CN114787435B - 用于制造车辆车轮的轮胎的金属增强帘线的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制造车辆车轮的轮胎的金属增强帘线(10)的方法。方法包括：提供至少一个细长元件(15)，所述至少一个细长元件包括加捻在一起的至少一个金属线(11)与至少一个织物纱线(20)；从所述至少一个细长元件(15)去除所述至少一个织物纱线(20)，以形成前述金属增强帘线(10)。这种金属增强帘线(10)具有螺旋几何形状，仅由沿着螺旋路径延伸的所述至少一个金属线(11)组成。本发明还涉及一种用于制造前述金属增强帘线(10)的设备(1)。

Description

用于制造车辆车轮的轮胎的金属增强帘线的方法和设备

技术领域

本发明涉及用于制造车辆车轮的轮胎的金属增强帘线的方法和设备。

背景技术

在US2003046919和本申请人名下的WO2007128335和WO2012055677中描述了用于车辆车轮的轮胎的金属增强帘线以及用于制造金属增强帘线的方法和设备。

发明内容

在下文中，当提及包括在最小值和最大值之间的任何值范围时，前述最小值和最大值包括在前述范围内，除非另有明确说明。

此外，所有范围均包括所描述的最大值和最小值的任何组合并且包括任何中间范围，即使没有明确说明。

任何数值都被认为前面有术语“约”，以便还表示与所述数值略有不同的任何数值，例如考虑到参考领域中的典型尺寸公差。

在下文中应用以下定义。

术语轮胎的“赤道面”用于表示垂直于轮胎旋转轴线并将轮胎分成对称相等的两个部分的平面。

分别参照与轮胎的赤道面基本平行的方向和与轮胎的赤道面基本垂直的方向，即，与轮胎的旋转轴线基本垂直的方向和与轮胎的旋转轴线基本平行的方向使用术语“径向”和“轴向”以及表述“径向内/外”和“轴向内/外”。

参照轮胎的环形延伸方向，即，轮胎的滚动方向使用术语“周向”和“周向地”，所述轮胎的环形延伸方向，即，轮胎的滚动方向对应于位于与轮胎的赤道面重合或基本平行的平面上的方向。

术语“基本轴向方向”用于表示相对于轮胎的赤道面倾斜包括在70°和90°之间角度的方向。

术语“基本周向方向”用于表示相对于轮胎的赤道面以包括在0°和10°之间的角度定向的方向。

参照预定方向和预定基准来使用表述“上游”和“下游”。因此，假设例如从左到右的方向和沿着所述方向所取的基准，相对于基准的位置“下游”指示所述基准右侧的位置，相对于基准的“上游”位置指示所述基准左侧的位置。

术语“弹性体材料”用于表示包括可硫化的天然或合成聚合物和增强填料的材料，其中这种材料在室温下以及在经过硫化后可以经受由力引起的变形并且能够在消除变形力后迅速而积极地恢复基本原始形状和尺寸(根据ASTM D1566-11与橡胶有关的标准术语(Standard Terminology Relating To Rubber)的定义)。

术语“金属增强帘线”用于表示由一个或多个细长元件(也称为“线”)组成的元件，所述细长元件由金属材料制成并且可能被弹性体材料涂覆或结合在弹性体材料的基质中。

术语“混杂增强帘线”用于表示包括加捻在一起的至少一个金属线和至少一个织物纱线的增强帘线。在下文中，提及混杂增强帘线，特别是指包括具有低模量的织物纱线(如例如尼龙纱线)的增强帘线。

术语“混合织物增强帘线”用于表示包括加捻在一起的至少一个具有低模量的织物纱线(如例如尼龙纱线)和至少一个具有高模量的织物纱线(如例如芳纶纱线)的增强帘线。

术语“纱线”用于表示由多个织物细丝或纤维的聚集体组成的细长元件。

纱线可以具有一个或多个“经纱”，其中术语“经纱”用于表示加捻在一起的细丝束。优选地，提供单个经纱或至少两个加捻在一起的经纱。

纱线可以用代表织物材料、所用纤维的线密度和形成纱线的经纱数的符号来识别。例如，标识为Ar1672的芳纶纱线(芳族聚酰胺)是指包括线密度为1670dtex的芳纶纤维、由加捻在一起的两个经纱形成的织物纱线。

术语“线股”用于表示至少两个线或纱线的结合，或至少一个线和至少一个纱线的结合，以构成旨在与至少一个其他细长元件加捻在一起形成增强帘线的至少一部分的细长元件。

术语增强帘线或线的“直径”用于表示按照方法BISFA E10(国际人造纤维标准化局(The International Bureau For The Standardization Of Man-Made Fibres)，国际认可的轮胎钢帘线测试方法(Internationally Agreed Methods For Testing SteelTyre Cords)，1995年版)测量的直径。

在纱线的情况下，术语“直径”用于表示理想圆周的直径，所述理想圆周外接限定纱线的所有细丝。纱线的直径随着纱线的细丝和/或经纱的数量增加而增加。

术语层的“线数”用于表示在该层中提供的每单位长度的增强帘线的数量。线数可以用帘线/dm(每分米的帘线数)为单位进行测量。

术语帘线或纱线的“线密度”或“支数”用于表示每单位长度的帘线或纱线的重量。线密度可以以dtex(每10公里长度的克数)为单位进行测量。

术语“模量”用于表示在根据BISFA标准的负荷-伸长率曲线的任何点处测量的负荷(或力)与伸长率之间的比率。通过计算定义前述曲线的负荷-伸长率函数的一阶导数来追踪这样的曲线，所述一阶导数归一化为以Tex表示的线密度。因此，模量以cN/Tex表示。在负荷-伸长率曲线图中，模量由前述曲线相对于水平轴的斜率确定。

术语“初始模量”用于表示在负荷-伸长率曲线的原点处，即伸长率等于0处计算的模量。

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3000N/Tex的初始模量。

根据BISFA规定的测试，对于线密度和模量的测量，参考在测试阶段或加捻阶段不加捻的扁平线/纱线。

术语增强帘线的“断裂负荷”和“断裂伸长率”分别用于表示使用BISFA E6(国际人造纤维标准化局(The International Bureau For The Standardization Of Man-MadeFibres)，国际认可的轮胎钢帘线测试方法(Internationally Agreed Methods ForTesting Steel Tyre Cords)，1995年版)评估的增强帘线发生断裂的负荷和伸长百分比。

术语增强帘线的“部分负荷伸长率”用于表示增强帘线受到50N牵引力时获得的伸长百分比与增强帘线受到2.5N牵引力时获得的伸长百分比之间的差。部分负荷伸长率用方法BISFA E7(国际人造纤维标准化局(The International Bureau For TheStandardization Of Man-Made Fibres)，国际认可的轮胎钢帘线测试方法(Internationally Agreed Methods For Testing Steel Tyre Cords)，1995年版)评估。

术语增强帘线的“刚度”用于表示利用BISFA E8(国际人造纤维标准化局(TheInternational Bureau For The Standardization Of Man-Made Fibres)，国际认可的轮胎钢帘线测试方法(Internationally Agreed Methods For Testing Steel TyreCords)，1995年版)评估的以预定角度(通常为15°)弯曲的抗弯矩。

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：

a)断裂伸长率等于至少3.5％，并且优选地

b)部分负荷伸长率包括在1％和3％之间。

使用方法BISFAE6(国际人造纤维标准化局(The International Bureau For TheStandardization Of Man-Made Fibres)，国际认可的轮胎钢帘线测试方法(Internationally Agreed Methods For Testing Steel Tyre Cords)，1995年版)计算上面引用的特征“a”。使用方法BISFA E7(国际人造纤维标准化局(The InternationalBureau For The Standardization Of Man-Made Fibres)，国际认可的轮胎钢帘线测试方法(Internationally Agreed Methods For Testing Steel Tyre Cords)，1995年版)计算上面引用的特征“b”。

术语“由NT钢制成的线”(普通抗拉强度钢)用于表示由碳钢制成的线，所述线的抗拉强度为2800±200MPa，例如对于线直径为0.28mm其具有至少2700MPa的抗拉强度。

术语“由HT钢制成的线”(高抗拉强度钢)用于表示由碳钢制成的线，所述线的抗拉强度为3200±200MPa，例如对于线直径为0.28mm其具有至少3100MPa的抗拉强度。

术语“由ST钢制成的线”(超高抗拉强度钢)用于表示由碳钢制成的线，所述线的抗拉强度为3500±200MPa，例如对于线直径为0.28mm其具有至少3400MPa的抗拉强度。

术语“由UT钢制成的线”(极高抗拉强度钢)用于表示由碳钢制成的线，所述线的抗拉强度为3900±200MPa，例如对于线直径为0.28mm其具有至少3800MPa的抗拉强度。

公差±200MPa表示对于每一类钢包括由于不同的线直径(例如对于包括在0.12mm和0.40mm之间的线直径)而产生的最小和最大抗拉强度值(通常抗拉强度值与线的直径成反比)。

术语增强帘线的“机械性能”用于表示增强帘线在承受负荷(或力)时提供的反应。在牵引负荷的情况下，这样的负荷导致根据由特定负荷-伸长率曲线识别的函数而取决于负荷量可变的伸长率。机械性能取决于所使用的线(多个线)和/或纱线(多个纱线)的材料、这种线/纱线的数量、它们的直径或线密度以及可能的加捻节距。

表述增强帘线的“散开”用于表示当增强帘线经受用切割器切割时增强帘线的单个线和/或纱线不能保持稳定编织的趋势。使用方法BISFA E3(国际人造纤维标准化局(TheInternational Bureau For The Standardization Of Man-Made Fibres)，国际认可的轮胎钢帘线测试方法(Internationally Agreed Methods For Testing Steel TyreCords)，1995年版)评估散开。

术语“高性能轮胎”用于表示通常旨在用于高性能和超高性能自动车的车轮的轮胎。这种轮胎通常被定义为“HP”或“UHP”并允许达到超过200km/h，直至超过300km/h的速度。这种轮胎的示例是根据E.T.R.T.O.(欧洲轮胎和轮辋技术组织(European Tyre andRim Technical Organisation))标准属于类别“T”、“U”、“H”、“V”、“Z”、“W”、“Y”标准轮胎和赛车轮胎，尤其是用于高活塞排量四轮车辆的轮胎。通常，属于此类的轮胎的截面宽度等于或大于185mm，优选地包括在195mm和385mm之间，更优选地包括在195mm和355mm之间。这种轮胎优选地安装在这样的轮辋上，所述轮辋的配合直径等于或大于13英寸，优选地不大于24英寸，更优选地包括在16英寸和23英寸之间。这种轮胎也可以用于与前述自动车不同的车辆，例如高性能运动型摩托车，即能够达到甚至超过270km/h的速度的摩托车。此类摩托车属于通常用以下分类标识的类别：超运动、超级运动、运动旅行；以及较低速度等级：踏板车、公路耐力和定制。

术语“用于摩托车车轮的轮胎”用于表示具有高曲率比(通常大于0.200)的轮胎，所述轮胎能够在摩托车转弯时达到高外倾角。

术语“用于重型和/或轻型车辆车轮的轮胎”用于表示旨在用于属于根据“ECE车辆构造综合决议(R.E.3)，附件7，动力驱动车辆和挂车的分类和定义(ECE ConsolidatedResolution of the Construction of vehicles(R.E.3),Annex 7,Classification anddefinition of power driven vehicles and trailers)”的M2、M3、N2、N3和02-04类或者属于根据“ETRTO工程设计信息”(2010年版)，“总说明”章节，第G15和G16页，章节“轮式车辆分类国际规范，如UN/ECE 29/78和指导2003/37”(“ETRTO Engineering designinformation”(2010edition),“General Information”section,pages G15 and G16,chapter“International codes for wheeled vehicle classification as UN/ECE 29/78and Directive 2003/37”)的M3、N2、O3、O4类的车辆的轮胎。

