FR2502072A1

FR2502072A1 - Tyre sub-tread reinforcement with hydrophobic textile layers - in place of cotton, to suppress internal damage by diffusion or corrosion

Info

Publication number: FR2502072A1
Application number: FR8204695A
Authority: FR
Inventors: Richard M Russell
Original assignee: Uniroyal GmbH
Current assignee: Uniroyal GmbH
Priority date: 1981-03-21
Filing date: 1982-03-19
Publication date: 1982-09-24
Also published as: FR2502072B1

Abstract

Layers of non-metallic material used to complement metallic fabric for subtread reinforcement of radial ply tyres are made and located using threads of hydrophobic fibres to locate the material transversely and to perform the internal degassing and identification functions. Pref. the hydrophobic threads are monofilaments or multifilaments of polyamide, polyethylene, polypropylene or polyester assembled into an air-tight format. Pref. the longitudinal circumferential threads of the non-metallic plies have no significant bias relative to the circumferential axis and are of a heat shrinkable material to produce a prestressed structure. Alternatively the threads are of an aromatic polyamide material and laid up with a bias of 15-30 deg. to the circumferential axis. The hydrophobic fibres are used in preference to conventional cotton materials or yarns to inhibit absorption or permeation by moisture which can cause corrosion of the metallic components.

Description

La présente invention se rapporte à un perfectionnement apporté aux pneumatiques pour véhicules, qui comprennent une carcasse, notamment du type radial ainsi qu'une insertion de renforcement du type ceinture pour la bande de roulement, insertion qui comprend au moins une nappe de câblés métalliques et est munie d'une nappe de câblés non métalliques ou de bandes partielles d'une telle nappe, la nappe de câblés non métalliques comprenant des fils de trame disposés transversalement aux fils câblés ainsi que des fils de dégazage et d'identification du tissu qui sont disposés sensiblement parallèlement aux fils câblés. The present invention relates to an improvement made to vehicle tires, which comprise a carcass, in particular of the radial type, as well as a reinforcement insert of the belt type for the tread, an insertion which comprises at least one ply of metallic cords and is provided with a ply of non-metallic cords or partial strips of such a ply, the ply of non-metallic cords comprising weft threads arranged transversely to the cabled threads as well as degassing and fabric identification threads which are arranged substantially parallel to the cabled wires.

De tels pneumatiques comprennent comme insertion du type ceinture pour le renforcement de la bande de roulement, au moins une nappe de câblés métalliques, notamment une nappe de câbles d'acier ou de tissu, ainsi qu'au moins une couche de câblés non métalliques, et notamment une couche de câblés textiles. Such tires include, as a belt type insertion for reinforcing the tread, at least one ply of metallic cords, in particular a ply of steel or fabric cables, as well as at least one layer of non-metallic cords, and in particular a layer of textile cords.

Pour améliorer la sécurité vis-à-vis des dé. To improve security against dice.

collements marginaux de la ceinture et la protection contre l'humidité il est déjà connu de disposer, dans une position radialement à l'extérieur des nappes de câblés précitées, une autre nappe de câblés comme nappe de recouvrement ou encore des bandes élémentaires d'une telle nappe de recouvrement composée de câblés textiles. Cette couche de câblés présente une orientation des câblés de sensiblement 0 , les fils sont disposés de façon à s'étendre sensiblement parallèlement au plan équatorial du pneumatique et se présentent en particulier en une matière qui se rétracte à la chaleur et se comportent comme une frette.marginal adhesions of the belt and protection against humidity it is already known to have, in a position radially outside the above-mentioned cable plies, another cable ply as a covering ply or elementary strips of a such a covering ply composed of textile cords. This layer of cords has an orientation of cords of substantially 0, the wires are arranged so as to extend substantially parallel to the equatorial plane of the tire and are presented in particular in a material which shrinks when heated and behaves like a hoop. .

Par ailleurs, il est connu de réaliser la nappe de câblés non métalliques de l'insertion du type ceinture en une polyamide aromatique parce que cette matière possède des propriétés de résistance mécanique favorables et présente des avantages comparativement aux câblés habituels comme, par exemple, une haute ré distance à la traction, un grand module d'élasticité et un faible poids, ainsi qu'unie bonne aptitude de fa çonnage, y compris en ce qui concerne sa réalisation en qualité de nappe pliée. Furthermore, it is known to produce the ply of non-metallic cords of the belt type insertion in an aromatic polyamide because this material has favorable mechanical resistance properties and has advantages compared with conventional cords, for example a high tensile distance, a large modulus of elasticity and a low weight, as well as a good good shaping ability, including as regards its production as a folded sheet.

