CN1953880A

CN1953880A - 轮胎及用于轮胎的金属/橡胶复合材料

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Publication number: CN1953880A
Application number: CNA2005800152018A
Authority: CN
Inventors: 德尼·阿尔瓦雷茨; 克里斯蒂安·西尼奥雷
Original assignee: Conception et Developpement Michelin SA; Societe de Technologie Michelin SAS
Current assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Priority date: 2004-05-12
Filing date: 2005-05-11
Publication date: 2007-04-25
Anticipated expiration: 2025-05-11
Also published as: US8281562B2; JP2007537083A; WO2005113259A1; EP1747103B1; US20080066843A1; FR2870164A1; DE602005014355D1; US20120028044A1; US8033311B2; JP4800301B2; BRPI0510969A; CN1953880B; FR2870164B1; ATE430664T1; EP1747103A1

Abstract

轮胎，该轮胎包括顶部有胎面的胎冠、胎冠加强件、两个胎侧和两个胎圈、穿入两个胎侧中并通过固定装置固定在两个胎圈中的胎体加强件，所述固定装置包括在至少一个胎圈中圆周排列的至少一个固定加强部件，该固定加强部件圆周状定向、并与被称为“固定橡胶”的橡胶组合物协同作用，该轮胎的特征在于所述固定加强部件为具有两层结构M+N的金属线缆，金属线缆包括M根直径d₁的金属丝以螺距p₁螺旋缠绕在一起的内层C1，该内层C1自身又被N根直径d₂的金属丝以螺距p₂螺旋缠绕在一起的外层C2包围，所述线缆进一步具有以下特征(d₁、d₂、p₁和p₂的单位为mm)：2≤M≤4，M+3≤N≤M+7，0.25＜d₁＜0.40；0.25＜d₂＜0.40；3.5＜p₁＜7＜p₂＜14。本发明还涉及金属/橡胶复合材料，该复合材料包括与高硬度的橡胶基体相结合的上述两层金属线缆，其中橡胶基体在硫化状态下10％伸长率时的割线拉伸模量为大于20MPa。

Description

轮胎及用于轮胎的金属/橡胶复合材料

技术领域

本发明涉及轮胎及可用于制造轮胎的金属/橡胶复合材料，尤其涉及可使这些轮胎固定在车辆轮辋上的轮胎胎圈。

背景技术

专利说明书EP-A-582196首次描述以下的轮胎，该轮胎包括顶部有胎面的胎冠、胎冠加强件、两个胎侧和两个胎圈、进入两个胎侧中并通过固定装置固定在胎圈中的胎体加强件，其中所述胎体加强件包括至少一个圆周排列的加强部件(称为＂子午线＂)，这些部件是径向定向的，相邻并且实际上相互平行，并且从胎圈至胎侧以至少一个圆周排列圆周状排列，其中这些径向加强部件的固定装置包括至少一个圆周状定向的加强部件(称为＂固定加强部件＂)，该加强部件与所述圆周排列的所述径向加强部件轴向邻接，并且通过与固定加强部件及第一径向加强部件的相邻段接触的、具有很高硬度的合适的橡胶组合物(称为＂固定橡胶＂)与胎体加强件相邻部分的协同作用，在径向加强部件和固定加强部件之间进行力的传递。

因为这类轮胎没有传统的实心胎圈金属丝，因此被称为是＂无金属丝胎圈轮胎＂，其直径相对较大，胎体加强件通常环绕在其周围，关于这类轮胎的详细描述可参见例如专利说明书EP-A-664231、EP-A-664232、EP-A-664233(或US-A-5,660,656)、WO-A-98/54006或WO-A-2004/009380。

虽然这种新型轮胎的底区(bottom zone)结构有着出色的效果，尤其就耐久性而言，然而也已注意到胎圈较大的刚性可能会引起轮胎的安装和/或拆卸困难，尤其是在手工操作时，对于例如载重车辆轮胎等大尺寸轮胎尤其存在这一问题。

在此回顾一下，在通常为整体的、包括空心基座的轮辋上常规安装＂无内胎＂轮胎的方法包括使部分第一胎圈越过轮辋边缘，并将该部分放入空心基座中，然后通过将相应的轮胎胎圈弄成轻微的椭圆形使剩余的胎圈穿过轮辋边缘，重复相同的操作使第二胎圈也穿过轮辋边缘。然后在最后阶段充气至一定的压力，以保证胎圈在轮辋边缘上的基座中就位，从而结束安装过程；在此最后阶段中，胎圈可能会交叉＂隆起＂，形成所述胎圈通过各自基坐的障碍，从而避免轮胎不能就位的危险。

为了克服此安装性能问题，根据专利说明书EP-A-751015(或US-A-5,702,548)所教导的，首先提出了使用具有高的非结构伸长率的固定线缆，尤其是经过特殊热处理的具有(2+7)或(3+8)结构的层状线缆。据说这些线缆是＂高伸长率＂型的，其特性是在轮胎硫化前及硫化后都具有特别高的大于4％的工作伸长率(弹性伸长率Ae及塑性伸长率Ap的总和)。然而，得到此伸长率是以所谓的恢复退火热处理为代价的，该热处理在250℃至Ac₁(对应于钢晶体结构发生转变时的温度)的低温下进行，它具有过程相对复杂、费用昂贵的缺点。

为了克服此安装性能的问题，专利申请EP-A-1277600提出了另一种更经济的解决方法，该方法包括使用橡胶组合物作为固定橡胶，该橡胶组合物具有降低了的刚性，在变形10％时的弹性模量为10～20MPa，并且因为其特殊的配方而具有高的耐蠕变性。然而现在也已注意到，相对低的固定橡胶的刚性对装有这类轮胎的车辆的道路性能会有不利的影响，尤其是在运行条件下；对于高级别乘用车辆尤其如此，这些车辆的使用者希望能有非常高水平的道路性能，并且在各种情况下都能不牺牲安全性，尤其是抓地性能，也不牺牲轮胎的寿命。

在继续进行的研究中，申请人发现了新的解决方法，该方法可以改善轮胎安装性能和道路性能方面存在的不能兼顾的问题，并且毋须改动无金属丝胎圈轮胎的底区结构。

发明内容

因此，本发明的第一主题涉及一种轮胎，该轮胎包括顶部有胎面的胎冠、胎冠加强件、两个胎侧和两个胎圈、穿入两个胎侧中并通过固定装置固定在两个胎圈中的胎体加强件，所述固定装置包括在至少一个胎圈中圆周排列的至少一个固定加强部件，该固定加强部件圆周状定向，并与被称为＂固定橡胶＂的橡胶组合物协同作用，该轮胎的特征在于：所述固定加强部件为具有两层结构M+N的金属线缆，金属线缆包括M根直径d₁的金属丝以螺距p₁螺旋缠绕在一起的内层C1，该内层C1自身又被N根直径d₂的金属丝以螺距p₂螺旋缠绕在一起的外层C2包围，所述线缆进一步具有以下特征(d₁、d₂、p₁和p₂的单位为mm)：

- 2≤M≤4；

- M+3≤N≤M+7；

- 0.25＜d₁＜0.40；

- 0.25＜d₂＜0.40；

- 3.5＜p₁＜7＜p₂＜14。

由于该特殊的固定线缆，本发明轮胎的胎圈具有能在工业上可接受的压力下形成椭圆状的优势，即可以在其平面中变形；这些胎圈可以更容易地轴向扭曲，即其周边在轴向上更容易变形。这些特性可以极大地改善本发明轮胎形成椭圆状的能力，因此改善其安装性能；所以，可以使用具有有利于道路性能的高硬度的固定橡胶，而不必使用＂高伸长率＂处理过的线缆。

