混合帘线和具有这种帘线的轮胎的制作方法

1.本发明涉及一种用于车辆车轮的轮胎。
2.本发明的轮胎优选为用于运动型汽车、特别是高性能汽车和超高性能汽车的车轮的轮胎。
3.用于高性能汽车和超高性能汽车的轮胎，通常被定义为“hp”或“uhp”轮胎，其特别是那些允许达到超过200km/h、高达300km/h的速度的轮胎。这种轮胎的示例是那些根据e.t.r.t.o.——(european tyre and rim technical organisation)标准属于“t”、“u”、“h”、“v”、“z”、“w”、“y”类的轮胎以及赛车轮胎，特别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，优选地介于195mm到385mm之间，更优选地介于195mm到355mm之间。这样的轮胎通常安装在装配直径等于或大于13英寸、优选地不大于24英寸、更优选地介于16英寸到23英寸之间的轮辋上。
4.但是，本发明的轮胎也可以用于不同于上述汽车的车辆中，例如用于高性能运动型摩托车。
5.本发明的轮胎包括混合增强帘线，如下文在本说明书中所定义的那样。


背景技术：

6.例如，在us 7222481 b2、ep 3196343 a1、us 4343343 a1、ep 329590 a1中描述了具有包括加捻在一起的不同材料的纺织细丝的增强帘线的轮胎。


技术实现要素：

7.在整个说明书和后面的权利要求书中，当提及某些角度的某些值时，除非另有规定，否则它们指的是绝对值，即，相对于参照方向或平面的正值和负值。
8.此外，当提及介于最小值到最大值之间的值的任何范围时，除非另有明确规定，否则前述的最小值和最大值旨在包含在前述范围内。
9.在下文中，适用以下定义。
10.术语轮胎的“赤道面”用于表示垂直于轮胎的旋转轴线的平面，其将轮胎分为两个对称的相等部分。
11.术语“径向”和“轴向”以及表述“径向内部/外部”和“轴向内部/外部”分别用于参照基本上平行于轮胎的赤道面的方向和基本上垂直于轮胎的赤道面的方向使用，即，分别参照基本上垂直于轮胎的旋转轴线的方向和基本上平行于轮胎的旋转轴线的方向使用。
12.术语“周向”和“周向地”参照轮胎的环形延伸方向使用，即，参照轮胎的滚动方向使用，该滚动方向对应于位于与轮胎的赤道面重合或基本上平行的平面上的方向。
13.术语“基本上轴向方向”用于表示相对于轮胎的赤道面倾斜介于约70
°
到约90
°
之间的角度的方向。
14.术语“基本上周向方向”用于表示相对于轮胎的赤道面以介于约0
°
到约10
°
之间的角度取向的方向。
15.术语“弹性体材料”或“弹性体”用于表示包含可硫化的天然或合成聚合物和增强填料的材料，其中该材料在室温下并且经硫化后可因受力而变形并且在消除变形力后能够快速地和大力地恢复其大体上原始形状和尺寸(根据astm d1566
‑
11 standard terminology relating to rubber的定义)。
16.表述“增强帘线”或更简单地“帘线”用于表示由可能涂覆或嵌入在弹性体材料基体中的一个或多个长形元件(也称为“线材”或“纱线”)构成的元件。
17.在下文中，表述“线材”将用于指由单根纺织细丝(在这种情况下也将使用表述“单丝纺织线材”)或甚至由金属材料构成的单个长形元件，而表述“纱线”将用于指由多个纺织细丝的聚集体构成的长形元件(在这种情况下，也将使用表述“复丝纺织纱线”)。
18.每根细丝也可称为“纤维”。