Toutes ces nappes de câblés textiles comprennent des fils de trame qui s'étendent transversalement à la direction des fils câblés. Jusqu'à présent, ces fils de trame sont en coton et ont pour fonction de maintenir et conserver la disposition parallèle des fils câblés au moment du gommage de ces derniers. Après avoir rempli cette fonction, les fils de trame peuvent s'arracher ou se briser. Ces nappes de câblés non métalliques contiennent par ailleurs des fils de dégazage et d'identification du tissu qui s'étendent sensiblement parallèlement à la direction des fils câblés. Ils servent, d'une part au dégazage au cours de la fabrication du pneumatique et, d'autre part, à identifier les types de tissus. Ces fils sont eux aussi composés jusqu a présent de coton. All these plies of textile cords include weft threads which extend transversely to the direction of the cabled threads. Until now, these weft threads are made of cotton and have the function of maintaining and preserving the parallel arrangement of the cabled threads at the time of the gumming of the latter. After performing this function, the weft threads can tear off or break. These layers of non-metallic cords also contain degassing and fabric identification threads which extend substantially parallel to the direction of the cabled threads. They are used, on the one hand for degassing during the manufacture of the tire and, on the other hand, to identify the types of fabrics. These threads are also made up of cotton up to now.

Le fil de coton a la propriété d'absorber relativement bien l'humidité et de la propager dans sa masse à la façon d'une mèche. Cotton thread has the property of absorbing moisture relatively well and propagating it in its mass in the manner of a wick.

Les pneumatiques contiennent fréquenment un nombre plus ou moins grand d'inclusions d'air, en dépit du dégazage et ils présentent des manifestations de perméabilité à l'air, par exemple par diffusion normale et on a des raisons de penser que ces constituants humides provoquent la corrosion indésirable des éléments d'acier que le pneumatique contient. Tires frequently contain a greater or lesser number of air inclusions, in spite of degassing and they exhibit manifestations of air permeability, for example by normal diffusion and there is reason to believe that these wet constituents cause unwanted corrosion of the steel elements that the tire contains.

Le but de l'invention consiste donc à éviter que l'air inclus ou qui s'infiltre, et qui contient une certaine teneur en humidité, ne puisse-atteindre les éléments d'acier de la ceinture. Suivant l'invention, ce problème est résolu par le fait que les fils de trame, les fils de dégazage et les fils d'identification sont faits de filaments de fibres synthétiques possédant une faible affinité pour l'eau, en ce sens que les fils de trame, les fils de dégazage et les fils d'identification des tissus sont constitués par des ma tériaux à faible affinité pour l'eau.Les fils de trame et'les fils d'identification peuvent par ailleurs être réalisés dans une construction de fils relativement étanche à l'air et sont des moyens excellents pour supprimer efficacement la transmission de l'air, et de cette façon, pour éviter les détériorations par corrosion des éléments d'acier contenus dans le pneumatique. The object of the invention therefore consists in avoiding that the air included or which infiltrates, and which contains a certain moisture content, cannot reach the steel elements of the belt. According to the invention, this problem is solved by the fact that the weft threads, degassing threads and identification threads are made of synthetic fiber filaments having a low affinity for water, in the sense that the threads weft, degassing threads and fabric identification threads are made of materials with low affinity for water. Weft threads and'identification threads can also be produced in a thread construction relatively airtight and are excellent means for effectively suppressing the transmission of air, and in this way, for avoiding deterioration by corrosion of the steel elements contained in the tire.

On peut citer comme fibres synthétiques appropriées les fibres de polyamide, de polyester, de polyéthylène ou de polypropylène. Ces fibres garantissent que 1 'humidité précitée ne se propage pas comme dans un réseau dans l'ensemble des ceintures en câblés métalliques ou dans des parties de ces câblés. As suitable synthetic fibers, mention may be made of polyamide, polyester, polyethylene or polypropylene fibers. These fibers guarantee that the above-mentioned humidity does not propagate as in a network in all of the belts made of metallic cords or in parts of these cords.

