CN114729503B - 具有包覆的内层和改善的性能的双层多线股帘线 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种双层多线股帘线(50)，其包括：具有两个层(C1、C3)并由K≥1根内部线股(TI)构成的内层(CI)，以及由具有两个层(C1’、C3’)并围绕内层(CI)进行缠绕的L>1根外部线股(TE)构成的外层(CE)。所述帘线(50)是通过包括以下步骤的方法获得的：制造包覆的内层(CIG)的步骤，在该步骤中，使内层(CI)由具有厚度G的弹性体组合物包围，然后由用于形成外层(CE)的L根外部线股包围，其中L严格大于Lmax，Lmax为内层(CI)与理论外层(CET)直接接触时获得的能够布置在理论外层(CET)上的外部线股(TE)的最大数量。

Description

具有包覆的内层和改善的性能的双层多线股帘线
技术领域
本发明涉及多线股帘线，所述多线股帘线可以特别用于增强轮胎，尤其是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、以及沿周向布置在胎体增强件与胎面之间的带束层或胎冠增强件。该胎冠增强件包括具有不同功能的数个增强件。
胎冠增强件通常包括含有两个工作帘布层或交叉帘布层的工作增强件，所述工作帘布层或交叉帘布层包括丝状金属工作增强元件，所述丝状金属工作增强元件基本上相互平行地布置在各个工作帘布层内，但是从一个帘布层至另一个帘布层交叉，亦即它们(对称或不对称地)相对于周向中平面以通常范围在15°至40°之间的角度倾斜。除其它功能以外，该工作增强件还使得可以在轮胎行驶时将由地面所施加的横向负荷至少部分地传递至轮胎，从而为轮胎提供转向能力，即赋予轮胎允许其所装配的车辆转弯的能力。
在现有技术中已知一种工作帘布层增强元件，其包括双层多线股金属帘线，如在WO2016051669的实施例中所公开的。这种帘线包括帘线内层和帘线外层，所述帘线内层由内部线股构成，所述帘线外层由围绕所述帘线内层以螺旋形式进行缠绕的七根外部线股构成。内部线股包括由两根内部金属丝线构成的线股内层和由九根外部金属丝线构成的线股外层。此外，每根外部线股包括由三根内部金属丝线构成的线股内层和由八根外部金属丝线构成的线股外层。
在WO2016051669中，目的是提供这样的丝状工作增强元件，其具有尽可能高的刚度和断裂力，以避免由轮胎在行驶时所遇到的障碍物对胎冠增强件尤其是对工作增强件造成损伤。在WO2016051669中，在层的外部金属丝线的直径大于内层的内部金属丝线的直径时，实现了该目的。
因此，在WO2016051669中，目的是通过用刚度和机械强度最大的帘线对抗所遇到的障碍物来防止由所述障碍物引起的变形。
然而，尽管该解决方案可有效对抗相对较小或中等尺寸的障碍物，但是经证明对于较大尺寸的障碍物却是无效的。具体地，在这样的情况中，施加在帘线上的负荷超过钢的硬度，因此障碍物会使帘线断裂。
发明内容
本发明的一个目的是具有改善的性能的帘线，其能够避免由障碍物所引起的损伤，其中所述障碍物对轮胎的胎冠增强件尤其是工作增强件施加高应力。
根据本发明的帘线
为此目的，本发明的一个主题为双层多线股帘线，其包括：
-由K≥1根内部线股构成的帘线内层，内部线股或每根内部线股为双层的线股并且包括：
-由Q根内部金属丝线构成的内层，以及
-由围绕内层进行缠绕的N根外部金属丝线构成的外层，
-由围绕帘线内层进行缠绕的L>1根外部线股构成的帘线外层，每根外部线股为双层的线股并且包括：
-由Q’根内部金属丝线构成的内层，以及
-由围绕内层进行缠绕的N’根外部金属丝线构成的外层，
其中：
-帘线是通过包括以下步骤的方法获得的：制造包覆的内层的步骤，在该步骤中，使内层由具有厚度G的弹性体组合物包围，然后由用于形成外层的L根外部线股包围，其中L严格大于Lmax，Lmax为内层与理论外层直接接触时获得的能够铺设在理论外层上的外部线股的最大数量。
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延伸至小于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”延伸直至端点“b”的数值范围，即包括严格端点“a”和“b”。