本发明就其自身而言还涉及包括上述与高硬度的橡胶组合物协同作用的固定线缆的复合材料。该复合材料包括至少一种金属线缆和二烯烃橡胶组合物，可用于在轮胎胎圈中固定胎体加强件，其特征在于以下特点：

-所述橡胶组合物在硫化状态下在伸长率为10％时的割线拉伸模量为大于20MPa；

-所述金属线缆为具有如上所述的两层M+N的线缆。

本发明还涉及使用这种复合材料作为加强结构，用于由塑料材料和/或橡胶制成的制品或半成品，尤其可用于机动车辆的任何地面接触系统，如轮胎、轮胎的内部安全支撑物、车轮、橡胶弹簧、弹性接头、其它悬挂及防振器件，尤其是用于轮胎底区的加强结构，还有这些制品或半成品自身。

本发明的轮胎可用于乘用车类型的、4×4、＂SUV＂(运动多用车Sport Utility Vehicles)的车辆，但也可以用于两轮车辆如摩托车，或用于选自以下的工业用车辆：箱式货车、＂重载车辆＂-即地铁车辆、公共汽车、道路运输机械(卡车、拖拉机、拖车)、越野车-农业机械或建筑机械、飞机及其它运输或装卸车辆。

附图说明

根据以下说明书和实施方案的实施例及涉及这些实施例的图1～4，很容易理解本发明及其优点，图1-4分别表示：

-主要显示无金属丝胎圈轮胎底区的部分剖面图，尤其包括其胎圈2中胎体加强件4的固定区5，有两种不同的实施方案(图1和图2)；

-可用于所述固定区的具有2+7结构(图3)和4+9结构(图4)的线缆的剖面图。

具体实施方式

I.定义和试验

I-1.定义

在本申请中，以下理解为具有公知的含义：

-＂轴向＂：与轮胎的转动轴相平行的方向；当指向轮胎内侧时该方向可以是＂轴向向内＂，当指向轮胎外侧时该方向可以是＂轴向向外＂；

-＂胎圈＂：轮胎内部径向靠近胎侧的部分，其基底用于装在车辆车轮的轮辋座上；

-＂二烯烃弹性体(或不准确地说橡胶)＂：至少部分由二烯烃单体(有两个碳碳双键的单体，无论共轭与否)生成的弹性体(即均聚物或共聚物)；

-＂基本上饱和的二烯烃弹性体＂：至少部分由共轭二烯烃单体生成的二烯烃弹性体，具有低于15％(摩尔％)的二烯烃来源(共轭二烯烃)的成份或单元的含量；

-＂基本上饱和的二烯烃弹性体＂：至少部分由共轭二烯烃单体生成的二烯烃弹性体，具有高于15％(摩尔％)的二烯烃来源(共轭二烯烃)的成份或单元的含量；

-＂高度不饱和的二烯烃弹性体＂：基本上饱和类型的二烯烃弹性体，具有高于50％(摩尔％)的二烯烃来源(共轭二烯烃)的成份或单元的含量；

-＂异戊二烯弹性体＂：异戊二烯的均聚物或共聚物，即选自以下组中的二烯烃弹性体：天然橡胶(NR)、合成聚异戊二烯(IR)、各种异戊二烯共聚物及这些弹性体的混合物；

-＂胎侧＂：位于胎冠和胎圈之间的轮胎部分，最常见地具有低弯曲强度；

-＂径向＂：穿过轮胎转动轴、且与轮胎转动轴垂直的方向；根据其是朝向轮胎转动轴还是朝向轮胎外面，该方向可以是＂径向向内＂或＂径向向外＂；

-＂加强元件＂或＂加强部件＂：单丝和复丝都一样好，或者是集束，如线缆、合股线或任何其它相同类型的集束，对这些加强件的材料和处理方法没有限制，例如，可以进行表面处理或涂敷，如橡胶涂敷，或者进行预上胶处理以促进与橡胶的附着；

-＂圆周定向的加强部件＂或＂圆周加强部件＂：基本上平行于轮胎圆周方向定向的加强部件，即与该方向形成的角度偏离圆周方向不超过5度；

-＂径向定向的加强部件＂或＂径向加强部件＂：基本上保持在一个及相同的轴平面内，或与轴平面构成的角度小于或等于10度的平面内的加强部件。

I-2.测试

A) 测力测试

对于金属丝和金属线缆而言，断裂荷载Fm(最高荷载，N)、拉伸强度Rm(MPa)和断裂伸长率At(总伸长率，％)根据1984年的ISO6892标准在拉伸下进行测量。

对于橡胶组合物而言，模量测量根据1998年的ASTM D412标准在拉伸下进行测量(试样＂C＂)，除非另有指明：实割线模量(或杨氏模量)在10％的伸长率下简化为试样的实截面，其被称作E10并以MPa表示，在二次伸长时(即在适应周期后)(在根据1999年的ASTM D1349标准的温度和湿度的正常条件下)进行测量。

B) 静态蠕变测试

所谓＂静态蠕变＂测试是指所制备的橡胶组合物试样的有用部分长度为70mm、宽度为5mm、厚度为2.5mm时所进行的测试(这些试样从厚度为2.5mm的硫化胶片切得)；将试样放置在150℃的炉中，直接在其下面悬挂3kg的重量；从而在以下初始应力下进行测试：

σ_{0} = \frac{Mg}{S_{0}} = 2.35 MPa

其中M为施加的重量，g为重力加速度，S₀为测试试样的初始截面；对试样可用部分的伸长率作为时间的函数进行测量；＂静态蠕变的量＂等于形变变化量除以给定的时间，例如在3～5小时之间测试：

τ = \frac{Δϵ}{Δt}

其中：Δε＝ε(t₂)-ε(t₁)：在Δt＝t₂-t₁分钟(min)内所测得的形变变化量。

C)流变测试

＂流变＂测试是形变为±0.2度、频率为100周/分钟、温度为197℃、持续时间为10分钟时的交变剪切测试(Monsanto的流变仪)。测试在未硫化的橡胶组合物的圆片上进行，对10分钟内因施加在圆片两面间的剪切所产生的扭矩变化进行记录，注意测得最大值后扭矩的变化：如果测得的扭矩保持稳定，就没有反转(reversion)，即试样的刚性没有降低；如果测得的扭矩减少，则发生了反转。反转现象产生于试样在测试条件下的刚性降低；因此这是对混合物在高温下的热稳定性进行的测试。

r = \frac{C_{\max} - C_{10}}{C_{\max}} \times 100

表示在测试结束后的反转量；C_max为测得的最大扭矩，C₁₀为10分钟后测得的扭矩。

II.发明详述

本发明的轮胎包括橡胶基体或组合物(称为固定橡胶)，作为用于其胎体帘布层加强件的固定装置，形成的特别层状缆线(称为固定线缆)与其协同作用，详细情况如下所述：

在本说明书中，除非另有描述，所有表示的百分数(％)都是质量％。

II-1.橡胶组合物

所述组合物包括至少一种二烯烃弹性体及所有的常规组分，如补强填料、交联体系和其它添加剂，如以下所述：

A) 二烯烃弹性体

按照已知的方法，二烯烃弹性体可以分为称为基本上不饱和的与基本上饱和的两类。因此，举例来说，丁基橡胶或EPDM类二烯烃与α-烯烃的共聚物属于基本上饱和的二烯烃弹性体的定义(源自二烯烃单元的含量低或非常低，经常明显地低于15％)。

