具有改进的表面断裂能的双层多线股缆线

技术领域

本发明涉及帘线和包括这些帘线的轮胎。

背景技术

从现有技术(特别是文献EP2426255B1)已知一种用于施工场地车辆的轮胎，所述轮胎具有径向胎体增强件并且包括胎面、两个不可伸展的胎圈、两个胎侧和胎冠增强件，所述两个胎侧将胎圈连接至胎面，所述胎冠增强件沿周向布置在胎体增强件和胎面之间。该胎冠增强件包括四个由增强元件(例如金属帘线)增强的帘布层，一个帘布层的帘线嵌入在帘布层的弹性体基质中。

该胎冠增强件包括多个工作帘布层，所述工作帘布层包括多个丝状增强元件。每个工作丝状增强元件均为双层多线股帘线，所述双层多线股帘线具有帘线内层和帘线外层，所述帘线内层由K＝1根三层内部线股构成，所述三层内部线股包括由Q＝3根具有直径d1＝0.40mm的内部金属丝线构成的内层、由围绕内层进行缠绕的M＝9根具有直径d2＝0.40mm的中间金属丝线构成的中间层和由围绕中间层进行缠绕的N＝15根具有直径d3＝0.40mm的外部金属丝线构成的外层，所述帘线外层由L＝8根双层外部线股构成，所述双层外部线股包括由Q’＝3根具有直径d1’＝0.35mm的内部金属丝线构成的内层和由围绕内层进行缠绕的N’＝9根具有直径d3’＝0.35mm的外部金属丝线构成的外层。对于36128N的断裂力，非缠绕帘线的直径等于5.27mm。

一方面，当轮胎越过障碍物(例如岩石形式的障碍物)时，这些障碍物存在刺穿轮胎直至胎冠增强件的风险。这些穿孔允许腐蚀剂进入轮胎的胎冠增强件，并降低其寿命。

另一方面，已经发现，胎冠帘布层的帘线可能表现出由相对显著的变形和施加至帘线的负载导致的断裂，特别是当轮胎越过障碍物时。

发明内容

本发明的一个主题为一种帘线，所述帘线能够减少或甚至消除断裂的数量和穿孔的数量。

为此目的，本发明的一个主题为一种双层多线股帘线，所述双层多线股帘线包括：

-帘线内层，所述帘线内层由K＝1根三层内部线股构成，所述三层内部线股包括：

-由Q根内部金属丝线构成的内层，

-由围绕内层进行缠绕的M根中间金属丝线构成的中间层，以及

-由围绕中间层进行缠绕的N根具有直径d3的外部金属丝线构成的外层，

-帘线外层，所述帘线外层由围绕帘线内层进行缠绕的L>1根双层外部线股构成，所述双层外部线股包括：

-由Q’＝2、3或4根内部金属丝线构成的内层，和

-由围绕内层进行缠绕的N’根具有直径d3’的外部金属丝线构成的外层，其中帘线每单位面积的断裂能ES≥175N.mm

-

-Nc＝Q+M+N+L×(Q’+N’)为金属丝线的总数；

-D为帘线的直径，以mm计；

-

-Cfrag为帘线的无量纲的弱化系数，其中

其中：

d3和d3’以mm表示，

αf为内部线股的外部金属丝线与外部线股的外部金属丝线之间的接触角，以弧度表示，

αt为每根外部线股(TE)的螺旋角，以弧度表示；

Cste＝1500N.mm

由于其具有相对较高的每单位面积的断裂能，因此根据本发明的帘线能够减少穿孔并因此延长轮胎的寿命，并且还能够减少断裂数量。具体地，本发明的发明人发现，用于减少帘线断裂的确定标准不仅在于现有技术中广泛教导的断裂力，而且还在于在本申请中通过等于帘线的断裂力、断裂伸长率和弱化系数的乘积除以帘线直径的指标表示的每单位面积的断裂能。

弱化系数使得可以将由于在内层和外层的外部金属丝线层次的丝线间接触的横向弱化而引起的帘线的拉伸行为损失考虑在内。该弱化系数取决于内层中外部金属丝线的数量、内部线股与外部线股或每根外部线股之间的接触角、内层的外部金属丝线和外层的外部金属丝线各自的直径d3和d3’、外部线股的螺旋角以及外部线股的断裂力。因此，坚固的帘线具有接近于1的弱化系数，而弱化的帘线具有接近于0.5的次优弱化系数。