19.纱线可以具有一个或多个“端头(ends)”，其中术语“端头”用于表示加捻在一起的一束细丝。优选地，提供单个端头或加捻在一起的至少两个端头。
20.纺织增强帘线可以用代表纺织材料、所用纤维的支数和形成增强帘线的端头的数量的符号来标识。例如，标识为ar1672的带有由芳纶(芳族聚酰胺)制成的端头的增强帘线表示包含具有由加捻在一起的两个端头形成的1670dtex支数的芳纶纤维的帘线。
21.术语“股线”用于表示至少两根线材或纱线的结合，或至少一根线材和至少一根纱线的结合，以形成长形元件，所述长形元件旨在与至少一个其他长形元件一起加捻以形成增强帘线的至少一部分。
22.表述“混合增强帘线”用于表示包含至少一根单丝纺织线材和至少一根复丝纺织纱线的增强帘线，所述单丝纺织线材和所述复丝纺织纱线由相同的纺织材料或不同的纺织材料制成。
23.特别是参照纺织增强帘线，表述“非混合增强帘线”用于表示仅包含单丝纺织线材或仅包含复丝纺织纱线的增强帘线。
24.术语增强帘线或线材或纱线的“直径”用于表示按照bisfa e10方法(the international bureau for the standardization of man
‑
made fibres,internationally agreed methods for testing steel tyre cords,1995年版)规定测量的直径。
25.在纱线的情况下，术语“直径”用于表示理想圆周的直径，该理想圆周外接限定纱线的所有细丝。
26.术语层的“线支数”用于表示在该层中提供的每单位长度增强帘线的数量。线支数可以以帘线/dm(每分米帘线数量)为单位来测量。
27.术语帘线或线材/纱线的“线密度”或“支数”用于表示每单位长度帘线或线材/纱线的重量。线密度可以以dtex(每10公里长度克数)为单位来测量。根据bisfa规定的测试，线密度的测量参照扁平线材/纱线，其中在测试步骤或加捻步骤中不施加加捻。例如，参考：
28.对于芳纶纤维(ar)：
29.‑
对位芳纶纤维纱线的测试方法，2002年版，
30.‑
线密度的确定
‑
第6章
31.‑
拉伸性能的测定
‑
第7章
‑
测试程序
‑
第7.5段
‑
带有初始预拉伸的程序；
32.对于莱赛尔纤维：
33.‑
线密度的确定
‑
第6章
34.‑
粘胶、铜氨、醋酸纤维、三醋酸纤维和莱赛尔细丝纱线的测试方法
‑
2007年版，拉伸性能的确定
‑
第7章
‑
拉伸测试条件：烘箱干燥测试
‑
表7.1
‑
测试程序
‑
第7.5段
‑
对松弛样本进行烘箱干燥测试
‑
第7.5.2.4小段。
35.用于运动型汽车的轮胎对地面的附着要求很高，以便能够有效地将所承受的高驱动扭矩释放到地面，从而获得高推力和有效制动力。这种轮胎还必须轻量化并且能够对轮胎在转弯期间所承受的横向应力提供足够的响应。
36.用于运动型汽车的轮胎通常包括：径向胎体结构，所述径向胎体结构在相对的胎圈结构之间延伸；交叉带束结构，所述交叉带束结构布置在相对胎体结构的径向外部位置中；零度增强层，所述零度增强层布置在相对于交叉带束结构的径向外部位置中；以及胎面带，所述胎面带布置在相对于零度增强层的径向外部位置中。
37.胎体结构旨在为轮胎提供所期望的完整性和结构强度特性，而带束结构除了有助于提供上述完整性和结构强度特性外，还旨在向胎体结构传递轮胎在行驶期间接触路面时所承受的横向应力和纵向应力，以便为轮胎提供所期望的性能(即抓地性、行驶稳定性、可控性、方向性、路面保持性)和舒适性。另一方面，零度增强层旨在限制带束结构的径向变形。