尽管本发明适用于任何类型的二烯烃弹性体，但轮胎领域的技术人员可以容易地理解本发明优选使用高度不饱和类型的二烯烃弹性体。

所述二烯烃弹性体尤其选自以下组中：聚丁二烯(BR)、天然橡胶(NR)、合成聚异戊二烯(IR)、各种丁二烯共聚物、各种异戊二烯共聚物及这些弹性体的混合物。更优选该共聚物选自以下组中：无论后者是通过乳液聚合制得(ESBR)还是通过溶液聚合制得(SSBR)的丁二烯/苯乙烯共聚物(SBR)、异戊二烯/丁二烯共聚物(BIR)、异戊二烯/苯乙烯共聚物(SIR)和异戊二烯/丁二烯/苯乙烯共聚物(SBIR)。

更优选使用至少一种异戊二烯弹性体，还更优选使用天然橡胶或顺-1，4类的合成聚异戊二烯；对于这些合成聚异戊二烯，优选使用顺-1，4键含量高于90％(摩尔％)、更优选高于98％的聚异戊二烯。

异戊二烯弹性体可以单独使用，也可以与其它二烯烃弹性体共混使用，尤其是与以上所描述的SBR和/或BR弹性体，无论异戊二烯弹性体在使用的所有二烯烃弹性体中是否以大比例存在。

因此，根据本发明的具体实施方案，举例来说，可以共混使用异戊二烯弹性体(尤其是天然橡胶)与优选Tg(玻璃化转变温度，根据ASTM D3418测得)为-70℃～-10℃的SBR共聚物，SBR共聚物的比例为0至70phr(每百份弹性体的重量份数)，无论其是通过乳液聚合(ESBR)还是溶液聚合(SSBR)制得的，剩余(具体来说30～100phr)由异戊二烯弹性体组成。在此情况下，更具体为使用SSBR。与所述SBR有关的优选还可以是顺-1，4键为多于90％(摩尔％)、其Tg优选-110℃～-50℃的BR。

最后，所述二烯烃弹性体可以与除二烯烃弹性体以外的任何类型的合成弹性体一起使用，甚至可以与弹性体以外的聚合物如热塑性聚合物一起使用。

B)其它组份

所述橡胶组合物还包括通常用于橡胶基体中、尤其用于轮胎底区制造的所有或部分添加剂，举例来说如补强填料，例如炭黑或诸如二氧化硅的无机填料、无机填料偶联剂、防老剂、抗氧剂、增塑剂或填充油，填充油在本质上无论是芳香族的或非芳香族的均可(尤其是高粘度的或优选低粘度的只有非常轻微的芳香性或非芳香族的油，例如环烷基或链烷基类型的MES或TDAE油)、促进未硫化状态下组合物加工(加工性)的助剂、硬脂酰胺、增粘树脂、基于硫或基于硫和/或过氧化物给体的交联体系、硫化促进剂、活化剂或延迟剂、抗反转助剂如六硫代磺酸钠或N，N＇-间-亚苯基-双柠康酰亚胺(biscitraconimide)、亚甲基受体和给体、增强树脂、双马来酰亚胺、已知的＂RFS＂型(间苯二酚/甲醛/二氧化硅)或金属盐、尤其是钴盐或镍盐的粘接促进体系。

根据本发明的说明书，本领域技术人员可以调整橡胶组合物的配方以获得所要求的刚性水平(弹性模量)，并提供出色的耐高温蠕变性和极佳的高温稳定性。

耐蠕变性对于在胎圈中获得牢固而持久的胎体加强件固定十分关键，高温热稳定性也十分重要，因为某些轮胎胎圈在工作中可能经受十分苛刻的热条件，尤其是对于重载车辆的轮胎，无论其是否为道路轮胎。

因此，优选所述固定橡胶在150℃、2.35MPa的初始应力下够能耐得住至少5个小时的静态蠕变应力而不破坏；更优选在150℃、2.35MPa的初始应力下，施加3～5小时的应力后静态蠕变的量保持在低于2×10^-3/min。另一方面，优选所述橡胶在197℃下10分钟后反转的量为小于10％，更优选小于5％。

交联体系优选为基于硫和硫化促进剂的硫化体系。可以使用存在硫时能够对二烯烃弹性体起硫化促进剂作用的任何化合物，尤其可选自以下组中：2-二硫化硫醇基苯并噻唑(缩写为＂MBTS＂)、N-环己基-2-苯并噻唑基亚磺酰胺(缩写为＂CBS＂)、N，N-二环己基-2-苯并噻唑基亚磺酰胺(缩写为＂DCBS＂)、N-叔丁基-2-苯并噻唑基亚磺酰胺(缩写为＂TBBS＂)、N-叔丁基-2-苯并噻唑基亚磺酰亚胺(缩写为＂TBSI＂)以及这些化合物的混合物。优选使用亚磺酰胺类型的主促进剂。

可在非生产性的第一阶段和/或在生产阶段中，向该硫化体系加入并结合各种已知的第二促进剂或硫化活化剂，如氧化锌、硬脂酸和胍衍生物(如二苯胍)等。

硫的用量优选为3～15phr(每百份弹性体的重量份数)，更优选5～12phr。主硫化促进剂如亚磺酰胺的用量优选为0.5～7phr，更优选1～5phr。

补强填料如炭黑或诸如二氧化硅的无机补强填料的用量优选为大于50phr，如60～140phr。更优选为大于70phr，如70～120phr。

适宜的炭黑为通常用于轮胎中的所有炭黑(所谓轮胎级炭黑)，尤其是HAF、ISAF和SAF型的。对于后一种炭黑，根据应用的目的，尤其可以提及100、200或300系列的补强炭黑(ASTM等级)，例如：炭黑N115、N134、N234、N326、N330、N339、N347、N375，或作为替换选用更高系列的炭黑(如：N660、N683、N772)。

尤其适用的补强无机填料是硅质类型的矿物填料，尤其是二氧化硅(SiO₂)，或者是含铝类型的，尤其是氧化铝(A1₂O₃)。使用的二氧化硅可以是本领域技术人员所熟知的任何补强二氧化硅，尤其是任何BET表面积和CTAB比表面积均小于450m²/g，优选30～400m²/g的沉淀法或热解法二氧化硅。对于高分散性沉淀法二氧化硅(称为＂HD＂)而言，例如可以提及Degussa的Ultrasil7000和Ultrasil7005二氧化硅，Rhodia的Zeosil1165MP、1135MP和1115MP二氧化硅，PPG的Hi-SilEZ150G二氧化硅和Huber的Zeopol8715、8745和8755二氧化硅。补强氧化铝的实例为

的＂Baikalox＂＂A125＂或＂CRl25＂氧化铝，Condea的＂APA-100RDX＂，Degussa的＂Aluminoxid C＂或Sumitomo Chemicals的＂AKP-GO15＂。