L'invention est décrite et exposée par des exemples de réalisation. Les Fig. 1 et 2 sont des dessins schématiques en coupe montrant des ceintures;
la Fig. 3 est une représentation en perspective de telles ceintures avec la caractéristique consistant à présenter les nouveaux fils en matière synthétique;
la Fig. 4 est un autre croquis schématique représentant en coupe une autre variante de réalisation d'une ceinture.The invention is described and explained by example embodiments. Figs. 1 and 2 are schematic sectional drawings showing belts;
Fig. 3 is a perspective representation of such belts with the characteristic of presenting the new synthetic threads;
Fig. 4 is another schematic sketch showing in section another alternative embodiment of a belt.

Dans les exemples de réalisation représentés sur les Fig. 1 et 2, la carcasse est désignée par 1, la nappe de ceinture- en câblés métalliques par 2 et 3 et la nappe de recouvrement en câblés textiles par 4, cependant que les bandes de recouvrement en câblés textiles sont désignées par 5. L'inclinaison des fils câ blés des nappes 2 et 3 par rapport à la ligne médiane circonférencielle du pneumatique est contenue dans l'intervalle de 18 à 220. L'inclinaison des fils câblés de la nappe de recouvrement 4 ou des bandes 5 par rapport à la ligne médiane circonférencielle du pneumatique est aux alentours de 00. In the exemplary embodiments shown in FIGS. 1 and 2, the carcass is designated by 1, the belt ply - in metallic cords by 2 and 3 and the covering ply in textile cords by 4, while the covering bands in textile cords are designated by 5. The inclination of the cabled wires of the plies 2 and 3 with respect to the circumferential center line of the tire is contained in the interval from 18 to 220. The inclination of the cabled wires of the covering ply 4 or of the strips 5 with respect to the circumferential center line of the tire is around 00.

Les fils de trame 7 sont entrelacés, à un certain écartement mutuel, en travers et entre les éléments câblés textiles des nappes 4, 5 et 6, qui sont orientés à peu près parallèlement à la direction circonférencielle. Suivant l'invention, ces fils sont faits de filaments de fibres synthétiques retordus qui présentent une faible affinité pour l'eau. De cette façon, l'humidité n'est pratiquement pas adsorbée ni absorbée. The weft threads 7 are interleaved, at a certain mutual spacing, across and between the woven textile elements of the plies 4, 5 and 6, which are oriented approximately parallel to the circumferential direction. According to the invention, these threads are made of filaments of twisted synthetic fibers which have a low affinity for water. In this way, the moisture is practically neither adsorbed nor absorbed.

Les fils de dégazage et d'identification du tissu sont désignés par 8. Ils s'étendent à peu près parallèlement aux éléments ciblés textiles 6. En combinaison avec les fils de trame, ils forment un réseau qui est contenu dans les éléments câblés textiles 6.The degassing and identification threads of the fabric are designated by 8. They extend approximately parallel to the targeted textile elements 6. In combination with the weft threads, they form a network which is contained in the textile cabled elements 6 .

Dans le cas de pneumatiques pour véhicules, il se pose parfois des problèmes au niveau des bords coupés et du revêtement de gomme des éléments de renforcement métalliques des nappes de la ceinture. L'une des causes de ces problèmes réside dans le fait que la force d'adhérence entre le caoutchouc et le métal décroît avec le temps. I1 se forme sous cet effet des régions micro-poreuses. De toute façons le long des bords coupés des nappes de câblés métalliques, il n'y a pas de revêtement de gomme en raison du mode de fabrication. In the case of tires for vehicles, there are sometimes problems with the cut edges and the rubber coating of the metallic reinforcing elements of the plies of the belt. One of the causes of these problems is that the bond strength between rubber and metal decreases over time. I1 forms micro-porous regions under this effect. In any case, along the cut edges of the plies of metal cords, there is no coating of gum due to the method of manufacture.

Ces bords coupés sont donc particulièrement menacés par le contact avec l'humidité.These cut edges are therefore particularly threatened by contact with moisture.