在本发明中，帘线有两个具有线股的层，这意味着它包括这样的组件，其既不多也不少地由两个具有线股的层构成，这意味着所述组件有两个具有线股的层，不是一个层，也不是三个层，而是仅两个层。
帘线内层由具有厚度G的弹性体组合物包围，然后由外层包围。
与理论外层直接接触意指在内层与理论外层之间不存在包覆物。因此，外层被铺设为尽可能地靠近与内层外接的中部。
弹性体组合物或弹性体的组合物意指组合物含有至少一种弹性体或一种橡胶(这两个术语是同义的)、以及至少一种其它组分。
内层与理论外层直接接触时获得的能够铺设在具有螺旋半径Rt和螺旋角度αt的理论外层上的外部线股(其具有直径D2)的最大数量用Lmax表示，并且由以下公式限定：
Lmax＝INT(π/arctan[(D2/2)2/((Rt2-(D2/2)2)x cos2αt)]1/2)
其中，根据定义，INT为括号内公式的整数值；帘线的理论外层的螺旋半径Rt为理论圆的半径，所述理论圆在垂直于帘线的轴线的平面中通过理论外层的外部线股的中心；线股的直径为与线股外接的最小圆的直径。
螺旋角度αt是本领域技术人员熟知的参数并且可以使用以下计算式确定：αt＝Arctan[2πx Rt/P]，在该公式中P为每个金属丝状元件缠绕的以毫米表示的捻距，Rt为帘线中理论外层的以毫米表示的螺旋半径，Arctan是指反正切函数。
与帘线具有L＝Lmax的现有技术不同，根据本发明的帘线具有L＞Lmax根线股，因此可以通过添加至少一根额外线股来增加帘线的断裂力。本发明的发明人提出了这样的假设：包覆物的存在使得一方面能够围绕可添加的额外线股的内层形成足够拱形的拱形部，另一方面能够通过内层和外层之间的缓冲作用来减轻接触压力，从而改善帘线的各线股的性能。
有利地，内部线股或每根内部线股具有圆柱状层。
有利地，每根外部线股具有圆柱状层。
非常有利地，内部线股或每根内部线股和每根外部线股具有圆柱状层。应回顾的是，这样的圆柱状层在线股的各个层以不同的捻距进行缠绕时和/或在这些层的缠绕方向从一个层到另一个层不同时获得。具有圆柱状层的线股是极其高度可渗透的，这不同于具有紧凑层的如下所述线股，所述线股中所有层的捻距相同并且所有层的缠绕方向相同，从而所述线股表现出低得多的渗透性。
应回顾的是，如已知的那样，线股的捻距表示平行于帘线的轴线测量的该线股的长度，具有该捻距的线股在所述长度之后围绕帘线的所述轴线完成一整圈。类似地，丝线的捻距表示平行于该丝线所处的线股的轴线测量的该丝线的长度，具有该捻距的丝线在所述长度之后围绕线股的所述轴线完成一整圈。
具有线股或具有丝线的层的缠绕方向意指线股或丝线相对于帘线或线股的轴线形成的方向。缠绕方向通常用字母Z或字母S表示。
根据2014年的标准ASTM D2969-04确定丝线以及线股的捻距、缠绕方向和直径。
优选地，线股不进行预成形。
有利地，帘线由金属制得。术语“金属帘线”根据定义理解为意指由主要(即这些丝线中大于50％的丝线)或完全(100％的丝线)是金属材料构成的丝线形成的帘线。这种金属帘线优选地用钢帘线，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。
当有利地使用碳钢时，其碳含量(钢的重量％)优选在0.05％至1.2％之间，特别是在0.4％至1.1％之间；这些含量代表轮胎所需的机械性能与丝线的可用性之间的良好折衷。
所使用的金属或钢，无论其特别是碳钢还是不锈钢，其本身可以涂覆有金属层，所述金属层例如改进了实施金属帘线和/或其组成元件的加工性能，或者改进了帘线和/或轮胎本身的使用性能，例如粘合、抗腐蚀或抗老化的性能。根据优选的实施方案，所使用的钢覆盖有黄铜(Zn-Cu合金)层或锌层。
优选地，预定(内部或外部)线股的同一层的丝线全部具有基本上相同的直径。有利地，外部线股全部具有基本上相同的直径。“基本上相同的直径”意指丝线或线股具有在工业容差内的相同直径。
有利地，外部线股以螺旋形式围绕内部线股以范围为40mm至100mm，优选范围为50mm至90mm的捻距进行缠绕。
有利地，L＝Lmax+1或者L＝Lmax+2，优选L＝Lmax+1。为了限制帘线的外径，本领域技术人员知晓如何调节所需的弹性体组合物的厚度G，以便在接触压力与改善的断裂力之间取得良好的折衷。外层包括相对较高数量的外部线股并因此表现出相对较高的断裂力。
有利地，内部线股的直径D1与每根外部线股的直径D2的比值的范围为0.9至1.2。