在下文中，当提及自动车轮胎时，旨在为用于汽车的轮胎，如例如上面定义的高性能轮胎；以及旨在为用于轻型车辆的轮胎，例如卡车、厢式货车、露营车、皮卡车，所述轻型车辆通常满载情况下的总质量等于或低于3500公斤。

术语“子午线胎体结构”用于表示包括多个增强帘线的胎体结构，每个增强帘线沿着基本轴向方向定向。这种增强帘线可以结合在单个胎体层中或结合在径向彼此并置的多个(优选两个)胎体层中。

术语“交叉带束结构”用于表示这样的带束结构，所述带束结构包括：第一带束层，所述第一带束层包括基本彼此平行并相对于轮胎的赤道面倾斜预定角度的增强帘线；至少一个第二带束层，其相对于第一带束层布置在径向外部位置并且包括增强帘线，所述增强帘线基本相互平行并且相对于轮胎的赤道面以与第一层的帘线中的一个相反的倾斜定向。

术语“零度带束层”用于表示包括至少一个增强帘线的增强层，所述增强帘线根据基本周向卷绕方向卷绕在带束结构上。

术语“防石层”用于表示这样的层，通常在用于重型和/或轻型车辆车轮的轮胎中，所述层特别设置在相对于带束结构的径向外部位置中以保护带束结构(和底层胎体结构)免受不期望的物体或外部元件(例如石头和/或砾石和/或水和/或湿气)和/或路面上的粗糙部分影响。这种防石层包括多个相互平行并根据基本周向方向延伸的帘线。

为了抑制CO₂到大气中的排放，本申请人多年来一直在生产用于自动车、摩托车以及具有低滚动阻力的重型和/或轻型车辆车轮的轮胎。这样的轮胎在各自的交叉带束结构中和/或在下面用“胎圈包布(chafer)”和“钢丝圈外包布(flipper)”指示的胎圈增强结构中和/或在用于重型和/或轻型车辆车轮的轮胎的特定情况下在防石层中包括特别包括轻钢线的金属增强帘线，例如其直径等于0.22mm、0.20mm或0.175mm。

本申请人选择在轮胎的前述结构部件中使用仅包括钢线的增强帘线的原因在于具有高刚度和优异抗疲劳性的钢线能够为增强帘线提供并且因此为轮胎的前述结构部件提供对高压缩或弯曲应力的高抵抗性，这些结构部件通常在安装有轮胎的车辆的行驶期间经受所述高压缩或弯曲应力。此外，由于钢的高导热能力，钢线具有高热稳定性，因此即使在极端使用条件下(如高性能轮胎的典型使用条件)，也为增强帘线提供稳定的机械性能。

本申请人还观察到，钢确保增强帘线与周围弹性体材料的良好粘附性，从而在轮胎的质量方面具有优势。

然而，本申请人观察到，为了避免在轮胎内部漏水的情况下钢腐蚀的风险，同时为了最大化钢和弹性体材料之间的粘附性，建议确保：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，弹性体材料尽可能完全地围绕每个钢线。在包括多个加捻在一起的钢线的增强帘线的情况下，还建议弹性体材料尽可能多地穿透限定在前述线之间的空间中。这是为了避免存在钢线可能相互接触的区域，这实际上会构成由于微动疲劳而可能形成裂纹的区域，代价是轮胎的结构完整性。

本申请人还观察到，具有低部分负荷伸长率的钢线不适合用在期望高部分负荷伸长率的轮胎结构部件中，如例如应用在零度带束层中。在这样的结构部件中，认为优选的是使用具有低模量的织物增强帘线，如例如由尼龙制成的增强帘线，或者在高负荷下也需要高刚度(因此在高负荷下需要高模量)的情况下使用混合织物增强帘线或混杂增强帘线。

特别参考混合织物增强帘线和混杂增强帘线，由于它们通过使用具有低模量的材料和具有高模量的材料获得的独特的“双模量”机械性能而使得它们可以获得期望的部分负荷伸长率和期望的刚度。在低负荷下，增强帘线的机械性能主要由具有低模量的材料提供的反应决定，而在高负荷下，增强帘线的机械性能主要由具有高模量的材料提供的反应决定。因此，这种类型的增强帘线具有在负荷-伸长率图中通过由连接弯曲部分开的两个段限定的曲线转换的机械性能，其中弯曲部左侧的段(表示部分负荷伸长率)相对于水平轴的倾斜度比弯曲部右侧的段(表示刚度)的倾斜度小得多。

然而，本申请人已经观察到，与金属增强帘线不同，织物和混杂增强帘线不允许周围弹性体材料的足够粘附性。因此，有必要用粘附性物质涂覆织物和混杂增强帘线或者使它们经受特定的化学或物理粘附固定处理。

本申请人认为，在目前使用织物或混杂增强帘线的轮胎的那些结构部件中也期望使用金属增强帘线，以便在这些结构部件中也获得增强帘线和周围弹性体材料之间的足够粘附性，而无需将粘附性涂层施加到增强帘线或对其进行粘附固定处理。

本申请人已经发现，可以通过提供具有螺旋几何形状的金属增强帘线来满足这一要求。

本申请人确实已经意识到，这种特定的几何形状允许增强帘线具有：低负荷下的机械性能，所述低负荷下的机械性能与具有低模量(从而获得高部分负荷伸长率)的织物增强帘线的机械性能相当；和高负荷下的机械性能，所述高负荷下的机械性能与金属增强帘线的机械性能相当(从而获得高刚度)。高部分负荷伸长率是限定金属增强帘线的螺旋拉伸的结果(在这种情况下，增强帘线表现得像弹簧)，而高负荷下的高刚度是作为金属材料的典型特征的高弹性模量的结果。

在实践中，由于前述螺旋几何形状，因此金属增强帘线可具有“双模量”机械性能，其与混杂和混合织物增强帘线的典型机械性能相当。因此，可以在通常使用混杂和混合织物增强帘线的所有那些轮胎结构部件中使用前述金属增强帘线，从而获得与使用金属增强帘线相关的所有前述优点(特别是：抗疲劳性、热稳定性和粘附性)。

本申请人已经发现，在金属增强帘线包括单个金属线的情况下，前述螺旋几何形状也允许提高增强帘线和周围弹性体材料之间的粘附性。这是由于螺旋线上的弹性体材料相对于基本直的线具有更好的机械粘附性。

本申请人还发现，在金属增强帘线包括多个加捻在一起的钢线的情况下，螺旋几何形状除了在粘附性方面的期望改进外，还可以获得金属增强帘线内部的弹性体材料的更好的穿透性，因此在耐腐蚀和抗微动疲劳方面具有优势。

本申请人还确信，为增强帘线提供在承受负荷时纵向延伸的能力的螺旋几何形状允许在交叉带束结构中使用的金属增强帘线在轮胎成型过程期间保持其设计倾斜角度。

因此，本发明在其第一方面涉及一种用于制造车辆车轮的轮胎的金属增强帘线的方法。

优选地，提供至少一个细长元件，所述至少一个细长元件包括加捻在一起的至少一个金属线与至少一个织物纱线。

优选地，从所述至少一个细长元件去除所述至少一个织物纱线以形成金属增强帘线，在所述金属增强帘线中所述至少一个金属线沿着螺旋路径延伸。

本发明在其第二方面涉及一种用于由至少一个细长元件制造车辆车轮的轮胎的金属增强帘线的设备，所述至少一个细长元件包括加捻在一起的至少一个金属线与至少一个织物纱线。

优选地，设置去除装置，所述去除装置构造成从所述至少一个细长元件去除所述至少一个织物纱线以形成金属增强帘线，在所述金属增强帘线中所述至少一个金属线沿着螺旋路径延伸。

这种设备使得可以得到根据本发明第一方面的金属增强帘线。

在本发明中，织物纱线因此是“抛弃式(throwaway)”元件，即，仅用于为所述至少一个金属线提供螺旋几何形状的元件。织物纱线因此旨在被去除，以获得仅由所述至少一个金属线组成并因此也具有螺旋几何形状的金属增强帘线。这种金属增强帘线除了具有金属增强帘线典型的那些有利特征(高负荷下的刚度、抗疲劳性、热稳定性和对弹性体材料的粘附性)之外，还具有弹性体材料在其内部的高穿透性(在金属增强帘线包括多个金属线的情况下)和高部分负荷伸长率。

通过改变所述至少一个金属线围绕所述至少一个织物纱线加捻的加捻节距、所述至少一个金属线的直径、金属线的数量、所述至少一个织物纱线的直径(即，织物纱线的细丝和/或经纱的数量)、织物纱线的数量中的一种或多种，可以取决于具体应用选择本发明的金属增强帘线的特定螺旋几何形状。

取决于所选择的特定螺旋几何形状，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一些结构部件中。例如，可以预见这样的螺旋几何形状，其适于使刚度和/或断裂负荷最大化，和/或在增强帘线包括多个金属线的情况下弹性体材料在限定在各金属线之间的空间内部的穿透，或者不同的螺旋几何形状，其适于使部分负荷伸长率和/或断裂伸长率最大化。

根据本申请人，优选的是当在用于自动车或重型和/或轻型车辆车轮的轮胎的交叉带束结构中或用于汽车、摩托车或重型和/或轻型车辆车轮的轮胎的胎圈的下文用“胎圈包布”和“钢丝圈外包布”表示的增强结构中或用于汽车、摩托车或重型和/或轻型车辆车轮的轮胎的防石层中或者用于摩托车或者重型和/或轻型车辆车轮的轮胎的胎体结构中使用金属增强帘线时，最大化刚度和/或断裂负荷和/或穿透，而优选的是当在用于汽车、重型和/或轻型车辆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，最大化部分负荷伸长率和/或断裂伸长率。

本申请人认为，有利的是轮胎的胎体结构中的部分负荷伸长率也最大化，以便增加弹性体材料在增强帘线内部的穿透。

本申请人认为，例如：

-为了使刚度和/或断裂负荷最大化，可以增加金属线的数量和/或直径或减小所述至少一个织物纱线的直径(即，织物纱线的细丝和/或经纱的数量)，同时保持其他参数不变；

-为了使穿透最大化，可以增加所述至少一个金属线围绕所述至少一个织物纱线的加捻节距或所述至少一个织物纱线的直径(即，织物纱线的细丝和/或经纱的数量)，同时保持其他参数不变；

-为了使部分负荷伸长率和/或断裂伸长率最大化，可以增加所述至少一个织物纱线的直径(即，织物纱线的细丝和/或经纱的数量)或减少所述至少一个金属线围绕所述至少一个织物纱线的加捻节距，同时保持其他参数不变。

在前述方面中的至少一个方面，本发明可以具有下文所述的优选特征中的至少一个。因此，除非另有明确说明，否则这些特征可以单独提供或彼此组合提供。

一旦获得，细长元件就可以卷绕在服务卷轴上，随后从所述服务卷轴取出所述细长元件以去除织物纱线，并且因此制造金属增强帘线。

替代地，细长元件可以沿着预定的进给方向连续进给以去除织物纱线，并且因此制造金属增强帘线。在这最后一种情况下，在获得所述至少一个细长元件并且因此在制造金属增强帘线的同时从细长元件去除织物纱线。

在上面讨论的两种情况下，通过将所述至少一个金属线和所述至少一个织物纱线进给到加捻装置来获得所述至少一个细长元件。

优选地，所述至少一个织物纱线由水溶性材料制成，更优选由水溶性合成聚合材料制成，甚至更优选由聚乙烯醇(PVA)制成。这种材料是无毒、无色和无味的，因此它的使用不会对操纵它或在它附近的工人造成任何风险。

