大于或等于2％。
帘线10的断裂力大于或等于4000N，优选大于或等于5000N，甚至大于或等于6000N。
本发明的帘线10具有帘线100的2.3倍的断裂力同时维持其结构伸长性质和因此维持其弹性。如上所述，该弹性代表帘线的透气性，其也有利于帘线对橡胶的高渗透性。
空气渗透性测试
该测试有可能通过测量在给定时间内在恒定压力下穿过试验试样的空气的体积，从而确定试验帘线对于空气的纵向渗透性。如本领域技术人员公知的，所述测试的原理是证实对帘线进行的处理使得帘线不透气的有效性；其例如描述于标准ASTM D2692-98。
在此，在从轮胎或帘线增强的橡胶帘布层中抽取的帘线上进行测试(因此所述帘线外部已经覆盖有固化状态的橡胶)，或者在所制造的帘线上进行测试。
在后一种情况下，所制造的帘线首先需要用被称为覆盖橡胶的橡胶从外部进行覆盖。出于该目的，将一系列平行铺设的10根帘线(帘线之间的距离：20mm)设置在未加工状态的二烯橡胶复合物的两个层或“表层”(两个尺寸为80x 200mm的矩形)之间，每个表层具有3.5mm的厚度；然后将所有物质固定在模具中，使用夹持模具使每个帘线保持在足够的张力(例如2daN)下从而保证当将其放置在模具中时其笔直铺设；然后在140℃的温度和15bar的压力下硫化(固化)40min(尺寸为80x 200mm的矩形活塞)。之后，将整体从模具中移除并且以尺寸为7x7x20mm的平行六面体的形状切割10个因此覆盖的帘线的测试试样用于表征。
用作覆盖橡胶的复合物为常规用在轮胎中的二烯橡胶复合物，所述复合物基于天然(增塑)橡胶和碳黑N330(65phr)，还包含如下常用添加剂：硫(7phr)，次磺酰胺促进剂(1phr)，ZnO(8phr)，硬脂酸(0.7phr)，抗氧化剂(1.5phr)，环烷酸钴(1.5phr)(phr意指重量份/百份弹性体)；覆盖橡胶的E10模量为约10MPa。
在2cm长的周围覆盖有固化状态的橡胶组合物(或覆盖橡胶)的帘线上以如下方式进行测试：在1bar压力下将空气送入帘线的入口，并且使用流量计测量出口处的空气体积(例如从0至500cm3/min进行校准)。在测量过程中，将帘线的样本固定在压缩气密性密封件(例如由致密泡沫或橡胶制成的密封件)中，使得测量中仅考虑沿着帘线的纵向轴线从一个端部到另一个端部穿过帘线的空气量；使用固体橡胶测试试样(即不具有帘线的测试试样)预先检查气密性密封件本身的气密性。
帘线的纵向不透气性越高，测量的平均空气流速(10个试样的平均值)越低。由于测量取±0.2cm3/min的精度，等于或小于0.2cm3/min的测量值都认为是零；它们对应于沿着帘线轴线(即在帘线的纵向方向上)可被描述为气密(完全气密)的帘线。
通过测量沿着帘线在一分钟内穿过的空气的体积(用cm3表示)(在10次测量上取平均值)从而使帘线10经受上文描述的空气渗透性测试。
在帘线10上测得的平均空气流速为零，这意指对于每个测试试样，测得的空气流速小于或等于0.2cm3/min。
由于空气渗透性几乎为零(平均空气流速为零)，本发明的帘线10因此具有极低的空气渗透性，因此具有对橡胶的高渗透率。根据本发明的帘线10因此显著改进了抗腐蚀性。
当然，本发明不限于上文描述的示例性实施方案。
例如，一些丝线可以具有非圆形横截面，例如塑性变形的横截面，特别是椭圆形或多边形(例如三角形、方形或甚至是矩形)横截面。
具有或不具有圆形横截面的丝线，例如波纹丝线，可以捻合或扭曲成螺旋或之字形状。在这些情况下，当然应理解丝线的直径代表围绕丝线的虚拟回转圆柱体的直径(包裹物直径)，并且不再是芯部丝线本身的直径(或如果其横截面不为圆形时，任何其它横向尺寸)。
出于工业可行性、成本和整体性能的原因，本发明优选使用具有通常的圆形横截面的线性丝线(亦即笔直的丝线)实施。
还有可能结合上文描述或设想的不同实施方案的特征，只要这些特征彼此相容。

Claims (32)

1.双层多线股金属帘线(10)，其特征在于其包括：
-帘线(10)的内层(C1)，所述帘线(10)的内层(C1)由螺旋缠绕的K>1根内部线股(TI)组成；和
-帘线(10)的外层(C2)，所述帘线(10)的外层(C2)是不饱和的并且由围绕帘线(10)的内层(C1)螺旋缠绕的L>1根外部线股(TE)组成，
每根内部线股和外部线股(TI、TE)包括：
-线股(TI、TE)的内层(12)，所述线股(TI、TE)的内层(12)由2根内部丝线(F1)组成；和
-线股(TI、TE)的外层(16)，所述线股(TI、TE)的外层(16)由围绕线股(TI、TE)的内层(12)螺旋缠绕的N根外部丝线(F2)组成。
2.根据权利要求1所述的帘线(10)，其中每根线股(TI、TE)的外层(16)是不饱和的。
3.根据前述权利要求任一项所述的帘线(10)，其中帘线(10)的断裂力(Fm)大于或等于4000N，优选大于或等于5000N，更优选大于或等于6000N。
4.根据前述权利要求任一项所述的帘线(10)，所述帘线(10)具有的结构伸长(As)大于或等于1％，优选大于或等于1.5％，更优选大于或等于2％。
5.根据前述权利要求任一项所述的帘线(10)，所述帘线(10)具有的总断裂伸长(At)大于或等于4.5％，优选大于或等于5％，更优选大于或等于5.5％。
