CN113396255A - 具有高断裂能的1xN结构的多线股帘线 - Google Patents

Abstract

经提取的帘线(60’)具有1xN结构，包括具有螺旋缠绕的N根线股(62)的单个层(61)。每根线股(62)有两个具有直径为D1和D2的金属丝线(F1、F2)的层。经提取的帘线(60’)具有的结构性伸长As’≥1.00％，弹性模量MC’≤80GPa。直径为D1和D2的金属丝线(F1、F2)中至少50％的机械抵抗力对于直径为D1的金属丝线而言大于或等于3500‑2000x D1，并且对于直径为D2的金属丝线而言大于或等于3500‑2000x D2，所述机械抵抗力根据标准ASTM D2969‑04测得。

Description

具有高断裂能的1xN结构的多线股帘线

技术领域

本发明涉及帘线以及包括这些帘线的轮胎。

背景技术

从现有技术(特别地从文献WO2016/131862)中已知一种用于施工场地车辆的轮胎，其具有径向胎体增强件并包括胎面、两个不可伸展的胎圈、将胎圈连接至胎面的两个胎侧以及沿周向设置在胎体增强件和胎面之间的胎冠增强件。该胎冠增强件包括由增强元件(例如金属帘线)增强的多个帘布层，其中一个帘布层的帘线嵌入帘布层的弹性体基质中。

胎冠增强件包括工作增强件、保护增强件和可能的其它增强件(例如环箍增强件)。

保护增强件包括一个或多个保护帘布层，所述保护帘布层包括多个保护丝状增强元件。每个保护丝状增强元件为具有1xN结构的帘线。帘线包括具有以捻距p3＝20mm螺旋缠绕的N＝4根线股的单个层。一方面，每根线股包括具有以捻距P1＝6.7mm螺旋缠绕的M＝3根内部丝线的内层和具有以捻距p2＝10mm围绕内层螺旋缠绕的P＝8根外部丝线的外层。每根内部丝线和每根外部丝线具有的直径等于0.35mm，机械强度等于2765MPa。

一方面，当轮胎越过障碍物(例如岩石形式的障碍物)时，这些障碍物有穿透轮胎直至胎冠增强件的风险。这些穿孔使得腐蚀剂进入轮胎的胎冠增强件并降低其寿命。

另一方面，已经发现保护帘布层的帘线会由于相对显著的变形和施加至帘线的负荷而产生断裂，特别是当轮胎越过障碍物时。

发明内容

本发明的目的是一种能够减少或甚至消除断裂数和穿孔数的帘线。

为此，本发明的主题为一种具有1xN结构的帘线，所述帘线包括具有螺旋缠绕的N根线股的单个层，每根线股有两个具有金属丝线的层并且包括：

-由M≥1根直径为D1的内部金属丝线构成的内层，

-由围绕内层缠绕的P>1根直径为D2的外部金属丝线构成的外层。

根据本发明的帘线具有通过应用2014年的标准ASTM D2969-04测定的结构性伸长As，满足As≥3.00％。

根据本发明的帘线满足MC≤127，其中MC＝200 x cos⁴(α)x[M x(D1/2)²x cos⁴(β)+P x(D2/2)²x cos⁴(γ)]/[M x(D1/2)²+P x(D2/2)²]，其中：

-D1和D2以mm表示，

-α为帘线中每根线股的螺旋角度，

-β为内层中每根内部金属丝线的螺旋角度，以及

-γ为外层中每根外部金属丝线的螺旋角度。

指标MC表示帘线的弹性模量。在该式中，因数200表示钢的弹性模量，约为200GPa。

在根据本发明的帘线中，至少50％的金属丝线(直径为D1和D2)的机械强度(根据标准ASTM D2969-04测得)对于直径为D1的金属丝线而言大于或等于3500-2000x D1，并且对于直径为D2的金属丝线而言大于或等于3500-2000x D2。

由于相对高的结构性伸长和表示帘线相对低的弹性模量的指标MC，根据本发明的帘线能够减少穿孔并因此延长轮胎的寿命。具体地，本发明的发明人已经发现，与现有技术相比，硬度较小的帘线针对于障碍物表现得更好。本发明人已经发现，通过使用具有较低硬度的帘线来贴合障碍物比尝试尽可能地硬化和增强帘线来抵抗障碍物所施加的变形(如在现有技术中以通常方式所教导的)更有效。通过贴合障碍物，减少了对抗障碍物的负荷，因此降低了轮胎被穿孔的风险。

由于相对高的结构性伸长、表示帘线相对低的弹性模量的指标MC以及帘线的大多数金属丝线的相对高的机械强度，根据本发明的帘线还能够减少断裂数。具体地，本发明的发明人已经发现，减少帘线断裂的确定标准不仅在于现有技术中广泛教导的断裂力，而且还在于断裂能，所述断裂能在本申请中由等于断裂力与断裂伸长的乘积的指标来表示。具体地，现有技术的帘线具有相对高的断裂力但具有相对低的断裂伸长，或者具有相对高的断裂伸长但具有相对低的断裂力。在这两种情况下，现有技术的帘线以相对低的能量断裂。根据本发明的帘线由于其相对高的结构性伸长而具有必然相对高的断裂伸长。协同地，由于弹性域中的力-伸长曲线的相对低的梯度，相对低的模量使得能够向后推断裂伸长。最后且最重要的是，本发明人已经发现，如以下对比测试所证明的，大多数金属丝线的机械强度增加可以使结构性伸长增加(从而如以下所解释的那样使得可以向后推断裂伸长)并因此使断裂能指标增加，并且还可以使断裂力增加，从而能够使断裂能指标增加。

结构性伸长As是本领域技术人员公知的参数，例如通过将2014年的标准ASTMD2969-04应用于测试的帘线以获得力-伸长曲线来确定。As从随着伸长获得的曲线中导出，以％计，对应于力-伸长曲线的结构性部分的切线与力-伸长曲线的弹性部分的切线之间的交点在伸长轴线上的投影。应当记得，力-伸长曲线在伸长增加的方向上包括结构性部分、弹性部分和塑性部分。结构性部分对应于帘线的由构成帘线的不同线股和金属丝线一起移动而产生的结构性伸长。弹性部分对应于由帘线的构造，特别是各层的角度和丝线的直径的构造产生的弹性伸长。塑性部分对应于由金属丝线的塑性(超出弹性极限的不可逆变形)产生的塑性伸长。螺旋角度由下式定义：

α＝arctan(2 xπx R3/p3)，其中R3为线股的缠绕半径，p3为线股缠绕的捻距。

β＝arctan(2 xπx R1/p1)，其中R1为M根内部金属丝线的缠绕半径，p1为组装成帘线的M根内部金属丝线的捻距。捻距p1满足1/p1＝1/p10+1/p3，其中p10为在线股组装形成帘线之前线股中M根内部金属丝线的捻距。当M＝1时，R1＝0，因此β＝0。

γ＝arctan(2 xπx R2/p2)，其中R2为N根外部金属丝线的缠绕半径，p2为组装成帘线的N根外部金属丝线的捻距。捻距p2满足1/p2＝1/p20+1/p3，其中p20为在线股组装形成帘线之前线股中M根外部金属丝线的捻距。

缠绕半径R3在与帘线的主轴线垂直的横截面上测量，并且对应于由每根线股描述的螺旋中心与帘线中心之间的距离。类似地，缠绕半径R1和R2在与每根单独考虑的线股的主轴线垂直的横截面上测量，并且分别对应于每根内部丝线和每根外部丝线所描述的螺旋中心与线股中心之间的距离。

在本发明中，帘线包括具有N根线股的单个层，意指它包括由一个(不多也不少)具有线股的层构成的组件，意指该组件有一个具有线股的层，不是零，不是两个层，只有一个层。

每根线股具有两个层，意指它包括由两个(不多也不少)具有金属丝线的层构成的组件，意指该组件有两个具有金属丝线的层，不是一个层，不是三个层，只有两个层。每根线股的外层以与该线股的内层接触的方式围绕该线股的内层缠绕。