对于二烯烃弹性体和补强无机填料的偶联，如果适用，可以使用至少为双官能的偶联剂(或粘结剂)，尤其是双官能团的有机硅烷或聚有机硅氧烷，其目的是以已知方法在无机填料(其粒子表面)和二烯烃弹性体之间提供充分的化学和/或物理连接。

在根据本发明的轮胎及复合材料中，所述橡胶组合物具有的优选特性是，在硫化状态下及伸长率为10％时，割线拉伸模量(E10)为大于20MPa，优选大于30MPa。在此刚性范围内，尤其是在40～70MPa时观察到了最佳的均衡性能。

在刚性更高时，所述橡胶组合物可有利地包括其它增强树脂，例如可包括亚甲基受体，如诸如酚醛树脂的亚甲基受体，其优选用量为3～15phr，更优选为5～12phr，以及亚甲基给体，如六亚甲基四胺(＂HMT＂)，或者六甲氧基甲基三聚氰胺(＂HMMM＂，也称为＂H3M＂)，其优选用量为1～10phr，更优选为3-7phr。

II-2.层状线缆(M+N）

根据本发明的轮胎和复合材料层状线缆为具有两层结构M+N的金属线缆，其包括M根直径d₁的金属丝以螺距p₁螺旋缠绕在一起的芯核层或内层(C1)，该层C1自身又被N根直径d₂的金属丝以螺距p₂螺旋缠绕在一起的外层(C2)所包围，所述线缆进一步具有以下特征(d₁、d₂、p₁和p₂的单位为mm)：

- 2≤M≤4

- M+3≤N≤M+7

- 0.25＜d₁＜0.40；

- 0.25＜d₂＜0.40；

- 3.5＜p₁＜7＜p₂＜14.

当然所有上述特性都是在线缆静止并且其轴心保持直线时所测量的。

根据定义，＂金属线缆＂在此应理解为主要(即多于50％的金属丝)或完全(100％的金属丝)由金属材料制成的金属丝所形成的线缆。

层C1和层C2的金属丝直径各层可以相等也可以互不相等。优选各层使用的金属丝直径相同(即d₁＝d₂)，尤其是可以简化线缆的制作方法，举例来说，如附图3和4中所示。

在此回顾一下，在已知的方法中，螺距＂p＂表示与线缆轴心平行所测得的长度，螺距＂p＂表示平行于线缆的轴所测量的长度，在其结尾具有该螺距的金属丝围绕该线缆的所述轴转了一个完整的圈。

使用不同的螺距p₁和p₂意谓着，根据已知的方法，层C1和C2的金属丝基本上布置在相邻的两个圆柱状(或管状)同心层上，这样，至少在静止的线缆中外层C2的厚度基本上等于构成它的金属丝的直径；结果，内层C1和外层C2的横截面类似于线缆的横截面，具有基本上为圆形的外包表面或轮廓(分别为图3和图4中的E1和E2)。

具有本发明圆柱状或管状层的线缆尤其一定不能与所谓＂紧凑＂型层状线缆混淆，后者是金属丝以相同螺距沿相同方向弯曲缠绕而形成的集束；在这种线缆中，由于十分紧凑，实际上看不见明显的金属丝层；结果，这种线缆的横截面所具有的轮廓不再是圆形，而是多边形。

优选层C1和C2以相同的扭转方向(S/S或为Z/Z)缠绕，这种方法对于最大程度地减少金属丝之间的接触压力具有十分明显的优势。

根据本发明的一个优选实施方案，层C2包括6～10根(即6≤N≤10)，更优选7～9根金属丝(即7≤N≤9)。有利地是满足关系M+4≤N≤M+6。

根据本发明的另一个优选实施方案，为了使固定橡胶能够更好地渗入线缆，外层C2为N根金属丝的管状层，其称为＂不饱和的＂或＂不完全的＂，即根据定义，在该管状层C2中存在充分的空间以加入至少一根第(N+1)根直径为d₂的金属丝，而N根金属丝中的多根可以相互接触。相反，如果该层中没有充分的空间加入至少一根第(N+1)根直径为d₂的金属丝，则管状层C2被称为＂饱和的＂或＂完全的＂。

对于可用的优选线缆，尤其可以提及具有2+6、2+7、2+8、3+7、3+8、3+9、4+8、4+9或4+10结构的线缆，尤其是那些由各层直径基本相同(即：d₁＝d₂)的金属丝形成的线缆。根据本发明更优选的实施方案，选用的线缆具有M+5的结构(其外层C2比其内层C1多包括5根金属丝)；换言之，本发明复合材料的线缆更特别地选自2+7、3+8和4+9结构的线缆。

在与线缆轴心(假定其为直线且静止)垂直的截面中，图3和图4分别显示了这类优选的2+7线缆(在以下实施例中表示为C-II)和4+9线缆(在以下实施例中表示为C-IV)的两个实例。内层C1由2根或4根金属丝20以螺距p₁螺旋缠绕在一起形成，其自身又被外层C2所包围并与外层C2相接触，层C2由7根或9根金属丝20以螺距p₂螺旋缠绕在一起形成，因此其厚度基本上与所述金属丝的直径d₂相等。可以清楚看到金属丝这样被安排在两个相邻的同心管状层中(轮廓线E1的层C1和轮廓线E2的层C2)。

根据本发明的另一个优选实施方案，以下特征得到了满足(d₁、d₂、p₁和p₂的单位为mm)：

- 0.30＜d₁＜0.40；

- 0.30＜d₂＜0.40；

- 4＜p₁＜7且8＜p₂＜14。

正是由于一方面直径d₁和d₂在这些窄的范围内，另一方面螺距p₁和p₂短，才得到了性能的最佳折衷。由于这些同样的原因，还更优选地，以下关系得到了满足(p₁和p₂的单位为mm)：

- 4.5≤p₁≤6.5且8.5≤p₂≤13.5。

线缆的总断裂伸长率(At)为其结构、弹性和塑性伸长率的总和(At＝As+Ae+Ap)，其优选为大于2.5％，更优选大于3.0％，还更优选大于3.5％。

在根据本发明的轮胎或复合材料中，可以对现有的固定线缆进行高伸长率处理，使其工作伸长率Af(Af＝Ae+Ap)为大于4％，优选大于5％，更优选大于6％。回顾一下，这类处理方法可以包括通过焦耳效应、静态对流或电感等热处理方法直接在线缆上进行，如上述专利申请EP-A-751015中所描述的。

本发明优选使用钢丝来实施，更优选其是由以下称为＂碳钢＂的珍珠岩(或铁素体-珍珠岩)碳钢制得、或由不锈钢(定义为包含至少11％的铬和至少50％的铁的钢)制得，如申请EP-A-648891或WO-A-98/41682中所描述。然而，当然也可使用其它钢或其它合金。

尤其是碳钢或不锈钢的所使用的金属或钢本身可以涂敷金属层以改善例如金属线缆和/或其组成部分的加工性能，或线缆和/或复合材料和/或轮胎本身的使用性能，如粘接、耐腐蚀或抗老化性能。

根据优选的实施方案，所使用的钢覆盖有黄铜(Zn-Cu合金)或锌的层；回顾一下，在金属丝的制作过程中，黄铜或锌的涂层有助于金属丝的拉伸，也有助于金属丝与橡胶的粘接。然而，金属丝也可以覆盖黄铜或锌以外的金属薄层，例如其作用可以是改善这些金属丝的耐腐蚀性能和/或与橡胶的粘接，例如Co、Ni、Al的薄层、或两种或多种Cu、Zn、Al、Ni、Co、Sn混合物的合金薄层。