6.根据前述权利要求任一项所述的帘线(10)，其中K＝3或K＝4。
7.根据前述权利要求任一项所述的帘线(10)，其中L＝8或L＝9。
8.根据前述权利要求任一项所述的帘线(10)，其中N＝2、N＝3或N＝4。
9.根据前述权利要求任一项所述的帘线(10)，其中K根内部线股(TI)的每一者的内部丝线(F1)以在3.6和16mm之间，包括端值，优选在4和12.8mm之间，包括端值，的捻距(p1,i)螺旋缠绕。
10.根据前述权利要求任一项所述的帘线(10)，其中K根内部线股(TI)的每一者的内部丝线(F1)的直径(D1,i)在0.18mm和0.40mm之间，包括端值，优选在0.20mm和0.32mm之间，包括端值。
11.根据前述权利要求任一项所述的帘线(10)，其中K根内部线股(TI)的每一者的内部丝线(F1)的捻距(p1,i)与直径(D1,i)的比例(R1,i)在20和40之间，包括端值。
12.根据前述权利要求任一项所述的帘线(10)，其中K根内部线股(TI)的每一者的外部丝线(F2)以在3.1和8.4mm之间，包括端值，优选在3.4和6.7mm之间，包括端值，的捻距(p2,i)螺旋缠绕。
13.根据前述权利要求任一项所述的帘线(10)，其中K根内部线股(TI)的每一者的外部丝线(F2)的直径(D2,i)在0.18mm和0.40mm之间，包括端值，优选在0.20mm和0.32mm之间，包括端值。
14.根据前述权利要求任一项所述的帘线(10)，其中K根内部线股(TI)的每一者的外部丝线(F2)的捻距(p2,i)与直径(D2,i)的比例(R2,i)在17和21之间，包括端值。
15.根据前述权利要求任一项所述的帘线(10)，其中K根内部线股(TI)的每一者的内层(12)和外层(16)以相同的捻合方向缠绕。
16.根据前述权利要求任一项所述的帘线(10)，其中L根外部线股(TE)的每一者的内部丝线(F1)以在7.2和32mm之间，包括端值，优选在8和25.6mm之间，包括端值，的捻距(p1,e)螺旋缠绕。
17.根据前述权利要求任一项所述的帘线(10)，其中L根外部线股(TE)的每一者的内部丝线(F1)的直径(D1,e)在0.18mm和0.40mm之间，包括端值，优选在0.20mm和0.32mm之间，包括端值。
18.根据前述权利要求任一项所述的帘线(10)，其中L根外部线股(TE)的每一者的内部丝线(F1)的捻距(p1,e)与直径(D1,e)的比例(R1,e)在40和80之间，包括端值。
19.根据前述权利要求任一项所述的帘线(10)，其中L根外部线股(TE)的每一者的外部丝线(F2)以在4.1和13.2mm之间，包括端值，优选在4.6和10.6mm之间，包括端值，的捻距(p2,e)螺旋缠绕。
20.根据前述权利要求任一项所述的帘线(10)，其中L根外部线股(TE)的每一者的外部丝线(F2)的直径(D2,e)在0.18mm和0.40mm之间，包括端值，优选在0.20mm和0.32mm之间，包括端值。
21.根据前述权利要求任一项所述的帘线(10)，其中L根外部线股(TE)的每一者的外部丝线(R2)的捻距(p2,e)与直径(D2,e)的比例(R2,e)在23和33之间，包括端值。
22.根据前述权利要求任一项所述的帘线(10)，其中L根外部线股(TE)的每一者的内层(12)和外层(16)以相同的捻合方向缠绕。
23.根据前述权利要求任一项所述的帘线(10)，其中内部线股(TI)以在3.6和16mm之间，包括端值，优选在4和12.8mm之间，包括端值，的捻距(pI)螺旋缠绕。
24.根据前述权利要求任一项所述的帘线(10)，其中内部线股(TI)的捻距(pI)与每根内部线股(TI)的丝线(F1、F2)的直径(D1,i、D2,i)的比例(RI)在20和40之间，包括端值。
25.根据前述权利要求任一项所述的帘线(10)，其中外部线股(TE)以在7.2和32mm之间，包括端值，优选在8和25.6mm之间，包括端值，的捻距(pE)螺旋缠绕。
26.根据前述权利要求任一项所述的帘线(10)，其中外部线股(TE)的捻距(pE)与每根外部线股(TE)的丝线(F1、F2)的直径(D1,e、D2,e)的比例(RE)在40和80之间，包括端值。
27.根据前述权利要求任一项所述的帘线(10)，其中帘线(10)的内层(C1)和外层(C2)以相同的捻合方向缠绕。
28.根据前述权利要求任一项所述的帘线(10)，其中所有丝线(F1、F2)和线股(TI、TE)以相同的捻合方向缠绕。
29.根据前述权利要求任一项所述的帘线(10)作为轮胎中的增强元件的用途。
30.轮胎(20)，其特征在于其包括至少一根根据权利要求1至28任一项所述的帘线(10)。
31.根据权利要求30所述的轮胎(20)，其用于工地类型的车辆。
32.根据权利要求30或31所述的轮胎(20)，包括胎体增强件，所述胎体增强件锚固在两个胎圈中并且在径向上被胎冠增强件覆盖，所述胎冠增强件本身被胎面覆盖，所述胎面通过两个胎侧结合至所述胎圈，并且所述胎冠增强件包括至少一根根据权利要求1至28任一项所述的帘线。
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