优选地，去除所述至少一个织物纱线包括向所述至少一个细长元件进给热水射流。

优选地，在去除所述至少一个织物纱线之后，干燥所述金属增强帘线。

优选地，所述金属增强帘线，可能在干燥之后，卷绕在收集卷轴上，然后从所述收集卷轴取出所述金属增强帘线以构建轮胎或其结构部件。

作为通过热水射流去除的替代方案，可以提供通过构造成将织物纱线从金属线(多个金属线)解绕的装置的机械去除，或通过蒸汽的去除，或通过织物纱线的热分解并随后通过吹送空气或浸泡在水中去除所述织物纱线的碎片的去除。

在本发明的优选实施例中，所述至少一个细长元件包括加捻在一起的至少两个金属线与所述至少一个织物纱线。因此，金属增强帘线由加捻在一起的多个金属线组成，每个金属线均具有螺旋几何形状。

所述至少两个金属线可以与所述至少一个织物纱线以相同的加捻节距和相同的加捻方向或以相同的加捻节距和相反的加捻方向或以不同的加捻节距和相同的加捻方向或以不同的加捻节距和相反的加捻方向加捻在一起。

所述至少两个金属线可以具有或可以不具有相同的直径。

优选地，所述至少两个金属线由钢制成。这种钢线可以具有或不具有相同的碳含量。

包括多个金属线的金属增强帘线特别适合于允许弹性体材料在所述金属线之间限定的空间内部的充分穿透，从而保护增强帘线免受由于轮胎内部漏水而可能发生的腐蚀现象，避免不期望的微动现象，并且最大化增强帘线和弹性体材料之间的粘附性。事实上，弹性体材料占据了织物纱线被去除后留下的自由空间。

布置在金属线之间的弹性体材料也趋向于表现得像增强帘线的结构部件，因此它在刚度方面也有贡献。

通过增加织物纱线的直径或线密度，可以增加结合在增强帘线的金属线之间的弹性体材料的量，并使钢线更均匀地分布在结构部件的具有预定厚度的构件中，从而实现这种结构部件的增加的刚度和这种结构部件在轮胎的使用期间所承受的应力的更好传递，由此有利于响应性。

与金属线在结构部件的构件中分布更均匀相关的另一个有利效果是可以增加螺旋的卷绕节距而不存在发生散开的风险。这允许在预定时间段内增加所生产的金属增强帘线的量(在下文中这种特征也称为“机器输出”)，从而具有经济和生产优势。

例如，假设细长元件(包括加捻在一起的一个或多个金属线线股与一个或多个织物纱线)和金属增强帘线(包括加捻在一起的一个或多个金属线线股)具有基本圆形的横截面，可以制造细长元件，使得织物纱线仅布置在基本周向相对的金属线之间或仅布置在基本周向相邻的金属线之间或布置在基本周向相对的金属线之间和基本周向相邻的金属线之间。在这种情况下，在去除织物纱线之后在增强帘线中提供并旨在由弹性体材料占据的空间将仅是限定在各线之间的内部空间或仅是限定在周向相邻的线之间的外部空间或是限定在各线之间的内部空间和限定在周向相邻的线之间的外部空间。在细长元件包括多个线股的情况下，每个线股均包括加捻在一起的多个金属线与相应的织物纱线，可以从前述线股中的仅一些或从所有前述线股去除织物纱线。

在其一些优选实施例中，所述金属增强帘线包括所述至少两个金属线处于基本相互接触的状态的多个横截面。

优选地，所述金属增强帘线还包括所述至少两个金属线彼此间隔开的其他横截面。

然而，可以采用适合确保在增强帘线的所有横截面中所述至少两个金属线彼此间隔开的解决方案。

这种解决方案优选地包括使金属增强帘线适当地变形(或预成型或卷曲)直到所有金属线沿着增强帘线的整个纵向延伸部彼此间隔开。可以通过利用预定拉动使增强帘线经过具有减小的直径(例如包括在1和5mm之间)的多个圆柱体为增强帘线提供非常高的曲率来获得这样的变形(或预成型或卷曲)。

因此，在一些实施例中，使金属增强帘线变形包括通过随时间恒定或可变的牵引力拉动所述金属增强帘线。以这种方式可以根据需要调节各金属线的相对间距，并因此调节它们在轮胎的结构部件的预定构件中的分布。

随着各金属线之间的间距变化，弹性体材料在金属增强帘线中的穿透和金属增强帘线的刚度都发生变化。

根据本发明，去除装置相对于所述至少一个细长元件的进给方向布置在服务卷轴的下游，所述服务卷轴构造成收集所述至少一个细长元件，或者在获得所述至少一个细长元件的同时进行所述至少一个织物纱线的去除的情况中，所述去除装置布置在加捻装置的下游，所述加捻装置构造成将所述至少一个金属线和所述至少一个织物纱线加捻在一起，从而获得所述至少一个细长元件。

前述服务卷轴当提供时布置在加捻装置的下游，所述加捻装置构造成将所述至少一个金属线和所述至少一个织物纱线加捻在一起，从而获得所述至少一个细长元件。

优选地，构造成收集所述金属增强帘线的收集卷轴设置在所述去除装置的下游。

优选地，去除装置包括热水射流进给装置。

优选地，干燥装置设置在所述进给装置的下游。

如前所述，可以预见不同于基于热水射流进给的去除系统的织物纱线的去除系统。

通过本发明获得的金属增强帘线的部分负荷伸长率可以大于1％，优选地大于2％，甚至大于3％，甚至大于或等于3.5％，优选甚至大于或等于4％，甚至更优选地大于或等于5％。

所述金属增强帘线的加捻节距可以大于或等于2mm，优选地大于或等于3mm，甚至更优选地大于或等于4mm、甚至更优选地大于或等于5mm。

所述金属增强帘线的断裂伸长率可以大于5％，优选高达20％，更优选高达15％。

附图说明

本发明的进一步的特征和优点将从以下参照附图对本发明的优选实施例的详细描述中变得更加清楚。

在这样的附图中：

图1是可以使用根据本发明的金属增强帘线的轮胎的可行实施例的一部分的示意性局部半剖视图；

图2是根据本发明的金属增强帘线的第一实施例的段的照片；

图3是用于制造图2的金属增强帘线的织物纱线的照片；

图3a是用于通过图3的织物纱线制造图2的金属增强帘线的细长元件的照片；

图4是根据本发明的用于制造金属增强帘线的设备的第一实施例的示意图，所述设备执行连续处理；

图5a和5b示出根据本发明的用于制造金属增强帘线的设备的第二实施例，所述设备执行不连续处理；

图6-10示出常规帘线和根据本发明制造的金属增强帘线的一些负荷-伸长率曲线图；

图11-20示出根据本发明制造的金属增强帘线和常规金属增强帘线的各种示例；还示出在弹性体材料的相应构件中的每个前述增强帘线的一些横截面；

图21和22示出根据本发明制造的金属增强帘线的进一步实施例的相应段。

具体实施方式

为简单起见，图1仅示出用本发明的方法和设备生产的轮胎100的实施例的一部分，未示出的其余部分基本相同并且相对于轮胎赤道面M-M对称布置。

图1所示的轮胎100尤其是用于四轮车辆的轮胎。

优选地，轮胎100是用于运动和/或高性能或超高性能自动车的HP或UHP轮胎。

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。

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的径向外部位置中的由弹性体材料制成的胎面带109。

支撑结构100a包括胎体结构101，所述胎体结构包括至少一个胎体层111。

在下文中，为了描述的简单起见，将参考包括单个胎体层111的轮胎100的实施例，然而应当理解所描述的内容在包括多于一个胎体层的轮胎中具有类似的应用。

胎体层111具有与相应的称为胎圈芯102的环形锚固结构接合的轴向相对的端部边缘，所述胎圈芯可能与弹性体填料104相联。轮胎100的包括胎圈芯102和可能的弹性体填料104的区域形成环形增强结构103，其称为“胎圈结构”并且旨在允许将轮胎100锚固在未示出的对应安装轮辋上。

胎体层111包括涂覆有弹性体材料或结合在交联弹性体材料的基体中的多个增强帘线10'。

胎体结构101是子午型的，即增强帘线10'位于包括轮胎100的旋转轴线R-R并且基本垂直于轮胎100的赤道面M-M的平面上。

每个环形增强结构103通过围绕胎圈芯102和可能的弹性体填料104折回(或翻折)至少一个胎体层111的相对端部边缘而与胎体结构101相联，从而形成所谓的胎体结构101的翻折部101a。

在实施例中，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(图1中未示出)进行，所述第二胎体层被施加在相对于胎体层111的径向外部位置。

在每个环形增强结构103处设置有耐磨条105，以便沿着环形增强结构103的轴向内部区域、轴向外部区域和径向内部区域包裹环形增强结构103，从而当轮胎100安装在轮辋上时布置在环形增强结构和车轮的轮辋之间。然而，可以预见其中不提供这种耐磨条105的实施例。

支撑结构100a在相对于胎体结构101的径向外部位置包括交叉带束结构106，所述交叉带束结构包括至少两个相对于彼此径向并列布置的带束层106a、106b。

带束层106a、106b分别包括多个增强帘线10a、10b。这种增强帘线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以包括在15°和45°之间，优选地在20°和40°之间的角度倾斜定向。例如，这样的角度等于30°。

支撑结构100a还可以包括布置在胎体结构101和前述带束层106a、106b的径向内部带束层之间的另外的带束层(未示出)，所述另外的带束层包括多个增强帘线，所述多个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以等于90°的角度倾斜定向。

支撑结构100a还可以包括布置在相对于前述带束层106a、106b的径向外部带束层的径向外部位置的另外的带束层(未示出)，所述另外的带束层包括多个增强帘线，所述多个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以包括在20°和70°之间的角度倾斜定向。

带束层106a、106b的增强帘线10a、10b彼此平行并且相对于另一个带束层106b、106a的增强帘线具有交叉定向。

在超高性能轮胎中，带束结构106可以是翻折交叉带束结构。这种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部边缘而制成的。优选地，第一带束层首先铺设在支撑元件上，然后支撑元件径向膨胀，然后将第二带束层铺设在第一带束层上，最后将第一带束层的相对的轴向端部边缘翻折到第二带束层上，以至少部分地覆盖第二带束层，所述第二带束层是径向最外层。在一些情况下，可以在第二带束层上铺设第三带束层。有利地，带束层的轴向相对端部边缘在径向外部带束层上的翻折赋予轮胎在进入弯道时更大的反应性和响应性。

支撑结构100a在相对于交叉带束结构106的径向外部位置包括至少一个零度带束层106c，通常称为“零度带束”。它包括沿着基本周向方向定向的增强帘线10c。这样的增强帘线10c因此相对于轮胎100的赤道面M-M形成几度(通常低于10°，例如包括在0°和6°之间)的角度。

与构成轮胎100的其他半成品一样，胎面带109相对于零度带束层106c施加在径向外部位置。

由弹性体材料制成的相应侧壁108也被施加在胎体结构101的相对侧表面上的相对于胎体结构101本身的轴向外部位置。每个侧壁108均从胎面带109的侧向边缘之一延伸直到相应的环形增强结构103。

当提供时，耐磨条105至少延伸直到相应的侧壁108。

在一些具体实施例中，如本文所示和描述的实施例，可以通过提供通常称为“钢丝圈外包布”的增强层120或其他条状元件来提高侧壁108的刚度，其具有增加环形增强结构103和侧壁108的刚度和完整性的功能。

钢丝圈外包布120围绕相应的胎圈芯102和弹性体填料104卷绕，以便至少部分地围绕环形增强结构103。特别地，钢丝圈外包布120沿着环形增强结构103的轴向内部区域、轴向外部区域和径向内部区域包裹环形增强结构103。

钢丝圈外包布120布置在胎体层111的翻折端部边缘与相应的环形增强结构103之间。通常，钢丝圈外包布120与胎体层111和环形增强结构103接触。

在一些具体实施例中，如本文所示和描述的那样，环形增强结构103还可以包括通常称为术语“胎圈包布”或保护条的另外的增强层121，其具有增加环形增强结构103的刚度和完整性的功能。

