CN116065281A - 帘线和具有指定的帘线构造的轮胎 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于对诸如轮胎之类的橡胶制品进行加强的帘线。帘线（100）包括：芯股线（120），其具有通过使多根长丝缠绕而形成的捻合层结构；围绕芯股线（120）缠绕的多根护套股线（130），这些护套股线具有通过使多根长丝缠绕形成的捻合层结构；以及围绕护套股线（130）中的至少一根和芯股线（120）施加的绕线（110），该绕线（110）在芯股线（120）和所述至少一根护套股线（130）之间产生间隙（140）。而且，公开了一种包括这种帘线（100）的轮胎。

Description

帘线和具有指定的帘线构造的轮胎
技术领域
本发明涉及轮胎，且更特别地涉及重型子午线轮胎以及用于轮胎中的帘线。本发明用来改进耐久性和对基于外部输入的轮胎损伤（诸如，在以非铺装路面为例的不平整道路上可能会发生的切割爆裂、冲击爆裂等等）的抗性。
背景技术
常规地，随着车辆性能的改进，已实现了高速运行和运行模式进展的多样化。因此，与常规的服务条件相比，对于这些车辆中使用的轮胎的服务条件可能是苛刻的。由于轮胎中的耐久性是一种特别渴望的特性，因此不仅新轮胎中出现与帘布层/带束层帘线端的分离失效可能会降低耐久性，而且经使用的轮胎的帘布层/带束层帘线端中出现大的裂纹也可能会降低耐久性。这种耐久性可能对低层（low deck）车辆中使用的低截面轮廓轮胎特别有破坏性。
在非铺装道路上操作可能会进一步使耐久性退化。尽管在非铺装路面上突起的卵石/石头和采石料也许不可避免，但在铺装路面上可能会存在异物，诸如带有锋利边缘的金属件。因此，当安装在车辆上的轮胎可能滚过异物（诸如，突起的卵石/石头、采石料、金属件等等）时，由此引起带束层边缘处的切割损伤、任何地方的爆裂失效、和/或在切割损伤之前的冲击爆裂。
进一步地，重型轮胎可有利地在新轮胎中具有对帘线分离的足够抗性、在经使用的轮胎中具有帘线端的改进的耐久性，并且在整个过程中具有改进的切割爆裂和冲击爆裂抗性。因此，这种重型轮胎可展现延长的总服务寿命。
发明内容
本发明涉及根据权利要求1所述的帘线和根据权利要求9所述的轮胎。
从属权利要求提及本发明的优选实施例。
在本发明的优选方面中，芯股线（core strand）具有双层式捻合层结构。
在本发明的优选方面中，间隙在芯股线和所述至少一根护套股线之间产生永久且稳定的预定义的最小间隙。
根据本发明的帘线对诸如轮胎之类的橡胶制品进行加强。
在本发明的优选方面中，所述多根护套股线包括介于4根和8根之间的护套股线。
在本发明的优选方面中，芯股线具有1+6结构，其中芯股线的芯包括一根芯长丝，并且六根护套长丝围绕芯股线的芯缠绕以形成护套。
在本发明的优选方面中，每根护套股线具有1+6结构，其中护套股线的芯包括一根芯长丝，并且六根护套长丝围绕护套股线的芯缠绕以形成护套。
在本发明的优选方面中，形成芯股线的每根长丝具有相同的直径。
在本发明的优选方面中，帘线的直径为4 mm或更大。
在本发明的优选方面中，帘线的直径小于5 mm。
在本发明的优选方面中，绕线（wrap wire）由钢、聚合物、尼龙、聚酯或芳族聚酰胺构造。最优选的是钢。
定义
“芳族聚酰胺”和“聚芳酰胺”两者都意指制造的纤维，其中形成纤维的物质通常被识别为合成聚芳酰胺的长链，其中至少85%的酰胺键直接附接到两个芳族环。芳族聚酰胺或聚芳酰胺的代表是聚(对苯二甲酰对苯二胺)。
“轴向的”和“轴向地”是指平行于轮胎的旋转轴线的线或方向。
“周向的”和“周向地”意指沿着与赤道面（EP）平行且与轴向方向垂直的环形轮胎的表面的周长延伸的线或方向。
“帘线角”意指由帘线相对于赤道面（EP）在轮胎平面图中的向左或右形成的锐角。“帘线角”在已固化但未充气的轮胎中测得。