38.由于这些原因，在胎体结构和带束结构中提供了一个或多个增强层，每个增强层包括相对于周向或滚动方向适当倾斜的多个增强帘线，而在零度增强层中提供了基本上平行于周向或滚动方向取向的增强帘线。
39.在减少向大气中排放二氧化碳的普遍趋势的背景下，本技术人已经考虑了降低其轮胎(包括用于运动型汽车的轮胎)的滚动阻力的问题。
40.本技术人因此想到在其用于运动型汽车的轮胎中使用尽可能轻的增强帘线。
41.一段时间以来，本技术人一直在生产和销售包括由金属材料制成的特别轻的增强帘线的轮胎。每个这样的增强帘线均包括3根加捻在一起的钢丝，每根钢丝的直径皆等于0.175mm。
42.本技术人已经将注意力集中在纺织增强帘线上。
43.本技术人已经观察到，仅根据增强帘线中使用的长形元件的类型(单丝纺织线材、复丝纺织纱线和/或一种或多种上述线材与一种或多种上述纱线的可能组合)可以制造出具有各种特性以便在理论上适合于在用于运动型汽车的轮胎的胎体结构和/或带束结构和/或零度增强层中使用的多种混合增强帘线。
44.特别地，本技术人已经观察到，在材料和直径相等的情况下，单丝纺织线材比复丝纺织纱线更适合承受压缩应力和弯曲应力以及更适合减少由线材和/或纺织细丝之间的相互摩擦引起的迟滞，而复丝纺织纱线比单丝纺织线材更适合承受拉伸应力以及更适合粘附到周围弹性体材料。
45.然而，本技术人还认为，在用于任何类型车辆的轮胎中，必须获得增强帘线与周围弹性体材料的良好粘附。这将导致在轮胎中使用包含复丝纺织纱线的增强帘线，从而也获得对增强帘线通常承受的拉伸应力的良好抵抗。
46.本技术人还认为，为了减少迟滞问题以及还为了为上述增强帘线提供对增强帘线通常承受的压缩应力和弯曲应力的期望抵抗，单丝纺织线材更合适，如上所述.
47.本技术人已经发现，通过制造包括多于一根单丝纺织线材的混合增强帘线并且将该单丝纺织线材与至少一根复丝纺织纱线加捻，使得混合增强帘线的径向外表面的至少一部分由单丝纺织线材中的至少一根限定并且混合增强帘线的径向外表面的至少一个其他部分由至少一根复丝纺织纱线限定，可以满足上述对比鲜明的需求。
48.因此，在本发明的第一方面中，本发明涉及一种用于车辆车轮的轮胎，所述轮胎包括支撑结构和布置在相对于支撑结构的径向外部位置中的胎面带。
49.优选地，支撑结构包括多个混合增强帘线。
50.优选地，所述混合增强帘线中的每个混合增强帘线包括加捻至至少一根复丝纺织纱线的多根单丝纺织线材。
51.优选地，在混合增强帘线的任何横截面中，所述多根单丝纺织线材中的单丝纺织线材的至少一部分限定了混合增强帘线的第一径向外表面部分。
52.优选地，在混合增强帘线的任何横截面中，所述至少一根复丝纺织纱线的至少一部分限定了混合增强帘线的第二径向外表面部分。
53.本技术人已经发现，通过在本发明的混合增强帘线中提供多根单丝纺织线材可以实现对压缩应力和弯曲应力的期望抵抗以及对迟滞的期望减小，而通过提供至少一根复丝纺织纱线可以实现期望的拉伸强度。此外，单丝纺织线材和复丝纺织纱线相互布置成使得增强帘线的外表面既由至少一根复丝纺织纱线的一部分限定，又由至少一根单丝纺织线材的一部分限定，这使得可以在与周围弹性体材料的粘附和迟滞的减小方面达到期望的结果。
54.此外，多根单丝纺织线材与至少一根复丝纺织纱线的加捻为混合增强帘线提供了良好的疲劳性能。
55.在本发明的第二方面中，本发明涉及一种混合增强帘线。
56.优选地，混合增强帘线包括多根单丝纺织线材和加捻至所述多根单丝纺织线材的至少一根复丝纺织纱线。