钢丝圈外包布121在相对于相应环形增强结构103的轴向外部位置中与胎体层111的相应翻折端部边缘相联并且朝向侧壁108和胎面带109径向延伸。

钢丝圈外包布120和胎圈包布121包括涂覆有弹性体材料或结合在交联弹性体材料的基体中的增强帘线10d(在附图中看不到钢丝圈外包布121的那些)。

胎面带109在其径向外部位置具有旨在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未示出)，所述周向沟槽通过横向凹口(图1未示出)连接，以便在滚动表面109a上限定各种形状和大小的多个块体(图1未示出)。

子层107布置在零度带束层106c和胎面带109之间。

在一些具体实施例中，如本文所示和描述的实施例，由弹性体材料构成的通常称为“迷你侧壁(mini-sidewall)110”的条可以可能地设置在侧壁108和胎面带109之间的连接区域中。迷你侧壁110通常通过与胎面带109共同挤出而获得，并且允许改善胎面带109和侧壁108之间的机械相互作用。

优选地，侧壁108的端部部分直接覆盖胎面带109的侧向边缘。

在没有气室的轮胎的情况下，通常称为“衬里”的弹性体材料层112也可以设置在相对于胎体层111的径向内部位置，以提供对轮胎100的充气空气的必要气密性。

取决于轮胎100的类型，增强帘线10a、10b、10c、10d可以是根据本发明制造的金属增强帘线10。这种金属增强帘线10也可以用于摩托车车轮的轮胎的胎体结构或带束层结构以及用于重型和/或轻型车辆车轮的轮胎的防石层和/或胎体层或带束层。

图2中示出根据本发明制造的金属增强帘线10的实施例。

参照该图，金属增强帘线10包括多个金属线11(在所示示例中为四个)，每个金属线根据由具有预定卷绕节距P的相应螺旋限定的螺旋几何形状沿着纵向方向L延伸。金属增强帘线10因此沿着具有前述预定卷绕节距P的螺旋路径纵向延伸。

参照图3和3a，通过在常规加捻机(图中未示出)中将所述多个线11和织物纱线20(例如图3所示的类型)以等于前述卷绕节距P的加捻节距加捻在一起以制造细长元件15(例如图3a所示的类型)来获得图2的金属增强帘线10。

如将在下文参照图4和5a、5b所述描述的那样，织物纱线20旨在从细长元件15去除。在这种去除之后，金属线11保持前述螺旋几何形状并限定金属增强帘线10，它也将具有螺旋几何形状。

金属线11优选全部由相同材料制成，更优选全部由钢制成。金属线11可以是由NT(普通抗拉强度)钢制成的线或由HT(高抗拉强度)钢制成的线或由ST(超高抗拉强度)钢制成的线或由UT(极高抗拉强度)钢制成的线。

金属线11的碳含量低于或等于1％，优选低于或等于0.9％。

优选地，碳含量大于或等于0.7％。

在优选实施例中，碳含量包括在0.7％和1％之间，优选地在0.7％和0.9％之间。

金属线11通常涂覆有黄铜或另一种耐腐蚀涂层(例如Zn/Mn)。

金属线11的直径优选地大于或等于0.04mm，更优选地大于或等于0.08mm，甚至更优选地小于或等于0.10mm。

金属线11的直径优选地小于或等于0.60mm，更优选地小于或等于0.45mm。

在优选实施例中，金属线11的直径包括在0.04mm和0.60mm之间，优选地在0.08mm和0.45mm之间，甚至更优选地在0.10mm和0.45mm之间。

例如，金属线11的直径等于：0.10mm，或0.12mm，或0.13mm，或0.15mm，或0.175mm，或0.20mm，或0.22mm，或0.245mm，或0.25mm，或0.265mm，或0.27mm，或0.28mm，或0.30mm，或0.32mm，或0.35mm，或0.38mm，或0.40mm，或0.42mm，或0.45mm。

金属线11的数量优选地包括在1和27之间。

织物纱线20优选地由水溶性合成聚合材料制成，甚至更优选地由聚乙烯醇(PVA)制成。这样的织物纱线20可以从专业生产商处购买，例如Kuraray Co.，Ltd或SekisuiSpecialty Chemicals，或者通过在常规加捻机中将多个PVA细丝加捻在一起而制成。

织物纱线20的直径优选地大于或等于0.15mm，更优选地大于或等于0.30mm。

织物纱线20的直径优选地小于或等于2mm，更优选地小于或等于1mm。

在优选实施例中，织物纱线20的直径包括在0.15mm和2mm之间，优选地在0.30mm和1mm之间。

织物纱线20的线密度优选地大于或等于200dtex，更优选地大于或等于700dtex。

织物纱线20的线密度优选地低于或等于4400dtex，更优选地低于或等于1670dtex。

在优选实施例中，织物纱线20的线密度包括在200dtex和4400dtex之间，优选地在700dtex和1670dtex之间。

金属增强帘线10也可以包括单个金属线11。

细长元件15可以包括多于一个的织物纱线20。

每个金属线11可以沿着与它在织物纱线20上加捻的方向相同或相反的方向在其自身上加捻。

金属线11的卷绕节距P优选地大于或等于2mm，更优选地大于或等于4mm。

金属线11的卷绕节距P优选地小于或等于50mm，更优选地小于或等于25mm。

在优选实施例中，金属线11的卷绕节距P包括在2mm和50mm之间，优选地在4mm和25mm之间。

金属线11围绕织物纱线20的布置使得金属线11不完全包裹织物纱线20。具体地，金属线11围绕织物纱线20布置，使得在细长元件15的任何横截面中，它们仅位于外接织物纱线20的理想圆周的一角度部分处。这种角度部分由优选地大于或等于15°，更优选地大于或等于20°的角度限定。

优选地，这样的角度小于或等于45°，更优选地小于或等于30°。

在优选实施例中，这样的角度包括在15°和45°之间，更优选地在20°和30°之间。

金属增强帘线10可以由加捻在一起的多个细长元件15获得。

金属线11可以与织物纱线20以前述加捻节距P加捻在一起以形成具有nxD型构造的金属增强帘线10，其中n是金属线11的数量，D是金属线11的直径。

图2、12、13、15、16、17和20示出具有nxD型构造的金属增强帘线10的示例。

图2的金属增强帘线10具有4xD构造，而图12、13、15、16、17和20的增强帘线的构造在前述附图中指示。

优选地，在具有nxD型构造的金属增强帘线10中，金属线11的数量包括在2和7之间，更优选地在2和6之间，甚至更优选地在2和5之间。优选地，所有金属线11均具有相同的直径。

替代地，金属线11可以以前述的加捻节距P加捻在一起，以形成相应的金属线股，然后将金属线股加捻在一起形成金属增强帘线10。

这种金属增强帘线10的示例在图11、14、18和19中示出。这种金属增强帘线10具有mxnxD型构造，其中m是加捻在一起的线股的数量，n是相应线股的金属线的数量，D是金属线的直径。图11、14、18和19的增强帘线的结构在前述附图中指示。

在具有mxnxD型构造的金属增强帘线10中，金属线11的线股的数量可以等于或不同于金属线11的每个线股中的金属线的数量。

优选地，金属线11的线股的数量包括在3和6之间，更优选地在2和5之间。

优选地，金属线11的每个线股中的金属线11的数量包括在2和7之间。

金属线11的一线股中的金属线的加捻节距可以与金属线11的另一线股中的金属线的加捻节距相同或不同，以及与金属线11的各线股的加捻节距相同或不同。

优选地，金属线11的所有线股中的所有金属线都具有相同的直径，但是可以预见这样的实施例，在所述实施例中金属线11的一线股中的金属线具有相同的直径，这样的直径与金属线11的另一线股中的金属线的直径不同。

替代地，金属线11可以加捻在一起，以形成如图21所示的几何形状或如图22所示的不同几何形状。

在图21的实施例中，金属增强帘线10包括基本笔直的第一金属线11a和以前述加捻节距P的螺旋形式卷绕在所述第一金属线上的第二金属线11b。图21的金属增强帘线因此具有1+1xD构造，其中D是金属线11a和11b的直径。

优选地，在具有1+1xD构造的金属增强帘线中，金属线11a和11b具有相同的直径，但是可以预见其中金属线11a和11b具有不同直径的实施例。

可以预见进一步的实施例包括多个基本平行的金属线11a和以螺旋形式卷绕在这种金属线11a上的金属线11b。这种金属增强帘线10具有1+nxD型结构，其中n是金属线11a的数量，D是金属线11a和11b的直径。

优选地，在具有1+nxD型构造的金属增强帘线10中，金属线11a的数量包括在2和7之间，更优选地在2和6之间。

优选地，金属线11a具有相同的直径，但是可以预见其中金属线11a和11b具有不同直径的实施例。

替代地，可以提供金属增强帘线10，所述金属增强帘线包括单个基本笔直的金属线11a和以螺旋形式卷绕在前述金属线11a上的多个金属线11b。这种金属增强帘线10具有nx1xD型结构，其中n是金属线11b的数量，D是金属线11a和11b的直径。

优选地，在具有nx1xD型构造的金属增强帘线10中，金属线11b的数量包括在2和7之间，更优选地在2和6之间。

优选地，金属线11b具有相同的直径，但是可以预见其中金属线11a和11b具有不同直径的实施例。

在图22的实施例中，金属增强帘线10包括至少两个金属线11a，11b，它们以前述加捻节距加捻在一起以限定金属线11的至少一个线股。金属线11的线股与多个金属线12(在图12所示的情况下，为三个金属线12)以加捻节距P1加捻在一起，所述加捻节距P1可以等于或不同于加捻节距P(在图22所示的具体示例中，P1不同于P)。这种金属增强帘线10具有m+nxD型构造，其中m是金属线11的线股的数量，n是金属线的数量，D是金属线11a和11b的直径。

图22的金属增强帘线具有构造1+3xD。

金属线11的每个线股中的金属线的数量可以等于或不同于金属线11的线股的数量和金属线12的数量。

优选地，金属线11的每个线股中的金属线的数量包括在1和7之间。

优选地，金属线11的线股的数量包括在1和7之间，更优选地在1和6之间，甚至更优选地在1和4之间。

优选地，金属线12的数量包括在2和7之间。

优选地，金属线11a、11b和12都具有相同的直径，但是可以预见其中金属线12具有与金属线11a、11b的直径不同的直径的实施例。

参照图4，描述了根据本发明的用于制造金属增强帘线10的设备的实施例和根据本发明的用于制造金属增强帘线10的方法的实施例。为了描述的简单起见，将参考由单个金属线11组成的金属增强帘线10，所述金属增强帘线由单个细长元件15获得，所述单个细长元件通过将所述单个金属线11和单个织物纱线20加捻在一起而获得。

织物纱线20和金属线11从各自的卷轴40和30取出并进给到加捻装置60以被加捻在一起，以便形成细长元件15。因此加捻装置60相对于图4中用A表示的进给方向布置在卷轴40和30的下游。

将细长元件15沿着所述进给方向A进给到去除装置70，在所述去除装置中织物纱线20从细长元件15去除，从而获得金属增强帘线10。去除装置70因此相对于进给方向A布置在加捻装置60的下游。

在本发明的优选实施例中，去除装置70包括热水射流进给装置73，所述热水射流进给装置构造成在细长元件15沿着进给方向A移动的同时逆流地向细长元件15进给热水射流。在这样的射流与金属线11交叉的同时，热水射流溶解织物纱线20，所述金属线保持为金属增强帘线10的仅有组成元件。

优选地，如此形成的金属增强帘线10然后经过干燥装置75以随后卷绕在相应的收集卷轴50上，在制造关注的轮胎100的特定结构部件期间可以从所述收集卷轴取出所述金属增强帘线。干燥装置75因此相对于进给方向A布置在去除装置70的下游。