“帘线捻度”意指帘线的每根纱线使其组分长丝以每单位长度纱线的给定数目的匝数（通常以每英寸匝数（TPI）或每米匝数（TPM）表达）捻合在一起，且附加地，纱线以每单位长度帘线的给定数目的匝数被捻合在一起。捻向是指当纱线或帘线被竖直保持时纱线或帘线的螺旋的倾斜方向。如果螺旋的倾斜在方向上符合字母“S”的倾斜，则捻度被称为“S”或“左旋”。如果螺旋的倾斜在方向上符合字母“Z”的倾斜，则捻度被称为“Z”或“右旋”。“S”或“左旋”捻度方向被理解为是与“Z”或“右旋”捻度相反的方向。“纱线捻度”被理解为意指在纱线被并入到帘线中之前被赋予纱线的捻度，并且“帘线捻度”被理解为意指当两根或更多根纱线彼此捻合在一起以形成帘线时被赋予这些纱线的捻度。“分特”被理解为意指在纱线具有被赋予其的捻度之前以10,000米纱线的克数为单位的重量。
“旦尼尔”意指以每9000米的克数为单位的重量（用于表达线密度的单位）。
“分特”意指以每10,000米的克数为单位的重量。
“密度”意指每单位长度的重量。
“赤道面（EP）”意指垂直于轮胎的旋转轴线并穿过其胎面中心的平面；或者包含胎面周向中心线的平面。
“纤维”是形成长丝的基本元素的天然抑或人造的物质单元；其特征是其所具有的长度至少为其直径或宽度的100倍。
“长丝支数”意指构成纱线的长丝的数量。示例：1000旦尼尔聚酯具有大致190根长丝。
“捻距”意指捻合的长丝或股线绕另一长丝或股线旋转360°而行进的距离。
“单丝”意指合成纤维的单根通常大的长丝。
“每英寸匝数”或TPI意指每英寸长度的帘线的帘线捻度的匝数。
“纱线”是用于连续股纺织品纤维或长丝的通用术语。纱线以下列几种形式出现：（1）捻合在一起的若干纤维；（2）铺设在一起而不具有捻度的若干根长丝；（3）铺设在一起且具有一程度的捻度的若干根长丝；（4）具有或不具有捻度的单根长丝（单丝）；以及（5）具有或不具有捻度的窄材料条。
附图说明
将参考附图描述本发明，其中：
图1是与本发明一起使用的示例轮胎的示意性截面图；以及
图2是根据本发明的帘线的示意性截面图。
具体实施方式
以下语言是用于实施本发明的目前构想的一种或多种最佳示例模式。作为以下描述的补充，美国专利6,412,534号和7,104,299号特此通过引用以其整体并入本文。
参考图1，与本发明一起使用的充气或非充气轮胎包括：成对的胎圈部分1；一对侧壁部分2；胎面部分3，其在每个侧壁部分2之间延伸；一个或多个帘布层（图1中为一个帘布层）构成的胎体5，所述一个或多个帘布层在嵌入于胎圈部分1中的成对的胎圈芯4之间延伸以对胎圈部分1、侧壁部分2和胎面部分3进行加强；以及带束层6，其在胎体5的外周边上对胎面部分3进行加强。胎体5和/或带束层6包括多根帘线100构成的橡胶化（rubberized）帘布层。带束层6优选地包括至少两个橡胶化钢丝元件层（图1中示出了三个）。每根帘线100优选地由金属（诸如，钢、钛、铝等）和/或有机纤维（诸如，聚芳酰胺纤维、尼龙纤维、聚酯纤维等）和/或无机纤维（诸如，碳纤维等）和/或其任何组合形成。
优选地，带束层6的径向最外的带束层（例如，覆盖层等）6O是包含钢帘线/线或有机帘线或无机帘线100的层，其相对于轮胎的赤道面E布置在-5度和+5度之间。
优选地，至少一个其他层6M（图1中为两个层）位于最外的带束层6O的径向内侧。如果是钢，则帘线100优选地构成带束层6的层6O、6M中的每个的骨架，其由以下各者的一个或多个束限定：不捻合的一根或多根钢长丝、和/或通过将多根钢长丝捻合获得的一根或多根钢帘线、和/或一根或多根钢单丝。
多股帘线加强件已被用来对非公路用轮胎中的在帘布层5和带束层6两者中的橡胶进行加强。常规轮胎已使用树脂来填充多股帘线5或6的内芯股线和外护套股线之间的（多个）间隙并优化外护套股线和内芯股线之间的长丝交叉角。一种常规的方法已在缆线生产期间将橡胶或树脂共挤在内芯股线上。更稳健的解决方案（其中间隙可得到更好的控制）将是期望的。