有利地，内部线股或每根内部线股的直径D1等于每根外部线股的直径D2。因此，将相同的直径优选用于内部线股和外部线股，由此限制了在制造帘线的过程中需要管理的不同直径的数量。
有利地，帘线的外层为饱和的，使得外部线股的线股间距严格小于20μm。
根据定义，帘线的饱和层使得外部线股的线股间距严格小于20μm。在与帘线的主轴线垂直的帘线横截面上，具有外部线股的外层的线股间距限定为平均分隔圆形包络线(两根相邻外部线股内接于所述圆形包络线中)的最短距离。因此，帘线的这种构造使得可以确保外层的良好结构稳定性，并且外层的饱和使得可以确保外层包括相对较高数量的外部线股并因此表现出相对较高的断裂力。
相反，帘线的未饱和层使得外部线股的线股间距大于或等于20μm。
有利地，弹性体组合物包覆物的厚度G严格大于0mm，优选大于或等于0.04mm，还优选大于或等于0.12mm。弹性体组合物的厚度G越大，可添加至外层的线股越多。
有利地，弹性体组合物包覆物的厚度G小于或等于0.80mm，优选小于或等于0.60mm，更优选小于或等于0.52mm。该厚度使得可以优化相对较高数量的外部线股并因此具有相对较高的断裂力，同时限制帘线的外径。
有利地，弹性体组合物包含弹性体，所述弹性体选自聚丁二烯、天然橡胶、合成聚异戊二烯、丁二烯共聚物、异戊二烯共聚物和这些弹性体的混合物。
优选地，弹性体组合物包含弹性体，所述弹性体选自天然橡胶、合成聚异戊二烯、异戊二烯共聚物和这些弹性体的混合物。
优选地，弹性体组合物还含有硫化体系和填料。更优选地，弹性体为二烯弹性体。
作为优选，弹性体组合物含有作为增强填料的炭黑。
有利地，K＝1、2、3或4，优选K＝1、2或3，更优选K＝1或2。
有利地，根据本发明的帘线具有其中K＝1、2、3或4并且在以下两个变体形式之间有区别的构造：
-其中K＝2、3或4的情况：当使帘线张紧时施加到帘线上的最强烈的横向负荷为施加在内部线股之间的横向负荷；
-其中K＝1的情况：最强烈的横向负荷为外部线股施加在内部线股上的横向负荷。
从现有技术中已知的是这样的帘线，其具有K＞1的构造并且包括多根外部线股，所述多根外部线股使得帘线的外层为饱和的，以便通过添加最大数量的外部线股来使断裂强度最大化。在该情况中，对于根据本发明的具有K>1的构造的帘线，由于形成了至少部分地吸收施加在内部线股之间的横向负荷的弹性体组合物缓冲体，帘线表现出明显改善的断裂力。
以同样的方式，对于根据本发明的具有K＝1的构造的帘线，由于形成了至少部分地吸收外部线股施加在内部线股上的横向负荷的弹性体组合物缓冲体，帘线表现出与现有技术的没有包覆物围绕内层的帘线相比明显改善的断裂力。
有利地，L＝7、9、10或11，优选L＝7、9或10，更优选L＝7或10。
在第一变体形式中，K＝1并且L＝7。在K＝1的帘线中，最强烈的横向负荷为外部线股施加在内部线股上的横向负荷。在此，弹性体组合物的存在使得可以减轻内部线股上的接触压力，同时由于存在额外的外部线股而确保良好的性能。
在第二变体形式中，K＝2并且L＝10。在这种帘线中，施加在两根内部线股之间的横向负荷被包覆物吸收，并且帘线由于存在额外的外部线股而表现出改善的断裂力，同时具有有限的外径。
在第三变体形式中，K＝3并且L＝10。以与第二变体形式相同的方式，帘线由于存在额外的外部线股而表现出改善的断裂力。
在第四变体形式中，K＝4并且L＝11。以与第二变体形式相同的方式，帘线由于存在额外的外部线股而表现出改善的断裂力。
作为优选，每根内部线股的外层为未饱和的，使得丝线间距I3大于或等于5μm。
根据定义，未饱和的层使得丝线之间留有足够的空间以允许聚合物组合物(优选弹性体组合物)通过。未饱和的层意指丝线不接触，并且两根相邻丝线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)通过直至拱形部内。相反，饱和的层使得在层的丝线之间没有足够的空间来允许聚合物组合物(优选弹性体组合物)通过，例如因为层的丝线彼此接触。
有利地，每根内部线股的外层的丝线间距大于或等于5μm。优选地，每根内部线股的外层的丝线间距大于或等于15μm，更优选大于或等于35μm，还更优选大于或等于50μm，高度优选大于或等于60μm。在与帘线的主轴线垂直的帘线截面上，层的丝线间距限定为平均分隔层中两根相邻丝线的最短距离。因此，丝线间距通过丝线间距的总和除以层中丝线之间的空间数量来算出。