在上面参照图4描述的处理中，在获得细长元件15的同时(并且在去除织物纱线20的同时)制造金属增强帘线10。金属增强帘线10因此通过连续处理制成，所述连续处理以无中断或停止的时间顺序包括：通过相互加捻金属线11和织物纱线20来制造细长元件15，沿着进给方向A移动由此制成的细长元件15，去除织物纱线20，可能地干燥由此形成的金属增强帘线10和将金属增强帘线10卷绕在收集卷轴50上。

然而，可以在两个分立的操作步骤中制造金属增强帘线10，即通过如例如图5a、5b所示的不连续处理。这种处理与上面参照图4描述的处理的不同之处仅在于细长元件15一旦制造就被收集在服务卷轴45(图5a)上，当期望继续制造如前所述的金属增强帘线10时可以从所述服务卷轴取出所述细长元件(图5b)。因此，当制造细长元件15时，服务卷轴45旨在布置在加捻装置60的下游，并且当从细长元件15去除织物纱线20以制造金属增强帘线10时，服务卷轴45布置在去除装置70的上游。

金属增强帘线10旨在通过在常规涂胶机(rubberizing machine)中的常规压延处理结合到弹性体材料的构件中，以制造上述轮胎100的各种结构部件。

取决于特定应用(关注的轮胎的类型或其关注的结构部件)，金属增强帘线10可以制成具有不同的螺旋几何形状。可以通过干预以下参数中的一个或多个来改变螺旋几何形状：金属线11、11a、l1b的数量、金属线11、11a、l1b的直径、织物纱线20的直径(或线密度)(即，织物纱线20的细丝和/或经纱的数量)、加捻节距P、织物纱线20的数量、在加捻装置60或涂胶机中预成型程度。

取决于预定的螺旋几何形状，金属增强帘线10将具有不同的机械性能，其在负荷-伸长率曲线图中转化为不同的曲线。因此可以制造具有不同刚度、断裂负荷、断裂伸长率、穿透和部分负荷伸长率的金属增强帘线10。

图6示出常规增强帘线和根据本发明制造的金属增强帘线10的机械性能的比较定性示例。

在右侧示出具有不同螺旋几何形状的各种金属增强帘线10的负荷-伸长率曲线。

另一方面，在左侧示出四个常规增强帘线的负荷-伸长率曲线：用1表示的曲线是HE金属增强帘线，其包括加捻在一起的三股金属线，每股包括三个直径等于0.20mm的由钢制成的线(这种曲线因此具有可以识别为3x3x0.20 HE的构造)，用2表示的曲线是HE金属增强帘线，其包括加捻在一起的三股金属线，每股包括四个直径等于0.20mm的钢线(这种曲线因此具有可以识别为3x4x0.20 HE的构造)，用3表示的曲线是HE金属增强帘线，其包括加捻在一起的三股金属线，每股包括七个直径等于0.20mm的钢线(这种曲线因此具有具有可以识别为3x7x0.20 HE的构造)，用4表示的曲线是混杂增强帘线，其包括加捻在一起的由聚酯(PES)制成的织物纱线与三股金属线，每股包括两个直径等于0.15mm的钢线(这种曲线因此具有可以识别为PES+3x2x0.15的构造)。

图6示出取决于预定的螺旋几何形状(即，构造)，金属增强帘线10具有不同的机械性能，因此能够实现与常规HE金属增强帘线的刚度和断裂负荷相当的刚度和断裂负荷，其中部分负荷伸长率和/或断裂伸长率甚至比常规HE金属增强帘线和常规混杂或混合织物增强帘线的部分负荷伸长率和/或断裂伸长率大得多。

作为示例，图7示出根据本发明制造并具有不同螺旋几何形状的五个金属增强帘线10的负荷-伸长率曲线：

-用a表示的曲线的增强帘线具有(32)+2x0.30 HT的构造；

-用b表示的曲线的增强帘线具有(32)+4x0.30 HT的构造；

-用c表示的曲线的增强帘线具有(16)+6x0.14 HT的构造；

-用d表示的曲线的增强帘线具有(32)+4x0.14 HT的构造；

-用e表示的曲线的增强帘线具有(32)+6x0.14 HT的构造。

在前述构造中，括号中的数字表示加捻在一起以获得随后将被去除的织物纱线20的经纱的数量(这样的数字因此表示织物纱线20的直径)，+之后的数字表示与织物纱线20加捻在一起的金属线11的数量，x之后的数字表示金属线11的直径(以mm为单位)，HT表示所用钢的类型。

图7示出可以制造具有甚至等于12％的部分负荷伸长率和甚至等于15％的断裂伸长率的金属增强帘线10。这些值远大于使用常规金属增强帘线可获得的值；实际上，在HE金属增强帘线的情况下，常规金属增强帘线通常具有不大于3％的部分负荷伸长率值和不大于5％的断裂伸长率值。还应注意，例如，通过增加织物纱线20中的经纱的数量(以及因此织物纱线20的直径)与此同时保持其他参数不变，部分负荷伸长率和断裂伸长率增加，从而保持刚度和断裂负荷不变(曲线c和e之间的比较)，而通过减小金属线11的直径与此同时保持其他参数不变，部分负荷伸长率和断裂伸长率增加，从而降低刚度和断裂负荷(曲线b和d之间的比较)。

作为示例，图8示出常规金属增强帘线的负荷-伸长率曲线(曲线A)和具有不同螺旋几何形状的两个金属增强帘线10的负荷-伸长率曲线(曲线B和C)。用A表示的曲线的增强帘线具有3x4x0.175 HE的构造和等于6.3mm的加捻节距(因此它是通过以等于6.3的加捻节距将三股金属线加捻在一起制成的HE金属增强帘线，每股包括四个具有等于0.175mm的直径的钢线)。用B表示的曲线的增强帘线具有构造(36)+3x4x0.175 HE和等于6.3mm的加捻节距(因此它是通过将如上所述的帘线与具有加捻在一起的36个经纱的织物纱线加捻在一起制成的HE金属增强帘线)。用C表示的曲线的增强帘线与用B表示的曲线的增强帘线具有相同的构造，除了具有更大的加捻节距(等于12.5mm)之外。

图8示出在保持加捻节距、金属线的数量、金属线的直径和金属材料不变的同时，根据本发明制造的金属增强帘线10具有比常规HE金属增强帘线的部分负荷伸长率和断裂伸长率大得多的部分负荷伸长率和断裂伸长率，其中刚度和断裂负荷没有显著降低(曲线A和B之间的比较)。还应注意，仅通过增加加捻节距P获得的金属增强帘线10的螺旋几何形状的变化导致部分负荷伸长率和断裂伸长率的降低，还在这种情况下刚度和断裂负荷相对于常规HE金属增强帘线没有显著降低(曲线B和C之间的比较)。

作为示例，图9示出另外三个具有不同螺旋几何形状的金属增强帘线10的负荷-伸长率曲线(曲线A、B和C)。用A表示的曲线的增强帘线是HE金属增强帘线，它是通过将三个直径等于0.35mm的金属钢线和具有加捻在一起的36个经纱的织物纱线加捻在一起制成并经受常规预成型系统，特别是永久波型(permanent wave type)的系统。这样的帘线因此具有构造(36)+3x0.35 HE。用B表示的曲线的增强帘线是具有构造(36)+4x0.35 HE的HE金属增强帘线；它与上面讨论的不同之处仅在于它包括四个金属线。用C表示的曲线的增强帘线是具有构造(36)+5x0.35 HE的HE金属增强帘线；它与上面讨论的不同之处仅在于它包括五个金属线。

应该注意的是，这些增强帘线的断裂伸长率大于6％，其中部分负荷伸长率在0.2％和0.7％之间变化，而具有相同数量和直径的线、相同材料和相同程度的预成型的常规HE金属增强帘线的断裂伸长率不超过5％。还应该注意的是，当线的数量增加时，断裂负荷也会增加，并且以不太明显的方式，断裂伸长率也会增加。

作为示例，图10示出3x7x0.20 HE型的常规HE金属增强帘线的负荷-伸长率曲线(曲线A)和具有不同螺旋几何形状的四个金属增强帘线10的负荷-伸长率曲线(曲线B、C、D、E)。

用A表示的曲线的增强帘线是HE金属增强帘线，其包括三股金属线，每股包括七个直径等于0.20mm的金属线，部分负荷伸长率通过预成型而增加。三股以等于3.15mm的加捻节距加捻在一起，而每股中的七个金属线以等于6.3mm的加捻节距加捻在一起。因此它具有3x7x0.20 HE构造。

用B表示的曲线的增强帘线具有与上面相同的构造，但它是由通过将前述线股卷绕在具有加捻在一起的18个经纱的织物纱线上而获得的细长元件制成。因此它具有(18)+3x7x0.20 HE构造。

用C表示的曲线的增强帘线具有与上面相同的构造，但它是由通过将前述线股卷绕在具有加捻在一起的36个经纱的织物纱线上而获得的细长元件制成。因此它具有(36)+3x7x0.20 HE构造。

用D表示的曲线的增强帘线具有与上面相同的构造，但它是由通过将前述线股卷绕在具有加捻在一起的54个经纱的织物纱线上而获得的细长元件制成。因此它具有(54)+3x7x0.20 HE构造。

用E表示的曲线的增强帘线具有与上面相同的构造，但它是由通过将前述线股卷绕在具有加捻在一起的72个经纱的织物纱线上而获得的细长元件制成。因此它具有(72)+3x7x0.20 HE构造。

图10示出在保持加捻节距、线股和每股中的金属线的数量、金属线的直径、金属材料和预成型程度不变的同时，根据本发明制造的金属增强帘线10均具有大于常规HE金属增强帘线的部分负荷伸长率和断裂伸长率的部分负荷伸长率和断裂伸长率，其中刚度和断裂负荷没有降低。还应注意，部分负荷伸长率和断裂伸长率随着所用织物纱线的经纱的数量(以及因此直径)的增加而增加。

因此，上面讨论的曲线证实了前面已经陈述的内容，即通过改变金属线11的数量、金属线11的直径、织物纱线20的直径(或线密度)(即，织物纱线20的细丝或经纱的数量)、加捻节距P、织物纱线20的数量、在加捻装置60或涂胶机中的预成型程度中的一个或多个，可以制造具有不同螺旋几何形状(或构造)的金属增强帘线10，因此每次都能够制造具有被认为最适合关注的轮胎或关注的结构部件的机械性能的金属增强帘线10。

作为示例，图11-20示出根据本发明制造的各种金属增强帘线10和相应的常规金属增强帘线(用STD表示)。所有图示的增强帘线都具有螺旋几何形状，但是这种螺旋几何形状取决于每个图示的增强帘线的具体构造是不同的。

在每个图示的增强帘线的左侧示出增强帘线的各种横截面，并且在这些横截面的左侧给出了金属增强帘线的具体构造。以mm为单位的加捻节距用P表示，用于制造所示金属增强帘线10的织物纱线20的经纱的数量在括号中。

图11中所示的增强帘线是HE金属增强帘线，每个HE金属增强帘线包括三个金属线股，每个金属线股包括四个直径等于0.175mm的HT钢线，四个所述HT钢线以等于6.3mm的加捻节距加捻在一起。

应该注意的是，随着构造的变化，金属增强帘线10的螺旋几何形状和金属线在弹性体材料的预定构件中的分布发生变化。特别地，与金属线(在这种情况中成组为线股)被收集在一起并且基本集中在前述构件的中心处的常规HE金属增强帘线不同，在根据本发明制造的金属增强帘线10中，金属线(在这种情况下也成组为线股)随着织物纱线的直径和加捻节距增加而分布在前述构件的更宽的区域上。