具体地，现有技术的帘线具有相对较高的断裂力，但是弱化系数不是最佳的(例如EP2426255B1的实施例2)，或者具有最佳的弱化系数(即接近1的弱化系数)，但是断裂力相对较低。在这两种情况下，现有技术的帘线均具有相对较低的每单位面积的断裂能。由于其相对较高的弱化系数和其相对较高的断裂力，根据本发明的帘线表现出相对较高的每单位面积的断裂能。

由表述“在a至b之间”表示的任何数值范围表示从大于a至小于b的数值范围(即不包括端点a和b)，而由表述“从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”)。

根据定义，线股的直径为在其内与线股外接的最小圆的直径。

根据定义，帘线的直径为在其内与无包覆物的帘线外接的最小圆的直径。

在本发明中，帘线有两个具有线股的层，这意味着其包括既不多也不少地由两个具有线股的层构成的组件，这意味着所述组件具有两个具有线股的层，不是一个层，也不是三个层，而是只有两个层。

在一个实施方案中，帘线的内部线股由聚合物配混物包围，然后由外层包围。

有利地，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。

高度有利地，内部线股和每根外部线股均具有圆柱状层。应回顾的是，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至另一个层不同时，获得这种圆柱状层。不同于具有紧凑层的线股(其中所有层的捻距相同，并且所有层的缠绕方向相同，从而表现出非常低的渗透性)，具有圆柱状层的线股是极其高度可渗透的。

内部线股为三层线股。内部线股包括既不多也不少地由三个具有丝线的层构成的丝线集合体，这意味着丝线集合体有三个具有丝线的层，不是两个层，不是四个层，而是只有三个层。

外部线股为双层线股。外部线股包括既不多也不少地由两个具有丝线的层构成的丝线集合体，这意味着丝线集合体有两个具有线股的层，不是一个层，也不是三个层，而是只有两个层。

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，在所述长度之后，具有该捻距的线股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，在所述长度之后，具有该捻距的丝线围绕线股的所述轴线完成一整圈。

具有线股的层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确定丝线和线股的捻距、缠绕方向和直径。

内部线股的外部金属丝线与外部线股的外部金属丝线之间的接触角为图6所示的角度αf。在根据本发明的帘线的该示意图中，示出了帘线的轴线A-A’，内层和外层围绕该轴线A-A’进行缠绕。在该图中，仅保留了外部线股的外层的2根金属丝线，以便更好地看到角度αf，所述角度αf为内部线股的外部金属丝线与外部线股的外部金属丝线之间的接触角。这是确定帘线弱化系数的相关参数之一，因为接触角越小，帘线的弱化越小。

每根外部线股的螺旋角αt为本领域技术人员公知的参数，并且可以使用以下计算式确定：tanαt＝2×π×Re/pe，在该公式中pe为每根外部线股缠绕的以毫米表示的捻距，re为每根外部线股以毫米表示的螺旋半径，tan表示正切函数。αt以度表示。

根据定义，帘线外层的螺旋半径Re为理论圆的半径，所述理论圆在垂直于帘线轴线的平面中穿过外层的外部线股的中心。

总伸长率At(本领域技术人员公知的参数)例如通过对测试的丝线应用2014年的ASTM D2969-04标准以获得力-伸长率曲线来确定。由获得的曲线推导出作为伸长率的At，以％计，其对应于力-伸长率曲线上丝线断裂的点(即负荷增加至断裂力(Fm)的最大值然后在断裂之后急剧下降的点)在伸长率轴上的投影。当相对于Fm的减少超过某一水平时，这意味着已经发生了丝线的断裂。

优选地，线股不进行预先成型。

有利地，帘线由金属制成。根据定义，术语“金属帘线”理解为意指由主要(即这些丝线中大于50％的丝线)或完全地(100％的丝线)由金属材料制成的丝线形成的帘线。这种金属材料优选使用由钢制成的材料，更优选地由在下文被称为“碳钢”的珠光体(或铁素体-珠光体)碳钢制成的材料，或者由不锈钢(根据定义，包含至少11％的铬和至少50％的铁的钢)制成的材料实施。然而，当然可以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％)优选地在0.4％至1.2％之间，特别是在0.5％至1.1％之间；这些含量代表轮胎所需的机械性质和丝线的可加工性之间的良好折衷。

所使用的金属或钢(无论其特别地是碳钢还是不锈钢)本身可以涂覆有金属层，所述金属层例如改进了金属帘线和/或其组成元件的可加工性，或者改进了帘线和/或轮胎本身的使用性质(例如粘合性、耐腐蚀性或耐老化性的性质)。根据一个优选的实施方案，所使用的钢覆盖有黄铜(Zn-Cu合金)层或锌层。