Une cause essentielle de ce contact avec l'humidité réside dans la propriété de la -structure de matière en coton des fils de trame qui était utilisée jusqu a présent pour ces nappes de recouvrement. L'hu midité est facilement adsorbée et absorbée par ces fils et fortement propagée dans la masse des fils. An essential cause of this contact with humidity lies in the property of the cotton material structure of the weft threads which has been used until now for these covering plies. Moisture is easily adsorbed and absorbed by these wires and strongly propagated in the mass of the wires.

Tout d'abord, les zones de caoutchouc microporeuses ainsi que les bords coupés libres et les fils de trame en coton et autres fils ne posent pas d'autres problèmes mais, à la longue, on observe parfois des dégâts consécutifs très importants qui sont principalement à imputer à la corrosion. First of all, the microporous rubber zones as well as the free cut edges and the weft threads of cotton and other threads do not pose other problems but, in the long run, we sometimes observe very significant consecutive damage which is mainly to be attributed to corrosion.

Lors de la confection et de la vulcanisation du pneumatique, on ne peut pas éviter certaines inclusions d'air en dépit de dégazage. De ce fait, lors de l'entreposage et de l'utilisation ultérieure du pneumatique, ces pneumatiques subissent certaines manifes- tations de perméabilité à l'air provenant de l'intérieur et de l'extérieur, par exemple par diffusion normale ou par de l'air qui s'infiltre de l'extérieur en présence de lésions du pneumatique. Les constituants humides de l'air, l'oxygène qui se dégage et finalement, le sel en hiver exercent dans certains cas une influence destructive sur la ceinture du pneumatique, lorsque les fils de trame, non seulement adsorbent et absorbent bien l'humidité mais également la transportent facilement.L'un de ces éléments désavantageux est constitué par le fil de trame en coton et d'autres sont les fils de dégazage et d'identification en coton. When making and vulcanizing the tire, certain air inclusions cannot be avoided despite degassing. As a result, during storage and subsequent use of the tire, these tires undergo certain manifestations of permeability to air coming from inside and outside, for example by normal diffusion or by the air which infiltrates from the outside in the presence of lesions of the tire. The wet constituents of the air, the oxygen which is released and finally, the salt in winter exert in some cases a destructive influence on the belt of the tire, when the weft threads, not only adsorb and absorb moisture well but one of these disadvantageous elements is the cotton weft thread and others are the cotton degassing and identification threads.

Sous leur action, non seulement les zones coupées non gommées dés nappes de tissus métalliques sont mises dans une large mesure en contact avec des constituants humides, mais encore, avec le temps, par suite de l'infiltration d'air dans tous les fils, des particules d'humidité atteignent dans une mesure croissante et progressivement les zones de caoutchouc microporeuses, en particulier celles qui se trouvent le long de la nappe de câblés d'acier de la ceinture. Dans certains cas, ces particules d'humidité peuvent engendrer une destruction prématurée de la nappe de câblés par suite de formation de rouille et, de ce fait, la destruction de l'ensemble du pneumatique.Under their action, not only the cut areas not erased from the sheets of metal fabrics are brought to a large extent into contact with wet constituents, but also, over time, as a result of air infiltration in all the threads, Moisture particles progressively and progressively reach the areas of microporous rubber, in particular those which lie along the sheet of steel cords of the belt. In some cases, these moisture particles can cause premature destruction of the cable ply as a result of rusting and, therefore, the destruction of the entire tire.

Dans l'exemple de réalisation de la Fig. 4, on trouve une ceinture qui est composée d'une nappe de ceinture métallique 10 et d'une nappe de tissu non métallique 9. Cette dernière est fabriquée, par exemple en une polyamide aromatique. Egalement dans cette dernière nappe citée, les fils de trame et les fils de dégazage et d'identification sont réalisés en fils de filaments de fibres synthétiques qui présentent une faible affinité pour l'eau. In the exemplary embodiment of FIG. 4, there is a belt which is composed of a metal belt ply 10 and a non-metallic fabric ply 9. The latter is made, for example from an aromatic polyamide. Also in this last mentioned sheet, the weft threads and the degassing and identification threads are made of filament threads of synthetic fibers which have a low affinity for water.