当本发明复合材料的线缆用于加强无金属丝胎圈轮胎胎圈时，优选所述金属丝由碳钢制得，并且其拉伸强度(Rm)大于2000MPa。

本领域的技术人员知道如何制备具有该强度的碳钢钢丝，其方法包括尤其是调节这些钢丝的钢组成和最后的加工硬化比，根据其自身的具体要求，例如使用含诸如Cr、Ni、Co、V或各种其它已知元素的特种合金元素的微合金碳钢(参见例如Research Disclosure34984-＂Micro-alloyed steel cord constructions for tyres＂-May 1993；Research Disclosure 34054-＂High tensile strength steel cordconstructions for tyres＂-August 1992)。

使用碳钢时，其含碳量优选为0.1％～1.2％，尤其是0.5％～1.1％。更优选0.6％～1.0％(钢的重量％)，该含量代表了所要求的复合材料机械性能和钢丝的适用性之间的良好均衡。

目前所述线缆可以配有外部缠绕物，例如可由不论是否为金属的单丝线以短于外层螺距的螺距螺旋缠绕所形成，其缠绕方向与该外层的方向相同或相反。然而，由于其特殊结构，本发明的线缆已经是自身缠绕的，所以一般不要求使用外部缠绕线物，这样有利于解决该缠绕物与线缆最外层丝线金属丝之间的磨损问题。

制造M+N层的上述线缆时使用了制缆装置，其制造方法为本领域技术人员所熟知，故在此不作描述以简化说明书。由于螺距p₁和p₂不等，它们要求连续进行两次操作(先制造第一内层C1，再围绕该层C1制造第二外层)，使用两台串联的制缆机(如Barmag制缆机)可以有利地在串联实现这两步操作。

II-3.本发明的复合材料和轮胎

本发明的复合材料可以有各种形式，例如根据应用的目的可以是叠层、带状物、条状物或者一系列条状物的形式、其它不同形式和尺寸的橡胶块的形式，以上所述的两层线缆可结合在复合材料中或与复合材料结合。

在该复合材料中，金属与橡胶组分之间限定的粘结是以已知的方式在包括该复合材料的成品如轮胎的硫化后获得的。优选，该固化是在压力下进行的。

如前所述，本发明的复合材料可以有利地构成部分轮胎胎圈区，该轮胎自身是根据本发明制造的，没有传统的实心胎圈金属丝，所述部分胎圈区用于固定所述无金属丝胎圈轮胎的胎体加强件。

这种无金属丝胎圈轮胎，例如就其一般构造而言在上述文献EP-A-582196、EP-A-664231、EP-A-664232、EP-A-664233、WO-A-98/54006或WO-A-2004/009380中所提及的，一般包括顶部有胎面的胎冠、胎冠加强件、穿入胎侧中并再次连接设计成用来安装在车辆轮辋上的两个胎圈的胎体加强件。所述胎体加强件包括第一加强部件(或＂径向加强部件＂)，这些部件相互靠近并且实际上相互平行地布置、从至少一个所述胎圈向一个所述胎侧以至少一个圆周排列圆周状排列，并且固定在所述胎圈中，胎圈包括支撑胎体加强件的固定区，并包括至少一个第二加强部件(＂固定加强部件＂或＂固定线缆＂)，该第二加强部件圆周状定向，并通过与固定加强部件及第一径向加强部件相邻段接触的橡胶组合物(或＂固定橡胶＂)与胎体加强件相邻部分协同运作。本发明轮胎的特征在于所述固定线缆如上述II-2部分中所定义的。

以上径向加强部件举例来说可以是织物制成的线缆，其可以由聚酯(如PET HMLS)、PEN、人造丝或其它纤维素、尼龙、芳族聚酰胺或混合材料(如芳族聚酰胺/尼龙)制得。

通过非限定性的实例，在图1中以部分横截面图描述了本发明的这种轮胎的胎圈和胎侧，可以记得，其中通过在实心胎圈金属丝上折起胎体加强件的传统固定方法已被一种装置所代替，在该装置中圆周状固定的线缆布置在径向加强部件结构的附近，而装置整体嵌在橡胶基体或固定橡胶中。

该轮胎包括靠近胎圈2的胎侧1。胎体加强件3从胎圈2向胎侧1圆周状延伸，并且在举例说明的实例中包括圆周排列的第一径向加强部件4。该胎体加强件3可以从一个胎圈向另一个胎圈连续布置，通过轮胎的胎侧和胎冠，或者该胎体加强件3可以包括两个或多个例如沿胎侧布置的部件，特别是不覆盖所有的胎冠。例如在此情况下为PETHMLS织物制成线缆的径向加强部件4在胎圈和胎侧中呈径向定向，并且固定在胎圈2的固定区5中。

根据本发明的具体实施方案，固定区5包括布置在相邻的第一径向加强部件4的4a段的任一侧的第二加强部件或固定线缆7的三个圆周缠绕物或＂堆叠物＂6a、6b和6c，所述＂堆叠物＂6a、6b和6c结合在固定橡胶8中并与其协同作用。

该固定橡胶8完全覆盖了径向加强部件4的段4a及固定线缆7的圆周缠绕物或堆叠物6a、6b和6c，这样可以产生实心的结构，其可以在胎圈2的固定区5中的径向加强部件4的段4a和圆周缠绕物之间传递机械工作应力，尤其是传递第一加强部件4因为轮胎充气压力而承受的力。堆叠物6可以通过例如将多个不同的圆周状线缆部件7并列放置，或者将相同的线缆部件7螺旋缠绕(基本为0度)来制备，当然任何情况下转圈都是非邻接的。固定线缆7举例来说是如以上II-2部分中所描述、并且在图3中表示出的2+7结构的线缆。三个＂堆叠物＂6a、6b和6c一起计算，这些线缆的总数或相同线缆的缠绕次数，举例来说，大约在15～30之间。

举例来说，线缆间(或缠绕物之间)的平均距离为约0.3mm，堆叠物间(在图1中为堆叠物6b和6c之间)的平均距离为约0.5mm，段4a与堆叠物6a和6b两个中任何一个的最小距离为0.5～0.8mm(以避免织物与金属之间的直接接触)。

从固定线缆6a的圆周缠绕物轴向向内是称为＂内部橡胶＂的传统橡胶混合物9，其已知的作用是提供橡胶外壳内部的紧固性。从固定线缆6c的圆周缠绕物轴向向外是保护性混合物10，然后还有轴向向外逐渐取代保护性混合物10的胎侧混合物11。从固定区5轴向向外胎体加强件3的径向加强部件4直接接触混合物12。

因此轮胎胎圈的第一加强部件4与两种不同的橡胶混合物接触，固定区5中的固定橡胶8和径向向外的混合物12。所述固定橡胶的优选机械特性为弹性模量(E10)大于20MPa，而混合物12具有低一些的刚性，其模量为3～10MPa。

在胎圈2的固定区5中，固定橡胶8是唯一与第一加强部件4和第二加强部件7接触的橡胶混合物。在轮胎充气时或运动期间，固定橡胶赋予该结构对其所受的力以出色的机械耐受性。

当然，图1只表示出根据本发明的轮胎底区固定结构的一个可能的实例。

本领域技术人员可以很容易地理解会有许多其它的变化应用，例如，固定区5只包括两个固定堆叠物6a和6b，径向加强部件4的段4a的每侧各有一个，或者有多于三个的堆叠物。