57.优选地，在混合增强帘线的任何横截面中，所述多根单丝纺织线材中的单丝纺织线材的至少一部分限定了混合增强帘线的第一径向外表面部分，所述至少一根复丝纺织纱线的至少一部分限定了混合增强帘线的第二径向外表面部分。
58.本技术人相信，上述混合增强帘线可用于需要高性能的所有类型车辆，因此不仅在运动型汽车中而且例如在运动型摩托车中的轮胎中，从而实现上述优点。
59.如下文所讨论的那样，本技术人还相信，上述混合增强帘线可用于胎体结构中，也可用于或仅用于轮胎的带束结构中，并且还可用于或仅用于零度增强层中。
60.本技术人还相信，上述混合增强帘线还可用于或仅用于轮胎的其他增强部件中，例如用于下面描述并表示为“胎圈芯包布”和“胎圈包布”的轮胎增强部件中，以代替传统金属帘线(因此在减轻轮胎重量和放气轮胎在没有增强帘线过热的风险的情况下行进的可能性方面具有优势)和仅包含复丝纺织纱线的传统纺织帘线(因此在刚性、抗疲劳性和性能方面具有优势)。
61.此外，通过在轮胎的带束结构中使用上述混合增强帘线减少或完全消除了与轮胎的可能射频识别(rfid)过程和/或由布置在轮胎内部的可能传感器(例如，压力传感器和/或温度传感器)发射的信号的干涉现象的发生。
62.在上述方面中的至少一个方面中，本发明可以具有下文描述的优选特征中的至少一个。
63.优选地，所述第一径向外表面部分由所述多根单丝纺织线材中的至少两根单丝纺织线材的至少一部分限定，在这种情况下，多根单丝纺织线材中的一根或多根完全被复丝纺织纱线的细丝和至少两根单丝纺织线材包围。
64.然而，可以预见替代实施例，其中所述第一径向外表面部分由所述多根单丝纺织线材中的每根单丝纺织线材的至少一部分限定。
65.在一特定实施例中，混合增强帘线的外表面的约50％由至少一根复丝纺织纱线的所述至少一部分限定，并且混合增强帘线的外表面的约50％由所述多根单丝纺织线材中的至少一根单丝纺织线材的所述至少一部分限定。这意味着，考虑到增强帘线的理论中心，所述第一径向外表面部分的角度尺寸基本上等于所述第二径向外表面部分的角度尺寸。
66.然而，所述第一径向外表面部分的角度尺寸可以大于或小于所述第二径向外表面部分的角度尺寸，在第一种情况下，以迟滞为代价，促进了粘附，而在第二种情况下，以粘附为代价，促进了迟滞。
67.在第一实施例中，所述多根单丝纺织线材以预定的第一捻距加捻在一起以形成单丝纺织线材的股线。
68.优选地，所述至少一根复丝纺织纱线与所述单丝纺织线材的所述股线以预定的第二捻距加捻在一起。
69.在第二实施例中，所述多根单丝纺织线材中的至少一根第一单丝纺织线材与所述至少一根复丝纺织纱线以预定的第一捻距加捻在一起以形成单复丝纺织线材的股线。
70.优选地，上述捻距大于或等于约2mm，更优选地大于或等于约3mm。
71.优选地，上述捻距小于或等于约20mm，更优选地小于或等于约10mm。
72.在优选实施例中，上述捻距介于约2mm到约20mm之间，优选地介于约3mm到约10mm之间。
73.优选地，所述多根单丝纺织线材中的至少一根第二单丝纺织线材与所述单复丝纺织线材的股线以预定的第二捻距加捻在一起。
74.在上述两个实施例中，第一捻距可以等于或不同于第二捻距。
75.在一些优选实施例中，第一捻距不同于(大于或小于)第二捻距。
76.在进一步的实施例中，所述多根单丝纺织线材中的每根单丝纺织线材与所述多根单丝纺织线材中的至少一根其他单丝纺织线材以及与所述至少一根复丝纺织纱线以预定的捻距加捻在一起以形成单复丝纺织线材的股线。
77.该捻距优选地等于上述第一捻距。