另一方面，图12中所示的增强帘线包括四个直径为0.30mm的HT钢线。所有这些增强帘线都具有这样的几何形状，使得在它们的部分或全部横截面中，钢线中的至少一些处于基本相互接触的状态(这种表述是指两个相邻钢线实际接触的状态，又指两个相邻钢线之间的距离远低于钢线直径的状态，特别是等于或低于钢线的直径的一半，甚至更特别是低于钢线的直径的三分之一)。两个金属增强帘线10具有限定在各钢线之间并且最初由用于制造它们的织物纱线占据的空间，所述空间远大于常规金属增强帘线的空间。在保持其他参数不变的同时，随着使用的织物纱线的直径增加(因此随着织物纱线的细丝和/或经纱的数量增加)，这样的空间增加。在图12中从上到下，穿透、断裂伸长率和部分负荷伸长率增加。

根据本发明，可以制造具有螺旋几何形状的金属增强帘线10，使得金属线11在它们的所有横截面中处于基本相互接触的状态，或者具有螺旋几何形状的金属增强帘线10，使得在金属增强帘线10的第一横截面中，一些或所有金属线11处于基本相互接触的状态，并且在金属增强帘线10的第二横截面中，一些或所有金属线11相互间隔开。

本发明还使得可以制造具有螺旋几何形状的金属增强帘线10，使得在金属增强帘线10的所有横截面中，所有金属线11彼此间隔开。

金属线11的间距可以通过在金属增强帘线10被以预定牵引力拉动时适当地变形(或预成型)所述金属增强帘线来获得，所述牵引力可以随时间恒定或可变。这种变形(或预成型)可以通过使金属增强帘线10以预定拉力经过具有减小的直径(例如包括在1和5mm之间)的多个圆柱体来获得。这种变形在使用较大直径的圆柱体时最小，而在使用较小直径的圆柱体时最大。

图13示出常规金属增强帘线(用STD表示)和五个根据本发明制造并经受适当变形以使所有金属线彼此间隔开的金属增强帘线10。标记“pref.”表示金属增强帘线10已经经受以使所有金属线彼此间隔开的变形程度(最小或最大)。

图13中所示的所有增强帘线包括五个直径等于0.22mm的UT钢线。

应该注意的是，在保持其他参数不变的同时，随着加捻节距P的增加，金属增强帘线10的螺旋几何形状和金属线在弹性体材料的预定构件中的分布发生变化。特别地，与金属线被收集在一起并基本集中在前述构件的中心处的常规金属增强帘线不同，在金属增强帘线10中，金属线分布在前述构件的整个体积上。

还应该注意的是，在保持其他参数不变的同时，变形越大，金属线在弹性体材料的构件的整个体积上的分布就越大(图11底部最后两条增强帘线之间的比较)。施加在金属增强帘线10上的变形程度因此也可以被认为是有用的参数，对所述参数进行干预以向金属增强帘线10提供被认为对于所期望的特定应用来说理想的螺旋几何形状(以及因此机械性能)。

前述结构部件内部的金属线的分布可以通过随时间改变在前述变形期间或在金属增强帘线10结合在弹性体材料的构件中以制造轮胎的关注结构部件期间拉动金属增强帘线10的牵引力的大小来改变。

根据本发明，由于可以具有非常大的加捻节距(例如等于35mm)而又没有散开的风险，因此可以制造非常扁平的金属增强帘线10。这使得相对于使用常规金属增强帘线的情况可以加倍，或者更一般地多倍设置在结构部件的构件的特定部分中的金属增强帘线的数量。

图14示出参考图10讨论的HE金属增强帘线。

图15示出根据本发明制造的四个金属增强帘线10。为了制造这种金属增强帘线10中的每一个，使用了两个织物纱线，每个包括加捻在一起的16个经纱(图15中从上至下的第一和第三帘线)或加捻在一起的36个经纱(图15中从上至下的第二和第四帘线)。两个织物纱线与四个直径等于0.30mm的UT钢线加捻在一起。应该注意的是，随着织物纱线的经纱的数量和加捻节距的增加，金属线倾向于几乎平行排列。在这种情况下，部分负荷伸长率低，但机器输出增加。

可以参照图16-20中所示的金属增强帘线10对加捻节距和机器输出之间和/或织物纱线的经纱的数量和机器输出之间的相关性进行类似的考虑。前述各图中所示的第一增强帘线是用STD表示的常规金属增强帘线。图16-20中所示的每个增强帘线的构造根据与前述增强帘线一起在前述附图中给出的指示和上面讨论的示例是清楚的。

本申请人已经制作了金属增强帘线10的进一步示例并且已经将这些增强帘线的机械性能与混杂和常规金属增强帘线的机械性能进行了比较。比较结果如下表1所示。

	断裂负荷(N)	断裂伸长率(％)	部分负荷伸长率(％)
				(36+36)+4x0.30UT	979	4.8	2.68
(16+16)+4x0.30UT	981	3.69	1.51
				(16)+6x0.30HT	1062	5.48	1.40
(32)+6x0.30HT	1113	9.85	2.37
				PES+5x0.28	907	3.62	0.54
PES+5x0.25	729	3.99	0.74

表1

在表1中，前四个帘线是根据本发明的金属增强帘线10，而后两个帘线是常规增强帘线。最后两个常规增强帘线是混杂增强帘线，其包括由聚酯(PES)制成的织物纱线，所述织物纱线与五个直径等于0.28mm(表1中倒数第二个帘线)和0.25mm(表1中最后一个帘线)的金属线加捻在一起。

在表1的前两个金属增强帘线10中，本申请人已经使用了两个织物纱线，每一个分别包括36个经纱(在第一个增强帘线中)和16个经纱(在第二个增强帘线中)。这种织物纱线与四个直径等于0.30mm的UT钢线加捻在一起。在表1的第三和第四个金属增强帘线10中，本申请人已经使用了包括16个经纱(在第三个增强帘线中)和32个经纱(在第四个增强帘线中)的单个织物纱线。这种织物纱线与六个直径等于0.30mm的UT钢线加捻在一起。

应该注意的是，表1的金属增强帘线10中的一些的部分负荷伸长率和断裂伸长率大于(甚至远大于)常规混杂或金属增强帘线的部分负荷伸长率和断裂伸长率，而刚度和断裂负荷基本相同。

本申请人制作了金属增强帘线10的进一步示例并且已经将这些增强帘线的机械性能与具有类似构造的常规HE金属增强帘线的机械性能进行了比较。所有这些金属增强帘线包括加捻在一起的三个线股，每股包括七个直径等于0.20mm的金属线(这种金属增强帘线因此具有3x7x0.20 HE构造)。线股以第一加捻节距加捻在一起，而每股中的金属线以第二加捻节距加捻在一起。比较结果如下表2所示。

表2

在表2中，第一个帘线是常规金属增强帘线，而其他四个帘线是根据本发明的金属增强帘线10：它们彼此之间的不同之处在于用于制造它们的织物纱线的类型。

在常规金属增强帘线中，第一加捻节距等于3.8mm，而第二加捻节距等于6.3mm。

在具有构造1+1x(36)+3x7x0.20 HE的金属增强帘线10中，使用了包括36个经纱的中心织物纱线和包括36个经纱的冠部(crown)织物纱线。这两个织物纱线与前述金属线的线股加捻在一起。第一加捻节距等于3.15mm，而第二加捻节距等于6.3mm。

在具有构造3x(36)+3x7x0.20 HE的金属增强帘线10中，使用了三个织物纱线，每个包括36个经纱。这种织物纱线与前述金属线的线股加捻在一起。第一加捻节距等于4.2mm，而第二加捻节距等于12.5mm。

在具有构造1+2x(36)+3x7x0.20 HE的金属增强帘线10中，使用了包括36个经纱的中心织物纱线和各包括36个经纱的两个冠部织物纱线。这三个织物纱线与前述金属线的线股加捻在一起。第一加捻节距等于4.2mm，而第二加捻节距等于12.5mm。

在具有构造1+3x(36)+3x7x0.20 HE的金属增强帘线10中，使用了包括36个经纱的中心织物纱线和各包括36个经纱的三个冠部织物纱线。这四个织物纱线与前述金属线的线股加捻在一起。第一加捻节距等于4.2mm，而第二加捻节距等于12.5mm。

应该注意的是，金属增强帘线10中的一些具有比常规金属增强帘线更大的断裂伸长率(甚至大得多，参见值12.4％和14.58％)，而刚度和断裂负荷基本相同。

本申请人已经制作了被认为适用于胎体的金属增强帘线10的进一步示例，并且已经评估了它们的断裂负荷和各自的断裂伸长率。这种增强帘线和前述评估的结果如下表3所示。

表3中所示的两个帘线中的每个包括十二个由UT钢制成的直径等于0.22mm且以预定加捻节距加捻在一起的金属线。通过以等于12.5mm的加捻节距将前述金属线与包括加捻在一起的16个经纱的织物纱线(然后将其去除)加捻在一起而获得这些帘线。这两个帘线彼此不同之处仅在于在第二个中金属线在与织物纱线加捻在一起之前已经经受了预成型。

表3

本申请人已经观察到，通常用于轮胎的胎体结构的金属增强帘线由于其特别封闭的几何形状而不允许周围弹性体材料的适当穿透。在这种增强帘线中，金属线通常会相互接触并且因此会出现不期望的磨损现象，代价是轮胎的结构完整性。

另一方面，由于通过去除织物纱线而获得的自由空间以及由于使各金属线间隔开的可能性，因此根据本发明制造的金属增强帘线10(例如表3中所示的两个帘线)允许弹性体材料在帘线内部充分穿透并防止各金属线相互接触，同时达到高于特定应用可接受的断裂负荷、断裂伸长率和部分负荷伸长率的值。因此，可以实现轮胎的所期望的结构完整性，其中胎体结构中用更少数量的金属线，或者金属线的数量相同而所述金属线具有更小的直径，从而在轮胎重量和成本方面具有优势。

上面讨论和附图中所示的所有示例都证明了通过本发明的方法和/或设备制造具有不同机械性能的金属增强帘线10从而可以每次均识别对于特定应用的理想金属增强帘线的可能性有多大。特别地，增强帘线10可用于用于自动车的轮胎的交叉带束结构和/或胎圈包布和/或钢丝圈外包布和/或零度带束层、用于摩托车的轮胎的零度带束层和/或胎圈包布和/或钢丝圈外包布和/或用于重型和/或轻型车辆的轮胎的胎体结构和/或交叉带束结构和/或胎圈包布和/或钢丝圈外包布和/或零度带束层和/或防石层。

在其特别有利的方面中，本发明在其优选实施例中使得可以制造用于自动车、摩托车和重型和/或轻型车辆的轮胎的金属增强帘线10，所述金属增强帘线包括沿着螺旋路径延伸的至少一个金属线11，优选以预定加捻节距加捻在一起的至少两个金属线11，并且具有：部分负荷伸长率，其优选地大于1％，更优选地大于2％，更优选地大于3％，甚至更优选地大于3.5％，甚至更优选地大于4％；和/或断裂伸长率，其优选地大于5％，更优选地低于20％，甚至更优选地高达15％，和/或其中所述至少一个金属线11具有卷绕节距(或者，在多个金属线的情况下，它们以加捻节距加捻在一起)，所述节距优选地大于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，从而允许达到这样的部分负荷伸长率和断裂伸长率的值，使得能够在还不可能使用常规金属增强帘线的轮胎类型和/或轮胎结构部件中使用这种增强帘线。

这也是本申请人进行一系列对比实验室测试得出的结果。这样的测试表明，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荷伸长率可以达到甚至比对应的常规金属增强帘线大得多的值。

在下文中，考虑金属线11的直径和金属线11的数量的所有以下组合来获得所有值的范围：金属线11的最小直径和最小数量，金属线11的最大直径和最小数量，金属线11的最小直径和最大数量，金属线11的最大直径和最大数量。