Sous l'effet des fils de trame et des autres fils suivant l'invention, qui sont composés de fils de filaments hydrophobes, c'est-à-dire qui ne sont pas composés de fils de filaments à effet de mèche, d'une part, le contact entre les constituants humides et les bords coupés libres ou les zones de gommage microporeux est considérablement réduit et, d'autre part, la propagation des constituants humides qui est inévitable en l'absence de cette caractéristique est, sinon entièrement supprimée, du moins très ralentie dans le temps. Under the effect of the weft threads and of the other threads according to the invention, which are composed of hydrophobic filament threads, that is to say which are not composed of wicking filament threads, of a on the one hand, the contact between the wet constituents and the free cut edges or the microporous gumming zones is considerably reduced and, on the other hand, the propagation of the wet constituents which is inevitable in the absence of this characteristic is, if not entirely suppressed, at least very slow in time.

Ceci se produit naturellement sans effet destructeur.This occurs naturally without any destructive effect.

Le risque de destruction de la ceinture paY la rouille est donc réduit pendant la durée de vie du pneumatique lorsqu'on utilise comme fils de trame des fils de polyamide ou de polyester ou des fils comparables.The risk of destruction of the belt by rust is therefore reduced during the life of the tire when we use polyamide or polyester threads or comparable threads as weft threads.

Les nouveaux fils de trame ou autres fils peuvent être composés de filaments de fibres synthétiques très fins soit de fils monofilaments, soit de fils multifilaments. Par ailleurs, ils peuvent également être retordus dans une construction de sensiblenent étanche à l'air lorsqu'il s'agit des fils de trame disposés transversalement à la direction circonférencielle du pneumatique et des fils d'identification du tissu disposés sensiblement parallèlement à la direction circonférencielle du pneumatique. Le fil de dégazage est également formé de filaments repoussant l'humidité, sa construction est telle que ce fil soit perméable pour assurer le dégazage. The new weft yarns or other yarns may be composed of filaments of very fine synthetic fibers either of monofilament yarns or of multifilament yarns. Furthermore, they can also be twisted in a sensiblenent airtight construction when it is the weft threads arranged transversely to the circumferential direction of the tire and the fabric identification threads arranged substantially parallel to the direction circumferential of the tire. The degassing wire is also formed of filaments repelling moisture, its construction is such that this wire is permeable to ensure degassing.

L'utilisation des nouveaux fils de trame, fils de dégazage et fils d'identification des tissus peut être adoptée dans des nappes de recouvrement en câblés de nylon pour une ceinture en tissu de câblés d'acier, ou encore dans des nappes de ceinture en câblés de polyamide aromatique. The use of new weft threads, degassing threads and fabric identification threads can be adopted in covering plies of nylon cords for a fabric belt of steel cords, or in belt plies of aromatic polyamide cords.

Claims

REVENFLTCATONS

1 - Tire for vehicle, comprising a carcass, in particular of the radial type, as well as a reinforcement insert of the belt type for the tread, insertion which comprises at least one ply of metallic cords and is provided with a ply of cords non-metallic or of partial strips of such a ply, the non-metallic cabled ply containing weft threads arranged transversely to the cabled threads as well as degassing and identification threads of the fabrics which are arranged substantially parallel to the cabled threads, this pneumatic being ca characterized in that the weft threads (7) and the degassing and identification threads (8) are composed of filaments of synthetic fibers having a low affinity for water.

2 - A vehicle tire according to claim 1, characterized in that the synthetic fiber filaments are made of monofilament or multifilament son of polyamide, polyethylene, polypropylene or polyester.

3 - A vehicle tire according to one of claims 7 and 2, characterized in that the synthetic fiber filaments used for the weft threads and the identification threads have a construction essentially airtight.

4 - A vehicle tire according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the plies of non-metallic cords or the partial strips of such plies are made of textile cords which have an inclination of the cords of substantially 0 relative to the circumferential direction of the tire and are made of a material which shrinks under the effect of heat and in that they are provided with weft threads as well as degassing and identification threads composed of fiber filaments synthetics with low affinity for water.

5 - Tire for vehicle according to one of claims 1 to 4, characterized in that the plies of non-metallic cords are partly composed of textile cords which have an inclination of the cords of about 15 to 300 relative to the circumferential direction of the tire and are made of an aromatic polyamide and in that they are provided with weft threads as well as degassing and identification threads made of filament threads of synthetic fibers having a low affinity for water.