根据本发明如上限定的帘线是裸露的，意指它不具有任何聚合物组合物；特别地，该帘线不具有任何弹性体组合物。

金属丝线理解为包括主要(即超过其重量的50％)或完全(其重量的100％)由金属材料(例如碳钢)制成的芯部的金属单丝。金属丝线可以有利地包括覆盖芯部的金属涂覆物的层，所述金属涂覆物选自锌、铜、锡和这些金属的合金，例如黄铜。每根丝线优选由珠光体或铁素体-珠光体碳钢制成。

在本申请中描述的裸露帘线的特征的值在帘线制得之后直接在帘线上(即在嵌入聚合物基质(特别是弹性体基质)中的任何步骤之前)测量或确定。

在本申请中，通过表述“在a至b之间”表示的任何数值范围代表从大于a至小于b的数值范围(即不包括端点a和b)，而通过表述“a至b”表示的任何数值范围意指从端点“a”直至端点“b”的数值范围，即包括严格的端点“a”和“b”。

在一个优选的实施方案中，As≥3.10％。因此，帘线的断裂能指标更进一步增加，从而降低了断裂的风险。

任选地，As≤4.00％，优选As≤3.75％，更优选As≤3.50％。通过限制结构性伸长，确保了帘线仍然可以吸收足够的负荷以实现相对低的变形。

在能够实现上述性质的有利实施方案中，α的范围为13°至39°，优选为16°至27°，更优选为21°至27°。

在能够实现上述性质的有利实施方案中，β的范围为6°至22°，优选为8°至15°。

在能够实现上述性质的有利实施方案中，γ的范围为13°至30°，优选为16°至23°。

在一个优选的实施方案中，MC≤125。通过进一步限制模量指标MC，弹性部分更进一步延伸，因此断裂能指标增加。

有利地，MC≥100，优选MC≥110，更优选MC≥115。在相对高的模量指标MC的情况下，确保了帘线仍然可以吸收足够的负荷以实现相对低的变形。

有利地，帘线具有的断裂力Fr满足Fr≥8500N，优选Fr≥9000N，更优选Fr≥9350N，甚至更优选Fr≥9600N。根据标准ASTM D2969-04测量断裂力。

有利地，帘线具有的断裂伸长Ar满足Ar≥6.50％，优选Ar≥6.75％，更优选Ar≥6.90％。根据标准ASTM D2969-04测量断裂伸长。

非常优选地，帘线具有的断裂能指标Er等于断裂力Fr(以N表示)与断裂伸长Ar(以％表示)的乘积，满足Er≥60000N.％，优选Er≥63000N.％，更优选Er≥64000N.％。

非常有利地，帘线具有等于断裂力Fr(以N表示)与断裂伸长Ar(以％表示)的乘积的断裂能指标Er、以及直径D(以mm表示)，满足Er/D≥15000，优选Er/D≥15800，更优选Er/D≥16000，非常优选Er/D≥16500。因此，帘线表现出在断裂能与体积之间的有利折衷，从而尤其减小帘线所在的帘布层的厚度并因此减小轮胎的重量。

本发明的另一个主题为从聚合物基质中提取的帘线，该帘线具有1xN结构并且包括具有螺旋缠绕的N根线股的单个层，每根线股有两个具有金属丝线的层并且包括：

-由M≥1根直径为D1的内部金属丝线构成的内层，

-由围绕内层缠绕的P>1根直径为D2的外部金属丝线构成的外层。

根据本发明的经提取的帘线具有通过应用2014年的标准ASTM D2969-04测定的结构性伸长As’，满足As’≥1.00％。

根据本发明的经提取的帘线具有的弹性模量MC’≤80GPa。

在根据本发明的经提取的帘线中，至少50％的金属丝线(直径为D1和D2)的机械强度(根据标准ASTM D2969-04测得)对于直径为D1的金属丝线而言大于或等于3500-2000 xD1，并且对于直径为D2的金属丝线而言大于或等于3500-2000 x D2。

根据本发明的经提取的帘线得自裸露帘线嵌入聚合物基质中，与上述裸露帘线(其不具有任何聚合物基质)不同。

经提取的帘线的结构性伸长As’以与以上限定的裸露帘线的结构性伸长As相似的方法测量。

经提取的帘线的弹性模量MC’通过以下方式来计算：测量通过将2014年的标准ASTM D2969-04应用于所测试的经提取的帘线而获得的力-伸长曲线的弹性部分的梯度，然后将此梯度分配至帘线的金属横截面(即构成经提取的帘线的丝线的横截面总和)。供替代地，金属横截面可以通过以下方式加以确定：根据2014年的标准ASTM D2969-04测量经提取的帘线的金属线密度，而后将此金属线密度除以所用钢的密度。

优选地，聚合物基质为弹性体基质。

根据本发明的经提取的帘线通过如上限定将没有聚合物基质的裸露帘线嵌入聚合物基质中而获得。聚合物基质(优选弹性体基质)基于聚合物(优选弹性体)组合物。

在根据本发明的经提取的帘线中，帘线的由线股界定并且与理论圆界定的体积相对应的拱形部填充有聚合物基质(优选弹性体基质)，所述理论圆在径向上位于每根线股的内侧并且与每根线股相切。

聚合物基质理解为包含至少一种聚合物的基质。因此，聚合物基质基于聚合物组合物。

弹性体基质理解为具有由弹性体组合物交联产生的弹性行为的基质。因此，优选的弹性体基质基于弹性体组合物。

表述“基于”应理解为意指组合物包含所用各种组分的配混物和/或原位反应产物，在制造组合物的各个阶段期间，这些组分中的一些能够反应和/或旨在至少部分地彼此反应；因此，组合物能够处于完全交联或部分交联的状态或者非交联的状态。

聚合物组合物理解为意指该组合物包含至少一种聚合物。优选地，这种聚合物可以为热塑性聚合物(例如聚酯或聚酰胺)、热固性聚合物、弹性体(例如天然橡胶)、热塑性弹性体或这些聚合物的组合。

弹性体组合物理解为意指该组合物包含至少一种弹性体和至少一种其他组分。优选地，包含至少一种弹性体和至少一种其他组分的组合物包含弹性体、交联体系和填料。用于这些帘布层的组合物是用于丝状增强元件的表层涂覆物的常规组合物并且包含二烯弹性体(例如天然橡胶)、增强填料(例如炭黑和/或二氧化硅)、交联体系(例如硫化体系，优选包含硫、硬脂酸和氧化锌，以及任选的硫化促进剂和/或阻滞剂)和/或各种添加剂。金属丝线与金属丝线所嵌入的基质之间的粘合例如通过金属涂覆物(例如黄铜层)来实现。

本申请中描述的经提取的帘线的特征的值在从例如轮胎的聚合物基质(特别是弹性体基质)中提取的帘线上测量或确定。因此，例如在轮胎上，去除在径向上位于待提取的帘线外侧的材料条带，以便能够看到与聚合物基质径向齐平的待提取的帘线。这种去除可以通过使用刀具和夹具进行剥离或通过刨削来完成。接下来，使用刀将待提取的帘线的末端揭开。然后拉动帘线以将其从基质中提取出来，施加相对浅的角度以免使待提取的帘线塑化。然后小心地清洁经提取的帘线，例如使用刀进行清洁，以便分离局部粘合至帘线的任何聚合物基质残留物，同时注意不要损坏金属丝线的表面。

在一个优选的实施方案中，As’≥1.05％，更优选As’≥1.10％。因此，聚合物基质中帘线的断裂能指标更进一步增加，从而降低了断裂的风险。

任选地，As’≤1.50％，优选As’≤1.40％。通过限制结构性伸长，确保了聚合物基质中的帘线仍然可以吸收足够的负荷以实现相对低的变形。

在一个优选的实施方案中，MC’≤77GPa。通过进一步降低模量指标MC’，弹性部分更进一步延伸，由此断裂能指标增加。

有利地，MC’≥60GPa，优选MC’≥65GPa，更优选MC’≥68GPa。在相对高的模量指标MC’的情况下，确保了聚合物基质中的帘线仍然可以吸收足够的负荷以实现相对低的变形。

有利地，经提取的帘线具有的断裂力Fr’满足Fr’≥8500N，优选Fr’≥9000N。根据标准ASTM D2969-04在经提取的帘线上测量断裂力。

有利地，经提取的帘线具有的断裂伸长Ar’满足Ar’≥3.70％，优选Ar’≥3.80％，更优选Ar’≥3.90％。根据标准ASTM D2969-04在经提取的帘线上测量断裂伸长。