优选地，预先确定的(内部或外部)线股的同一层的丝线均具有基本上相同的直径。有利地，外部线股均具有基本上相同的直径。“基本上相同的直径”意指丝线或线股在工业公差范围内具有相同的直径。

有利地，外部线股以范围为40mm至100mm，优选地范围为50mm至90mm的捻距pe围绕内部线股螺旋缠绕。

与每单位面积的能量为171N.mm

有利地，ES≥180N.mm

有利地，断裂力

本发明的另一个主题为从聚合物基质中提取的帘线，所述帘线包括：

-帘线内层，所述帘线内层由K＝1根三层内部线股构成，所述三层内部线股包括：

-由Q根内部金属丝线构成的内层，

-由围绕内层进行缠绕的M根中间金属丝线构成的中间层，以及

-由围绕中间层进行缠绕的N根具有直径d3的外部金属丝线构成的外层，

-帘线外层，所述帘线外层由围绕帘线内层进行缠绕的L>1根双层外部线股构成，所述双层外部线股包括：

-由Q’＝2、3或4根内部金属丝线构成的内层，和

-由围绕内层进行缠绕的N’根具有直径d3’的外部金属丝线构成的外层，其中经提取的帘线的断裂能ES’≥170N.mm

-

-Nc＝Q+M+N+L×(Q’+N’)为金属丝线的总数；

-D为帘线的直径，以mm计；

-

-Cfrag’为帘线的无量纲的弱化系数，其中

其中：

Cp为帘线的渗透系数，

d3和d3’以mm表示，

αf为内部线股的外部金属丝线与外部线股的外部金属丝线之间的接触角，以弧度表示，

αt为外部线股的螺旋角，以弧度表示；

Cste＝1500N.mm

优选地，ES’≥175N.mm

以与上文限定的帘线的总伸长率At相类似的方式测量经提取的帘线的总伸长率At。

弱化系数Cfrag’通过使用线股间渗透系数Cp而考虑了聚合物基质对帘线的渗透程度。为了计算该渗透系数，使用锯对经提取的帘线进行横向截面切割。该操作重复十次，从而获得十个横向截面，在所述横向截面上可以计算平均渗透系数Cp。然后，使用电子显微镜观察每根经提取的帘线填充有聚合物配混物的区域，使用图像处理软件量化外部线股与内部线股之间的接触区域中不具有聚合物配混物的非金属表面积与填充有聚合物配混物的表面积的比值。因此，渗透良好的帘线具有接近于1的渗透系数，而渗透不太好的帘线具有接近于0.5的渗透系数。

优选地，聚合物基质为弹性体基质。

聚合物基质(优选弹性体基质)基于聚合物(优选弹性体)配混物。

聚合物基质意指包含至少一种聚合物的基质。因此，聚合物基质基于聚合物配混物。

弹性体基质意指包含至少一种弹性体的基质。因此，优选的弹性体基质基于弹性体配混物。

表述“基于”应理解为意指配混物包含所使用的各种组分的混合物和/或原位反应产物，这些组分中的一部分能够和/或旨在在配混物的各个制造阶段的过程中至少部分地彼此反应；因此，配混物可以处于完全或部分地交联状态或者处于非交联状态。

聚合物配混物意指包含至少一种聚合物的配混物。优选地，这种聚合物可以为热塑性聚合物(例如聚酯或聚酰胺)、热固性聚合物、弹性体(例如天然橡胶)、热塑性弹性体或者这些聚合物的组合。

弹性体配混物意指包含至少一种弹性体和至少一种其它组分的配混物。优选地，包含至少一种弹性体和至少一种其它组分的配混物包含弹性体、交联体系和填料。可以用于这些帘布层的配混物为用于丝状增强元件的表面涂层的常规配混物，并且包含二烯弹性体(例如天然橡胶)、增强填料(例如炭黑和/或二氧化硅)、交联体系(例如硫化体系，优选地包含硫、硬脂酸和氧化锌，和可能的硫化促进剂和/或阻滞剂和/或各种添加剂)。金属丝线与它们所嵌入的基质之间的粘合例如通过金属涂层(例如黄铜层)提供。

本申请中针对经提取的帘线描述的特征的值是在从例如轮胎的聚合物基质(特别是弹性体基质)中提取的帘线上进行测量或确定的。因此，例如在轮胎上，为了能够看到沿径向与聚合物基质齐平的待提取的帘线，除去沿径向位于待提取的帘线外侧的材料条带。这种除去可以通过使用切割机和夹具进行剥离或者通过刨削来进行。然后，使用刀具将待提取的帘线的端部暴露出来。然后拉动帘线，以便将其从基质中提取出来，应用相对较小的角度，以免使待提取的帘线塑化。然后，例如使用刀具仔细清洁经提取的帘线，以分离局部地粘附至帘线的任何聚合物基质的残留物，同时注意不要损坏金属丝线的表面。