有利地，外层的丝线间距I3的总和SI3大于外层的外部丝线的直径d3。
优选地，每根线股的外层的丝线间距小于或等于100μm。
相反，线股的饱和层为使得金属丝线之间没有足够的空间来允许未交联的弹性体组合物通过的层。换言之，具有丝线的饱和层使得丝线间距小于5μm。
作为优选，每根外部线股的外层为未饱和的，使得丝线间距I3’大于或等于5μm。
有利地，每根外部线股的外层的丝线间距大于或等于5μm。优选地，每根外部线股的外层的丝线间距大于或等于15μm，更优选大于或等于35μm，还更优选大于或等于50μm，高度优选大于或等于60μm。
优选地，每根外部线股的外层的丝线间距小于或等于100μm。
有利地，外层的丝线间距I3’的总和SI3’大于或等于外层的外部丝线的直径d3’。
根据本发明的帘线的内部线股
有利地，Q＝1、2、3或4，优选Q＝2、3或4。
有利地，N＝5、6、7、8、9或10。
在第一变体形式中，Q＝1并且N＝5或6，优选地，Q＝1，N＝5。
在第二变体形式中，Q＝2并且N＝7或8，优选地，Q＝2，N＝7。
在第三变体形式中，Q＝3并且N＝7、8或9，优选地，Q＝3，N＝8。
在第四变体形式中，Q＝4并且N＝7、8、9或10，优选地，Q＝4，N＝9。
高度有利地，内部线股的每根内部丝线具有的直径d1等于内部线股的每根外部丝线的直径d3。因此，将相同的丝线直径优选用在内部线股的内层和外层中，由此限制了在制造帘线的过程中需要管理的不同丝线的数量。
根据本发明的帘线的外部线股
有利地，Q’＝1、2、3或4，优选Q’＝2、3或4。
有利地，N’＝5、6、7、8、9或10。
在第一变体形式中，Q’＝1并且N’＝5或6，优选地，Q’＝1，N’＝5。
在第二变体形式中，Q’＝2并且N’＝7或8，优选地，Q’＝2，N’＝7。
在第三变体形式中，Q’＝3并且N’＝7、8或9，优选地，Q’＝3，N’＝8。
在第四变体形式中，Q’＝4并且N’＝7、8、9或10，优选地，Q’＝4，N’＝9。
高度有利地，外部线股的每根内部丝线具有的直径d1’等于外部线股的每根外部丝线的直径d3’。因此，将相同的丝线直径优选用在外部线股的内层和外层中，由此限制了在制造帘线的过程中需要管理的不同丝线的数量。
有利地，
-Q＝3并且N＝8，
-内部线股或每根内部线股(TI)的每根内部金属丝线(F1)具有的直径d1等于内部线股或每根内部线股(TI)的每根外部丝线(F3)的直径d3，
-Q’＝3并且N’＝8，
-每根外部线股(TE)的每根内部金属丝线(F1’)具有的直径d1’等于每根外部线股(TE)的每根外部丝线(F3’)的直径d3’，以及
-d1＝d3＝d1’＝d3’。
有利地，每根金属丝线具有的相应直径的范围为d1、d1’、d3、d3’为0.10mm至0.60mm，优选为0.12mm至0.50mm，更优选为0.15mm至0.42mm。
根据本发明的增强产品
本发明的另一个主题为包括弹性体基质和至少一个如上所限定的帘线的增强产品。
有利地，增强产品包括嵌入在弹性体基质中的根据本发明的一个或多个帘线，在多个帘线的情况中帘线沿主方向并排布置。
根据本发明的轮胎
本发明的另一个主题为包括至少一个帘线或如上所限定的增强产品的轮胎。
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由胎冠增强件覆盖，所述胎冠增强件本身由胎面覆盖，所述胎冠增强件通过两个胎侧结合至所述胎圈并且包括至少一个如上所限定的帘线。
在一个优选的实施方案中，胎冠增强件包括保护增强件和工作增强件，所述工作增强件包括至少一个如上所限定的帘线，所述保护增强件沿径向插入在胎面与工作增强件之间。
帘线最特别地旨在用于选自重型车辆(例如“重载型车辆”，即地铁、大客车、道路运输车辆(卡车、牵引车、拖车)、越野车辆)的工业车辆，农业车辆或建筑工地车辆，或者其它运输或搬运车辆。
作为优选，所述轮胎用于建筑工地类型的车辆。因此，所述轮胎具有这样的尺寸，其中旨在安装该轮胎的轮辋的底座直径以英寸计大于或等于40英寸。
附图说明
通过阅读以下的实施例将更好地理解本发明，所述实施例仅以非限制性示例的方式给出并且参考附图，其中：
-图1为与根据本发明的轮胎的周向方向垂直的横截面的视图；
-图2为图1的区域II的细节图；
-图3为根据本发明的增强产品的横截面的视图；
