用于车辆车轮的轮胎的金属增强帘线的制作方法

1.本发明涉及一种用于车辆车轮的轮胎的金属增强帘线。


背景技术：

2.在申请人的us2003046919和wo2007128335中、并且在wo2012055677中描述了用于车辆车轮的轮胎的金属增强帘线。


技术实现要素：

3.在下文中，当提到包括在最小值和最大值之间的任何数值范围时，除非明确相反地指出，否则上述最小值和最大值都包括在上述范围内。
4.此外，即使没有明确的具体描述，所有的范围也包括所述最大和最小值的任何组合，并包括任何中间范围。
5.任何数值都被认为是由术语"约"修饰，以还表示任何与所述数值略有不同的数值，例如，考虑到涉及领域的典型尺寸公差。
6.在下文中，适用以下的定义。
7.轮胎的"赤道面"用于表示垂直于轮胎的旋转轴线并将轮胎分为两个对称相等的部分的平面。
8.术语"径向"和"轴向"以及表述"径向内/外"和"轴向内/外"分别指基本平行于轮胎的赤道面的方向和基本垂直于轮胎的赤道面的方向，即基本垂直于轮胎的旋转轴线的方向和基本平行于轮胎的旋转轴线的方向。
9.术语"周向"和"周向地"是指轮胎的环形延伸的方向，即轮胎的滚动方向，其对应位于与轮胎的赤道面重合或基本平行的平面上的方向。
10.术语"基本轴向"用于表示相对于轮胎的赤道面的倾斜方向，其中，倾斜的角度在70
°
和90
°
之间。
11.术语"基本周向方向"用于表示定向成相对于轮胎的赤道面的角度在0
°
和10
°
之间的方向。
12."上游"和"下游"的表述是参照预定的方向和预定的参照物使用的。因此，例如，假设从左到右的方向和沿所述方向的参照物，则相对于参照物的"下游"位置表示在所述参照物的右边的位置，相对于参照物的"上游"位置表示在所述参照物的左边的位置。
13.术语"弹性材料"用于表示包括可硫化的天然或合成聚合物和增强填充物的材料，其中这种材料在室温下并经受硫化后，可承受由力引起的变形，并能在消除变形力后迅速而有力地恢复到基本原始形状和尺寸(根据astm d1566-11：与橡胶有关的标准术语的定义)。
14.术语"金属增强帘线"用于表示包括金属材料制成的一个或多个细长元件(也称为"丝")的元件，并可能被弹性材料的基体所覆盖或纳入其中。
15.术语"混合增强帘线"用于表示包括捻合在一起的至少一根金属丝与至少一根纺
织纱线的增强帘线。以下提到的混合增强帘线，特别是指包括具有低模量的纺织纱线、例如包括尼龙纱线的增强帘线。
16.术语"混杂纺织增强帘线"用于表示这样的增强帘线，其包括捻合在一起的至少一根具有高模量的纺织纱线(如芳纶纱线)和至少一根具有低模量的纺织纱线(如尼龙纱线)。
17.术语"纱线"用于表示由多根纺织丝线或纤维聚集而成的细长元件。
18.纱线可以有一个或多个"端头"，其中术语"端头"用于表示捻合在一起的一束丝线。优选地，设置单个端头或至少两个捻合在一起的端头。
19.纱线可以用这样的符号来标识，其代表纺织材料、所用纤维的线密度和形成纱线的端头数量。例如，标识为ar1672的芳纶纱线(芳香族聚酰胺)表示包括芳纶纤维的纺织纱线，其线密度为1670dtex，由两个端头捻合在一起形成。
20.术语"股"用于表示至少两根丝或纱线、或至少一根丝和至少一根纱线的结合，以构成细长元件，其旨在与至少一个另外的细长元件捻合，以形成增强帘线的至少一个部分。
21.增强帘线或丝的术语"直径"用于表示按照方法bisfa e10(国际人造纤维标准化局，国际商定的用于测试钢制轮胎帘线的方法，1995年版)的规定所测量的直径。
22.就纱线而言，术语"直径"用于表示理想圆周的直径，该圆周包围了限定纱线的所有丝线。纱线的直径随着丝线和/或纱线的端头的数量增加而增加。
23.层的术语"线数"用于表示该层中每单位长度的增强帘线的数量。线数可以用cord/dm(每分米的线数)来衡量。
24.帘线或纱线的术语"线密度"或"支数"用于表示每单位长度的帘线或纱线的重量。线密度可以用dtex(每10公里长度的克数)来衡量。
25.术语"模量"用于表示根据bisfa标准在负载-伸长率曲线的任何一点上测得的负载(或力)和伸长率之间的比率。这种曲线是通过计算定义上述曲线的负载-伸长率函数的一阶导数来绘制的，并将其归一成以tex表示的线密度。因此，模量是以cn/tex表示的。在负载-伸长率的图中，模量由上述曲线相对于水平轴线的斜率来确定。
26.术语"初始模量"用于表示在负载-伸长率曲线的原点处计算的模量，即伸长率等于零时的模量。
27.术语"高模量"用于表示等于或大于3000cn/tex的初始模量。术语"低模量"用于表示低于3000cn/tex的初始模量。
28.对于线密度和模量的测量，根据bisfa规定的测试，参考不在测试阶段或捻合阶段施加捻距的平展的丝/纱线。
29.增强帘线的"断裂负载"和"断裂伸长率"这两个术语分别用于表示用bisfa e6(国际人造纤维标准化局，国际商定的用于测试钢制轮胎帘线的方法，1995年版)方法评估的增强帘线断裂时的负载和百分比伸长率。
30.增强帘线的"部分负载伸长率"这一术语用于表示将增强帘线置于50n的牵引力下获得的百分比伸长率与将增强帘线置于2.5n的牵引力下获得的百分比伸长率之间的差异。部分负载伸长率用bisfa e7(国际人造纤维标准化局，国际商定的用于测试钢制轮胎帘线的方法，1995年版)方法进行评估。
31.增强帘线的"刚度"这一术语用于表示用bisfa e8(国际人造纤维标准化局，国际商定的用于测试钢制轮胎帘线的方法，1995年版)方法评估的在预定角度(通常是15
°
)下的
抵抗弯矩。
32.术语"具有高伸长率的金属增强帘线"，或"he金属增强帘线"，用于表示具有以下特性的增强帘线：
33.a)断裂伸长率至少等于3.5％，并且优选地，
34.b)部分负载伸长率在1％和3％之间。
35.上述特征"a"是用bisfa e6(国际人造纤维标准化局，国际商定的用于测试钢制轮胎帘线的方法，1995年版)的方法计算的。上述特征"b"是用bisfa e7(国际人造纤维标准化局，国际商定的用于测试钢制轮胎帘线的方法，1995年版)的方法计算的。
36.术语"nt钢制成的丝"(普通抗拉钢)用于表示碳钢制成的丝，其抗拉强度为2800
±
200兆帕，例如，对于直径为0.28毫米的丝，其抗拉强度至少为2700兆帕。
37.术语"ht钢制成的丝"(高抗拉钢)用于表示碳钢制成的丝，其抗拉强度为3200
±
200兆帕，例如，对于直径为0.28毫米的丝，其抗拉强度至少为3100兆帕。
38.术语"st钢制成的丝"(超级抗拉钢)用于表示碳钢制成的丝，其抗拉强度为3500
±
200兆帕，例如，对于直径为0.28毫米的丝，其抗拉强度至少为3400兆帕。
39.术语"ut钢制成的丝"(极强抗拉钢)用于表示碳钢制成的丝，其抗拉强度为3900
±
200兆帕，例如，对于直径为0.28毫米的丝，其抗拉强度至少为3800兆帕。
40.公差
±
200兆帕表示，对于每一类钢、由于不同的丝直径(例如针对包含在0.12毫米和0.40毫米之间的丝直径)而导致的最小和最大抗拉强度值(通常抗拉强度值与丝直径成反比)。