有利地，经提取的帘线表现出的断裂力Fr’满足

下文描述的有利特征同样适用于上文限定的帘线和经提取的帘线。

优选地，帘线的直径D满足D≤6.0mm，优选地满足4.0mm≤D≤5.5mm。根据标准ASTMD2969-04在帘线上测量直径D。

优选地，αf大于或等于0°，优选地大于或等于5°。

优选地，αf小于或等于25°，优选地小于或等于20°。

在0°至25°的接触角的该范围内时，接触区域最大化，并且帘线被聚合物配混物相对较好地渗透。

优选地，αt大于或等于0°，优选地大于或等于5°。

优选地，αt小于或等于20°，优选地小于或等于15°，更优选地小于或等于10°。

在螺旋角的该范围内时，当向帘线施加张力时，外部线股与内部线股之间的接触负荷最小化。

优选地，d1、d1’、d2、d3、d3’的范围彼此独立地为0.25mm至0.50mm，优选地0.30mm至0.45mm，更优选地0.32mm至0.42mm。

有利地，帘线外层是饱和的，使得在与帘线的主轴线垂直的帘线截面上，外部线股的线股间距离严格小于20μm，所述线股间距离定义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。

根据定义，帘线的饱和层使得外部线股的线股间距离严格小于20μm。在与帘线的主轴线垂直的帘线截面上，外部线股的外层的线股间距离定义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，帘线的这种构造能够确保外层的良好结构稳定性，并且外层的饱和能够确保外层包括相对较多数量的外部线股，因此表现出相对较高的断裂力。

线股间距离E为2根相邻外部线股的2个中心(如图7所示的点A和点B)之间的距离减去外部线股的直径。

优选地，预先确定的(内部或外部)线股的同一层的丝线均具有基本上相同的直径。有利地，外部线股均具有基本上相同的直径。“基本上相同的直径”意指丝线或线股在工业公差范围内具有相同的直径。

为此，在标准正交2D参考系(即沿着缆线的横截面)中，以OA作为横轴方向，其中O为帘线的中心，并且考虑到外部线股均具有基本上相同的直径的情况，2根线股的中心A和B的坐标计算为：A＝[Re

使用以下公式计算每根外部线股的螺旋半径：Re

Re_minTE为在层是过饱和的情况下获得的缠绕半径。

其为待接触的所有线股的最小半径。

Re_minTE＝1/[(sin

其中L为外部线股的数量，pe为每根外部线股缠绕的捻距，以毫米表示，D

Re

外部线股的直径计算如下：

DTE＝2×Re1’+d1’+2×d3’，其中Re1’为外部线股的内层的缠绕半径，其中

-如果外部线股的内层包括1根单一内部金属丝线，则Re1’＝0

-或者Re1’＝1/[(sin2(π/Q’)/d1’/2)2-cos2(π/Q’)×(2π/p1’)2

其中Q’为外部线股的内层中的金属丝线的数量，d1’为外部线股的内层的金属丝线以mm表示的直径，捻距p1’为外部线股的内层以毫米表示的捻距。

然后，使用以下公式计算参考系中的距离AB：AB＝[(xb-xa)

相比之下，帘线的未饱和层使得外部线股的线股间距离大于或等于20μm。

有利地，内部线股的外层是未饱和的。

根据定义，未饱和层满足在丝线之间存在足够的空间以使聚合物配混物(优选弹性体配混物)通过。未饱和层意指丝线不接触，并且在两根相邻丝线之间存在足够的空间以使聚合物配混物(优选弹性体配混物)通过。相比之下，饱和层满足在层的丝线之间不存在足够的空间以使聚合物配混物(优选弹性体配混物)通过，例如因为层中每对的两根丝线彼此接触。

根据定义，在与帘线的主轴线垂直的帘线截面上，层的丝线间距离定义为平均分隔层的两根相邻丝线的最短距离。

层的丝线间距离计算如下：

外部线股的外层的缠绕半径计算为：

Re3’＝Re1’+d1’/2+d3’/2

其中Re1’为如上文限定的外部线股的内层的缠绕半径。

丝线间距离I3’为如图8所示的2根金属丝线的中心之间的距离减去丝线直径，计算方法与用于外部线股的计算方法相同：

A’＝[Re

B’＝[Re

A’B’＝[(xb’-xa’)