非常优选地，经提取的帘线具有的断裂能指标Er’等于经提取的帘线的断裂力Fr’(以N表示)与经提取的帘线的断裂伸长Ar’(以％表示)的乘积，满足Er’≥33000N.％，优选Er’≥35000N.％，更优选Er’≥36000N.％。

非常有利地，经提取的帘线具有等于经提取的帘线的断裂力Fr’(以N表示)与经提取的帘线的断裂伸长Ar’(以％表示)的乘积的断裂能指标Er’、以及直径D(以mm表示)，满足Er’/D≥8500，优选Er’/D≥8800，更优选Er’/D≥9000，非常优选Er’/D≥9100。因此，经提取的帘线表现出在断裂能与体积之间的有利折衷，从而尤其减小帘线所在的帘布层的厚度并因此减小轮胎的重量。

下面描述的有利特征适用于如上所述的裸露帘线和经提取的帘线。

优选地，至少60％的金属丝线，优选至少70％的金属丝线，更优选每根金属丝线(直径为D1和D2)的机械强度(根据标准ASTM D2969-04测得)对于直径为D1的金属丝线而言大于或等于3500-2000 x D1，并且对于直径为D2的金属丝线而言大于或等于3500-2000 xD2。

有利地，至少50％的金属丝线，优选至少60％的金属丝线，更优选至少70％的金属丝线，非常优选每根金属丝线(直径为D1和D2)的机械强度(根据标准ASTM D2969-04测得)对于直径为D1的金属丝线而言大于或等于3600-2000 x D1，并且对于直径为D2的金属丝线而言大于或等于3600-2000 x D2。

在优选的构造中，N＝3或N＝4，优选N＝4。

在优选的构造中，M＝3、4或5，优选M＝3。

在优选的构造中，P＝7、8、9、10或11，优选P＝8。

在优选的构造中，M>1根内部丝线以捻距p1螺旋缠绕，p1的范围为3mm至11mm，优选为5mm至9mm。

在优选的构造中，P根外部丝线以捻距p2螺旋缠绕，p2的范围为6mm至14mm，优选为8mm至12mm。

在优选的构造中，线股以捻距p3螺旋缠绕，p3的范围为10mm至30mm，优选为15mm至25mm，更优选为15mm至19mm。

在非常优选的实施方案中，每根线股的外层为未饱和的，优选为完全不饱和的。

根据定义，未饱和的丝线层为使得丝线之间存在足够的空间以允许聚合物组合物(例如弹性体组合物)通过。因此，未饱和层意指该层中的丝线不接触并且该层中的两根相邻的丝线之间有足够的空间以允许聚合物组合物(例如弹性体组合物)通过该层。相比之下，饱和的丝线层为使得该层中的丝线之间没有足够的空间(例如因为该层中的丝线成对地相互接触)来允许聚合物组合物(例如弹性体组合物)通过。

有利地，每根线股的外层的丝线间距离大于或等于5μm。优选地，每根线股的外层的丝线间距离大于或等于15μm，更优选大于或等于35μm，甚至更优选大于或等于50μm。

每根线股的外层为未饱和的事实有利地使得聚合物组合物(例如弹性体组合物)更容易穿过直至线股的中心，并因此使得线股对腐蚀不那么敏感。

根据定义，完全不饱和的丝线层为使得在该层中存在足够的空间以向该层中添加至少一根与层的P根丝线具有相同直径的第(P+1)根丝线，因此多根丝线可以彼此接触或不接触。每根线股的外层为完全不饱和的事实使得可以最大限度地将聚合物组合物(例如弹性体组合物)渗透到每根线股中并因此使每根线股对腐蚀更加不敏感。因此，有利地，每根线股的外层的丝线间距离的总和SI2满足SI2≥D2。总和SI2是层中每对相邻丝线之间的丝线间距离的总和。在垂直于帘线主轴线的帘线截面中，层的丝线间距离被定义为该层的两根相邻丝线之间的平均最短距离。因此，通过将总和SI2除以层中丝线之间的空间数来计算丝线间距离。

有利地，对于旨在装备施工场地车辆的轮胎，每根金属丝线的直径D1、D2的范围为0.25mm至0.50mm，优选为0.30mm至0.45mm，更优选为0.32mm至0.40mm。

在优选的实施方案中，每根内部丝线的直径D1大于或等于每根外部丝线的直径D2。使用满足D1>D2的直径可以促进聚合物组合物(例如弹性体组合物)穿过外层的渗透性。使用满足D1＝D2的直径可以限制在帘线的制造中要管理的不同丝线的数量。

有利地，具有N根线股的层为未饱和的，优选不完全为不饱和的。

根据定义，未饱和的线股层为使得线股之间存在足够的空间以允许聚合物组合物(优选弹性体组合物)通过。未饱和的线股层意指线股不接触并且两根相邻线股之间存在足够的空间以允许聚合物组合物(优选弹性体组合物)穿过直至进入拱形部。相比之下，饱和的线股层为使得该层中的线股之间没有足够的空间(例如因为该层中的线股成对地相互接触)来允许聚合物组合物(优选弹性体组合物)通过。

有利地，在垂直于帘线主轴线的帘线横截面上，线股层的线股间距离被定义为两根相邻线股内接的圆形包络线之间的平均最短距离，对于未饱和的线股层，其大于或等于30μm。优选地，两根相邻线股之间的平均线股间距离大于或等于70μm，更优选大于或等于100μm，甚至更优选大于或等于150μm，非常优选大于或等于200μm。

不完全为不饱和的线股层为使得在该层中没有足够的空间来向该层中添加至少一根与层的N根线股具有相同直径的第(N+1)根线股。

根据本发明，每根线股为非原位橡胶化的类型。非原位橡胶化意指在线股彼此组装之前，每根线股由不同层的丝线构成并且不具有任何聚合物组合物，特别是弹性体组合物。

有利地，至少50％的金属丝线的每根金属丝线，优选至少60％的金属丝线的每根金属丝线，更优选至少70％的金属丝线的每根金属丝线，非常优选帘线的每根金属丝线包括钢芯部，所述钢芯部具有根据2000年9月的标准NF EN 10020的组成，碳含量C>0.80％，优选C≥0.82％。这种钢组成结合了非合金钢(2000年9月的标准NF EN 10020的第3.2.1和4.1点)、不锈钢(2000年9月的标准NF EN 10020的第3.2.2和4.2点)和其他合金钢(2000年9月的标准NF EN 10020的第3.2.3和4.3点)。相对高的碳含量使得能够实现根据本发明的帘线的金属丝线的机械强度。还可以特别通过进一步加工硬化每根金属丝线来更改制造金属丝线的方法，以增加金属丝线的机械强度。而更改制造金属丝线的方法涉及相对巨大的工业投资，使用相对高的碳含量则不需要任何投资。此外，与通过进一步加工硬化金属丝线的方法(显著降低弯曲-压缩耐久性)不同，使用相对高的碳含量使得可以保持金属丝线的弯曲-压缩耐久性。