-图4为与根据本发明第一实施方案的帘线(50)的帘线轴线(假设其为直的并且是静止的)垂直的横截面的示意图；
-图5为根据本发明第二实施方案的帘线(60)的与图4类似的视图；
-图6为根据本发明第三实施方案的帘线(70)的与图4类似的视图；
-图7为根据本发明第四实施方案的帘线(80)的与图4类似的视图；以及
-图8为根据本发明第一实施方案的帘线(50)的照片。
具体实施方式
根据本发明的轮胎的实施例
在附图中示出了参考系X、Y、Z，其分别对应于轮胎通常的轴向方向(X)、径向方向(Y)和周向方向(Z)。
轮胎的“周向中平面”M为与轮胎的旋转轴线垂直并且与每个胎圈的环形增强结构等距的平面。
图1和图2示出用整体标记10表示的根据本发明的轮胎。
轮胎10用于建筑工地类型的重型车辆，例如“自卸车”类型的重型车辆。因此，轮胎10具有53/80R63类型的尺寸。
轮胎10具有由胎冠增强件14增强的胎冠12、两个胎侧16和两个胎圈18，这些胎圈18的每一者由环形结构增强，在该情况中由胎圈线20增强。胎冠增强件14由胎面22径向覆盖并且通过胎侧16连接至胎圈18。胎体增强件24锚固在两个胎圈18中，在该情况中围绕两个胎圈线20缠绕并且包括朝向轮胎20的外侧设置的卷边26，所述轮胎20在此显示为装配在车轮轮辋28上。胎体增强件24由胎冠增强件14径向覆盖。
胎体增强件24包括至少一个由径向胎体帘线(未示出)增强的胎体帘布层30。胎体帘线基本上彼此平行地设置并且从一个胎圈18延伸至另一胎圈，从而与周向中平面M(与轮胎的旋转轴线垂直的平面，其位于两个胎圈18的中间，并且经过胎冠增强件14的中央)形成介于80°至90°之间的角度。
轮胎10还包括由弹性体构成的密封帘布层32(通常被称为“内衬”)，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沿径向从轮胎10的外侧朝向内侧包括：保护增强件36，其沿径向布置在胎面22的内侧；工作增强件38，其沿径向布置在保护增强件36的内侧；以及附加增强件40，其沿径向布置在工作增强件38的内侧。因此保护增强件36沿径向插入在胎面22与工作增强件38之间。工作增强件38沿径向插入在保护增强件36与附加增强件40之间。
保护增强件36包括第一和第二保护帘布层42、44，所述保护帘布层42、44包括保护金属帘线，第一帘布层42沿径向布置在第二帘布层44的内侧。任选地，保护金属帘线与轮胎的周向方向Z形成至少等于10°，优选在10°至35°，更优选15°至30°的范围内的角度。
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。每个帘布层46、48包括至少一个帘线50。任选地，工作金属帘线50从一个工作帘布层至另一个工作帘布层交叉，并且与轮胎的周向方向Z形成至多等于60°，优选在15°至40°的范围内的角度。
附加增强件40也被称为限制块，其目的是部分地吸收充气的机械应力，所述附加增强件40包括例如如本身已知的附加金属增强元件(例如如在FR 2 419 181或FR 2 419182中所描述的)，所述附加金属增强元件与轮胎10的周向方向Z形成至多等于10°，优选在5°至10°的范围内的角度。
根据本发明的增强产品的实施例
图3示出了用整体标记100表示的根据本发明的增强产品。增强产品100包括嵌入在弹性体基质102中的至少一个帘线50，在该情况中为多个帘线50。
图3示出了参考系X、Y、Z中的弹性体基质102、帘线50，其中方向Y为径向方向并且方向X和方向Z为轴向方向和周向方向。在图3中，增强产品100包括在主方向X上并排布置的多个帘线50，这些帘线50在增强产品100内彼此平行地延伸并且共同地嵌入在弹性体基质102中。
根据本发明第一实施方案的帘线
图4示出根据本发明第一实施方案的帘线50。
帘线50为金属制的并且为具有两个圆柱状层的多线股类型。因此，将理解不多不少地存在两个具有制成帘线50的线股的层。
帘线50包括由K≥1根内部线股TI构成的帘线内层CI。在该特定情况中，K＝1、2、3或4，优选K＝1、2或3，更优选K＝1或2；在此，K＝1。内层CI由具有厚度G的弹性体组合物包围，从而形成包覆的内层CIG。外层CE由围绕帘线的包覆的内层CIG进行缠绕的L>Lmax根外部线股TE构成。
Lmax＝INT(π/arctan[(D2/2)2/((Rt2-(D2/2)2)x cos2αt)]1/2)＝INT(π/