然后，这给出I3’＝A’B’-d3’/cos(αC3’)×1000，其中αC3’＝atan(2πR3’/p3’)为外部线股的外层的螺旋角。

总和SI3’为分隔外层的每对相邻外部丝线的丝线间距离的总和。

总和SI2’为分隔外层的每对相邻中间丝线的丝线间距离的总和。

优选地，丝线不进行预先成型。

有利地，内部线股的外层的丝线间距离大于或等于5μm。优选地，内部线股的外层的丝线间距离大于或等于15μm，更优选地大于或等于35μm，还更优选地大于或等于50μm，高度优选地大于或等于60μm。

优选地，内部线股的外层的丝线间距离小于或等于100μm。

有利地，内部线股的外层的丝线间距离I3的总和SI3大于外层的外部丝线的直径d3。

有利地，每根线股均为未在原位进行橡胶处理的类型。未在原位进行橡胶处理意指在使线股彼此组装之前，每根线股均由各个层的丝线构成，并且不具有任何聚合物配混物(特别是任何弹性体配混物)。

有利地，每根外部线股的外层是未饱和的。

有利地，每根外部线股的外层的丝线间距离大于或等于5μm。优选地，每根外部线股的外层的丝线间距离大于或等于15μm，更优选地大于或等于35μm，还更优选地大于或等于50μm，高度优选地大于或等于60μm。

优选地，每根外部线股的外层的丝线间距离小于或等于100μm。

有利地，每根外部线股的外层的丝线间距离I3’的总和SI3’大于或等于外层的外部丝线的直径d3’。

优选地，d1、d1’、d2、d3、d3’的范围彼此独立地为0.12mm至0.45mm，优选地为0.15mm至0.40mm。

在一个实施方案中，每根内部丝线的直径d1严格小于每根外部丝线的直径d3，并且优选地，d1

优选地，内部线股的外层围绕内部线股的内层缠绕，并与内部线股的内层接触。

有利地，L＝6、7或8；优选地，L＝6或7，更优选地，L＝6。

优选地，K＝1且L＝6。在K＝1的帘线中，最严重的横向负荷为由外部线股施加在内部线股上的横向负荷。

根据本发明的帘线的内部线股

在一个实施方案中，Q＝1。

有利地，M＝3、4、5或6，并且优选地，M＝4、5或6。

有利地，N＝9、10、11或12。

在另一个优选的实施方案中，Q>1，并且优选地，Q＝2、3或4。

有利地，M＝7、8、9或10，并且优选地，M＝7、8或9。

有利地，N＝12、13、14或15，并且优选地，N＝12、13或14。

在第一替选形式中，Q＝2，M＝7或8，并且N＝12或13。

在第二替选形式中，Q＝3，M＝8或9，并且N＝13或14。

在第三替选形式中，Q＝4，M＝9或10，并且N＝12、13或14，优选地，Q＝4，M＝9，并且N＝14。

高度有利地，内部线股的每根内部丝线的直径d1等于内部线股的每根中间丝线的直径d2，并且等于内部线股的每根外部丝线的直径d3。因此，在内部线股的内层、中间层和外层中优选地使用相同直径的丝线，从而在制造帘线的过程中限制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，N’＝7、8、9或10，并且优选地，N’＝8或9。

在第一替选形式中，Q’＝2，并且N’＝7或8，优选地，Q’＝2，N’＝7。

在第二替选形式中，Q’＝3，并且N’＝7、8或9，优选地，Q’＝3，N’＝8。

在第三替选形式中，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的直径d1’等于外部线股的每根外部丝线的直径d3’。因此，在外部线股的内层和外层中优选地使用相同直径的丝线，从而在制造帘线的过程中限制需要管理的不同丝线的数量。

有利地，Q＝4，M＝9，N＝14，Q’＝4，N’＝9，并且d1＝d3＝d1’＝d3’。

根据本发明的增强产品

本发明的另一个主题为包括聚合物基质和至少一个如上限定的帘线或经提取的帘线的增强产品。

有利地，增强产品包括嵌入在聚合物基质中的一个或多个根据本发明的帘线，并且在多个帘线的情况下，所述帘线在主方向上并排布置。

根据本发明的轮胎

本发明的另一个主题为包括至少一个如上限定的经提取的帘线或增强产品的轮胎。

包括经提取的帘线的轮胎意指包括以下帘线的轮胎：所述帘线在从轮胎中提取之后测量的性质为经提取的帘线的性质，在结合到轮胎之前，该帘线为例如上文描述的帘线的帘线。

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，并且沿径向被胎冠增强件覆盖，所述胎冠增强件本身被胎面覆盖，所述胎冠增强件通过两个胎侧连接至所述胎圈，并且包括至少一个如上限定的帘线。