78.在所有实施例中，所述多根单丝纺织线材中的每根单丝纺织线材优选由脂肪族聚酰胺纤维(例如，尼龙6、尼龙6.6、尼龙4.6、尼龙4.10、尼龙10.10、尼龙11、尼龙12、尼龙6.10、尼龙6.12)、聚酯纤维(例如，聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚间苯二甲酸乙二醇酯)、聚芳醚酮纤维(例如，聚醚醚酮)或其混合物制成。
79.在所有实施例中，所述至少一根复丝纺织纱线优选包括由芳族聚酰胺纤维、脂肪族聚酰胺纤维(例如，尼龙6、尼龙6.6、尼龙4.6、尼龙4.10、尼龙10.10、尼龙11、尼龙12、尼龙6.10、尼龙6.12)、聚酯纤维(例如，聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚间苯
二甲酸乙二醇酯)、聚酮纤维、聚乙烯醇纤维、纤维素纤维(例如，人造丝、莱赛尔纤维)、玻璃纤维、碳纤维或其混合物制成的细丝。
80.优选地，所述多根单丝纺织线材中的每根单丝纺织线材的直径大于或等于约0.1mm，更优选地大于或等于约0.2mm。
81.优选地，所述直径小于或等于约1mm，更优选地小于或等于约0.5mm。
82.在优选实施例中，所述直径介于约0.1mm到约1mm之间，优选地介于约0.2mm到约0.5mm之间。
83.优选地，所述混合增强帘线包括数量大于或等于2的单丝纺织线材。
84.优选地，上述单丝纺织线材的数量小于10，更优选地小于或等于8，甚至更优选地小于或等于6。
85.在优选实施例中，上述单丝纺织线材的数量介于2到10之间，更优选地介于2到8之间，甚至更优选地介于2到6之间，例如等于3或4。
86.一般而言，优选地，在混合增强帘线中提供的单丝纺织线材数量越多，所述单丝纺织线材的直径越小。
87.优选地，所述至少一根复丝纺织纱线的线密度大于或等于约400dtex，更优选地大于或等于约800dtex。
88.优选地，所述线密度小于或等于约4500dtex，更优选地小于或等于约4000dtex。
89.在优选实施例中，所述线密度介于约400dtex到约4500dtex之间，优选地介于约800dtex到约4000dtex之间。
90.优选地，所述混合增强帘线包括数量大于或等于1的复丝纺织纱线。
91.优选地，复丝纺织纱线的数量小于或等于4，更优选地小于或等于3，甚至更优选地小于或等于2。
92.优选地，复丝纺织纱线的数量介于1到4之间，更优选地介于1到3之间，甚至更优选地介于1到2之间，例如等于1。
93.在一些实施例中，所述混合增强帘线中的至少一些包括至少一根金属线材，其螺旋缠绕在所述多根单丝纺织线材和所述至少一根复丝纺织纱线周围。
94.上述金属线材有利地有助于加强增强帘线并保持单丝纺织线材牢固地加捻至复丝纺织纱线。
95.金属线材缠绕到由所述单丝纺织线材和所述至少一个复丝纺织纱线限定的组件上的缠绕方向可以与所述单丝纺织线材相对于所述至少一根复丝纺织纱线的加捻方向一致或不一致。
96.优选地，上述缠绕方向与上述加捻方向相反。
97.优选地，金属线材以大于约2mm、更优选地大于约3.5mm的缠绕节距缠绕在上述组件上。
98.优选地，金属线材以小于约10mm、更优选地小于约5mm的缠绕节距缠绕在上述组件上。
99.在优选实施例中，金属线材以介于约2mm到约10mm之间、优选地介于约3.5mm到约5mm之间的缠绕节距缠绕在上述组件上。
100.优选地，所述金属线材的直径大于约0.08mm，更优选地大于约0.10mm。