41.增强帘线的"机械表现"这一术语用于表示增强帘线在受到负载(或力)时的反应。在牵引负载的情况下，这种负载会导致伸长，而这种伸长根据特定的负载-伸长率曲线所确定的函数，随负载的大小而变化。机械表现取决于所使用的丝和/或纱线的材料，取决于这些丝/纱线的数量，取决于它们的直径或线密度以及可能的捻距。
42.增强帘线的"拆解"一词用于表示当增强帘线被切割机切割时，增强帘线的单个丝和/或纱线不能保持稳定编织形态的趋势。拆解的评估方法是bisfa e3(国际人造纤维标准化局，国际商定的用于测试钢制轮胎帘线的方法，1995年版)。
43.术语"高性能轮胎"是指通常用于高性能和超高性能车辆车轮的轮胎。此类轮胎通常被定义为"hp"或"uhp"，可允许达到200公里/小时以上的速度，甚至超过300公里/小时。此类轮胎的示例是根据e.t.r.t.o.-(欧洲轮胎和轮辋技术组织)标准属于"t"、"u"、"h"、"v"、"z"、"w"、"y"级别的轮胎，以及赛车轮胎，特别是用于高活塞排量四轮车辆。通常，属于此级别的轮胎的断面宽度等于或大于185毫米，优选地在195毫米至385毫米之间，更优选地195毫米至355毫米之间。此类轮胎优选地安装在这样的轮辋上，轮辋的安装直径等于或大于13英寸，优选地不超过24英寸，更优选地包含在16英寸和23英寸之间。此类轮胎也可用于不同于上述车辆的车辆，例如高性能运动摩托车，即速度甚至能达到270公里/小时以上的摩托车。这类摩托车属于这样的类别，该类别典型地具有以下分类：超高级运动、超级运动、运动旅行，以及针对较低的速度等级具有以下分类：小型摩托车、公路耐力赛车和定制产品。
44.术语"摩托车车轮的轮胎"用于表示具有高曲率比(通常超过0.200)的轮胎，其能够在摩托车转弯时达到大外倾角。
45.在下文中，提及汽车轮胎时，既包括轿车轮胎，如上面定义的高性能轮胎，也包括轻载车辆的轮胎，如卡车、货车、露营车、皮卡(通常满载时的总质量等于或低于3500公斤)的轮胎。
46.术语"径向胎体结构"用于表示包括多条增强帘线的胎体结构，每条增强帘线都是沿基本上轴向方向定向的。这种增强帘线可以包含在单个胎体层中，也可以包含在径向上相互并排的多个胎体层(优选地是两个)中。
47.术语"交叉带束结构"用于表示这样的带束结构，其包括：第一带束层，包括基本相互平行并相对于轮胎的赤道面倾斜预定角度的增强帘线；以及相对于第一带束层布置在径向外侧位置的至少一个第二带束层，包括基本相互平行并定向成相对于轮胎的赤道面与第一层的帘线中的一条相反地倾斜的增强帘线。
48.术语"零度带束层"用于表示这样的增强层，其包括至少一个按照基本周向缠绕方向缠绕在带束结构上的增强帘线。
49.为了减少排放到大气中的co2，申请人多年来一直在生产具有低滚动阻力的汽车和摩托车车轮的轮胎。这种轮胎在相应的交叉的带束结构中、和/或在下面用"胎圈包布"和"翻片"表示的胎圈增强结构中包括金属增强帘线，该金属增强帘线包括特别是轻质钢丝，例如具有等于0.22毫米、0.20毫米或0.175毫米的直径。
50.申请人选择在上述轮胎结构件中使用仅包括钢丝的增强帘线，是因为钢丝具有高刚度和出色的抗疲劳性，能够为增强帘线以及因此为上述轮胎结构件提供对高压缩应力或弯曲应力的高抵抗力，这些结构件在安装轮胎的车辆行驶过程中通常会受到这些应力的影响。此外，由于钢的高热传导能力，钢丝具有高的热稳定性，即使在极端的使用条件下，如高性能轮胎的典型使用条件下，钢丝也能为增强帘线提供稳定的机械性能。
51.申请人还观察到，钢可确保增强帘线与周围弹性材料的良好粘合，从而在轮胎质量方面具有优势。
52.然而，申请人注意到，为了避免在轮胎内部漏水的情况下钢被腐蚀的风险，同时，为了最大化钢和弹性材料之间的粘合，建议：在增强帘线的每个横截面、并且因此、沿着增强帘线的整个纵向延伸部，确保弹性材料尽可能完全地包围每根钢丝。对于包括多根捻合在一起的钢丝的增强帘线而言，还建议：弹性材料尽可能地渗入到限定在上述丝之间的空间中。这样做是为了避免出现钢丝可能相互接触的区域，这些区域实际上构成了因摩擦疲劳而可能形成裂缝的区域，从而牺牲轮胎的结构完整性。
53.申请人还注意到，部分负载伸长率较低的钢丝不适合用于需要高部分负载伸长率的轮胎结构部件，例如汽车或摩托车轮胎的零度带束层。在此类结构件中，优选地使用具有低模量的纺织增强帘线，例如，由尼龙制成的增强帘线；或者，在高负载时也需要高刚度(因此在高负载时需要高模量)的情况下，使用混杂纺织增强帘线或混合增强帘线。
54.特别是，针对混杂纺织增强帘线和混合增强帘线，由于通过使用低模量的材料和高模量的材料而使其特有的"双模量"机械表现，它们可以获得期望的部分负载伸长率和期望的刚度。在低负载时，增强帘线的机械表现主要由具有低模量的材料提供的反应决定，而在高负载时，增强帘线的机械表现主要由具有高模量的材料提供的反应决定。因此，在负载-伸长率图中，这种类型的增强帘线的机械表现为被连接的膝部隔开的两个部段所限定的曲线，其中膝部左侧的部段(表示部分负载伸长率)相对于水平轴的倾斜度远低于膝部右
侧的部段(表示刚度)的倾斜度。
55.然而，申请人已经观察到，与金属丝不同的是，纺织和混合增强帘线不允许与周围的弹性材料充分粘合。因此，有必要给它们涂上粘合物质，或对它们进行特定的化学或物理的粘合-固定处理。
56.申请人认为，为了获得较高的部分负载伸长率，期望也将金属增强帘线用在那些目前使用纺织或混合增强帘线的轮胎结构件中。事实上，在这种情况下，有可能也在上述结构件中获得增强帘线和周围弹性材料之间的期望的粘合，而无需在增强帘线上施加粘合剂或对其进行粘合-固定处理。
57.申请人还认为，期望上述金属增强帘线也能让弹性材料在各金属丝之间充分渗入，以便最大化增强帘线和弹性材料之间的粘合，并避免轮胎内部漏水造成的腐蚀风险和金属丝的磨损风险。
58.此外，申请人认为，弹性材料在金属丝之间的充分渗入将致使轮胎结构件的热力学和滞后行为更加均匀，从而减少在金属丝和弹性材料之间的过渡区在结构件内部形成裂缝的风险。
59.申请人通过制造具有例如如下结构的金属增强帘线，实现了上述所有的目标：使金属增强帘线的部分负载伸长率大于或等于1％，所有这些结构都是通过将至少两根金属丝以预定的捻距捻合在一起而确定的，这些金属丝可能与一根或多根进一步的单根金属丝捻合，即这样的进一步的单根金属丝没有被捻合在一起以限定金属丝的股。
60.因此，本发明涉及一种用于车辆车轮的轮胎的金属增强帘线，包括：
[0061]-a)以单一捻距相互捻合的多根金属丝，或
[0062]-b)与至少一根第二金属丝以单一捻距捻合的单根金属丝，或
[0063]-c)多根第一金属丝，所述多根第一金属丝以第一捻距相互捻合，以确定第一股金属丝；和至少一根第二金属丝，所述至少一根第二金属丝以第二捻距与所述第一股金属丝捻合，所述第二捻距等于或不同于第一捻距。
[0064]
优选地，金属增强帘线的部分负载伸长率大于或等于1％，更优选大于2％，甚至更优选大于3％，甚至更优选大于3.5％，甚至更优选大于4％。