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限定的帘线，所述保护增强件沿径向插入在胎面和工作增强件之间。

帘线最特别地旨在用于选自重型车辆(例如“重型负载车辆”，即地铁、大客车、道路运输车辆(卡车、牵引车、拖车)、越野车辆、农业车辆或施工场地车辆)或者其它运输或搬运车辆的工业车辆。

优选地，轮胎用于施工场地类型的车辆。因此，轮胎具有这样的尺寸，其中旨在安装轮胎的轮辋的底座以英寸计的直径大于或等于40英寸。

本发明还涉及一种橡胶制品，所述橡胶制品包括根据本发明的组件，或者包括根据本发明的经浸渍的组件。橡胶制品意指由橡胶制成的任何类型的制品，例如球、非充气物体(例如非充气轮胎外胎)、传送带或履带。

附图说明

通过阅读仅以非限制性示例的方式并参考附图给出的以下实施例，将更好地理解本发明，在附图中：

-图1为垂直于根据本发明的轮胎的周向方向的横截面图；

-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图；

-图4为根据本发明的一个实施方案的帘线(50)的垂直于帘线轴线(假设所述帘线是笔直且静止的)的横截面的示意图；

-图5为根据本发明的一个实施方案的经提取的帘线(50’)的垂直于帘线轴线(假设所述帘线是笔直且静止的)的横截面的示意图；

-图6为图4的帘线(50)的角度αf的示意图；以及

-图7为帘线的不同几何参数的示意图。

具体实施方式

图1和图2绘示了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)的参考系X、Y、Z。

轮胎的“正中周向平面”M为垂直于轮胎的旋转轴线并且与每个胎圈的环状增强结构距离相等的平面。

图1和图2示出了用整体标记10表示的根据本发明的轮胎。

轮胎10用于施工场地类型(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具有胎冠12、两个胎侧16和两个胎圈18，所述胎冠12通过胎冠增强件14增强，这些胎圈18中的每一个使用环状结构(在这种情况下为胎圈丝线20)增强。胎冠增强件14沿径向被胎面22覆盖，并通过胎侧16连接至胎圈18。胎体增强件24锚固在两个胎圈18(在这种情况下围绕两个胎圈丝线20缠绕)中，并包括朝向轮胎20的外侧布置的卷边26，所述轮胎20此处显示为安装在车轮轮辋28上。胎体增强件24沿径向被胎冠增强件14覆盖。

胎体增强件24包括至少一个胎体帘布层30，所述胎体帘布层30通过径向胎体帘线(未示出)增强。胎体帘线基本上彼此平行布置，并且从一个胎圈18延伸至另一个胎圈，从而与正中周向平面M(垂直于轮胎的旋转轴线并位于两个胎圈18的中间且穿过胎冠增强件14的中央的平面)形成介于80°至90°之间的角度。

轮胎10还包括由弹性体制成的密封帘布层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，并旨在保护胎体帘布层30免受来自轮胎10内部空间的空气扩散的影响。

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、工作增强件38和附加增强件40，所述保护增强件36沿径向布置在胎面22的内侧，所述工作增强件38沿径向布置在保护增强件36的内侧，所述附加增强件40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和工作增强件38之间。工作增强件38沿径向插入在保护增强件36和附加增强件40之间。

保护增强件36包括第一保护帘布层42和第二保护帘布层44，所述第一保护帘布层42和第二保护帘布层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包括第一工作帘布层46和第二工作帘布层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，其目的为部分地吸收充气的机械应力)例如并以本身已知的方式包括附加金属增强元件，如例如FR 2419181或FR 2419182所述，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°，优选地在5°至10°的范围内的角度。

根据本发明的增强产品的示例

图3绘示了用整体标记100表示的根据本发明的增强产品。增强产品100包括至少一个帘线50(在这种情况下为多个帘线50)，所述帘线50嵌入在聚合物基质102中。

图3绘示了参考系X、Y、Z中的聚合物基质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包括多个帘线50，所述帘线50在主方向X上并排布置，在增强产品100内彼此平行延伸，并共同嵌入在聚合物基质102中。