图2描绘了根据本发明的轮胎的另一个实例的部分截面图，其固定区5包括相同的固定橡胶8，但固定线缆7只有两个堆叠物6a和6b。固定线缆7为如以上II-2部分所描述、并以图4来说明的4+9结构的线缆。对两个＂堆叠物＂6a和6b一起计算，这些线缆的总数或相同线缆的缠绕次数，举例来说，大约在10～25之间。

举例来说，线缆间(或缠绕物之间)的平均距离7为约0.3mm，段4a与堆叠物6a和6b两个中任何一个的最小距离为0.5～0.8mm。

本发明轮胎的可能变化的其它实施方案，举例来说，包括在胎圈2的固定区5中使用多个段4a的径向加强部件4，或者在相同胎体加强件3中包括在胎侧1中使用多个径向加强部件的排列4，或者甚至在该胎侧1中包括多个胎体加强件3。

另一个可能变化的实施方案包括非线性固定，如在前述专利申请WO-A-2004/009380中所描述的。

在本发明另一个可能变化的实施方案中，单独地或者与上述变化中的至少一种组合，单个径向加强部件4当然可以用多个平行的径向加强部件的组群来代替，例如可以以包括所述径向加强部件的橡胶条形式进行组群，如申请EP-A-919406中所描述的。

不是出于限制，应当指出，本发明的轮胎可以有利地采用在非硫化状态下不涉及任何、或仅涉及少量形式转换的方法来制造。例如，将来轮胎的坯料可以在构成其内腔形状的硬芯上组装。根据最终结构所要求的顺序，所有单独的轮胎部件都添加到该芯核上，而这些组件被直接布置在其最终的位置上，轮胎中没有任何部分需要像传统组装方法的常见情况一样，还需要进一步替换或叠放在另外部分上。该制造方法可以特别使用如专利说明书EP-A-243851(或US-A-4,795,523)中所描述的装置来布置胎体加强件的径向加强部件，使用专利说明书EP-A-264600(或US-A-4,963,207)的装置来布置橡胶或橡胶组合物。然后轮胎可以按照例如专利说明书EP-A-242840(或US4,895,692)中所描述的来进行成型和硫化。

III.本发明实施方案的实施例

III-1.固定线缆

为了制得本发明实施方案的实例，以下选用如图3和图4中所示的2+7和4+9的优选结构的圆柱形层状线缆，该线缆由涂敷有黄铜的细碳钢丝形成。

碳钢钢丝用已知方法制备，例如，从机制金属丝(直径5～6mm)开始，通过轧制和/或拉伸首先加工硬化成接近1mm的中间直径，或者直接从直径接近1mm的商业中间金属丝开始。所用的钢为高强度类型的碳钢(称为HT，表示＂高拉伸＂)，其含碳量为约0.82％，并包含约0.5％的锰，其余的包括铁和常见的与钢加工过程有关的不可避免的杂质(例如，硅含量：0.25％；磷：0.01％；硫：0.01％；铬：0.11％；镍：0.03％；铜：0.01％；铝：0.005％；氮：0.003％)。

进行后续转变前对中间直径的金属丝进行脱脂和/或酸洗处理。在这些中间金属丝上沉积黄铜涂层后，对每根金属丝进行所谓的＂最后＂(即在最后的退火热处理后)的加工硬化，方法包括在湿介质中用拉伸润滑剂冷拉伸，拉伸润滑剂的形式例如可以是水乳液或水分散体的。

如此制得的直径为约0.35mm的所有金属丝的机械性能如下：

-断裂载荷： 265N；

-杨氏模量： 210GPa；

-拉伸强度： 2790MPa；

-断裂伸长率： 2.2％(Ae＝1.4％+Ap＝0.8％)。

然后将这些金属丝组装成不同的圆柱形层状线缆的形式，并分别命名为C-I～C-V，表1中给出了其结构及机械性能。

表1

线缆	结构	p₁(mm)	p₂(mm)	Fm(daN)	Rm(MPa)	At(％)	Af(％)
线缆	结构	p₁(mm)	p₂(mm)	Fm(daN)	Rm(MPa)	At(％)	Af(％)	C-I	2+7	7.5	15.0	196	2275	5.3	5.2
C-II	2+7	5.0	10.0	215	2425	3.4	3.2	C-I	2+7	7.5	15.0	196	2275	5.3	5.2
C-II	2+7	5.0	10.0	215	2425	3.4	3.2	C-III	4+9	7.5	15.0	280	2210	5.9	5.7
C-IV	4+9	5.0	10.0	305	2275	3.8	3.5	C-III	4+9	7.5	15.0	280	2210	5.9	5.7
C-IV	4+9	5.0	10.0	305	2275	3.8	3.5	C-V	4+9	5.0	10.0	275	2105	6.5	6.2

[2+7]结构的线缆为非包裹线缆(没有外部包裹金属丝)，并且是由共9根金属丝形成。它们包括由2根金属丝以螺距p1螺旋状相互缠绕(S方向)所形成的内层C1，该层C1与7根金属丝的圆柱状外层相接触，而这7根金属丝本身又以螺距p2围绕芯核螺旋状相互缠绕(S方向)。

[4+9]结构的线缆也是非包裹的，共由13根金属丝形成。它们包括由4根金属丝以螺距p1螺旋状相互缠绕(S方向)所形成内层C1，该层C1与9根金属丝的圆柱状外层相接触，而这9根金属丝本身又以螺距p2围绕芯核螺旋状相互缠绕(S方向)。

举例来说，前面已经介绍过的附图3和附图4简略地画出了这些分别具有2+7和4+9结构的层状线缆的截面图，这些线缆可以是根据此处一般性介绍的本发明的，也可以不是。

线缆C-I和C-III具有传统的长螺距p₁和p₂(p₁＝7.5mm且p₂＝15mm)，因此没有满足本发明所提倡的螺距特性。根据前述专利申请EP-A-751015所教导的，它们要经过恢复退火热处理，以得到大于4.0％的工作伸长率Af。

线缆C-II和C-IV具有短螺距p₁和p₂(p₁＝5mm；p₂＝10)，可以满足本发明的要求。因此，它们可用于本发明的复合材料和轮胎中，不需要＂高伸长率＂的处理，这不同于对照线缆C-I和C-III。线缆C-II和C-IV的总伸长率At为有利地大于3.0％。

为了比较，线缆C-V具有与线缆C-IV相同的结构，因此也适合用于本发明的复合材料和轮胎，线缆C-V进一步进行高伸长率的处理，得到非常高的工作伸长率Af和总伸长率At，因为两者均大于6.0％。该处理方法包括在保护性气氛(如氢气)中通过电感在线缆移动中对其进行连续加热；加热时间为约0.1秒，处理温度450℃。加热后，线缆在保护气氛中(H₂)进行冷却，然后缠绕在线轴上。