有利地，C≤1.10％，优选C≤1.00％，更优选C≤0.90％。使用过高的碳含量不仅成本相对较高，而且还会导致金属丝线的疲劳-腐蚀耐久性下降。

优选地，裸露帘线或经提取的帘线的直径D满足D≤4mm，优选满足3.5mm≤D≤4mm。根据标准ASTM D2969-04在裸露帘线或经提取的帘线上测量直径D。

有利地，裸露帘线或经提取的帘线通过包括以下步骤的方法获得：

-单独组装N根线股中每一根的步骤，在该步骤期间，按先后顺序：

-当M>1时，将M根内部金属丝线螺旋缠绕以形成内层，

-将P根外部金属丝线围绕内层螺旋缠绕以形成外层，以及

-通过捻合共同组装N根线股的步骤，在该步骤期间，将N根线股以捻距p3螺旋缠绕。

有利地，单独组装N根线股中每一根的步骤通过捻合来进行。

在该有利的实施方案中，在单独组装步骤期间，M根内部金属丝线以范围为5mm至15mm、优选8mm至12mm的捻距p10螺旋缠绕。

还在该有利的实施方案中，在单独组装步骤期间，P根外部金属丝线以范围为12mm至27mm、优选17mm至23mm的捻距p20螺旋缠绕。

在一个特别优选的实施方案中，裸露帘线或经提取的帘线通过包括以下步骤的方法获得：在共同组装步骤之后的使帘线透气的步骤，其中：

-过度捻合N根线股，以便从捻距p3变至临时过捻捻距p3’，满足p3’<p3，然后

-解捻N根线股，以便从临时过捻捻距p3’变至中间捻距p3”，满足p3”>p3’。

在某些优选的实施方案中，p3”≥p3。

透气步骤使得可以通过额外的捻合将捻距p3缩短至临时过捻捻距p3'，并且还隐含地将每个捻距p1和p2分别缩短至临时过捻捻距p1'和p2'。解捻步骤使得可以减少额外的捻合并获得中间捻距p3”，并且还隐含地获得中间捻距p1”和p2”。过度捻合步骤和之后的解捻步骤的连续和顺序可以使金属丝线塑性变形并赋予帘线相对显著的透气，从而促进例如聚合物组合物(特别是弹性体组合物)对帘线的渗透性。

非常优选地，裸露帘线或经提取的帘线通过包括以下步骤的方法获得：在使帘线透气的步骤之后的平衡步骤，其中：

-解捻N根线股，以便从中间捻距p3”变至临时平衡捻距p3”’，满足p3”’>p3且p3”’>p3’，然后

-捻合N根线股，以便从临时平衡捻距p3”’变至捻距p3。

透气步骤在帘线内产生残余捻合扭矩。解捻步骤使得可以通过反向捻合将中间捻距p3”延长至临时平衡捻距p3”’，并且还隐含地将每个中间捻距p1”和p2”分别延长至临时平衡捻距p1”’和p2”’。捻合步骤使得可以消除反向捻合并返回至初始捻距p3，并且还隐含地返回至初始捻距p1和p2。解捻步骤和之后的捻合步骤的连续和顺序使得可以消除残余捻合扭矩。因此，在平衡步骤结束时获得的帘线具有基本上为零的残余捻合扭矩。基本上为零的残余捻合扭矩对应于以下事实：帘线扭转平衡以便能够在使用帘线的后续步骤中使用。残余捻合扭矩以圈/米表示，根据标准ASTM D2969-04测量，对应于预定长度的帘线在可自由移动时能够围绕其主轴线转动的圈数。

有利地，p3/p3’>p3”’/p3。因此，额外捻合的幅度大于反向捻合的幅度，以使得平衡，并且同时对帘线的透气具有尽可能小的负面影响。

本发明的另一个主题为一种用于施工场地车辆的轮胎，其包括至少一个丝状增强元件，所述丝状增强元件是从轮胎中提取之后由如上限定的经提取的帘线形成。

本发明的又一主题为一种用于施工场地车辆的轮胎，其包括至少一个丝状增强元件，所述丝状增强元件是通过将如上限定的裸露帘线嵌入聚合物基质中而获得。如上所述，裸露帘线在嵌入聚合物基质中时形成以下所述帘线：所述帘线在从轮胎中提取出来时形成根据本发明的经提取的帘线。

本发明的另一个主题为一种用于施工场地车辆的轮胎，其包括至少一个丝状增强元件，所述丝状增强元件是从轮胎中提取之后由如上限定的经提取的帘线形成，并且通过将如上限定的裸露帘线嵌入聚合物基质中而获得。

在一个优选的实施方案中，轮胎包括：

-胎冠，所述胎冠包括胎面和胎冠增强件，

-两个胎侧，

-两个胎圈，

每个胎侧将每个胎圈连接至胎冠，所述轮胎包括胎体增强件，所述胎体增强件锚固在每个胎圈中并且在胎侧和胎冠中延伸，所述胎冠增强件沿径向插入在所述胎体增强件和所述胎面之间，所述胎冠增强件包括至少一个丝状增强元件，所述丝状增强元件是从轮胎中提取之后由如上限定的经提取的帘线形成和/或通过将如上限定的裸露帘线嵌入聚合物基质中而获得。

在一个实施方案中，胎体增强件包括至少一个胎体帘布层，所述胎体帘布层包括胎体丝状增强元件，所述胎体丝状增强元件从一个胎圈延伸至另一个胎圈从而与轮胎的周向方向形成范围为80°至90°的角度。

在该实施方案中，所述胎冠增强件优选在轮胎的周向方向上围绕轮胎的整个圆周延伸。

有利地，胎冠增强件包括沿径向布置在胎冠增强件外侧的保护增强件。因此，所述胎冠增强件不包括由沿径向布置在保护增强件外侧的丝状增强元件所增强的任何其他增强件。

优选地，保护增强件包括至少一个丝状增强元件，所述丝状增强元件是从轮胎中提取之后由如上限定的经提取的帘线形成和/或通过将如上限定的裸露帘线嵌入聚合物基质中而获得。

更优选地，保护增强件包括至少一个保护帘布层，所述保护帘布层包括一个或多个保护丝状增强元件，所述保护丝状增强元件与轮胎的周向方向形成大于或等于10°，优选范围为10°至45°，更优选为15°至40°的角度，所述或每个保护丝状增强元件由至少一个以下丝状增强元件形成：该丝状增强元件是从轮胎中提取之后由如上限定的经提取的帘线形成和/或通过将如上限定的裸露帘线嵌入聚合物基质中而获得。

在一个优选的实施方案中，保护增强件包括两个保护帘布层，每个保护帘布层包括一个或多个保护丝状增强元件，所述保护丝状增强元件与轮胎的周向方向形成大于或等于10°，优选范围为10°至45°，更优选为15°至40°的角度，所述或每个保护丝状增强元件由至少一个以下丝状增强元件形成：该丝状增强元件是从轮胎中提取之后由如上限定的经提取的帘线形成和/或通过将如上限定的裸露帘线嵌入聚合物基质中而获得。

优选地，一个保护帘布层中由保护丝状增强元件与轮胎的周向方向所形成的角度的取向与另一个保护帘布层中由保护丝状增强元件与轮胎的周向方向所形成的角度的取向相反。换言之，一个保护帘布层中的保护丝状增强元件与另一个保护帘布层中的保护丝状增强元件交叉。角度的取向意指从限定角度的参考直线(在此情况下为轮胎的周向方向)开始为了到达限定角度的另一直线所需要旋转的顺时针方向或逆时针方向。

在某些优选的实施方案中，胎冠增强件包括沿径向布置在保护增强件内侧的环箍增强件。

有利地，环箍增强件包括至少一个丝状增强元件，所述丝状增强元件是从轮胎中提取之后由如上限定的经提取的帘线形成和/或通过将如上限定的裸露帘线嵌入聚合物基质中而获得。

在一个优选的实施方案中，保护增强件和环箍增强件各自包括至少一个金属丝状增强元件，所述金属丝状增强元件是从轮胎中提取之后由如上限定的经提取的帘线形成和/或通过将如上限定的裸露帘线嵌入聚合物基质中而获得。

有利地，环箍增强件包括至少一个环箍帘布层，所述环箍帘布层包括一个或多个环箍丝状增强元件，所述环箍丝状增强元件与轮胎的周向方向形成小于或等于10°，优选小于或等于5°，更优选基本上为零的角度，所述或每个丝状环箍丝状增强元件由至少一个以下丝状增强元件形成：该丝状增强元件是从轮胎中提取之后由如上限定的经提取的帘线形成和/或通过将如上限定的裸露帘线嵌入聚合物基质中而获得。根据本发明的帘线在环箍增强件中的使用能够确保吸收与充气压力相关的负荷并能够限制轮胎的径向膨胀。考虑到至少一个金属丝状增强元件的相对柔韧性质，当环箍丝状增强元件与轮胎的周向方向形成的角度较小时，这种吸收和这种限制甚至更有效。