本申请人模拟了具有nxD构造的金属增强帘线10的机械性能，所述构造包括多个金属线11，所述多个金属线加捻在一起，优选地以单个加捻节距加捻在一起，其中n是这种金属线11的数量，优选地所述数量包括在2和6之间，例如等于2或3或4，并且D是金属线11的直径，所述直径选自上面引用的任何直径值并且优选地对于金属增强帘线10的所有金属线11而言所述直径都相等。本申请人将这种金属增强帘线10的机械性能与具有相同构造的对应常规金属增强帘线的机械性能进行比较并测量到对于常规金属增强帘线的包括在1.5％-2.0％的范围内的断裂伸长率值和包括在0.2％-0.8％的范围内的部分负荷伸长率值，而对于根据本发明制造的金属增强帘线10，断裂伸长率值包括在1.5％-15％的范围内，部分负荷伸长率值包括在0.2％-10％的范围内。根据本申请人，具有前述构造的金属增强帘线10特别优选地应用在用于自动车的轮胎的交叉带束结构和/或胎圈包布和/或钢丝圈外包布和/或零度带束层中、用于摩托车的轮胎的零度带束层和/或胎圈包布和/或钢丝圈外包布中、用于重型和/或轻型车辆的轮胎的交叉带束结构和/或胎圈包布和/或钢丝圈外包布和/或零度带束层和/或防石层中，并且在金属线11的数量大于6、优选地大于或等于9的情况下，也特别优选地应用在用于重型和/或轻型车辆的轮胎的胎体结构中。

本申请人还模拟了具有n+1xD或1+nxD构造的金属增强帘线10的机械性能，所述构造包括以第一加捻节距加捻在一起的金属线11的线股，所述线股与单个金属线11以第二加捻节距加捻在一起，所述第二加捻节距可以等于或不同于第一加捻节距(优选地相等)，其中n是线股中的金属线11的数量，所述数量优选地包括在1和6之间，例如等于1或2，D是金属线11的直径，所述直径选自上面引用的任何直径值，优选地对于线股中的所有金属线11而言所述直径都相等，但不一定等于单个金属线11的直径。本申请人将这种金属增强帘线10的机械性能与具有相同构造的对应常规金属增强帘线的机械性能进行比较并且针对常规金属增强帘线测量到包括在1.3％-1.8％的范围内的断裂伸长率值和包括在0.2％-0.7％的范围内的部分负荷伸长率值，而对于根据本发明制造的金属增强帘线10，断裂伸长率值包括在1.3％-10％的范围内，部分负荷伸长率值包括在0.2％-8.0％的范围内。根据本申请人，具有前述构造的金属增强帘线10特别优选地应用在用于自动车的轮胎的交叉带束结构和/或胎圈包布和/或钢丝圈外包布和/或零度带束层中、用于摩托车的轮胎的零度带束层和/或胎圈包布和/或钢丝圈外包布中、用于重型和/或轻型车辆的轮胎的交叉带束结构和/或胎圈包布和/或钢丝圈外包布和/或零度带束层和/或防石层中，并且在金属线11的数量大于6、优选地大于或等于9的情况下，也特别优选地应用在用于重型和/或轻型车辆的轮胎的胎体结构中。

本申请人还模拟了具有m+nxD构造的金属增强帘线10的机械性能，所述构造包括以第一加捻节距加捻在一起的金属线11的线股，所述线股与多个其他金属线11以第二加捻节距加捻在一起，所述第二加捻节距可以等于或不同于第一加捻节距(优选地相等)，其中m是线股中的金属线11的数量，所述数量优选地包括在1和6之间，例如等于2或3或4，并且n是其他金属线11的数量，所述数量优选地包括在1和6之间，例如等于2或3，并且其中D是金属线11的直径，所述直径选自上面引用的任何直径值，优选地对于线股中的所有金属线11而言所述直径都相等，但不一定与其他金属线11的直径相等。本申请人将这种金属增强帘线10的机械性能与具有相同构造的对应常规金属增强帘线的机械性能进行比较，并且针对常规金属增强帘线测量到包括在1.5％-2.0％的范围内的断裂伸长率值和包括在0.2％-0.8％的范围内的部分负荷伸长率值，而对于根据本发明制造的金属增强帘线10，断裂伸长率值包括在1.5％-15％的范围内，部分负荷伸长率值包括在0.2％-10％的范围内。根据本申请人，具有前述构造的金属增强帘线10特别优选地应用在用于自动车的轮胎的交叉带束结构和/或胎圈包布和/或钢丝圈外包布和/或零度带束层中、用于摩托车的轮胎的零度带束层和/或胎圈包布和/或钢丝圈外包布中、用于重型和/或轻型车辆的轮胎的交叉带束结构和/或胎圈包布和/或钢丝圈外包布和/或零度带束层和/或防石层中，并且在金属线11的数量大于6、优选地大于或等于9的情况下，也特别优选地应用在用于重型和/或轻型车辆的轮胎的胎体结构中。

本申请人还模拟了具有mxnxD构造的金属增强帘线10(优选HE型)的机械性能，所述构造包括以第一加捻节距加捻在一起的多股金属线11，每股包括以第二加捻节距加捻在一起的多个金属线，所述第二加捻节距可以等于或不同于第一加捻节距(优选地相等)，其中m是线股的数量，其优选地包括在2和5之间，例如等于2或3或5，n是每个线股中的金属线11的数量，其优选地包括在2和7之间，并且可以等于或不等于m，例如等于2或3或6或7，其中D是金属线11的直径，优选地对于所有线股中的所有金属线11而言所述直径都相等。本申请人将这种金属增强帘线10的机械性能与具有相同构造的对应常规金属增强帘线的机械性能进行比较，并且针对常规金属增强帘线测量到包括在2.0％-4.5％的范围内的断裂伸长率值和包括在1.0％-2.5％的范围内的部分负荷伸长率值，而对于根据本发明制造的金属增强帘线10，断裂伸长率值包括在2.0％-15％的范围内，部分负荷伸长率值包括在1.0％-7.0％的范围内。根据本申请人，具有前述构造的金属增强帘线10特别优选地应用在用于自动车的轮胎的交叉带束结构和/或胎圈包布和/或钢丝圈外包布和/或零度带束层中、用于摩托车的轮胎的零度带束层和/或胎圈包布和/或钢丝圈外包布中、用于重型和/或轻型车辆的轮胎的交叉带束结构和/或胎圈包布和/或钢丝圈外包布和/或零度带束层和/或防石层中，并且在金属线11的数量大于6、优选地大于或等于9的情况下，也特别优选地应用在用于重型和/或轻型车辆的轮胎的胎体结构中。

本申请人还模拟了具有nxD构造的金属增强帘线10(优选HE型或预成型的)的机械性能，所述构造包括多个金属线11，所述多个金属线加捻在一起，优选地以单个加捻节距加捻在一起，其中n是这种金属线11的数量，所述数量优选地包括在2和6之间，例如等于3、4或5，并且D是金属线11的直径，所述直径选自上面引用的任何直径值并且优选地对于金属增强帘线10的所有金属线11而言所述直径都相等。本申请人将这种金属增强帘线10的机械性能与具有相同构造的对应常规金属增强帘线的机械性能进行比较。取决于每次选择的金属线的直径，本申请人针对常规金属增强帘线测量到包括在3.0％-6.0％的范围内的断裂伸长率值和包括在0.2％-0.5％的范围内的部分负荷伸长率值，而对于根据本发明制造的金属增强帘线10，断裂伸长率值包括在3.0％-8.0％的范围内，部分负荷伸长率值包括在0.2％-1.0％的范围内。根据本申请人，具有前述构造的金属增强帘线10特别优选地应用在用于摩托车的轮胎的零度带束层和/或胎圈包布和/或钢丝圈外包布中、和/或用于重型和/或轻型车辆的轮胎的交叉带束结构和/或零度带束层和/或防石层和/或胎圈包布和/或钢丝圈外包布中，并且在金属线11的数量大于6、优选地大于或等于9的情况下，也特别优选地应用在用于重型和/或轻型车辆的轮胎的胎体结构中。

特别参考在用于重型和/或轻型车辆的轮胎中的应用，本申请人还进行了以下比较实验室测试。

本申请人模拟了具有类似于上面引用的1+nxD构造的1+nxD型构造的金属增强帘线10的机械性能，其中n小于或等于6。本申请人将这种金属增强帘线10的机械性能与具有相同构造的对应常规金属增强帘线的机械性能进行比较，并且针对常规金属增强帘线测量到包括在3.0％-6.0％的范围内的断裂伸长率值和包括在0.2％-0.5％的范围内的部分负荷伸长率值，而对于根据本发明制造的金属增强帘线10，断裂伸长率值包括在3.0％-8.0％的范围内，部分负荷伸长率值包括在0.2％-1.0％的范围内。根据本申请人，具有前述构造的金属增强帘线10特别优选地应用在用于重型和/或轻型车辆的轮胎的交叉带束结构和/或防石层和/或零度带束层和/或胎圈包布和/或钢丝圈外包布中。

本申请人还模拟了具有类似于上面引用的1+nxD构造的1+nxD型构造的金属增强帘线10的机械性能，但是其中n大于6，优选地大于或等于9，例如等于18。本申请人将这种金属增强帘线10的机械性能与具有相同构造的对应常规金属增强帘线的机械性能进行比较，并且针对常规金属增强帘线测量到包括在1.0％-2.0％的范围内的断裂伸长率值和包括在0％-0.1％的范围内的部分负荷伸长率值，而对于根据本发明制造的金属增强帘线10，断裂伸长率值包括在1.0％-2.5％的范围内，部分负荷伸长率值包括在0％-0.5％的范围内。根据本申请人，具有前述构造的金属增强帘线10特别优选地应用在用于重型和/或轻型车辆的轮胎的胎体结构中。

本申请人还模拟了具有类似于上面引用的m+nxD构造的m+nxD型构造的金属增强帘线10的机械性能，其中m等于1或2，并且线股中的金属线11的加捻节距与其他金属线11的加捻节距不同。本申请人将这种金属增强帘线10的机械性能与具有相同构造的对应常规金属增强帘线的机械性能进行比较并针对常规金属增强帘线测量到包括在3.0％-6.0％的范围内的断裂伸长率值和包括在0.2％-0.5％的范围内的部分负荷伸长率值，而对于根据本发明制造的金属增强帘线10，断裂伸长率值包括在3.0％-8.0％的范围内，部分负荷伸长率值包括在0.2％-1.0％的范围内。根据本申请人，具有前述构造的金属增强帘线10特别优选地应用在用于重型和/或轻型车辆的轮胎的交叉带束结构和/或胎圈包布和/或钢丝圈外包布和/或零度带束层和/或防石层中，并且在m、n或m+n大于6、优选地大于或等于9的情况下，也特别优选地应用在这种轮胎的胎体结构中。

本申请人还模拟了具有类似于上面引用的m+nxD构造的m+nxD型构造的金属增强帘线10的机械性能，但是其中m等于3，n低于6。本申请人将这种金属增强帘线10的机械性能与具有相同构造的对应常规金属增强帘线的机械性能进行比较并针对常规金属增强帘线测量到包括在1.5％-2.5％的范围内的断裂伸长率值和包括在0.1％-0.2％的范围内的部分负荷伸长率值，而对于根据本发明制造的金属增强帘线10，断裂伸长率值包括在1.5％-4.0％的范围内，部分负荷伸长率值包括在0.1％-0.8％的范围内。根据本申请人，具有前述构造的金属增强帘线10特别优选地应用在用于重型和/或轻型车辆的轮胎的交叉带束结构和/或胎圈包布和/或钢丝圈外包布和/或防石层和/或零度带束层中。