另外还注意到所有线缆C-II、C-IV和C-V都能有利地满足以下的优选关系(d₁、d₂、p₁和p₂的单位为mm)：

-0.30＜d₁＝d₂＜0.40；

-4.5≤p₁≤6.5；

-8.5≤p₂≤13.5。

III-2.固定橡胶

对于以下试验，前述固定线缆C-I～C-IV均与同一种高刚性的固定橡胶相结合(模量E10约等于55MPa)。

该固定橡胶为一种基于二烯烃弹性体(NR与Tg为约-50℃的SSBR的50/50的共混物)、以炭黑作为补强填料(约75phr)的已知的组合物。此外，它主要包括抗氧剂(约2phr)、增强树脂(约10phr酚醛树脂和5phr亚甲基给体H3M)、与金属相关的金属盐粘接促进剂的(约4phr环烷酸钴)，最后还包括硫化体系(约9phr的硫、1.5phr的促进剂、9phr的ZnO和1.5phr的硬脂酸)。

III-3.轮胎比较试验

上述线缆和固定橡胶用作具有子午线胎体的、尺寸为225/45R17(速度指数Y)的无金属丝胎圈轮胎的胎体加强件固定结构，用常规方法制造，除了其固定区5的结构外，其它地方完全相同。

这些轮胎，根据已知的方法，包括顶部有胎面的胎冠、胎冠加强件、以及举例来说参考图1或2的编号，两个胎侧1和两个胎圈2、穿入两个胎侧2中并通过固定装置5(6a、6b、6c、8)固定在两个胎圈2中的胎体加强件3。胎体加强件3包括至少一个圆周排列的径向加强部件4，这些部件相互靠近而且实际上是相互平行地布置，从所述胎圈2的至少一个向一个所述胎侧1以至少一个圆周排列圆周状排列。用于将所述径向加强部件4固定在至少一个胎圈2中的装置5(6a、6b、6c、8)包括至少一个呈圆周定向的固定线缆7，它与圆周排列的径向加强部件4轴向邻接，并通过与固定线缆7及第一径向加强部件4的相邻段4a接触的固定橡胶8与胎体加强件3的邻近部分协同作用。这些轮胎中所使用的固定线缆7为表1的线缆C-I～C-IV。

对应于线缆C-I～C-IV的轮胎分别标为P-I～P-IV。它们包括底区，更准确地是对于固定线缆的C-II(有三个固定堆叠物6a、6b和6c，共包括21根线缆7的缠绕物)如图1中所示的底区，或对于如图2中所示的固定线缆C-IV(只有两个固定堆叠物6a和6b，共包括15根线缆7的缠绕物)的底区。在每个固定堆叠物6中，缠绕物7沿圆周方向相互平行地布置，彼此距离为约0.3mm。

无论是否安装在根据执行的分析类型所选择的合适尺寸的轮辋上，都在不同的滚动机上对这些P-I～P-IV的轮胎都进行静态和动态条件下的试验或其它试验，以根据以下规定的标准比较其性能。

A)长持续时间行驶中的耐久性：

行驶中的耐久性通过在自动滚动机上运行非常长持续时间的试验(40,000km)来评价，试验在非常高的荷载下(与额定荷载相比已超载)、以相同的速度行驶预先确定的公里数。如果直到试验结束轮胎没有毁坏，则为其赋值为最高分100；如果没有坚持到结束，分数就根据轮胎毁坏时已行驶的里程按比例减少。

B)高速行驶中的耐久性：

高速行使过程中的耐久性是通过在特定的阶段中使每一个轮胎逐渐增加速度，最高达到预先设定的极限速度(大于300km/h)。如果轮胎到测试结束没有破坏，则为其赋值为最高分100；如果没有坚持到结束，分数就根据轮胎毁坏时已行驶的里程按比例减少。

C)安装性能(可椭圆变形的能力)：

对轮胎进行安装性能测试，测试中逐渐对轮胎(没有装在其轮辋上)进行径向加载，以评价其可椭圆变形的能力，也即在其自身平面中的变形能力。

测试故意在非常苛刻的变形条件下进行，直到胎圈的结构发生变形并且轮胎底区外侧出现至少一处永久变形(肉眼看得见的鼓包)。临界荷载阈值越高，即可承受的偏差越大，轮胎底区的可变形能力和弯曲强度就越高。作为实验参考的对照轮胎(此处为轮胎P-I)的相对值为100，较高的值表示改善的性能。以下表2中总结了在这些不同试验中获得的全部结果。

表2

轮胎	P-I	P-II	P-III	P-IV
轮胎	P-I	P-II	P-III	P-IV	固定线缆	C-I	C-II	C-III	C-IV
长时间行驶过程中的耐久性	100	100	100	100	固定线缆	C-I	C-II	C-III	C-IV
长时间行驶过程中的耐久性	100	100	100	100	高速行驶过程中的耐久性	100	100	100	100
安装性能	100	150	104	＞200	高速行驶过程中的耐久性	100	100	100	100

首先应当指出，根据本发明的轮胎P-II和P-IV在行驶期间表现出至少和对照轮胎(P-I和P-III)相同的耐久性。

然而，特别地与对照轮胎相比，令人惊讶的结果是观察到本发明轮胎的安装性能得到了极大的改善，尽管对照轮胎的固定结构已经使用了高伸长率的线缆，并且这些线缆已经过了高伸长率处理，所以显然更加昂贵。

轮胎P-II已经表现出改进了50％的性能，而轮胎P-IV的固定结构使用4+9结构的优选线缆C-IV，该轮胎意外地表现出甚至得到更明显改进的可变形能力，即使在轮胎的最高荷载下也没有观察到永久变形。

应当进一步指出，本发明的轮胎更容易在轴向进行弯曲，即它们的周边更容易变形。

这些意外的结果可以归功于本发明轮胎固定线缆的特殊结构，尤其是其在建议范围内的非常短的组装螺距。

安装及拆卸根据本发明的轮胎的操作因此能够更容易更快速地进行，尤其是装到/拆自整体轮上的操作。因此可以使用有利于道路性能的硬度很高的固定橡胶而不必使用＂高伸长率＂处理过的线缆。补充的滚动试验进一步清楚地表明，与使用具有短螺距的相同固定线缆、但固定橡胶的刚性更低(模量E10为约15MPa)的根据本发明的轮胎相比，本发明的轮胎P-II和P-IV可提供得到了改善的道路性能。

Claims

1.一种轮胎，该轮胎包括顶部有胎面的胎冠、胎冠加强件、两个胎侧和两个胎圈、穿入两个胎侧中并通过固定装置固定在两个胎圈中的胎体加强件，所述固定装置包括在至少一个胎圈中圆周排列的至少一个固定加强部件，该固定加强部件圆周状定向、并且与被称为＂固定橡胶＂的橡胶组合物协同作用，该轮胎的特征在于所述固定加强部件为具有两层结构M+N的金属线缆，金属线缆包括M根直径d₁的金属丝以螺距p₁螺旋缠绕在一起的内层C1，该内层C1自身又被N根直径d₂的金属丝以螺距p₂螺旋缠绕在一起的外层C2包围，所述线缆进一步具有以下特征(d₁、d₂、p₁和p₂的单位为mm)：