在这种情况下，聚合物基质102为基于弹性体配混物的弹性体基质。

根据本发明的第一实施方案的帘线

图4绘示了根据本发明的第一实施方案的帘线50。

参考图5，在从轮胎10中提取之后，每个保护增强元件43、45和每个环箍增强元件53、55均由如下所述的经提取的帘线50’形成。帘线50通过嵌入在聚合物基质中而获得，在这种情况下，嵌入在分别形成分别嵌入有保护增强元件43、45和环箍增强元件53、55的每个保护帘布层42、44和每个环箍层52、54的每种聚合物基质的聚合物基质中。

帘线50和经提取的帘线50’由金属制成，并且为具有两个圆柱状层的多线股类型。因此，将理解，存在两个(不多也不少)具有由帘线50或50’制成的线股的层。

帘线50或帘线50’包括帘线内层CI，所述帘线内层CI由K＝1根内部线股TI构成。外层CE由围绕帘线内层CI进行缠绕的L>1根外部线股TE构成。在这种特定的情况下，L＝6、7或8；优选地，L＝6或7，更优选地，L＝6，此处L＝6。

帘线50的每单位面积的断裂能为：

其中Nc＝Q+M+N+L×(Q’+N’)＝1+4+9+6×(4+9)＝92。

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帘线50还包括由单一包覆丝线制成的包覆物F(未示出)。

经提取的帘线50’的每单位面积的断裂能为：

为了计算Cp，使用软件确定外部线股与内部线股之间的接触区域Scp中不具有聚合物配混物的非金属表面积与填充有聚合物配混物的表面积的比值。此处，在10个横向横截面上平均的比值等于0.9。

帘线50和50’的外层是饱和的。因此，外部线股的线股间距离E严格小于20μm。此处，E＝0μm。

αf大于或等于0°，优选地大于或等于5°且小于或等于25°，优选地小于或等于20°。此处，αf＝5.5°。

αt大于或等于0°，优选地大于或等于5°且小于或等于20°，优选地小于或等于15°，更优选地小于或等于10°。此处，αt＝9.1°。

帘线50和50’的内部线股TI

每根内部线股TI均为三层线股，包括由Q＝1根内部金属丝线F1构成的内层C1、由围绕内层C1缠绕进行缠绕的M根中间金属丝线F2构成的中间层C2和由围绕中间层C2进行缠绕的N根外部金属丝线F3构成的外层C3。

此处，Q＝1。

有利地，M＝3、4、5或6，并且优选地，M＝4、5或6。此处，M＝4。

有利地，N＝9、10或11。此处，N＝9。

每根内部线股TI的外层C3是未饱和的。内部线股的外层的丝线间距离大于或等于15μm，更优选地大于或等于35μm，此处等于71μm。外层C3的丝线间距离I3的总和SI3大于外层C3的外部丝线F3的直径d3。此处，总和SI3＝0.71×9＝0.64mm，其为大于d3＝0.40mm的值。

d1、d2和d3的范围彼此独立地为0.12mm至0.45mm，优选地为0.15mm至0.40mm。此处，d1＝0.20mm并且d2＝d3＝0.40mm。

帘线50和50’的外部线股TE

每根外部线股TE具有两个层，包括由Q’根内部金属丝线F1’构成的内层C1’和由围绕内层C1’进行缠绕的N’根外部金属丝线F3’构成的外层C3’。

此处，Q’＝4。

N’＝7、8、9或10，并且优选地，N’＝8或9，此处N’＝9。

每根外部线股TE的外层C3’是未饱和的。因为其是未饱和的，因此平均分隔N’根外部丝线的外层C3’的丝线间距离I3’大于或等于5μm。每根外部线股的外层的丝线间距离I3’大于或等于15μm，更优选地大于或等于35μm，还更优选地大于或等于50μm，此处等于0.55μm。外层C3’的丝线间距离I3’的总和SI3’大于外层C3’的外部丝线F3’的直径d3’。此处，总和SI3’＝61×9＝0.55mm，其为大于d3’＝0.40mm的值。

每根外部线股TE的每个内层C1’和外层C3’在帘线与内部线股TI的内层C1和外层C3的相同缠绕方向上缠绕。此处，帘线的每个层和帘线本身的缠绕方向为Z。

每根外部线股TE的每根内部丝线和外部丝线分别具有直径d1’和d3’。每根外部线股TE的每根内部金属丝线F1’的直径d1’大于或等于每根外部线股TE的每根外部金属丝线F3’的直径d3’；优选地，1.00≤d1’/d3’≤1.20。

d1’和d3’的范围彼此独立地为0.12mm至0.45mm，优选地为0.15mm至0.40mm。此处，d1’＝d3’＝0.40mm。

帘线50和50’满足Q＝1，M＝4并且N＝9，Q’＝4并且N’＝9。

帘线的至少50％的金属丝线，优选地至少60％，更优选地至少70％的金属丝线，高度优选地每根金属丝线包括钢芯部，所述钢芯部具有根据2000年9月的标准NF EN 10020的组成，并且碳含量C>0.80％，优选地C≥0.82％，并且帘线的至少50％的金属丝线，优选地至少60％，更优选地至少70％的金属丝线，高度优选地每根金属丝线包括钢芯部，所述钢芯部具有根据2000年9月的标准NF EN 10020的组成，并且碳含量C≤1.20％，优选地C≤1.10％。此处，每根金属丝线包括钢芯部，所述钢芯部具有根据2000年9月的标准NF EN 10020的组成，并且碳含量C＝1％。