在一个优选的实施方案中，环箍增强件包括两个环箍帘布层，每个环箍帘布层包括一个或多个环箍丝状增强元件，所述环箍丝状增强元件与轮胎的周向方向形成小于或等于10°，优选小于或等于5°，更优选基本上为零的角度，所述或每个丝状环箍丝状增强元件由至少一个以下丝状增强元件形成：该丝状增强元件是从轮胎中提取之后由如上限定的经提取的帘线形成和/或通过将如上限定的裸露帘线嵌入聚合物基质中而获得。

在一个实施方案中，两个层由连续的周向帘布层形成，所述帘布层以至少两个完整的周向匝缠绕，每个完整的周向匝形成一个层。

优选地，当由环箍丝状增强元件形成的角度基本上不为零时，一个环箍帘布层中由环箍丝状增强元件与轮胎的周向方向所形成的角度的取向与另一个环箍帘布层中由环箍丝状增强元件与轮胎的周向方向所形成的角度的取向相反。换言之，一个环箍帘布层中的环箍丝状增强元件与另一个环箍帘布层中的环箍丝状增强元件交叉。

在优选的实施方案中，胎冠增强件包括沿径向布置在保护增强件内侧的工作增强件。

有利地，工作增强件包括至少一个工作帘布层，所述工作帘布层包括一个或多个工作丝状增强元件，所述工作丝状增强元件与轮胎的周向方向形成小于或等于70°，优选小于或等于60°，更优选范围为15°至40°的角度。

在一个优选的实施方案中，工作增强件包括两个工作帘布层，每个工作帘布层包括一个或多个工作丝状增强元件，所述工作丝状增强元件与轮胎的周向方向形成小于或等于70°，优选小于或等于60°，更优选范围为15°至40°的角度。

优选地，一个工作帘布层中由工作丝状增强元件与轮胎的周向方向所形成的角度的取向与另一个工作帘布层中由工作丝状增强元件与轮胎的周向方向所形成的角度的取向相反。换言之，一个工作帘布层中的工作丝状增强元件与另一个工作帘布层中的工作丝状增强元件交叉。角度的取向意指从限定角度的参考直线(在此情况下为轮胎的周向方向)开始为了到达限定角度的另一直线所需要旋转的顺时针方向或逆时针方向。

在一个实施方案中，在工作增强件包括两个工作帘布层的情况下，环箍增强件沿径向布置在两个工作帘布层之间。

在一个实施方案中，轮胎具有W R U类型的尺寸，其中U≥35，优选U≥49，更优选U≥57。轮胎尺寸的这种指定符合ETRTO(“欧洲轮胎和轮辋技术组织”)的命名法。

附图说明

通过阅读以下仅以非限制性实施例的方式并且参考附图给出的描述将更好地理解本发明，在附图中：

-图1为根据本发明的轮胎横截面的简化图；

-图2为图1中轮胎的部分II的详细图；

-图3为与根据本发明的经提取的帘线的帘线轴线(假设其是笔直并且静止的)垂直的横截面的示意图；

-图4为图3中经提取的帘线的力-伸长曲线；

-图5为与根据本发明的图3中处于裸露状态的帘线的帘线轴线(假设其是笔直并且静止的)垂直的横截面的示意图；

-图6为图5中裸露帘线的力-伸长曲线；

-图7和图8为根据本发明的用于制造裸露帘线和经提取的帘线的设备和方法的示意图。

图中已经描绘了分别对应于轮胎的通常轴向、径向和周向取向的参考系X、Y、Z。

具体实施方式

轮胎的正中周向平面M为与轮胎的旋转轴线垂直、与每个胎圈的环形增强结构等距定位并且穿过胎冠增强件中间的平面。

图1和图2示出了用于施工场地类型车辆的轮胎，例如“自卸车”类型的轮胎，其由整体附图标记10表示。因此，轮胎10具有W R U类型的尺寸，例如40.00 R 57或59/80 R 63。

以本领域技术人员已知的方式，W：

-当其为H/B形式时，表示由ETRTO限定的标称纵横比H/B(H为轮胎截面的高度，B为轮胎截面的宽度)，并且，

-当其为H.00或B.00形式时，其中H＝B，H和B如上限定。

U表示旨在安装轮胎的轮辋座的直径(以英寸计)，R表示轮胎的胎体增强件的类型，在此情况下是径向的。U≥35，优选U≥49，更优选U≥57。

轮胎10包括胎冠12，所述胎冠12包括胎面22和胎冠增强件14。胎面22沿径向布置在胎冠增强件14的外侧。胎冠增强件14在轮胎10的周向方向Z上围绕轮胎10的整个圆周延伸。

轮胎10还包括两个胎侧16和两个胎圈18，这些胎圈18中的每一个均由环形结构(在此情况下为胎圈丝线20)增强。每个胎侧16将每个胎圈18连接至胎冠12。

轮胎10还包括胎体增强件24，所述胎体增强件24锚固在两个胎圈18中的每一个中，在此情况下围绕两个胎圈线20缠绕并且包括朝向轮胎20的外侧设置的卷边26，其在此处显示为安装在轮辋28上。所述胎体增强件24在胎侧16和胎冠12中延伸。所述胎冠增强件14沿径向插入胎体增强件24和胎面22之间。

所述胎体增强件24包括至少一个胎体帘布层30，所述胎体帘布层30包括胎体丝状增强元件31，所述胎体丝状增强元件从一个胎圈18延伸至另一个胎圈从而与轮胎10的周向方向Z形成范围为80°至90°的角度。

轮胎10还包括由弹性体制成的密封帘布层32(通常称为“内衬层”)，所述密封帘布层32限定了轮胎10的径向内表面34并且旨在保护胎体帘布层30免受来自轮胎10内部空间的空气的扩散。

胎冠增强件14包括沿径向布置在胎面22内侧的保护增强件36、沿径向布置在保护增强件36内侧的工作增强件38和沿径向布置在保护增强件36内侧的环箍增强件50。保护增强件36因此沿径向插入在胎面22和工作增强件38之间。保护增强件36因此同样沿径向布置在胎冠增强件14的外侧。

保护增强件36包括第一和第二保护帘布层42、44，第一帘布层42沿径向布置在第二帘布层44的内侧。第一和第二保护帘布层42、44各自分别包括基本上相互平行地布置在各自的第一和第二保护帘布层42、44中的第一和第二保护丝状增强元件43、45。第一和第二保护丝状增强元件43、45各自与轮胎10的周向方向Z形成大于或等于10°，优选范围为10°至45°，优选为15°至40°的角度。任选地，第一和第二保护丝状增强元件43、45从一个保护帘布层至另一个保护帘布层交叉。在这种情况下，每个第一保护丝状增强元件43与轮胎10的周向方向Z形成等于+33°的角度，并且每个第二保护丝状增强元件45与轮胎10的周向方向Z形成等于-33°的角度。

工作增强件38包括第一和第二工作帘布层46、48，第一帘布层46沿径向布置在第二帘布层48的内侧。第一和第二工作帘布层46、48各自分别包括基本上相互平行地布置在各自的第一和第二工作帘布层46、48中的第一和第二工作丝状增强元件47、49。第一和第二工作金属丝状增强元件47、49各自与轮胎10的周向方向Z形成小于或等于70°，优选小于或等于60°，更优选范围为15°至40°的角度。任选地，第一和第二工作丝状增强元件47、49从一个工作帘布层至另一个工作帘布层交叉。在这种情况下，每个第一工作金属丝状增强元件47与轮胎10的周向方向Z形成等于+19°的角度，并且每个第二工作丝状增强元件49与轮胎10的周向方向Z形成等于-33°的角度。这种工作增强元件的示例描述于文献EP0602733以及EP0383716中。

环箍增强件50(也称为限制块)包括第一和第二环箍帘布层52、54，第一和第二环箍帘布层52、54各自分别包括基本上相互平行地布置在各自的第一和第二环箍帘布层52、54中的第一和第二环箍丝状增强元件53、55。第一和第二环箍丝状增强元件53、55各自与轮胎10的周向方向Z形成小于或等于10°、优选小于或等于5°，更优选基本上为零的角度。在这种情况下，第一和第二环箍丝状增强元件53、55各自与轮胎10的周向方向Z形成基本上为零的角度。