101.优选地，所述金属线材的直径小于约0.20mm，更优选地小于约0.15mm。
102.优选地，所述金属线材的直径介于约0.08mm到约0.20mm之间，更优选地介于约0.10mm到约0.15mm之间。
103.优选地，包括上述金属线材的混合增强帘线用于交叉带束结构和/或零度带束层和/或上述加强层中。
104.优选地，所述至少一根复丝纺织纱线的细丝涂覆有粘合物质，或经受化学或物理粘合处理，以便进一步改善与其中所述细丝嵌入或涂覆的弹性体材料的粘合性。
105.在一些实施例中，所述至少一根复丝纺织纱线包括至少一根纺织单丝和多根纺织细丝。
106.在这种情况下，在混合增强帘线的任何横截面中，所述至少一根纺织单丝至少部分地结合在所述纺织细丝之间，例如，部分地或完全地被所述纺织细丝包围。
107.每根单丝纺织线材可以以预定的第一捻距自身加捻。本技术人已经观察到，这样的设置可以有助于优化增强帘线的疲劳性能。
108.优选地，所述第一捻距等于所述捻距。以这种方式，单丝纺织线材在相应复丝纺织纱线的细丝之间的结合被最大化，以极大地有益于混合增强帘线与周围弹性体材料的粘附。
109.所述至少一根复丝纺织纱线可以以预定的第二捻距自身加捻，也可以不这样。当自身加捻时，优选地，第二捻距等于所述捻距。这样做是为了最大化单丝纺织线材在复丝纺织纱线的细丝之间的结合。
110.优选地，所述支撑结构包括胎体结构，所述胎体结构包括至少一个胎体层，所述胎体层具有与相应环形锚固结构相关联(例如，绕其翻转)的相对端部边缘，以在相对于轮胎的赤道面的相对两侧上限定相应的胎圈结构。
111.优选地，所述支撑结构包括布置在相对于胎体结构的径向外部位置中和相对于胎面带的径向内部位置中的交叉带束结构。
112.优选地，所述多个混合增强帘线布置在所述胎体结构和/或所述带束结构中。
113.作为交叉带结构的替代或附加，支撑结构还可以包括零度增强层，所述零度增强层可以包括非混合增强帘线，所述非混合增强帘线优选地仅包括单丝纺织线材或复丝纺织纱线(例如，由芳纶、尼龙制成)，或者所述零度增强层可以包括上述类型的混合增强帘线。
114.优选地，所述支撑结构包括在相应端部边缘处或附近与所述至少一个胎体层相关联的至少一个加强层，所述多个混合增强帘线布置在所述至少一个加强层中。
115.优选地，所述至少一个加强层可以在相应胎圈结构处或附近与所述至少一个胎体层相关联。
116.优选地，所述至少一个加强层可以布置在所述至少一个胎体层的相应端部边缘与相应胎圈结构之间。
117.更优选地，所述至少一个加强层可以至少部分地包围所述胎圈结构。这种加强层也用术语“胎圈芯包布”表示。
118.可替代地或附加地，所述至少一个加强层可以在相对于相应环形锚固结构的轴向外部位置中与所述至少一个胎体层的相应端部边缘相关联。
119.更优选地，所述至少一个加强层可以从所述环形锚固结构朝向所述胎面带延伸。
这种加强层也用术语“胎圈包布”表示。
120.胎圈包布可以布置在相对于所述至少一个胎体层的端部边缘的轴向外部位置或轴向内部位置中。在胎体结构包括多个胎体层(例如，两个)的情况下，胎圈包布可以布置在各个胎体层的相应端部边缘之间。
121.在其中所述多个混合增强帘线布置在胎体结构中的轮胎的优选实施例中，所述混合增强帘线中的每个混合增强帘线包括：由尼龙制成的三根单丝纺织线材，每根单丝纺织线材的直径等于约0.21mm；和由尼龙制成的复丝纺织纱线，其线密度等于约1400dtex。这种轮胎特别适合于在如上定义的高性能汽车和超高性能汽车中使用。