每根丝线的断裂强度(表示为Rm)满足2500MPa≤Rm≤3100MPa。这些丝线的钢被称为是SHT(“超高强度”)等级。可以使用其它丝线，例如较低等级的丝线，例如NT(“正常强度”)或HT(“高强度”)等级，也可以使用更高等级的丝线，例如UT(“超强度”)或MT(“兆强度”)等级。

制造根据本发明的帘线的方法

现将描述制造多线股帘线50的方法的一个实施例。

根据已知的方法制造每根前述内部线股，所述方法包括以下步骤，优选地按顺序连续地进行：

-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＝1根内部丝线F1从而在第一组装点处形成内层C1；

-接着是组装的第二步骤，通过围绕内层C1的内部丝线F1以捻距p2在Z方向上缆合或捻合M＝4根中间丝线F2从而在第二组装点处形成中间层C2；

-随后是组装的第三步骤，通过围绕中间层C2的M根中间丝线F2以捻距p3在Z方向上缆合或捻合N＝9根外部丝线F3从而在第三组装点处组装形成外层C3；

-优选地，最后的捻合平衡步骤。

根据已知的方法制造每根前述外部线股，所述方法包括以下步骤，优选地按顺序连续地进行：

-首先是组装的第一步骤，通过以捻距p1’在S方向上缆合内层C1’的Q’＝4根内部丝线F1’从而在第一组装点处形成内层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S方向上缆合或捻合N’＝9根外部丝线F3’从而在第二组装点处形成外层C3’；

-优选地，最后的捻合平衡步骤。

如本领域技术人员所公知的，此处“捻合平衡”意指在中间层和外层中消除施加至线股的每根丝线的残余扭矩(或捻合的弹性恢复)。

在该最后的捻合平衡步骤之后，完成线股的制造。在将基本线股缆合在一起以获得多线股帘线的后续操作之前，将每根线股缠绕在一个或多个接收卷筒上以用于储存。

为了制造本发明的多线股帘线，如本领域技术人员所公知的，所述方法使用规格与组装线股相配的缆合机或捻合机将先前获得的线股缆合或捻合在一起。

因此，在Z方向上围绕内部线股TI以捻距pe组装L根外部线股TE，从而形成帘线50。可能地，在最后的组装步骤中，在S方向上围绕先前获得的组件以捻距pf缠绕包覆物F。

然后，通过压延将帘线50结合到复合织物中，所述复合织物由已知的配混物形成，并通常用于制造子午线轮胎的胎冠增强件，所述已知的配混物基于天然橡胶和作为增强填料的炭黑。除了弹性体和增强填料(炭黑)之外，该配混物基本上还包含抗氧化剂、硬脂酸、增量油、作为粘合促进剂的环烷酸钴和最后的硫化体系(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配混物的薄层形成的弹性体配混物基质，所述弹性体配混物的薄层在帘线的两侧叠加，并且分别具有范围在1mm至4mm之间的厚度。压延间距(帘线在弹性体配混物织物中铺设的距离)的范围为4mm至8mm。

然后，在制造轮胎的方法的过程中，将这些复合织物用作胎冠增强件中的工作帘布层，所述方法的步骤是本领域技术人员已知的。

下表1汇总了各种帘线50和50’的特征。

[表1]

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对比测试

每单位面积的断裂能的评价

模拟了各种对照帘线和现有技术的帘线。

表2汇总了现有技术的帘线EDT(EP2426255的实施例2)的特征。

[表2]

表1和表2表明，相对于现有技术的帘线EDT和EDT’，帘线50和50’表现出改进的每单位面积的断裂能。具体地，帘线EDT和EDT’具有相对较高的弱化系数，但是断裂力相对较低，导致每单位面积的断裂能不足以减少轮胎中帘线的断裂数量和穿孔数量。因此，根据本发明的帘线具有的每单位面积的断裂能ES≥175N.mm

本发明不限于上述实施方案。