- 2≤M≤4；

- M+3≤N≤M+7；

- 0.25＜d₁＜0.40；

- 0.25＜d₂＜0.40；

- 3.5＜p₁＜7＜p₂＜14。

2.权利要求1的轮胎，其中所述层C1和C2的金属丝的直径相等(d₁＝d₂)。

3.权利要求1或2的轮胎，其中层状线缆的层C1和C2以相同的扭转方向缠绕。

4.权利要求1～3之一的轮胎，其中所述外层C2包括6～10根金属丝。

5.权利要求4的轮胎，其中所述外层C2包括7～9根金属丝。

6.权利要求1～5之一的轮胎，其中所述外层C2为不饱和的层。

7.权利要求1～6之一的轮胎，其中所述层状线缆选自以下结构：2+6、2+7、2+8、3+7、3+8、3+9、4+8、4+9和4+10。

8.权利要求7的轮胎，其中所述层状线缆选自以下结构：2+7、3+8和4+9。

9.权利要求8的轮胎，其中所述层状线缆具有4+9的结构。

10.权利要求1～9之一的轮胎，其中所述层状线缆具有以下特征：

0.30＜d₁＜0.40；

0.30＜d₂＜0.40；

4.0＜p₁＜7且8＜p₂＜14。

11.权利要求10的轮胎，其中所述层状线缆具有以下特征：

4.5≤p₁≤6.5且8.5≤p₂≤13.5。

12.权利要求1～11之一的轮胎，其中所述金属线缆的金属为钢。

13.权利要求12的轮胎，其中所述钢为碳钢。

14.权利要求13的轮胎，其中所述碳钢的含碳量为0.1％～1.2％。

15.权利要求14的轮胎，其中所述碳钢的含碳量为0.5％～1.1％。

16.权利要求15的轮胎，其中所述碳钢的含碳量为0.6％～1.0％。

17.权利要求1～16之一的轮胎，其中所述线缆的总断裂伸长率(At)为大于2.5％。

18.权利要求17的轮胎，其中At为大于3.0％。

19.权利要求18的轮胎，其中At为大于3.5％。

20.权利要求1～19之一的轮胎，其中所述线缆的工作伸长率(Af)(结构的和弹性的)为大于4.0％。

21.权利要求20的轮胎，其中Af为大于5.0％。

22.权利要求21的轮胎，其中Af为大于6.0％。

23.权利要求1～22之一的轮胎，其中所述固定橡胶包括至少一种选自以下组中的二烯烃弹性体：聚丁二烯、天然橡胶、合成聚异戊二烯、丁二烯共聚物、异戊二烯共聚物及这些弹性体的混合物。

24.权利要求23的轮胎，其中所述二烯烃橡胶选自以下组中：天然橡胶、合成聚异戊二烯、异戊二烯共聚物及这些弹性体的混合物。

25.权利要求24的轮胎，其中所述二烯烃橡胶主要为天然橡胶。

26.权利要求23或24的轮胎，其中所述二烯烃橡胶为天然橡胶与合成二烯烃弹性体的混合物。

27.权利要求26的轮胎，其中所述合成二烯烃弹性体选自以下组中：聚丁二烯、丁二烯/苯乙烯共聚物及这些弹性体的混合物。

28.权利要求1～27之一的轮胎，其中所述固定橡胶在硫化状态下伸长率为10％时的割线拉伸模量E10为大于20MPa。

29.权利要求28的轮胎，其中所述固定橡胶的模量E10为大于30MPa。

30.权利要求29的轮胎，其中所述固定橡胶的模量E10为40～70MPa。

31.权利要求1～31之一的轮胎，其中所述固定橡胶包括增强树脂。

32.权利要求31的轮胎，其中所述增强树脂由亚甲基受体和亚甲基给体形成。

33.一种金属/橡胶的复合材料，其包括至少一种金属线缆和二烯烃橡胶组合物，用于在轮胎胎圈中固定胎体加强件，其特征在于以下特点：

-所述橡胶组合物在硫化状态下伸长率为10％时的割线拉伸模量为大于20MPa；

-所述金属线缆为具有两层结构M+N的线缆，该金属线缆包括M根直径d₁的金属丝以螺距p₁螺旋缠绕在一起的内层C1，该层C1自身又被N根直径d₂的金属丝以螺距p₂螺旋缠绕在一起的外层C2包围，所述线缆还具有以下特征(d₁、d₂、p₁和p₂的单位为mm)：

- 2≤M≤4；

- M+3≤N≤M+7；

- 0.25＜d₁＜0.40；

- 0.25＜d₂＜0.40；

- 3.5＜p₁＜7＜p₂＜14。

34.权利要求33的复合材料，其中所述二烯烃橡胶选自以下组中：聚丁二烯、天然橡胶、合成聚异戊二烯、丁二烯共聚物、异戊二烯共聚物及这些弹性体的混合物。

35.权利要求34的复合材料，其中所述二烯烃橡胶选自以下组中：天然橡胶、合成聚异戊二烯、异戊二烯共聚物及这些弹性体的混合物。

36.权利要求35的复合材料，其中所述二烯烃橡胶主要为天然橡胶。

37.权利要求35或36的复合材料，其中所述二烯烃橡胶为天然橡胶与合成二烯烃弹性体的混合物。

38.权利要求37的复合材料，其中所述合成二烯烃弹性体选自以下组中：聚丁二烯、丁二烯/苯乙烯共聚物及这些BR弹性体的混合物、SBR、以及这些弹性体的混合物。

39.权利要求33～38之一的复合材料，其中所述固定橡胶的模量E10为大于30MPa。

40.权利要求39的复合材料，其中所述固定橡胶的模量E10为40～70MPa。

41.权利要求33～40之一的复合材料，其中所述层C1和C2的金属丝的直径相等(d₁＝d₂)。

42.权利要求33～41之一的复合材料，其中所述层状线缆的层C1和C2以相同的扭转方向缠绕。

43.权利要求33～42之一的复合材料，其中所述外层C2包括6～10根金属丝。

44.权利要求43的复合材料，其中所述外层C2包括7～9根金属丝。

45.权利要求33～44之一的复合材料，其中所述外层C2为不饱和的层。

46.权利要求33～45之一的复合材料，其中所述层状线缆选自以下结构：2+6、2+7、2+8、3+7、3+8、3+9、4+8、4+9和4+10。

47.权利要求46的复合材料，其中所述层状线缆选自以下结构：2+7、3+8和4+9。

48.权利要求47的复合材料，其中所述层状线缆具有4+9的结构。

49.权利要求33～48之一的复合材料，其中所述金属线缆具有以下特征：

0.30＜d₁＜0.40；

0.30＜d₂＜0.40；

4.0＜p₁＜7且8＜p₂＜14。

50.权利要求49的复合材料，其中所述固定线缆具有以下特征：

4.5≤p₁≤6.5且8.5≤p₂≤13.5。

51.权利要求33～50之一的复合材料，其中所述金属线缆的金属为钢。

52.权利要求51的复合材料，其中所述钢为碳钢。

53.权利要求52的复合材料，其中所述碳钢的含碳量为0.1％～1.2％。

54.权利要求53的复合材料，其中所述碳钢的含碳量为0.5％～1.1％。

55.权利要求54的复合材料，其中所述碳钢的含碳量为0.6％～1.0％。

56.权利要求33～55之一的复合材料，其中所述线缆的总断裂伸长率(At)为大于2.5％。

57.权利要求56的复合材料，其中At为大于3.0％。

58.权利要求57的复合材料，其中At为大于3.5％。

59.权利要求33～58之一的复合材料，其中所述线缆的工作伸长率(Af)(结构的和弹性的)为大于4.0％。

60.权利要求59的复合材料，其中Af为大于5.0％。

61.权利要求60的复合材料，其中Af为大于6.0％。

62.权利要求33～61之一的复合材料作为用于塑料材料和/或橡胶的制品或半成品的加强结构的用途。