本申请人还模拟了具有类似于上面引用的m+nxD构造的m+nxD型构造的金属增强帘线10的机械性能，但是其中m等于3，n大于6，例如等于8或9。本申请人将这种金属增强帘线10的机械性能与具有相同构造的对应常规金属增强帘线的机械性能进行比较并针对常规金属增强帘线测量到包括在1.5％-2.5％的范围内的断裂伸长率值和包括在0.1％-0.2％的范围内的部分负荷伸长率值，而针对根据本发明制造的金属增强帘线10，断裂伸长率值包括在1.5％-4.0％的范围内，部分负荷伸长率值包括在0.1％-0.8％的范围内。根据本申请人，具有前述构造的金属增强帘线10特别优选地应用在用于重型和/或轻型车辆的轮胎的胎体结构、交叉带束结构和/或胎圈包布和/或钢丝圈外包布和/或防石层和/或零度带束层中。

本申请人还模拟了具有类似于上面引用的nxD构造的nxD型构造的金属增强帘线10的机械性能，但是其中n大于6，例如等于11或12。本申请人将这种金属增强帘线10的机械性能与具有相同构造的对应常规金属增强帘线的机械性能进行比较并且针对常规金属增强帘线测量到包括在1.5％-2.5％的范围内的断裂伸长率值和包括在0.1％-0.2％的范围内的部分负荷伸长率值，而对于根据本发明制造的金属增强帘线10，断裂伸长率值包括在1.5％-4.0％的范围内，部分负荷伸长率值包括在0.1％-0.8％的范围内。根据本申请人，具有前述构造的金属增强帘线10特别优选地应用在用于重型和/或轻型车辆的轮胎的胎体结构和/或交叉带束结构和/或胎圈包布和/或钢丝圈外包布和/或防石层和/或零度带束层中。

本申请人还模拟了具有1+m+nxD或2+m+nxD型构造的金属增强帘线10的机械性能，所述构造包括一个金属线11或以第一加捻节距加捻在一起的两个金属线11或三个金属线11，这种金属线(多个金属线)11以可以等于或不同于所述第一加捻节距的线股的第一加捻节距与金属线11的第一线股加捻在一起并且以可以等于或不同于第一加捻节距并且优选地不同于线股的第一加捻节距的线股的第二预定加捻节距与金属线11的第二线股加捻在一起，其中m是第一线股中的金属线11的数量，并且n是第二线股中的金属线的数量，D是金属线11的直径，所述直径选自上面引用的任何直径值，优选地对于金属增强帘线10的所有金属线11而言所述直径都相等。本申请人将这种金属增强帘线10的机械性能与具有相同构造的对应常规金属增强帘线的机械性能进行比较并且针对常规金属增强帘线测量到包括在1.0％-2.0％的范围内的断裂伸长率值和包括在0％-0.1％的范围内的部分负荷伸长率值，而对于根据本发明制造的金属增强帘线10，断裂伸长率值包括在1.0％-2.5％的范围内，并且部分负荷伸长率值包括在0％-0.5％的范围内。根据本申请人，具有前述构造的金属增强帘线10特别优选地应用在用于重型和/或轻型车辆的轮胎的胎体结构和/或交叉带束结构和/或胎圈包布和/或钢丝圈外包布和/或防石层和/或零度带束层中。

本申请人还模拟了具有类似于上面引用的nxD构造的nxD型构造的金属增强帘线10的机械性能，但是其中n大于18，例如等于27。本申请人将这种金属增强帘线10的机械性能与具有相同构造的对应常规金属增强帘线的机械性能进行比较，并且针对常规金属增强帘线测量到包括在1.0％-2.0％的范围内的断裂伸长率值和包括在0％-0.1％的范围内的部分负荷伸长率值，而对于根据本发明制造的金属增强帘线10，断裂伸长率值包括在1.0％-2.5％的范围内，部分负荷伸长率值包括在0％-0.5％的范围内％。根据本申请人，具有前述构造的金属增强帘线10特别优选地应用在引用重型和/或轻型车辆的轮胎的胎体结构中。

本申请人认为，在用于自动车的轮胎中，特别优选使用具有nxD或mxnxD构造的金属增强帘线10。使用这种增强帘线所提供的主要优点是弹性体材料在各金属线11之间的高穿透能力、高断裂伸长率以及所导致的高刚度和高部分负荷伸长率。这些优点产生性能方面的益处，而且在高速条件下也是如此。对于在零度带束层中的应用，还认为特别优选使用具有mxnxD构造的金属增强帘线10。

在前面的段落和随后的段落中，术语“高”不必解释为绝对术语，而是相对于具有相同构造的常规金属增强帘线的对应特征的相对术语。因此，例如参考部分负荷伸长率，当其高于对应常规金属增强帘线的部分负荷伸长率时，它被简单地认为是高的。

本申请人还认为，在用于摩托车的轮胎中，特别优选使用具有nxD或mxn构造的金属增强帘线10。在这种情况下，使用这种增强帘线所提供的主要优点是弹性体材料在各金属线11之间的高穿透能力和高部分负荷伸长率，以及由此所产生的高刚度。这些优点产生重量和性能方面的益处。这种增强帘线(断裂伸长率等于常规HE或预成型金属增强帘线的的断裂伸长率)提供的另一个优点是增加机器输出，由此提高经济和生产效益。

本申请人还认为，在用于重型和/或轻型车辆的轮胎的胎体结构中，特别优选使用具有1+nxD或m+n+p(即，其中具有m个金属线的线股以第一加捻节距与n个金属线加捻在一起以形成组件，然后所述组件以不同于第一加捻节距的第二加捻节距与p个金属线加捻在一起)或nxD构造的金属增强帘线10。在这种情况下，使用这种增强帘线所提供的主要优点是弹性体材料在各金属线11之间的高穿透能力，因此具有轮胎的抗疲劳性和完整性方面以及因此行驶里程方面的益处。

至于用于重型和/或轻型车辆的轮胎，本申请人认为，特别优选地在其交叉带束结构中使用具有1+nxD或2+nxD或3+nxD构造的金属增强帘线10。同样在这种情况下，使用这种增强帘线所提供的主要优点是弹性体材料在各金属线11之间的高穿透能力，因此具有抵抗在轮胎的重建期间弹性体材料从交叉带束结构的金属线脱离现象方面的益处。

本申请人认为，特别优选地在用于重型和/或轻型车辆的轮胎的零度带束层中使用具有nxD或mxnxD构造(其中n也可以等于m)的金属增强帘线10。在这种情况下，使用这种增强帘线所提供的主要优点是弹性体材料在各金属线11之间的高穿透能力、高断裂伸长率、因此所产生的高刚度和高部分负荷伸长率。这些优点在性能方面具有益处。这种增强帘线(断裂伸长率等于常规预成型或HE金属增强帘线的断裂伸长率)提供的另一个优点是增加机器输出，由此提高经济和生产效益。

本申请人认为，特别优选地在用于重型和/或轻型车辆的轮胎的防石层中使用具有nx和mxnxD构造(其中n也可以等于m)的金属增强帘线10。在这种情况下，使用这种增强帘线所提供的主要优点是弹性体材料在各金属线11之间的高穿透能力，因此在性能、舒适性和抗冲击性方面具有益处。这种增强帘线(断裂伸长率等于常规预成型或HE金属增强帘线的断裂伸长率)提供的另一个优点是增加机器输出，由此提高经济和生产效益。

本申请人认为，特别优选地在用于重型和/或轻型车辆的轮胎的胎圈包布和/或钢丝圈外包布中使用具有mxnxD(其中n也可以等于m)或1+nxD或2+nxD或3+nxD构造的金属增强帘线10。在这种情况下，使用这种增强帘线所提供的主要优点是高部分负荷伸长率，由此提供这种结构的柔韧性方面的益处并且因此提供抗疲劳应力方面的益处，这意味着性能的改进。这种增强帘线(断裂伸长率等于常规预成型或HE金属增强帘线的断裂伸长率)提供的另一个优点是增加机器输出，由此提供经济和生产优势。

已经参考一些优选实施例描述了本发明。可以对上述的实施例进行不同的改变，同时保持在由所附权利要求限定的本发明的保护范围内。

Claims (17)

1.一种用于制造车辆车轮的轮胎的结构部件的方法，所述方法包括：

提供至少一个细长元件(15)，所述至少一个细长元件包括加捻在一起的至少一个金属线(11)与至少一个织物纱线(20)；

将所述至少一个织物纱线(20)从所述至少一个细长元件(15)去除，以形成金属增强帘线(10)，在所述金属增强帘线中，所述至少一个金属线(11)沿着螺旋路径延伸；

将所述金属增强帘线(10)结合到弹性体材料的构件中，以制成轮胎(100)的所述结构部件。

2.根据权利要求1所述的方法，其中提供所述至少一个细长元件(15)包括：

将所述至少一个金属线(11)和所述至少一个织物纱线(20)进给到加捻装置(60)；

在所述加捻装置(60)中将所述至少一个金属线(11)和所述至少一个织物纱线(20)加捻在一起，从而获得所述至少一个细长元件(15)。

3.根据权利要求2所述的方法，所述方法在从所述至少一个细长元件(15)去除所述至少一个织物纱线(20)之前包括：

将所述至少一个细长元件(15)卷绕在相应的服务卷轴(45)上。

4.根据权利要求2所述的方法，其中在获得所述至少一个细长元件(15)的同时去除所述至少一个织物纱线(20)。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个织物纱线(20)由水溶性材料制成。

6.根据权利要求4所述的方法，其中所述至少一个织物纱线(20)由水溶性材料制成，并且去除所述至少一个织物纱线(20)包括向所述至少一个细长元件(15)进给热水射流。

7.根据权利要求5所述的方法，所述方法在去除所述至少一个织物纱线(20)之后包括：

干燥所述金属增强帘线(10)；

将所述金属增强帘线(10)卷绕在收集卷轴(50)上。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个细长元件(15)包括加捻在一起的至少两个金属线(11)与所述至少一个织物纱线(20)。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述金属增强帘线(10)包括其中所述至少两个金属线(11)处于基本相互接触的状态的多个横截面。

10.根据权利要求9所述的方法，所述方法包括：

使所述金属增强帘线(10)变形，使得在其所有所述横截面中，所述至少两个金属线(11)彼此间隔开。

11.根据权利要求10所述的方法，其中使所述金属增强帘线(10)变形包括通过随时间恒定或可变的牵引力拉动所述金属增强帘线(10)。

12.一种用于从至少一个细长元件(15)制造车辆车轮的轮胎(100)的结构部件的设备(1)，所述至少一个细长元件包括加捻在一起的至少一个金属线(11)与至少一个织物纱线(20)，所述设备(1)包括：

去除装置(70)，所述去除装置构造成从所述至少一个细长元件(15)去除所述至少一个织物纱线(20)，以形成金属增强帘线(10)，在所述金属增强帘线中，所述至少一个金属线(11)沿着螺旋路径延伸；

涂胶机，所述涂胶机构造成形成结合有所述金属增强帘线(10)的弹性体材料的构件。

13.根据权利要求12所述的设备(1)，所述设备相对于所述至少一个细长元件(15)的进给方向(A)在所述去除装置(70)的上游包括至少一个服务卷轴(45)，所述至少一个服务卷轴构造成收集所述至少一个细长元件(15)。

14.根据权利要求12所述的设备(1)，所述设备相对于所述至少一个细长元件(15)的进给方向(A)在所述去除装置(70)的上游包括加捻装置(60)，所述加捻装置构造成将所述至少一个金属线(11)和所述至少一个织物纱线(20)加捻在一起，从而获得所述至少一个细长元件(15)。

15.根据权利要求12所述的设备(1)，所述设备相对于所述至少一个细长元件(15)的进给方向(A)在所述去除装置(70)的下游包括收集卷轴(50)，所述收集卷轴构造成收集所述金属增强帘线(10)。

16.根据权利要求12所述的设备(1)，其中所述去除装置(70)包括至少一个热水射流进给装置(73)。

17.根据权利要求16所述的设备(1)，所述设备包括干燥装置(75)，所述干燥装置相对于所述至少一个细长元件(15)的进给方向(A)布置在所述热水射流进给装置(73)的下游。