arctan[(1.45/2)2/((1.682-(1.45/2)2)x cos2(8.6xπ/180))]1/2)＝INT(6.55)＝6。在该特定情况中，L＝7、9、10或11，优选L＝7、9或10，更优选L＝7或10，并且L＝Lmax+1＝6+1＝7。
帘线50还包括由单根缠绕丝线构成的缠绕物F(未示出)。
帘线50的内部线股TI
每根内部线股TI为双层的线股，并且包括由Q＝2、3或4根内部金属丝线F1构成的内层C1以及由围绕内层C1进行缠绕的N根外部金属丝线F3构成的外层C3。
在此，Q＝3。
N＝7、8、9或10，并且在此N＝8。
每根内部线股TI的外层C3为未饱和的。由于其为未饱和的，外层C3的平均分隔N根外部丝线的丝线间距I3大于或等于5μm。每根内部线股的外层的丝线间距大于或等于15μm，更优选大于或等于35μm，还更优选大于或等于50μm，高度优选大于或等于60μm，并且在此I3等于66μm。每根内部线股的外层的丝线间距I3的总和SI3大于或等于外层的外部丝线的直径d3。在此，SI3＝0.53mm，该值大于d3＝0.35mm。
每根内部线股TI的每根内部丝线和每根外部丝线分别具有直径d1和d3。每根内部线股TI的每根内部丝线的直径d1和每根外部丝线的直径d3的范围为0.10mm至0.60mm，优选为0.12mm至0.50mm，更优选为0.15mm至0.42mm。在此，d1＝d3＝0.35mm。
帘线50的外部线股TE
每根外部线股TE具有两个层，并且包括由Q’＝2、3或4根内部金属丝线F1’构成的内层C1’以及由围绕内层C1’进行缠绕的N’根外部金属丝线F3’构成的外层C3’。
在此，Q’＝3。
N’＝7、8、9或10，并且在此N’＝8。
每根外部线股TE的外层C3’为未饱和的。每根外部线股的外层的丝线间距大于或等于15μm，更优选大于或等于35μm，还更优选大于或等于50μm，高度优选大于或等于60μm，并且在此I3’等于66μm。
每根外部线股的外层的丝线间距I3’的总和SI3’大于或等于外层的外部丝线的直径d3’。在此，SI3’＝0.53mm，该值大于d3’＝0.35mm。
每根外部线股TE的每根内部丝线和每根外部丝线分别具有直径d1’和d3’。每根外部线股TE的每根内部丝线的直径d1’和每根外部丝线的直径d3’的范围为0.10mm至0.60mm，优选为0.12mm至0.50mm，更优选为0.14mm至0.42mm。在此，d1’＝d3’＝0.35mm。
帘线50满足：Q＝3并且N＝8；每根内部线股TI的每根内部金属丝线F1的直径d1等于每根内部线股TI的每根外部丝线F3的直径d3，Q’＝3并且N’＝8，每根外部线股(TE)的每根内部金属丝线(F1’)的直径d1’等于每根外部线股(TE)的每根外部丝线(F3’)的直径d3’，d1＝d3＝d1’＝d3’。在此d1＝d3＝d1’＝d3’＝0.35mm。
帘线外层CE为饱和的。外部线股的线股间距严格小于30μm，并且在此等于0μm。
内部线股TI的直径D1等于每根外部线股TE的直径D2。在该情况中，D1＝D2＝1.45mm。
每根丝线具有表示为Rm的断裂强度，满足2500≤Rm≤3100MPa。用于这些丝线的钢被称为SHT(“极高拉伸”)级。可以使用其它丝线，例如次级的丝线，如NT(“常规拉伸”)或HT(“高拉伸”)级的丝线，也可以使用更高级的丝线，如UT(“超拉伸”)或MT(“巨大拉伸”)级的丝线。
用于制造根据本发明的帘线的方法
根据本发明的帘线通过使用包括本领域技术人员公知的步骤的方法制得。
每种前述内部线股根据包括如下步骤的已知方法制得，这些步骤优选依次连续地进行：
-首先是组装的第一步骤，通过以捻距p1在Z方向上缆合内层C1的Q＝2、3、或4根内部丝线F1从而在第一组装点形成内层C1；
-接着是组装的第二步骤，通过围绕内层C1的Q根内部丝线F1以捻距p3在Z方向上缆合或捻合N根外部丝线F3从而在第二组装点形成外层C3；
-优选的最终捻合平衡步骤。
每种前述外部线股根据包括如下步骤的已知方法制得，这些步骤优选依次连续地进行：
-首先是组装的第一步骤，通过以捻距p1’在Z方向上缆合内层C1’的Q’＝2、3、或4根内部丝线F1’从而在第一组装点形成内层C1’；
-接着是组装的第二步骤，通过围绕内层C1’的Q’根内部丝线F1’以捻距p3’在Z方向上缆合或捻合N’根外部丝线F3’从而在第二组装点形成外层C3’；