[0065]
根据申请人，上述类型的金属增强帘线适合于既能允许弹性材料达到期望的渗入性，又能在承受负载，甚至是小负载时达到高伸长率。
[0066]
申请人发现，上述金属增强帘线在低负载下的机械表现与具有低模量的纺织增强帘线相当(从而获得期望的部分负载伸长率)，并且在高负载下的机械表现与金属增强帘线相当(从而获得高刚度)。高的部分负载伸长率是由于金属丝的扭曲导致金属增强帘线中限定的螺旋部被拉伸的结果(在这种情况下，增强帘线的表现得像弹簧)，而高负载下的高刚度是金属材料典型的高弹性模量的结果。
[0067]
布置在金属丝之间的弹性材料也倾向于表现得像增强帘线的结构部件，因此也提供了刚度方面的贡献。
[0068]
在实践中，本发明的金属增强帘线具有"双模量"的机械性能，与混杂和混合纺织增强帘线的典型性能相当。因此，上述金属增强帘线既可用于通常使用金属增强帘线的所有轮胎结构部件，也可用于通常使用混杂和混合纺织增强帘线的所有轮胎结构部件，从而实现上述与使用金属增强帘线有关的所有优点(特别是：抗疲劳性、热稳定性和粘附性)。
[0069]
这种金属增强帘线除了具有金属增强帘线的所有典型优势特征(高负载下的刚度、抗疲劳性、热稳定性和对弹性材料的粘附性)外，还具有弹性材料在其内部的高渗入性和高部分负载伸长率。
[0070]
根据特定的应用，可以在上述金属增强帘线的结构中选择一个被认为最合适的结构。一旦选择了感兴趣的结构，就可以通过改变金属丝的捻距或金属丝的直径或金属丝的数量来选择本发明的金属增强帘线的具体几何结构。
[0071]
例如，通过改变金属丝的捻距和/或其直径，可以增加纳入金属丝之间的弹性材料的量，并使金属丝更均匀地分布在预定厚度的结构件的部件中，从而提高该结构件的刚度，并且更好地传递该结构件在轮胎使用过程中所承受的应力，以有利于反应性。
[0072]
根据选择的特定结构和/或几何结构，相对于轮胎的其他结构部件，增强帘线可以更适合用于轮胎的某些结构部件。例如，可以提供一种构造和/或几何结构，其适于使刚度和/或断裂负载和/或弹性材料在各金属丝之间限定空间内的渗入性最大化，或者提供一种不同的构造和/或几何结构，其适于使部分负载伸长率和/或断裂伸长率最大化。
[0073]
根据申请人，在汽车车轮的轮胎的交叉带束结构中，或在汽车或摩托车车轮轮胎的胎圈的增强结构中(下文中称为“胎圈包布”或“翻片”)，或在摩托车车轮的轮胎的胎体结构中使用金属增强帘线时，优选地使刚度和/或断裂负载和/或渗入性最大化，而在汽车和摩托车车轮的轮胎的零度带束层中使用金属增强帘线时，优选地使部分负载伸长率和/或断裂伸长率最大化。
[0074]
申请人认为，还使轮胎胎体结构的部分负载伸长率最大化可能是有利的，以增加弹性材料在增强帘线内的渗入性。
[0075]
申请人认为，例如：
[0076]-为了使刚度和/或断裂负载最大化，可以增加金属丝的数量和/或直径；
[0077]-为了使渗入性最大化，可以在保持其他参数不变的情况下，增加金属丝的捻距；
[0078]-为了使部分负载伸长率和/或断裂伸长率最大化，可以在保持其他参数不变的情况下减少金属丝的捻距。
[0079]
与本发明的金属增强帘线的金属丝之间的弹性材料的高渗入性有关、并且因此与金属丝在轮胎结构件中的分布更加均匀有关的有利影响是，金属丝的捻距可以增加，而没有发生拆解的风险。这使得在预定时间段内生产的金属增强帘线的数量(以下这种特征也被称为"机器产量")得以增加，从而带来经济和生产方面的优势。
[0080]
本发明可以具有下文所述的至少一个优选特征。因此，这些特征可以单独存在，也可以相互结合，除非另有明确说明。
[0081]
优选的是，所述的至少两根金属丝是由钢制成的。这种钢丝可以有相同的碳含量，也可以不具有相同的碳含量。
[0082]
在第一个优选的实施例中，金属增强帘线包括仅以单一捻距相互捻合的多根金属丝。
[0083]
在第二个优选的实施例中，金属增强帘线包括仅与至少一根第二金属丝以单一捻距捻合的单根金属丝。
[0084]
在第三个优选实施例中，金属增强帘线包括：多根第一金属丝，所述多根第一金属丝以第一捻距相互捻合，以确定第一股金属丝；和至少一根第二金属丝，所述至少一根第二
金属丝仅与所述第一股金属丝以第二捻距捻合，所述第二捻距等于或不同于第一捻距。
[0085]
因此，在所有优选的实施例中，不存在随后与捻合在一起的其他金属丝捻合的捻合在一起的金属丝。换句话说，不存在与另外的金属丝股或其他金属丝股捻合在一起的金属丝股。
[0086]
优选的是，在金属增强帘线包括以单一捻距相互捻合的多根金属丝的情况下，所述金属丝的数量低于6根，更优选等于2根、或3根、或4根、或5根、或6根。
[0087]
在金属增强帘线包括这样的单根金属丝、所述单根金属丝与至少一根第二金属丝以单一捻距捻合而成的情况下，所述的单根金属丝可以是基本直的。
[0088]
在金属增强帘线包括第一股金属丝和与所述第一股金属丝以所述第二捻距捻合的至少一根第二金属丝的情况下，优选地，所述第一股金属丝包括的金属丝的数量等于或低于6，优选地等于2、或3、或4、或5、或6。
[0089]
上述单根金属丝或上述第一股金属丝可以与单根第二金属丝或多根第二金属丝捻合。
[0090]
在这最后一种情况下，优选地，第二金属丝的数量等于或低于7，更优选地等于2、或3、或4、或5、或6、或7。
[0091]
第二金属丝的数量可以等于或不同于第一股金属丝的金属丝的数量。
[0092]
金属增强帘线的所有金属丝的直径可以相同，也可以不相同。
[0093]
优选的是，当金属增强帘线包括以单一捻距相互捻合的多根金属丝时，这些金属丝都具有相同的直径。
[0094]
优选的是，当金属增强帘线包括多根第一金属丝、所述多根第一金属丝以第一捻距相互捻合以确定第一股金属丝时，所述第一股金属丝的所有金属丝具有相同直径。
[0095]
所述第一股金属丝的金属丝的直径可以等于或不同于第二金属丝的直径。
[0096]
优选地，所述单一捻距、所述第一捻距或所述第二捻距大于或等于1毫米，更优选大于或等于3毫米。
[0097]
优选的是，金属增强帘线的断裂伸长率大于或等于4.5％，更优选大于或等于6％。
[0098]
可以启动这样的解决方案，其适合于确保在金属增强帘线的任何横截面上，所述的至少两根金属丝彼此间隔开来。
[0099]
这种解决方案优选地包括对金属增强帘线进行适当的变形(或预制或压接)，直到所有的金属丝沿着增强帘线的整个纵向延伸互相间隔开来。这种变形(或预成型或压接)可以通过让金属增强帘线以预定的拉力通过多个直径缩小(例如在1到5毫米之间)的圆柱体、为金属增强帘线提供非常高的曲率而获得。
[0100]
因此，在一些实施例中，金属增强帘线的变形包括通过牵引力拉动所述金属增强帘线，该牵引力是恒定的或随时间变化。通过这种方式，可以根据需要调整各金属丝的相对间距，从而调整各金属丝在轮胎结构件的预定部件中的分布。
[0101]
随着各金属丝之间的间距变化，弹性材料在金属增强帘线中的渗入性和金属增强帘线的刚度都会发生变化。