在所示的实施方案中，环箍增强件50有利地沿径向布置在两个工作帘布层46、48之间。

参考图3，每个保护增强元件43、45和每个环箍增强元件53、55是从轮胎10中提取之后由如下所述的经提取的帘线60’形成。帘线60’就其本身而言是通过将图5所示的裸露帘线60嵌入聚合物基质中而获得的，在此情况下是嵌入弹性体基质中而获得的，所述弹性体基质分别形成每个保护帘布层42、44和每个环箍层52、54(其中分别嵌入有保护增强元件43、45和环箍增强元件53、55)的各自的弹性体基质。

裸露帘线60和经提取的帘线60’具有1xN结构，其包括具有螺旋缠绕的N根线股62的单个层61，限定出帘线的内拱形部64。在帘线60’中，内拱形部64填充有用于填充内拱形部64的填充材料66。填充材料66基于聚合物组合物，在这种情况下基于与每个保护帘布层42、44和每个环箍帘布52、54(其中分别嵌入有各自的保护增强元件43、45和环箍增强元件53、55(在此情况下为各自的帘线60))的弹性体基质的组合物相同的弹性体组合物。

每根线股62有两个具有金属丝线的层并且包括内层C1和外层C2，所述内层C1由M≥1根直径为D1的内部金属丝线F1构成，所述外层C2由围绕内层C1缠绕的P>1根直径为D2的外部金属丝线F2构成。

在此情况下，裸露帘线60和经提取的帘线60’具有直径D，满足D≤4mm，优选满足3.5mm≤D≤4mm。在此情况下，D＝3.89mm。

而且，N＝3或N＝4，在此情况下优选N＝4。此外，M＝3、4或5，在此情况下优选M＝3。此外，P＝7、8、9、10或11，在此情况下优选P＝8。

每根金属丝线F1、F2的各自直径D1、D2的范围为0.25mm至0.50mm，优选为0.30mm至0.45mm，更优选为0.32mm至0.40mm。在此情况下，D1＝D2＝0.35mm。每根金属丝线F1、F2包括钢芯部，该钢芯部具有根据2000年9月的标准NF EN 10020的非合金钢组成并且碳含量C>0.80％，优选C≥0.82％并且满足C≤1.10％，优选C≤1.00％，更优选C≤0.90％。在此情况下，C＝0.86％。根据本发明，至少50％的金属丝线F1、F2(直径为D1和D2)的机械强度Rm(根据标准ASTM D2969-04测得)对于直径为D1、D2的每根金属丝线而言分别大于或等于3500-2000 x D1(优选3600-2000 x D1)和大于或等于3500-2000 x D2(优选3600-2000 x D2)。在此情况下，每根金属丝线F1、F2具有的机械强度Rm(根据标准ASTM D2969-04测得)对于直径为D1、D2的每根金属丝线而言分别大于或等于3600-2000 x D1和大于或等于3600-2000x D2。在此情况下，每根丝线F1、F2的机械强度Rm等于2960MPa。

具有N根线股的层61为未饱和的，优选不完全为不饱和的。两根相邻线股62之间的距离等于200μm。

每根线股62的外层C2为未饱和的，优选为完全不饱和的。在此情况下，两根相邻外部丝线F2之间的距离等于60μm。

在裸露帘线60和经提取的帘线60’中，M>1根内部金属丝线F1以捻距p1螺旋缠绕。捻距p1的范围为3mm至11mm，优选为5mm至9mm，在此情况下p1＝6.4mm。在内层C1中每根内部金属丝线F1的对应螺旋角度β的范围为6°至22°，优选为8°至15°，在此情况下β＝11.2°。

在裸露帘线60和经提取的帘线60’中，P根外部金属丝线F2以捻距p2螺旋缠绕。捻距p2的范围为6mm至14mm，优选为8mm至12mm，在此情况下p2＝9.5mm。在外层C2中每根外部金属丝线F2的对应螺旋角度γ的范围为13°至30°，优选为16°至23°，在此情况下γ＝20.0°。

线股62以捻距p3螺旋缠绕。捻距p3的范围为10mm至30mm，优选为15mm至25mm，更优选为15mm至19mm，在此情况下p3＝18mm。在裸露帘线60和经提取的帘线60’中，每根线股62的螺旋角度α的范围为13°至39°，优选为16°至27°，更优选为21°至27°，在此情况下α＝23.2°。

帘线60’具有的断裂力Fr’满足Fr’≥8500N，优选Fr’≥9000N，在此情况下Fr’＝9133N。帘线60’具有的断裂伸长Ar’满足Ar’≥3.70％，优选Ar’≥3.80％，更优选Ar’≥3.90％，在此情况下Ar’＝3.96％。帘线60’具有的断裂能指标Er’等于断裂力Fr’(以N表示)与断裂伸长Ar’(以％表示)的乘积，满足Er’≥33000N.％，优选Er’≥35000N.％，更优选Er’≥36000N.％，在此情况下Er’＝36137N.％。断裂能指标Er’与直径D(以mm表示)的比值满足Er’/D≥8500，优选Er’/D≥8800，更优选Er’/D≥9000，非常优选Er’/D≥9100。在此情况下，Er’/D＝9297。

根据本发明，如图4所示，帘线60’具有的结构性伸长As’大于或等于1.00％，优选As’≥1.05％，更优选As’≥1.10％。此外，As’≤1.50％，优选As’≤1.40％。在此情况下，As’＝1.20％。

根据本发明，如图4所示，帘线60’具有的弹性模量MC’≤80GPa，优选MC’≤77GPa。此外，MC’≥60GPa，优选MC’≥65GPa，更优选MC’≥68GPa。在此情况下，MC’＝74GPa。

参考图6，帘线60具有的断裂力Fr满足Fr≥8500N，优选Fr≥9000N，更优选Fr≥9350N，甚至更优选Fr≥9600N，在此情况下Fr＝9835N。帘线60具有的断裂伸长Ar满足Ar≥6.50％，优选Ar≥6.75％，更优选Ar≥6.90％，在此情况下Ar＝6.99％。帘线60具有的断裂能指标Er等于断裂力(以N表示)与断裂伸长(以％表示)的乘积，满足Er≥60000N.％，优选Er≥63000N.％，更优选Er≥64000N.％，在此情况下Er＝68747N.％。

帘线60具有的断裂能指标Er与直径D(以mm表示)的比值满足Er/D≥15000，优选Er/D≥15800，更优选Er/D≥16000，非常优选Er/D≥16500。在此情况下，Er/D＝17673。

根据本发明，MC≤127，优选MC≤125。此外，MC≥100，优选MC≥110，更优选MC≥115。在此情况下，MC＝117。模量指标MC由MC＝200 x cos⁴(α)x[M x(D1/2)²x cos⁴(β)+P x(D2/2)²x cos⁴(γ)]/[M x(D1/2)²+P x(D2/2)²]限定，其中D1和D2以mm表示，α为帘线60中每根线股62的螺旋角度，β为内层C1中每根内部金属丝线D1的螺旋角度，γ为外层C2中每根外部金属丝线D2的螺旋角度。

根据本发明，如图6所示，帘线60具有的结构性伸长As≥3.00％，优选As≥3.10％。此外，As≤4.00％，优选As≤3.75％，更优选As≤3.50％。在此情况下，As＝3.20％。

裸露帘线60和经提取的帘线60’各自通过以下方法获得：该方法包括首先是通过捻合单独组装N根线股62中每一根的步骤，在该步骤期间，按先后顺序，将M根内部金属丝线F1以捻距P10螺旋缠绕以形成内层C1，p10的范围为5mm至15mm，优选为8mm至12mm，在此情况下p10＝10mm。接下来，将P根外部金属丝线F2以捻距p20围绕内层C2螺旋缠绕以形成外层C2，捻距p20的范围为12mm至27mm，优选为17mm至23mm，在此情况下p20＝20mm。该方法还包括通过捻合共同组装预先形成的N根线股62的步骤，在该步骤期间，将N根线股62以如上所述的捻距p3螺旋缠绕。在该共同组装步骤期间，如上所述，内部金属丝线F1和外部金属丝线F2的捻距从p10和p20分别变至捻距p1和p2。