如果能够限制腐蚀的扩展，则可延长轮胎的耐久性。如果外部物体渗透到胎体帘线5或带束层帘线6的水平，从而使其暴露于来自服务环境的氧化作用（特别是水分），则腐蚀可能会扩展。当多股构造的股线在其之间具有间隙140时，橡胶渗透的深度可能会增加，由此允许更多的橡胶从股线100的外护套130渗透到内芯140以及在其之间渗透。因此，这种增加的橡胶渗透可减少帘线5、6的暴露并减少外部物体渗透之后的腐蚀。
根据本发明，该间隙140有利地通过围绕内芯股线120和优选地至少50%的外护套股线130施加绕线或间隙线110来实现，该绕线或间隙线由优选地细的单丝组成，如图2中所示。
绕线110优选地以小于股线130、140的捻距的捻距施加，并且优选地沿相同或相反的方向捻合。
绕线110可以是金属或聚合物材料，诸如单丝钢和/或单丝聚酯。
绕线110可替代地为镀锌钢帘线或具有锌表面涂层的镀铜钢帘线。
绕线110的直径优选地介于0.1 mm和0.2 mm之间。
因此，间隙线110在钢帘线股线120、130之间产生了永久且稳定的最小开口/间隙140，以最大限度地使橡胶完全渗透到内芯股线120中。
一旦轮胎被硫化，该间隙线110就优选地不提供进一步的结构支持，并且由增加的橡胶渗透而对耐久性的改进可超过间隙线110的任何潜在有害影响。
增加的橡胶渗透还可增加帘线5、6的冲击抗性，因为帘线股线120、130之间的橡胶可减少股线120、130之间的无橡胶、空的间隙处的应力集中。
根据本发明的间隙线110还允许简化线制造、消除树脂或化合物的添加、以及实现更稳健的解决方案，其中间隙140得到更好的控制/保持。

Claims (10)

1.一种用于对诸如轮胎之类的橡胶制品进行加强的帘线，所述帘线（100）包括：
芯股线（120），所述芯股线具有通过使多根长丝缠绕而形成的捻合层结构；
围绕所述芯股线（120）缠绕的多根护套股线（130），所述护套股线具有通过使多根长丝缠绕而形成的捻合层结构；以及
围绕所述护套股线（130）中的至少一根和所述芯股线（120）施加的绕线（110），所述绕线（110）在所述芯股线（120）和所述至少一根护套股线（130）之间产生间隙（140）。
2.根据权利要求1所述的帘线，其中，所述多根护套股线（130）为4到8根护套股线（130）、优选地6根护套股线（130）。
3.根据权利要求1所述的帘线，其中，所述芯股线（120）具有1+6结构，其中所述芯股线（120）的芯包括一根芯长丝，并且六根护套长丝围绕所述芯股线（120）的所述芯缠绕以形成护套；和/或其中，每根护套股线（130）具有1+6结构，其中所述护套股线（130）的芯包括一根芯长丝，并且六根护套长丝围绕所述护套股线（130）的所述芯缠绕以形成护套。
4.根据权利要求1所述的帘线，其中，形成所述芯股线（120）的每根长丝具有相同的直径；和/或其中，形成所述护套股线（130）的每根长丝具有相同的直径。
5.根据权利要求1所述的帘线，其中，所述芯股线（120）和所述多根护套股线（130）具有相同的构造。
6.根据权利要求1所述的帘线，其中，所述绕线（100）是单丝型线和/或具有在从0.1 mm到0.2 mm的范围内的直径。
7.根据权利要求1所述的帘线，其中，所述帘线（100）的直径为4 mm或更大；和/或其中，所述帘线（100）的直径小于5 mm。
8.根据权利要求1所述的帘线，其中，所述绕线（130）由选自由以下各者组成的组的材料构造：钢、聚合物、尼龙、聚酯或芳族聚酰胺。
9.一种轮胎，其包括：两个胎圈结构（1）；胎体，其从一个胎圈结构（1）延伸到另一胎圈结构（1）；带束层（6、6m、6o），其从所述胎体径向向外设置；胎面（3），其用于接合路面；以及根据前述权利要求中任一项所述的帘线（130）。
10.根据权利要求9所述的轮胎，其中，所述带束层（6、6m、6o）和/或所述胎体包括所述帘线（100）。
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