附图说明
[0102]
本发明的进一步特点和优点将从以下参照附图对其优选实施例的详细描述中变
得更加清楚。
[0103]
在附图中，
[0104]-图1是轮胎的一个可能的实施例的一部分的示意性的部分半截面图，其中可以使用根据本发明的金属增强帘线。
[0105]-图2是根据本发明的金属增强帘线的第一实施例的节段的照片。
[0106]-图3是用于制造图2的金属增强帘线的纺织纱线的照片。
[0107]-图3a是细长元件的照片，其通过图3的纺织纱线用于制造图2的金属增强帘线。
[0108]-图4是根据本发明用于制造金属增强帘线的装置的第一实施例的示意图，这种装置进行连续加工。
[0109]-图5a和5b示出了根据本发明用于制造金属增强帘线的装置的第二实施例，这种装置进行不连续的加工。
[0110]-图6和图7示出了传统帘线和根据本发明制作的金属增强帘线的一些负载-伸长率图。
[0111]-图8-13示出了根据本发明制作的金属增强帘线和传统金属增强帘线的各种示例；还示出了上述每条增强帘线在相应的弹性材料件中的一些截面。
[0112]-图14示出了根据本发明制作的金属增强帘线的另一个实施例的节段。
具体实施方式
[0113]
为简单起见，图1仅示出了用本发明的方法和装置生产的轮胎100的实施例的部分，其余未示出的部分基本相同，并相对于轮胎的赤道面m-m对称布置。
[0114]
图1所示的轮胎100特别是四轮车辆的轮胎。
[0115]
优选地，轮胎100是用于运动和/或高性能或超高性能汽车的hp或uhp轮胎。
[0116]
在图1中，"a"表示轴向方向，"c"表示径向方向，"m-m"表示轮胎100的赤道面，"r-r"表示轮胎100的旋转轴线。
[0117]
轮胎100包括至少一个支撑结构100a，以及在相对于支撑结构100a在径向外侧位置的由弹性材料制成的胎面带109。
[0118]
支撑结构100a包括胎体结构101，其包括至少一个胎体层111。
[0119]
下面，为简化描述，将提及包括单个胎体层111的轮胎100的实施例，但可以理解的是，所述内容也类似地适用包括一个以上的胎体层的轮胎。
[0120]
胎体层111具有轴向相对的端部边缘，其与相应的环形锚固结构102(称为胎圈芯)接合，其可能与弹性填充物104相关联。轮胎100的包括胎圈芯102和可能的弹性填充物104的区域形成称为“胎圈结构”的环形增强结构103，其旨在允许轮胎100固定在相应的安装轮辋(未示出)上。
[0121]
胎体层111包括多条涂覆有弹性材料或纳入交联弹性材料的基体中的增强帘线10'。
[0122]
胎体结构101是径向型的，即增强帘线10'在包括轮胎100的旋转轴线r-r并基本垂直于轮胎100的赤道面m-m的平面上。
[0123]
每个环形增强结构103通过将至少一个胎体层111的相对端部边缘围绕胎圈芯102和可能的弹性填充物104折回(或翻折)而与胎体结构101相关联，从而形成胎体结构101的
所谓翻折部分101a。
[0124]
在一个实施例中，胎体结构101和环形增强结构103之间的联接可以通过第二胎体层(在图1中未示出)进行，该第二胎体层施加在相对于胎体层111的径向外侧位置中。
[0125]
防磨条105被布置在每个环形增强结构103上，以便沿着环形增强结构103的轴向内侧、轴向外侧和径向内侧区域围绕环形增强结构103进行包裹，从而在轮胎100安装在轮辋上时被布置在环形增强结构和车轮轮辋之间。然而，不设置这种防磨条105的实施例也是可行的。
[0126]
支撑结构100a在相对于胎体结构101的径向外侧位置包括交叉的带束结构106，带束结构包括在径向上彼此并排布置的至少两个带束层106a、106b。
[0127]
带束层106a、106b分别包括多条增强帘线10a、10b。这些增强帘线10a、10b相对于轮胎100的周向方向，或相对于轮胎100的赤道面m-m倾斜定向，倾斜的角度在15
°
到45
°
之间，优选地在20
°
到40
°
之间。例如，该角度等于30
°
。
[0128]
支撑结构100a还可以包括另外的带束层(未示出)，该另外的带束层布置在胎体结构101和上述带束层106a、106b的径向内侧的带束层之间，并包括多条增强帘线，这些增强帘线相对于轮胎100的周向方向或轮胎100的赤道面m-m倾斜定向，倾斜的角度等于90
°
。
[0129]
支撑结构100a还可以包括另外的带束层(未示出)，该另外的带束层相对于上述带束层106a、106b的径向外侧的带束层布置在径向外侧位置，并包括多条增强帘线，这些增强帘线相对于轮胎100的周向方向或轮胎100的赤道面m-m倾斜定向，倾斜的角度在20
°
和70
°
之间。
[0130]
带束层106a、106b的增强帘线10a、10b相互平行，并且相对于带束层106b、106a中的另一个的增强帘线具有交叉的方向。
[0131]
在超高性能轮胎中，带束结构106可以是翻折的交叉带束结构。这样的带束结构是通过将至少一个带束层布置在支撑元件上，并翻折所述至少一个带束层的相对侧端边缘而制成的。优选的是，最初在支撑元件上沉积第一带束层，然后支撑元件径向膨胀，然后在第一带束层上沉积第二带束层，最后在第二带束层上翻折第一带束层的相对轴向端部边缘，以至少部分覆盖第二带束层，第二带束层是径向最外层。在某些情况下，可以在第二带束层上沉积第三带束层。有利的是，在径向外侧带束层上翻折带束层的轴向相对端部边缘，使轮胎在进入弯道时具有更大的反应性和响应性。
[0132]
支撑结构100a在相对于交叉带束结构106的径向外侧位置中包括至少一个零度带束层106c，通常被称为"零度带束"。零度带束层包括沿基本周向方向定向的增强帘线10c。这种增强帘线10c因此相对于轮胎100的赤道面m-m形成几度(通常低于10
°
，例如在0
°
和6
°
之间)的角度。
[0133]
与构成轮胎100的其他半成品相似，胎面带109施加在相对于零度带束层106c的径向外侧位置中。
[0134]
由弹性材料制成的相应的侧壁108也被施加在胎体结构101的相对侧向表面上，并且相对于胎体结构101本身处于轴向外侧位置。每个侧壁108从胎面带109的一个侧向边缘延伸直至相应的环形增强结构103。
[0135]
防磨条105(在设置时)至少延伸到相应的侧壁108。
[0136]
在一些特定的实施例中，如本文所示和描述的实施例，侧壁108的刚度可以通过设
置加固层120(一般称为"翻片"、或额外的条状插入物来改善，其功能是增加环形增强结构103和侧壁108的刚度和完整性。
[0137]
翻片120围绕相应的胎圈芯102和弹性填充物104进行包裹，以便至少部分地围绕环形增强结构103。特别是，翻片120沿着环形增强结构103的轴向内侧、轴向外侧和径向内侧区域围绕环形增强结构103进行包裹。
[0138]
翻片120被布置在胎体层111的翻折端边缘和相应的环形增强结构103之间。通常情况下，翻片120与胎体层111和环形增强结构103接触。
[0139]