在共同组装步骤之后，该方法包括使裸露帘线60透气的步骤，其中，首先，过度捻合N根线股62，以便从捻距p3变至临时过捻捻距p3’，满足p3’<p3，其中在此情况下p3’＝10mm。接下来，在透气步骤中，解捻N根线股62，以便从临时过捻捻距p3’变至中间捻距p3”，满足p3”>p3’并且满足p3”≥p3，其中在此情况下p3”＝p3＝18mm。

在透气步骤之后，该方法包括平衡步骤，在该平衡步骤中，首先，解捻N根线股，以便从中间捻距p3”变至临时平衡捻距p3”’，满足p3”’>p3并且p3”’>p3’，其中在此情况下p3”’＝23mm。接下来，在平衡步骤中，捻合N根线股，以便从临时平衡捻距p3”’变至捻距p3。在此情况下，有利地，p3/p3’>p3”’/p3。

轮胎10就其本身而言通过以下制造方法获得：除了用于制造帘线的方法的上述步骤之外，所述制造方法还包括将帘线60嵌入聚合物基质(在此情况下为弹性体基质)中的步骤，例如通过表层涂覆来进行该步骤，以形成包括嵌入基质中的帘线的至少一个帘布层或一个层。接下来，用于制造轮胎10的方法包括将帘布层或层与至少其他产品组装以形成未交联的轮胎生坯的步骤。接下来，用于制造轮胎10的方法包括交联步骤，其中未交联的生坯进行交联，在此情况下通过硫化来交联。

图7和图8示出了用于制造如上所述的裸露帘线60的设备68。

设备68包括用于单独组装每根线股62的设备70(如图7所示)，以及用于共同组装线股62的设备72(如图8所示)。

要回顾的是，对于组装金属丝线有两种可行的技术：

-或者通过缆合：在该情况下，金属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：在这种情况下，金属丝线或线股经受围绕其自身轴线的共同捻合和单独捻合，从而在每根金属丝线上以及在线股或帘线本身上产生解捻扭矩。

用于制造裸露帘线60的方法使用捻合而不是缆合。

用于单独组装每根线股62的设备70在线股62经过的方向上从上游至下游包括用于供给M根内部金属丝线F1的装置74、用于通过捻合组装M根内部金属丝线F1的装置76、用于使经组装的M根内部金属丝线旋转的装置77、用于供给P根外部金属丝线F2的装置78、用于通过捻合围绕内层C1组装P根外部金属丝线F2的装置80、用于使线股62旋转的装置81、用于拉紧线股62的装置83和用于储存线股62的装置84。

用于共同组装线股62的组件72在裸露帘线60经过的方向上从上游至下游包括用于供给N根线股62的装置86、用于通过捻合将N根线股62组装在一起的装置88、用于使裸露帘线60旋转的装置90、用于使裸露帘线60透气的装置92、用于平衡裸露帘线60的装置94、用于拉紧裸露帘线60的装置96和用于储存裸露帘线60的装置98。

参考图7，用于供给M根内部金属丝线F1的装置74包括用于退绕每根内部金属丝线F1的卷轴102。用于组装M根内部金属丝线F1的装置76包括分配器104和限定组装点P1的组装引导件106。用于使得进行旋转的装置77包括布置在组装点P1下游的两个飞轮107。

用于供给P根外部金属丝线F2的装置78包括用于退绕每根外部金属丝线F2的卷轴108。用于组装P根外部金属丝线F2的装置80包括分配器110和限定组装点P2的组装引导件112。用于使得进行旋转的装置81包括布置在组装点P2下游的两个飞轮113。

用于拉紧线股62的装置83包括一个或多个绞盘118，用于储存线股62的装置84包括用于缠绕每根线股62的卷轴120。

在此情况下，通过捻合组装每根线股62。

参考图8，用于供给N根线股62的装置86包括用于退绕每根线股62的卷轴122。用于将N根线股62组装在一起的装置88包括分配器124和限定组装点P3的组装引导件126。用于使裸露帘线60旋转的装置90包括布置在组装点P3下游的两个飞轮128。透气装置92包括捻合器130。平衡装置94包括捻合器132。用于拉紧裸露帘线60的装置96包括一个或多个绞盘134，用于储存裸露帘线60的装置98包括用于缠绕裸露帘线60的卷轴136。

对比测试

下面将WO2016/131862中公开的现有技术的帘线T0、六种对照帘线T1至T6和两种根据本发明的帘线I1和I2进行比较。对于这些帘线中的每一者，在裸露状态下和从轮胎中提取的状态下测量其某些特征。应注意，帘线I2在其裸露状态下对应于如上所述的帘线60，并且在从轮胎中提取出来时则对应于上述帘线60’。

帘线T0、T2、T3、T5和I1各自通过未实施上述透气步骤的方法制得。相比之下，帘线T2、T4、T6和I2各自通过实施上述透气步骤的方法制得。

在透气性测试中测试每一帘线。这种透气性测试对于本领域技术人员来说是众所周知的，并且可以通过在给定的时间段内在恒定压力下测量沿测试样本通过的空气体积来确定所测试的帘线的纵向透气性。本领域技术人员众所周知的这种测试的原理用以证实对帘线进行的处理使帘线不透气的有效性；它已在例如标准ASTM D2692-98中进行了描述。此类测试在原始制得的非老化帘线上进行。预先用称为涂覆组合物的弹性体组合物在外侧涂覆未加工的帘线。出于该目的，将一系列平行铺设的10个帘线(帘线间距离：20mm)放置在两个处于未加工状态的二烯弹性体组合物层或“表层”(两个尺寸为80x200mm的矩形)之间，每个表层具有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3daN)下从而保证当将其放置在模具中时其笔直铺设；然后在约120℃的温度和15巴的压力下硫化(固化)约10至12小时(尺寸为80x200mm的矩形活塞)。之后，将整体从模具中移出，以尺寸为7x7x60mm的平行六面体的形状切割出10个由此经涂覆的帘线的测试样本，以用于表征。使用的涂覆弹性体组合物为常规用于轮胎的二烯弹性体组合物，基于天然(胶溶)橡胶和炭黑N330(65phr)，还含有以下常用添加剂：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)；涂覆弹性体组合物的E10模量为约10MPa。测试在6cm长的由此周围涂覆有固化状态的弹性体组合物(或涂覆弹性体组化物)的帘线上以如下方式进行：在1巴的压力下将空气注入帘线的入口端，并且使用流量计(经校准，例如从0至500cm³/min)测量出口端处的空气体积。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；使用实心弹性体组合物测试样本(即不具有帘线的测试样本)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个测试样本的平均值)越低。帘线T0用相对测量结果“＝”标识。比帘线T0透气多并因此是不易渗透的帘线用相对测量结果“-”标识，比帘线T0透气得更多并因此是非常不易渗透的帘线用相对测量结果“--”标识。相比之下，比帘线T0透气少并因此是更易渗透的帘线用相对测量结果“+”标识，比帘线T0透气得更少并因此是非常易渗透的帘线用相对测量结果“++”标识。该测试的结果在名为“APA”的行中给出。对比测试的所有结果整理在下表1中。

表1

可注意到，与对照帘线相比，在帘线I1和I2中使用相对短的捻距p3使得可以增加帘线的As。如上所述，这种增加使得可以增加帘线的断裂伸长Ar并因此增加帘线的断裂能指标，同时允许吸收由障碍物引起的变形。此外，相对较短的捻距p3使得可以获得相对适中的模量并因此可以延长力-伸长曲线的弹性部分，并且如上所述，可以增加帘线的断裂伸长Ar并因此增加帘线的断裂能指标Er，同时允许吸收由障碍物引起的变形。

可注意到，在比较帘线T0和T3以及帘线T2和I1时，对于裸露帘线，使用具有相对高的机械强度(2960MPa)的金属丝线代替具有较低机械强度(2765MPa)的金属丝线，没有引起与机械强度增加相对应的断裂能指标的增加。在帘线T2和I1的情况下，甚至观察到该断裂能指标无变化。本发明人通过以下事实来解释这一点：裸露帘线内的金属丝线和线股彼此接触，并且对于制造金属丝线的给定方法，机械强度越高，金属丝线对接触负荷越敏感，从而降低帘线的断裂伸长Ar和/或断裂力Fr，尽管每根金属丝线的机械强度增加。然而，在帘线已经填充有聚合物组合物时，填充材料(在此情况下为聚合物基质)防止金属丝线和线股之间的接触，从而使得由于使用具有相对高的机械强度(2960MPa)的金属丝线，可以通过断裂伸长Ar’和/或断裂力Fr’的增加来使帘线的断裂能指标Er’增加。