-优选的最终捻合平衡步骤。
如本领域技术人员所公知的，在此“捻合平衡”意指对如同在外层中那样施加在中间层中的线股的每根丝线上的剩余扭矩对(或者捻合的弹性复位)进行消除。
在该最终捻合平衡步骤之后，完成线股的制造。在随后通过缆合组装基本线股以获得多线股帘线的操作之前，每根线股缠绕至一个或多个接收卷筒上以用于储存。
在制造内层CI的步骤中，通过以捻距pi在Z方向上进行缆合来组装K根内部线股TI，从而在第一组装点形成内层CI。
在制造包覆的内层CIG的一个步骤中，使内层CI由具有厚度G的弹性体组合物包围，然后通过以捻距pe在Z方向上围绕内层CIG进行缆合来组装L根外部线股TE以形成层CE和CIG的组件，其中L严格大于Lmax，Lmax为内层CI与理论外层CET直接接触时获得的能够铺设在理论外层CET上的外部线股TE的最大数量。
在该情况中L>Lmax＝6，在此L＝7。
弹性体组合物包覆物的厚度G严格大于0mm，优选大于或等于0.04mm，更优选大于或等于0.12mm，并且厚度G小于或等于0.80mm，优选小于或等于0.60mm，更优选小于或等于0.52mm。在此，G＝0.24mm。
弹性体组合物含有硫化体系、填料和二烯弹性体。
所使用的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。
可行地，在最后的组装步骤中，将缠绕物F以捻距pf在S方向上围绕先前获得的组件进行缠绕。
然后通过压延将帘线并入由基于天然橡胶和炭黑(作为增强填料)的已知组合物形成的复合织物中，所述复合织物通常用于制造子午线轮胎的胎冠增强件。除了弹性体和增强填料(炭黑)之外，该组合物基本上还含有抗氧化剂、硬脂酸、增量油、作为粘合促进剂的环烷酸钴、以及最后的硫化体系(硫、促进剂和ZnO)。
由这些帘线增强的复合织物具有由两个弹性体组合物薄层形成的弹性体组合物基质，所述两个弹性体组合物薄层分别叠置在帘线的两侧上并且具有范围为1mm至4mm的厚度。压延节距(帘线铺设在弹性体组合物织物中的间距)的范围为4mm至8mm。
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工作帘布层，所述方法的步骤在其它方面是本领域技术人员已知的。
根据本发明第二实施方案的帘线
图5示出根据本发明第二实施方案的帘线60。
不同于上文所述的第一实施方案，根据第二实施方案的帘线60满足K＝2并且L＝10。
根据本发明第三实施方案的帘线
图6示出根据本发明第三实施方案的帘线70。用相同的标记表示与第一实施方案类似的元件。
不同于上文所述的帘线50的第一实施方案，根据第三实施方案的帘线70满足K＝3并且L＝10。
根据本发明第四实施方案的帘线
图7示出根据本发明第四实施方案的帘线80。用相同的标记表示与第一实施方案类似的元件。
不同于上文所述的帘线50的第一实施方案，根据第四实施方案的帘线80满足K＝4并且L＝11。
下表1汇总了各种帘线50、60、70和80的特征。
表1
对比测试
断裂强度测试
根据2009年10月的ISO 6892-1标准，该测试可以通过测量在拉伸下的断裂力(表示为Fm(以N计的最大负荷))来确定所测试的帘线的断裂强度。
在表2中汇总了对照帘线T1和未根据本发明的对比帘线C1的特征。
表2
下表3整理了对照帘线T1和对比帘线C1以及根据本发明的帘线50的断裂强度测试结果。这些测试的结果以基数100来表示。因此，对于这些测试中的任何一个测试而言，大于100的结果表示所测试的帘线表现出比对照帘线高的断裂强度。在该相同的表中还比较了相对于直径的断裂力。
表3
帘线 T1 C1 50
K/L 1/6 1/6 1/7
Q/N/Q’/N’ 3/8/3/8 3/8/3/8 3/8/3/8
以N计的断裂力(基数100为T1) 100 105 124
以N/mm计的相对于直径的断裂力(基数100为T1) 100 105 111
可以注意到，根据本发明的帘线50的断裂力显著高于对照帘线T1，并且优于对比帘线C1。由于外层中存在额外的线股，预期断裂力会增加1/7，即14％。在此，对于根据本发明的帘线，我们看到增加了24％。还可以在图8中看到这种围绕内层呈拱形的拱形部效果，其允许添加额外的线股。
此外，还可以注意到，根据本发明的帘线的相对于直径的断裂力与对照帘线T1相比得到显著改善，并且与对比帘线C1相比得到改善。