在一些特定的实施例中，就像本文所示和描述的那样，胎圈结构103还可以包括进一步的加固层121，该加固层一般以术语"胎圈包布"或保护条而被知晓，其功能是提高环形增强结构103的刚度和完整性。
[0140]
胎圈包布121与胎体层111的相应的翻转端部边缘相联，处于相对于相应环形增强结构103的轴向外侧位置，并向侧壁108和胎面带109径向延伸。
[0141]
翻片120和胎圈包布121包括涂覆有弹性材料或纳入交联弹性材料的基体中的增强帘线10d(在附图中看不到胎圈包布121的增强帘线)。
[0142]
胎面带109在其径向外侧位置具有用于与地面接触的滚动表面109a。滚动表面109a上形成有周向沟槽(图1中未示出)，这些沟槽由横向缺口(图1中未示出)连接，以便在滚动表面109a上限定多个不同形状和尺寸的块(图1中未示出)。
[0143]
在零度带束层106c和胎面带109之间布置有子层107。
[0144]
在一些特定的实施例中，如本文所示和描述的实施例，在侧壁108和胎面带109之间的连接区中可以设置包括弹性材料的条带110，通常称为"迷你侧壁"。迷你侧壁110通常是通过与胎面带109共同挤出获得的，并允许改善胎面带109和侧壁108之间的机械互动。
[0145]
优选的是，侧壁108的端部部分直接覆盖胎面带109的侧向边缘。
[0146]
在没有气室的轮胎中，还可在胎体层111的径向内侧位置设置一层弹性材料112，一般称为"衬垫"，其为轮胎100的充气空气提供必要的防渗入性能。
[0147]
根据轮胎100的类型，增强帘线10a、10b、10c、10d可以是依照本发明制作的金属增强帘线10。这种金属增强帘线10也可用于摩托车车轮的轮胎的胎体结构或带束结构。
[0148]
图2示出了根据本发明制作的金属增强帘线10的实施例。
[0149]
参照这样的图，金属增强帘线10包括多根金属丝11(在图示的示例中是四根)，每根金属丝都按照由相应的螺旋线限定的螺旋几何结构沿纵向方向l延伸，螺旋线具有预定的绕线间距p。由此，金属增强帘线10沿着螺旋路径以上述的预定的绕线间距p纵向延伸。
[0150]
参照图3和图3a，图2的金属增强帘线10是通过在传统的加捻机(图中未示出)中将所述的多根丝11和纺织纱线20(例如图3所示的类型)捻合在一起、并使得捻距等于上述的绕线间距p、以制成细长元件15(例如图3a中所示的类型)而获得的。
[0151]
正如下文参照图4和5a、5b所描述的那样，纺织纱线20将从细长元件15中移除。在这种移除之后，金属丝11保持上述的螺旋几何结构，并限定金属增强帘线10，其也将具有螺旋几何结构。
[0152]
金属丝11优选地全部由相同的材料制成，更优选的是全部由钢制成。金属丝11可以是nt(普通抗拉)钢制成的丝或ht(高抗拉)钢制成的丝或st(超级抗拉)钢制成的丝或ut(极强抗拉)钢制成的丝。
[0153]
金属丝11的碳含量低于或等于1，优选地低于或等于0.9％。
[0154]
优选地，碳含量大于或等于0.7％。
[0155]
在优选的实施例中，碳含量在0.7％和1％之间，优选地在0.7％和0.9％之间。
[0156]
金属丝11通常涂覆有黄铜或其他抗腐蚀涂层(例如zn/mn)。
[0157]
金属丝11的直径优选地大于或等于0.04毫米，更优选的是大于或等于0.08毫米，甚至更优选的是低于或等于0.10毫米。
[0158]
金属丝11的直径优选地低于或等于0.60毫米，更优选地低于或等于0.45毫米。
[0159]
在优选的实施例中，金属丝11的直径在0.04毫米和0.60毫米之间，优选在0.08毫米和0.45毫米之间，甚至更优选在0.10毫米和0.45毫米之间。
[0160]
例如，金属丝11的直径等于：0.10毫米、或0.12毫米、或0.13毫米、或0.15毫米、或0.175毫米、或0.20毫米、或0.22毫米、或0.245毫米、或0.25毫米、或0.265毫米、或0.27毫米、或0.28毫米、或0.30毫米、或0.32毫米、或0.35毫米、或0.38毫米、或0.40毫米、或0.42毫米、或0.45毫米。
[0161]
优选的是，金属丝11都具有相同的直径，但可以预见其中金属丝11具有不同的直径的实施例。
[0162]
金属丝11的数量优选在2至27之间，更优选在2至25之间，甚至更优选在2至21之间。
[0163]
纺织纱线20优选地是由水溶性合成高分子材料制成，甚至更优选地由聚乙烯醇(pva)制成。这样的纺织纱线20可以从专门的生产商那里购买，例如kuraray co.,ltd.或sekisui specialty chemicals，或者通过在传统的加捻机中将多根pva丝线捻合在一起制成。
[0164]
纺织纱线20的直径优选地大于或等于0.15毫米，更优选地大于或等于0.30毫米。
[0165]
纺织纱线20的直径优选地低于或等于2毫米，更优选地低于或等于1毫米。
[0166]
在优选的实施例中，纺织纱线20的直径在0.15毫米和2毫米之间，优选地是在0.30毫米和1毫米之间。
[0167]
纺织纱线20的线密度优选地大于或等于200dtex，更优选地大于或等于700dtex。
[0168]
纺织纱线20的线密度优选地低于或等于4400dtex，更优选地低于或等于1670dtex。
[0169]
在优选的实施例中，纺织纱线20的线密度在200dtex和4400dtex之间，优选地在700dtex和1670dtex之间。
[0170]
细长元件15可以包括一根以上的纺织纱线20。
[0171]
每根金属丝11都可以在自身上捻合，捻合的方向与该金属丝在纺织纱线20上捻合的方向相同，或相反。
[0172]
金属丝11的捻距p优选大于或等于2毫米，更优选大于或等于3毫米，甚至更优选大于或等于4毫米。
[0173]
金属丝11的捻距p优选低于或等于50毫米，更优选低于或等于25毫米。
[0174]
在优选的实施例中，金属丝11的捻距p在2毫米到50毫米之间，优选地在4毫米到25毫米之间。
[0175]
金属丝11围绕纺织纱线20布置成使得金属丝11不完全围绕纺织纱线20包裹。特别
是，金属丝11围绕纺织纱线20布置成使得在细长元件15的任何横截面上，金属丝只处于环绕纺织纱线20的理想圆周的一角度部分。这样的角度部分由这样的角度限定，该角度优选地大于或等于15
°
，更优选的是大于或等于20
°
。
[0176]
优选地，这样的角度小于或等于45
°
，更优选地，小于或等于30
°
。
[0177]
在优选的实施例中，这样的角度在15
°
和45
°
之间，更优选的是在20
°
和30
°
之间。
[0178]
金属增强帘线10可以由多个细长元件15捻合而成。
[0179]
金属丝11可以与纺织纱线20以上述捻距p捻合在一起，形成具有nxd型结构的金属增强帘线10，其中n是金属丝11的数量，d是金属丝11的直径。
[0180]
图2、8-13中示出了具有nxd型结构的金属增强帘线10的示例。
[0181]
图2的金属增强帘线10具有4xd结构，而图8-13的增强帘线的结构则在上述图中表示。