最后，可注意到，包括透气步骤的方法的实施使得可以在所有条件相同的情况下显著改善聚合物组合物(在此情况下为弹性体组合物)对帘线的渗透性。

本发明并不限制于以上描述的实施方案。

具体地，在不脱离本发明的范围的情况下，还可以使用这样的帘线，即其中至少50％、优选至少60％，更优选至少70％具有的碳含量C满足C>0.80％、优选C≥0.82％并且满足C≤1.10，优选C≤1.00％，更优选C≤0.90％。

类似地，在不脱离本发明的范围的情况下，可以使用这样的帘线，即其中至少50％，优选至少60％，更优选至少70％的金属丝线(直径为D1和D2)的机械强度(根据标准ASTM D2969-04测得)对于直径为D1的金属丝线而言大于或等于3500-2000 x D1，优选大于或等于3600-2000 x D1，并且对于直径为D2的金属丝线而言大于或等于3500-2000 x D2，优选大于或等于3600-2000 x D2。

这是因为组件中足够数量的金属丝线足以具有足够高的机械强度，从而使得能够实现所需的性质，特别是断裂能性质。

Claims (15)

1.一种具有1xN结构的帘线(60)，其包括具有螺旋缠绕的N根线股(62)的单个层(61)，每根线股(62)有两个具有金属丝线(F1、F2)的层并且包括：

-由M≥1根直径为D1的内部金属丝线(F1)构成的内层(C1)，

-由围绕所述内层(C1)缠绕的P>1根直径为D2的外部金属丝线(F2)构成的外层(C2)，

其特征在于：

-所述帘线(60)具有通过应用2014年的标准ASTM D2969-04测定的结构性伸长As，满足As≥3.00％，

-所述帘线(60)满足MC≤127，其中MC＝200x cos⁴(α)x[M x(D1/2)²x cos⁴(β)+P x(D2/2)²x cos⁴(γ)]/[M x(D1/2)²+P x(D2/2)²]，其中：

-D1和D2以mm表示，

-α为所述帘线(60)中每根线股(62)的螺旋角度，

-β为所述内层(C1)中每根内部金属丝线(F1)的螺旋角度，以及

-γ为所述外层(C2)中每根外部金属丝线(F2)的螺旋角度，

-直径为D1和D2的金属丝线(F1、F2)中至少50％的机械强度对于直径为D1的金属丝线而言大于或等于3500-2000x D1，并且对于直径为D2的金属丝线而言大于或等于3500-2000x D2，所述机械强度根据标准ASTM D2969-04测得。

2.根据前一权利要求所述的帘线(60)，所述帘线(60)具有的断裂力Fr满足Fr≥8500N，优选Fr≥9000N，更优选Fr≥9350N，甚至更优选Fr≥9600N。

3.根据前述权利要求中任一项所述的帘线(60)，所述帘线(60)具有的断裂伸长Ar满足Ar≥6.50％，优选Ar≥6.75％，更优选Ar≥6.90％。

4.根据前述权利要求中任一项所述的帘线(60)，所述帘线(60)具有的断裂能指标Er等于帘线的以N表示的断裂力与帘线的以％表示的断裂伸长的乘积，满足Er≥60000N.％，优选Er≥63000N.％，更优选Er≥64000N.％。

5.根据前述权利要求中任一项所述的帘线(60)，所述帘线(60)具有：

-等于帘线的以N表示的断裂力与帘线的以％表示的断裂伸长的乘积的断裂能指标Er，以及

-以mm表示的直径D，

满足Er/D≥15000，优选Er/D≥15800，更优选Er/D≥16000，非常优选Er/D≥16500。

6.一种从聚合物基质中提取的帘线(60’)，所述提取的帘线(60’)具有1xN结构并且包括具有螺旋缠绕的N根线股(62)的单个层(61)，每根线股(62)有两个具有金属丝线(F1、F2)的层并且包括：

-由M≥1根直径为D1的内部金属丝线(F1)构成的内层(C1)，

-由围绕所述内层(C1)缠绕的P>1根直径为D2的外部金属丝线(F2)构成的外层(C2)，

其特征在于：

-所述提取的帘线(60’)具有通过应用2014年的标准ASTM D2969-04测定的结构性伸长As’，满足As’≥1.00％，

-所述提取的帘线(60’)具有的弹性模量MC’≤80GPa，

-直径为D1和D2的金属丝线(F1、F2)中至少50％的机械强度对于直径为D1的金属丝线而言大于或等于3500-2000x D1，并且对于直径为D2的金属丝线而言大于或等于3500-2000x D2，所述机械强度根据标准ASTM D2969-04测得。

7.根据权利要求6所述的提取的帘线(60’)，所述提取的帘线(60’)具有的断裂力Fr’满足Fr’≥8500N，优选Fr’≥9000N。

8.根据权利要求6或7所述的提取的帘线(60’)，所述提取的帘线(60’)具有的断裂伸长Ar’满足Ar’≥3.70％，优选Ar’≥3.80％，更优选Ar’≥3.90％。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的提取的帘线(60’)，所述提取的帘线(60’)具有的断裂能指标Er’等于所述提取的帘线的以N表示的断裂力与所述提取的帘线的以％表示的断裂伸长的乘积，满足Er’≥33000N.％，优选Er’≥35000N.％，更优选Er’≥36000N.％。

10.根据权利要求6至9中任一项所述的提取的帘线(60’)，所述提取的帘线(60’)具有：

-等于所述提取的帘线的以N表示的断裂力与所述提取的帘线的以％表示的断裂伸长的乘积的断裂能指标Er’，以及

-以mm表示的直径D，

满足Er’/D≥8500，优选Er’/D≥8800，更优选Er’/D≥9000，非常优选Er’/D≥9100。

11.根据前述权利要求中任一项所述的帘线(60、60’)，其中，直径为D1和D2的金属丝线(F1、F2)中至少50％的机械强度对于直径为D1的金属丝线而言大于或等于3600-2000x D1，并且对于直径为D2的金属丝线而言大于或等于3600-2000x D2，所述机械强度根据标准ASTM D2969-04测得。

12.根据前述权利要求中任一项所述的帘线(60、60’)，所述帘线(60、60’)通过包括以下步骤的方法获得：

-单独组装N根线股(62)中每一根的步骤，在该步骤期间，按先后顺序：

-当M>1时，将M根内部金属丝线(F1)螺旋缠绕以形成内层(C1)，

-将P根外部金属丝线(F2)围绕内层(C2)螺旋缠绕以形成外层(C2)，以及

-通过捻合共同组装N根线股(62)的步骤，在该步骤期间，将N根线股(62)以捻距p3螺旋缠绕。

13.根据前一权利要求所述的帘线(60、60’)，所述帘线(60、60’)通过包括以下步骤的方法获得：在共同组装步骤之后的使帘线透气的步骤，其中：

-过度捻合N根线股(62)，以便从捻距p3变至临时过捻捻距p3’，满足p3’<p3，然后

-解捻N根线股(62)，以便从临时过捻捻距p3’变至中间捻距p3”，满足p3”>p3’。

14.根据前一权利要求所述的帘线(60、60’)，所述帘线(60、60’)通过包括以下步骤的方法获得：在使帘线透气步骤之后的平衡步骤，其中：

-解捻N根线股(62)，以便从中间捻距p3”变至临时平衡捻距p3”’，满足p3”’>p3且p3”’>p3’，然后

-捻合N根线股(62)，以便从临时平衡捻距p3”’变至捻距p3。

15.一种用于施工场地车辆的轮胎(10)，其特征在于，所述轮胎(10)包括至少一个丝状增强元件(43、45、53、55)：

-所述丝状增强元件(43、45、53、55)是在从轮胎(10)中提取之后由根据权利要求6至14中任一项所述的提取的帘线(60’)形成，和/或

-所述丝状增强元件(43、45、53、55)是通过将根据权利要求1至5中任一项或根据权利要求11至14中任一项所述的帘线(60)嵌入聚合物基质中而获得。

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