当然，本发明不限于上文描述的示例性实施方案。
出于工业可行性、成本和整体性能的原因，优选使用具有常规圆形横截面的线型丝线(亦即笔直的丝线)实施本发明。
还可以组合上文描述或设想的各种实施方案的特征，前提是这些特征彼此相容。

Claims (15)

1.双层多线股帘线(50)，其特征在于，所述帘线(50)包括：
-由K≥1根内部线股(TI)构成的帘线内层(CI)，内部线股或每根内部线股(TI)为双层(C1、C3)的线股并且包括：
·由Q根内部金属丝线(F1)构成的内层(C1)，以及
·由围绕内层(C1)进行缠绕的N根外部金属丝线(F3)构成的外层(C3)，
-由围绕帘线内层(CI)进行缠绕的L>1根外部线股(TE)构成的帘线外层(CE)，每根外部线股(TE)为双层(C1’、C3’)的线股并且包括：
·由Q’根内部金属丝线(F1’)构成的内层(C1’)，以及
·由围绕内层(C1’)进行缠绕的N’根外部金属丝线(F3’)构成的外层(C3’)，
其中：
-所述帘线(50)是通过包括以下步骤的方法获得的：制造包覆的内层(CIG)的步骤，在该步骤中，使内层(CI)由具有厚度G的弹性体组合物包围，然后由用于形成外层(CE)的L根外部线股包围，其中L严格大于Lmax，Lmax为内层(CI)与理论外层(CET)直接接触时获得的能够铺设在理论外层(CET)上的外部线股(TE)的最大数量，Lmax由以下公式限定：
Lmax＝INT(π/arctan[(D2/2)2/((Rt2-(D2/2)2)x cos2αt)]1/2)
其中，根据定义，INT为括号内公式的整数值；帘线的理论外层的螺旋半径Rt为理论圆的半径，所述理论圆在垂直于帘线的轴线的平面中通过理论外层的外部线股的中心；线股的直径为与线股外接的最小圆的直径，
螺旋角度αt使用以下计算式确定：αt＝Arctan[2πx Rt/P]，在该公式中P为每个金属丝状元件缠绕的以毫米表示的捻距，Arctan是指反正切函数。
2.根据前一权利要求所述的帘线(50)，其中，L＝Lmax+1或者L＝Lmax+2。
3.根据权利要求1所述的帘线(50)，其中，内部线股或每根内部线股(TI)的直径D1等于每根外部线股(TE)的直径D2。
4.根据权利要求1所述的帘线(50)，其中，帘线的外层(CE)为饱和的，使得外部线股的线股间距严格小于20μm。
5.根据权利要求1所述的帘线(50)，其中，弹性体组合物包覆物的厚度G严格大于0mm。
6.根据权利要求1所述的帘线(50)，其中，弹性体组合物包覆物的厚度G小于或等于0.80mm。
7.根据权利要求1所述的帘线(50)，其中，弹性体组合物包覆物包含弹性体，所述弹性体选自聚丁二烯、天然橡胶、合成聚异戊二烯、丁二烯共聚物、异戊二烯共聚物和这些弹性体的混合物。
8.根据权利要求1所述的帘线(50)，其中，K＝1、2、3或4。
9.根据权利要求1所述的帘线(50)，其中，L＝7、9、10或11。
10.根据权利要求1所述的帘线(50)，其中，每根外部线股(TE)的外层(C3’)为未饱和的，使得丝线间距I3’大于或等于5μm。
11.根据权利要求1所述的帘线(50)，其中，每根内部线股(TI)的外层(C3)为未饱和的，使得丝线间距I3大于或等于5μm。
12.根据权利要求1所述的帘线(50)，其中：
-Q＝3并且N＝8，
-内部线股或每根内部线股(TI)的每根内部丝线(F1)具有的直径d1等于内部线股或每根内部线股(TI)的每根外部金属丝线(F3)的直径d3，
-Q’＝3并且N’＝8，
-每根外部线股(TE)的每根内部丝线(F1’)具有的直径d1’等于每根外部线股(TE)的每根外部金属丝线(F3’)的直径d3’，以及
-d1＝d3＝d1’＝d3’。
13.根据权利要求1所述的帘线(50)，其中，每根金属丝线具有的相应直径d1、d1’、d3、d3’的范围为0.10mm至0.60mm。
14.增强产品(100)，其特征在于，所述增强产品(100)包括弹性体基质(102)和至少一个根据权利要求1所述的帘线(50)。
15.轮胎(10)，其特征在于，所述轮胎(10)包括至少一个根据权利要求1所述的帘线(50)或根据权利要求14所述的增强产品。
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