[0182]
优选地，在具有nxd型结构的金属增强帘线10中，金属丝11的数量在2至7之间，更优选在2至6之间，甚至更优选在2至5之间。优选地是所有的金属丝11都有相同的直径。
[0183]
另外，金属丝11也可以捻合在一起，以形成如图14所示的几何结构。
[0184]
在图14的实施例中，金属增强帘线10包括基本直的第一金属丝11a，第二金属丝11b以上述的捻距p以螺旋方式缠绕在第一金属丝上。因此，图14的金属增强帘线具有1+1xd结构，其中，d是金属丝11a和11b的直径。
[0185]
优选地，在具有1+1xd结构的金属增强帘线中，金属丝11a和11b具有相同的直径，但可以预见其中金属丝11a和11b具有不同的直径的实施例。
[0186]
可以预见，进一步的实施例包括多根基本平行的金属丝11a和以螺旋方式缠绕在这些金属丝11a上的金属丝11b。这种金属增强帘线10的结构为1+nxd型，其中n是金属丝11a的数量，d是金属丝11a和11b的直径。
[0187]
优选地，在具有1+nxd型结构的金属增强帘线10中，金属丝11a的数量在2至7之间，更优选地在2至6之间。
[0188]
优选的是，金属丝11a具有相同的直径，但可以预见其中金属丝11a和11b具有不同的直径的实施例。
[0189]
另外，也可以提供这样的金属增强帘线10，其包括单个基本直的金属丝11a和以螺旋方式缠绕在上述的金属丝11a上的多根金属丝11b。这种金属增强帘线10的结构为nx1xd型，其中n是金属丝11b的数量，d是金属丝11a和11b的直径。
[0190]
优选地，在具有nx1xd类型结构的金属增强帘线10中，金属丝11b的数量在2至7之间，更优选地在2至6之间。
[0191]
优选的是，金属丝11b具有相同的直径，但可以预见其中金属丝11a和11b具有不同的直径的实施例。
[0192]
参照图4，描述了根据本发明制造金属增强帘线10的装置的实施例和根据本发明制造金属增强帘线10的方法的实施例。为了简化描述，将提及由单个细长元件15得到的金属增强帘线10，细长元件是通过将两根金属丝11和一根纺织纱线20捻合在一起得到的。为了简化说明，图4中只示出了两根金属丝11中的一根。
[0193]
纺织纱线20和金属丝11分别从相应的卷轴40和30中取出(另一根金属丝11从中取出的另一个卷轴30不可见)，并被送入捻合装置60中以被捻合，从而形成细长元件15。因此，
捻合装置60相对于图4中用a表示的馈送方向被布置在卷轴40和30的下游。
[0194]
细长元件15沿所述馈送方向a被送入移除装置70，其中，纺织纱线20从细长元件15上被移除，从而获得金属增强帘线10。因此，移除装置70相对于馈送方向a被布置在捻合装置60的下游。
[0195]
在本发明的优选实施例中，移除装置70包括热水喷射流进给装置73，该装置被配置为在细长元件15沿进给方向a移动时，以逆流方式对细长元件15进给热水喷射流。在热水喷射流与金属丝11相交时，该热水喷射流分解纺织纱线20，使得金属丝保持为金属增强帘线10的唯一组成元件。
[0196]
优选地，这样形成的金属增强帘线10随后穿过干燥装置75，随后被卷在相应的收集卷轴50中，在制造相关轮胎100的特定结构部件时，该金属增强帘线可以从该收集卷轴中取出。因此，相对于馈送方向a，干燥装置75被布置在移除装置70的下游。
[0197]
在以上参照图4描述的过程中，金属增强帘线10的制造是在获得细长元件15(同时去除纺织纱线20)的同时进行的。因此，金属增强帘线10是通过连续的过程制成的，该过程包括在没有中断或停止的时间序列中，通过金属丝11和纺织纱线20的相互捻合制成细长元件15，将这样制成的细长元件15沿馈送方向a移动，去除纺织纱线20，可能地将这样形成的金属增强帘线10进行干燥，并且将金属增强帘线10缠绕在收集卷轴50上。
[0198]
然而，也可以通过两个单独的操作步骤来制造金属增强帘线10，即通过例如图5a、5b中所示的不连续的过程。这种过程与上面参照图4所描述的过程不同的地方仅在于，细长元件15一旦制成，就被收集在维护卷轴45中(图5a)，当需要继续制造前面描述的金属增强帘线10时(图5b)，可以从该卷轴中取出细长元件。因此，维护卷轴45将在制造细长元件15时被布置在捻合装置60的下游，而在从细长元件15中移除纺织纱线20以制造金属增强帘线10时布置在移除装置70的上游。
[0199]
金属增强帘线10旨在通过传统橡胶机中的传统压延工艺而被纳入一块弹性材料中，以制成上述的轮胎100的各种结构部件。
[0200]
根据特定的应用(相关的轮胎类型或相关的结构部件)，金属增强帘线10可以制成不同的螺旋几何结构。可以通过干预以下一个或多个参数来改变螺旋几何结构：金属丝11、11a、11b的数量、金属丝11、11a、11b的直径、纺织纱线20的直径(或线密度)(即纺织纱线20的丝数和/或端头数)、捻距p、纺织纱线20的数量、捻合装置60或橡胶机中的预成型程度。
[0201]
根据预先确定的螺旋几何结构，金属增强帘线10将具有不同的机械表现，其在负载-伸长率图中转化为不同的曲线。因此，可以制造出具有不同刚度、断裂负载、断裂伸长率、渗入性和部分负载伸长率的金属增强帘线10。
[0202]
图6作为一个示例，示出了根据本发明制作的、具有不同螺旋几何结构的五根金属增强帘线10的负载-伸长率曲线。
[0203]-用a表示的曲线的增强帘线的结构为(32)+2x0.30 ht；
[0204]-用b表示的曲线的增强帘线的结构为(32)+4x0.30 ht；
[0205]-用c表示的曲线的增强帘线的结构为(16)+6x0.14 ht；
[0206]-用d表示的曲线的增强帘线的结构为(32)+4x0.14 ht；
[0207]-用e表示的曲线的增强帘线的结构为(32)+6x0.14 ht。
[0208]
在上述结构中，括号内的数字表示为获得随后将被移除的纺织纱线20而捻合在一
起的端头数量(这样的数字因此表明了纺织纱线20的直径)，+后面的数字表示与纺织纱线20捻合在一起的金属丝的数量，x后面的数字表示金属丝的直径(毫米)，ht表示所用钢材的类型。
[0209]
图6示出，有可能制造出部分负载伸长率甚至等于12％，断裂伸长率甚至等于15％的金属增强帘线10。这些数值比传统的金属增强帘线所能获得的数值要大得多；事实上，在he金属增强帘线的情况下，传统的金属增强帘线的部分负载伸长率的值通常不超过3％，断裂伸长率不超过5％。还应注意的是，例如，在保持其他参数不变的情况下，通过增加纺织纱线20的端头数量(并且因此增加纺织纱线20的直径)，部分负载伸长率和断裂伸长率增加，并且刚度和断裂负载保持不变(曲线c和e之间的比较)，而在保持其他参数不变的情况下，通过减少金属丝的直径，部分负载伸长率和断裂伸长率增加，并且刚度和断裂负载降低(曲线b和d的比较)。
[0210]
图7作为一个示例，示出了具有不同螺旋几何结构的另外三种金属增强帘线的负载-伸长率曲线(曲线a、b和c)。曲线a所示的增强帘线是一种he金属增强帘线，其由三根直径等于0.35毫米的金属钢丝和具有捻合在一起的36个端头的纺织纱线捻合而成，并经过传统的预成型系统、特别是永久波型的预成型系统的处理。因此，这样的帘线具有(36)+3x0.35 he的结构。曲线b所示的增强帘线是一种具有(36)+4x0.35 he结构的he金属增强帘线；其与上面讨论的那种帘线的区别仅在于其包括四根金属丝。曲线c所示的增强帘线是具有(36)+5x0.35 he结构的he金属增强帘线；其与上面讨论的那些帘线的区别仅在于其包括五根金属丝。
[0211]
因此，上面讨论的图表证实了前面已经说过的内容，即通过改变金属丝11的数量、金属丝的直径、纺织纱线20的直径(或线密度)(即纺织纱线20的丝数或端头数)、捻距p、纺织纱线20的数量中的一个或多个，就有可能制造出具有不同螺旋几何结构(或构造)的金属增强帘线10，从而每次都能制造出具有被视为最适合相关轮胎或相关结构部件的机械表现的金属增强帘线10。
[0212]
图8-13作为示例，示出了根据本发明制作的各种金属增强帘线10和相应的传统金属增强帘线(用std表示)。所有图示的增强帘线都具有螺旋形的几何结构，但这种螺旋形的几何结构取决于每个图示增强帘线的具体结构是不同的。
[0213]
在每个图示的增强帘线的左边示出了增强帘线的各种截面，在这些截面的左边给出了金属增强帘线的具体结构。以毫米为单位的捻距用p表示，用于制造图示金属增强帘线10的纺织纱线20的端头数写在括号内。
[0214]
图8中所示的增强帘线包括四根直径为0.30毫米的ht钢丝。所有这些增强帘线的几何结构是：在它们的一些或全部横截面上，至少一些钢丝处于实质性的相互接触状态(这种表达方式既指两个相邻钢丝的实际接触状态，也指两个相邻钢丝之间的距离远小于钢丝的直径，特别是等于或小于钢丝直径的一半，更特别是小于钢丝直径的三分之一)。两根金属增强帘线10具有限定在各钢丝之间的空间，其最初由用于制造它们的纺织纱线占据，该空间比传统金属增强帘线的空间大得多。在保持其他参数不变的情况下，随着所使用的纺织纱线直径的增加(从而随着纺织纱线的丝数和/或端头数的增加)，该空间也会增加。在图8中从上到下，渗入性、断裂伸长率和部分负载伸长率都增加。
[0215]
根据本发明，可以制造：具有螺旋形几何结构的金属增强帘线10，使得在其所有横
截面上，金属丝都处于基本相互接触的状态；或者，具有螺旋形几何结构的金属增强帘线10，使得在金属增强帘线10的第一横截面上，部分或全部金属丝处于基本相互接触的状态，而在金属增强帘线10的第二横截面上，部分或全部金属丝彼此间隔开。
[0216]
本发明还使得制造这样的具有螺旋形几何结构的金属增强帘线10成为可能：在金属增强帘线10的所有横截面上，所有的金属丝都相互隔开。
[0217]
金属丝的间距可以通过在用预定的牵引力拉动金属增强帘线10时对其进行适当的变形(或预成型)来获得，该牵引力可以是恒定的，也可以随时间变化。这样的变形(或预成型)可以通过用预定的拉力使金属增强帘线10穿过多个具有缩小直径(例如在1至5毫米之间)的柱体获得。当使用直径较大的柱体时，这种变形最小，当使用直径较小的柱体时，变形最大。
[0218]
图9示出了传统的金属增强帘线(用std表示)和根据本发明制作并经受了适当的变形以便使所有的金属丝彼此间隔开的五根金属增强帘线10。标记"pref."表示金属增强帘线10受到的以使所有金属丝相互间隔开来的变形程度(最小或最大)。
[0219]
图9中所示的所有增强帘线都包括五根直径等于0.22毫米的ut钢丝。
[0220]
应该注意的是，在保持其他参数不变的情况下，随着捻距p的增加，金属增强帘线10的螺旋几何结构和金属丝在预定弹性材料件中的分布都会发生变化。特别是，与传统的金属增强帘线不同的是，在传统的金属增强帘线中，金属丝被聚集在一起，并基本上集中在上述预定弹性材料件的中心，而在金属增强帘线10中，金属丝分布在上述预定弹性材料件的整个体积中。
[0221]
还应注意的是，在保持其他参数不变的情况下，变形越大，金属丝在弹性材料件的整个体积中的分布就越广(图9底部最后两条增强帘线之间的对比)。因此，施加在金属增强帘线10上的变形程度也可以被视为有用的参数，对其进行干预，以使金属增强帘线10具有被认为是针对特定应用所需的理想的螺旋几何结构(以及因此的机械表现)。
[0222]
在上述变形过程中或在将金属增强帘线10纳入弹性材料件以制造轮胎的相关结构部件的过程中，可以通过随着时间的推移改变金属增强帘线10被拉动的牵引力的大小来改变上述结构部件内部的金属丝分布。
[0223]
根据本发明，由于可以实现非常大的捻距(例如等于35毫米)而没有拆解的风险，所以可以制造非常平的金属增强帘线10。这使得在结构部件的特定部分中设置的金属增强帘线的数量比使用传统金属增强帘线的情况下增加一倍，或更普遍地增加多倍。
[0224]
图10示出了根据本发明制作的四条金属增强帘线10。为了制造这些金属增强帘线10中的每一个，使用了两根纺织纱线，每根纱线包括捻合在一起的16个端头(图10中从上到下的第一和第三根帘线)或捻合在一起的36个端头(图10中从上到下的第二和第四根帘线)。两根纺织纱线与四根直径等于0.30毫米的ut钢丝捻合在一起。应该注意的是，随着纺织纱线的端头数量和捻距的增加，金属丝倾向于几乎平行排列。在这种情况下，部分负载伸长率较低，但机器的产量增加。
[0225]
关于捻距与机器产量之间的相关性和/或纺织纱线的端头数与机器产量之间的相关性的类似考虑，可以参考图11-13所示的金属增强帘线10。上述各图中所示的第一根增强帘线是传统的金属增强帘线，用std表示。根据上述图中与上述增强帘线一起给出的指示以及上面讨论的示例，图11-13中所示的每条增强帘线的结构是清楚的。
[0226]
申请人进一步举出了金属增强帘线10的示例，并将这些增强帘线的机械表现与混合型金属增强帘线和传统型金属增强帘线进行了比较。比较的结果见下表1。
[0227][0228]
表1
[0229]
在表1中，前四条帘线是根据本发明的金属增强帘线10，而最后两条帘线是传统增强帘线。最后两条传统增强帘线是混合增强帘线，包括捻合在一起的由聚酯(pes)制成的纺织纱线与五条金属丝，其中，针对表1中倒数第二条，金属丝的直径等于0.28毫米；针对表1中最后一条，金属丝的直径等于0.25毫米。
[0230]
在表1的前两条金属增强帘线10中，申请人使用了两条纺织纱线，每条纱线分别包括36个端头(在第一条增强帘线中)和16个端头(在第二条增强帘线中)。这种纺织纱线与四条直径等于0.30毫米的ut钢丝捻合在一起。在表1的第三和第四条金属增强帘线10中，申请人使用了包括16个端头(在第三条增强帘线中)和32个端头(在第四条增强帘线中)的单条纺织纱线。这种纺织纱线与六条直径等于0.30毫米的ut钢丝捻合在一起。
[0231]
应该指出的是，表1中的一些金属增强帘线10的部分负载伸长率和断裂伸长率比传统的混合增强帘线的大(甚至大得多)，而刚度和断裂负载基本相同。
[0232]
申请人进一步举例说明了被认为适合用于胎体的金属增强帘线10，并评估了其断裂负载和相应的断裂伸长率。这种增强帘线和上述评估的结果在下面的表2中指出。表3中所示的两条帘线中的每一条都包括12条由ut钢制成的金属丝，其直径等于0.22毫米，并以预定的捻距捻合在一起。这些帘线是通过将上述金属丝和包括16个捻合在一起的端头的纺织纱线(纺织纱线然后被移除)捻合在一起而得到的，捻距等于12.5毫米。这两条帘线的不同之处仅在于，在第二条帘线中，金属丝在与纺织纱线捻合在一起之前已经进行了预成型处理。
[0233][0234]
表2
[0235]
申请人注意到，由于其特别封闭的几何结构，轮胎胎体结构中使用的金属增强帘线通常不允许周围的弹性材料适当地渗入。在这样的增强帘线中，金属丝通常会相互接触，因此会出现不希望出现的磨损现象，从而损害轮胎的结构完整性。
[0236]
另一方面，根据本发明制造的金属增强帘线10(例如表2所示的两条帘线)，由于去除纺织纱线获得的自由空间和各金属丝之间的可能形成的间距，允许弹性材料充分渗入到帘线内部，防止各金属丝的相互接触，同时使得断裂负载、断裂伸长率和部分负载伸长率的值对于特定应用来说是非常可接受的。因此，在胎体结构中使用较少数量的金属丝，或在金属丝数量相同的情况下使用直径较小的金属丝，就可以实现期望的轮胎的结构完整性，从而在轮胎的重量和成本方面具有优势。
[0237]
以上讨论和附图示出的所有示例表明了通过本发明的工艺和/或装置制造具有不同机械表现的金属增强帘线10的可能性有多大，从而可以每次都能实现针对特定应用的理想金属增强帘线。特别是，增强帘线10可用于汽车轮胎的交叉带束结构和/或胎圈包布和/或翻片和/或零度带束层中，以及摩托车轮胎的零度带束层和/或胎圈包布和/或翻片中。
[0238]
在特别有利的方面中，本发明使得在其优选的实施例中，有可能制造用于汽车和摩托车轮胎的金属增强帘线10，该帘线包括以预定的捻距捻合在一起的至少两根金属丝，并且其部分负载伸长率优选大于1％、更优选大于2％、更优选大于3％、甚至更优选大于3.5％、甚至更优选大于4％，和/或断裂伸长率优选大于5％、更优选低于20％、甚至更优选地达到12％，和/或其中捻距p优选地大于2mm、更优选地大于3mm、甚至更优选地大于4mm、甚至更优选地大于5mm。这种增强帘线也可用于无法使用传统金属增强帘线的轮胎类型和/或轮胎的结构部件中。
[0239]
这也是申请人在实验室进行的一系列比较试验中得出的结果。这些试验表明，根据本发明制造的金属增强帘线10的断裂伸长率和部分负载伸长率可以达到甚至比相应的传统金属增强帘线大得多的数值。
[0240]
下面，所有的数值范围都是考虑到金属丝的直径和金属丝的数量的以下所有组合而得到的：最小直径和最小金属丝数量、最大直径和最小金属丝数量、最小直径和最大金属丝数量、最大直径和最大金属丝数量。
[0241]
申请人参照图4、5a和5b模拟了用上述工艺制造的具有nxd结构(即包括捻合在一起的多条金属丝，优选地具有单个捻距，其中n是这种金属丝的数量，优选地在2和6之间，例如等于2或3或4，d是金属丝的直径，从上述任何直径值中选择，并且优选地对于金属增强帘线的所有金属丝来说是相等的)的金属增强帘线的机械表现。申请人将这种金属增强帘线
的机械表现与具有相同结构的相应传统金属增强帘线的机械表现进行了比较，对于传统金属增强帘线，测得的断裂伸长率值在1.5％-2.0％之间，部分负载伸长率值在0.2％-0.8％之间，而对于用上述工艺制造的金属增强帘线，断裂伸长率值在1.5％-15％之间，部分负载伸长率值在0.2％-10％之间。根据申请人，根据本发明并具有上述结构的金属增强帘线10在汽车轮胎的交叉带束结构和/或胎圈包布和/或翻片和/或零度带束层中以及在摩托车轮胎的零度带束层和/或胎圈包布和/或翻片中是特别优选的应用。
[0242]
申请人还模拟了用上述参照图4、5a和5b的工艺制造的、具有n+1xd或1+nxd结构的金属增强帘线的机械表现，所述结构包括以第一捻距捻合在一起的金属丝股，该股以第二捻距与单条金属丝捻合在一起，第二捻距可以等于或不同于第一捻距(优选地是等于)，其中n是金属丝股中的金属丝的数量，优选地在1至6之间，例如等于1或2，d是金属丝的直径，从上述任何直径值中选择，优选地对于金属丝股中的所有金属丝来说都相等，并且不一定等于所述单条金属丝的直径。申请人将这种金属增强帘线与具有相同结构的相应传统金属增强帘线的机械表现进行了比较，并且对于传统金属增强帘线，测得的断裂伸长率值在1.3％-1.8％之间，部分负载伸长率值在0.2％-0.7％之间，而对于用上述工艺制造的金属增强帘线10，断裂伸长率值在1.3％-10％之间，部分负载伸长率值在0.2％-8.0％之间。根据申请人，按照本发明并具有上述结构的金属增强帘线10在汽车轮胎的交叉带束结构和/或胎圈包布和/或翻片和/或零度带束层中以及在摩托车轮胎的零度带束层和/或胎圈包布和/或翻片中是特别优选的应用。
[0243]
申请人还模拟了用上述参照图4、5a和5b的工艺制造的、具有m+nxd结构的金属增强帘线的机械表现，所述结构包括以第一捻距捻合在一起的金属丝股，该股与多根其他金属丝捻合在一起，该多根其他金属丝的第二捻距可以等于或不同于第一捻距(优选地是等于)，其中m是所述金属丝股的金属丝的数量，优选地在1至6之间，例如等于2或3或4，n是所述其他金属丝的数量，优选地在1至6之间，例如等于2或3，d是金属丝的直径，从上述任何直径值中选择，优选地对于所述金属丝股的所有金属丝来说是相等的，不一定等于所述其他金属丝的直径。申请人将这种金属增强帘线与具有相同结构的相应传统金属增强帘线的机械表现进行了比较，对于传统金属增强帘线，测得的断裂伸长率值在1.5％-2.0％之间，部分负载伸长率值在0.2％-0.8％之间，而对于用上述工艺制造的金属增强帘线，断裂伸长率值在1.5％-15％之间，部分负载伸长率值在0.2％-10％之间。根据申请人，根据本发明并具有上述结构的金属增强帘线10在汽车轮胎的交叉带束结构和/或胎圈包布和/或翻片和/或零度带束层中以及在摩托车轮胎的零度带束层和/或胎圈包布和/或翻片中是特别优选的应用。
[0244]
申请人还认为，在摩托车轮胎中，特别倾向于使用具有nxd结构的金属增强帘线10。在这种情况下，使用这种增强帘线的主要优点是各金属丝之间的弹性材料渗入能力强，部分负载伸长率高，因而刚度强。这些优点在重量和性能方面产生益处。这种断裂伸长率与传统的he或预制金属增强帘线的断裂伸长率相同的增强帘线的另一个优点是可以提高机器的产量，从而带来经济和生产效益。
[0245]
在前面两段中，术语"高"不一定被解释为绝对的，而是也相对于具有相同结构的传统金属增强帘线的相应特征而言。因此，例如提到部分负载伸长率时，当它高于相应的传统金属增强帘线的部分负载伸长率时，它就被认为是高的。
[0246]
本发明已经参照一些优选的实施例进行了描述。可以对上述实施例进行不同的改变，同时仍在以下权利要求书所限定的本发明的保护范围内。