122.在其中所述多个混合增强帘线布置在交叉带束结构中的轮胎的优选实施例中，所述混合增强帘线中的每个混合增强帘线包括：由pet制成的三根单丝纺织线材，每根单丝纺织线材的直径等于约0.40mm；和由芳纶制成的复丝纺织纱线，其线密度等于约1100dtex。这种轮胎特别适合于在如上定义的高性能汽车和超高性能汽车中使用。
123.在其中所述多个混合增强帘线布置在零度带束层中的轮胎的优选实施例中，所述混合增强帘线中的每个混合增强帘线包括彼此加捻的两个股线，每个股线包括：由pet制成的两根单丝纺织线材，每根单丝纺织线材的直径等于约0.20mm；和由芳纶制成的复丝纺织纱线，其加捻至上述两个股线，其线密度等于约1100dtex。这种轮胎也特别适合于在如上定义的高性能汽车和超高性能汽车中使用。
124.在其中所述多个混合增强帘线布置在所述至少一个加强层(例如，胎圈包布或胎圈芯包布)中的轮胎的优选实施例中，混合增强帘线与上述在用于交叉带束结构中的情况中的混合增强帘线相同。
附图说明
125.本发明的轮胎的进一步的特征和优点将通过参考附图对其优选实施例的以下详细描述而变得更加清楚。在附图中：
126.‑
图1是根据本发明的一实施例的轮胎的一部分的示意性局部半横截面图；
127.‑
图2是在图1的轮胎中使用的混合增强帘线的第一实施例的试件的示意性侧视图；
128.‑
图3是图2的混合增强帘线的横截面的示意性放大图，该横截面是在图2中绘制的截面s
‑
s上截取的；
129.‑
图4是在图1的轮胎中使用的一个混合增强帘线的第二实施例的试件的示意性侧视图；
130.‑
图5是图4的混合增强帘线的横截面的示意性放大图，该横截面是在图4中绘制的截面s
‑
s上截取的；
131.‑
图6是在图1的轮胎中使用的一个混合增强帘线的第二实施例的试件的示意性侧视图。
具体实施方式
132.为简单起见，图1仅示出了根据本发明的轮胎100的实施例的一部分，未示出的剩余部分基本上相同并且相对于轮胎的赤道面m
‑
m对称地布置。
133.图1所示的轮胎100特别地是用于四轮车辆的轮胎的实施例。
134.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。
135.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。
136.轮胎100包括至少一个支撑结构100a和位于相对于支撑结构100a的径向外部位置中的弹性体材料的胎面带109。
137.支撑结构100a包括胎体结构101，而所述胎体结构则包括至少一个胎体层111。
138.在下文中，为了表述简单起见，将参考包括单个胎体层111的轮胎100的实施例进行。然而，应当理解的是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。
139.胎体层111具有与相应环形锚固结构102接合的轴向相对端部边缘，其称为胎圈芯，并且可能与弹性体填料104相关联。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，所述环形增强结构被称为“胎圈结构”并且旨在允许轮胎100锚固在未示出的对应安装轮辋上。
140.胎体层111包括涂覆有弹性体材料或嵌入在交联弹性体材料基体中的多个增强帘线10'。
141.胎体结构101为子午线类型，即增强帘线10'布置在包含轮胎100的旋转轴线r
‑
r并且基本上垂直于轮胎100的赤道面m
‑
m的平面上。
142.每个环形增强结构103通过至少一个胎体层111的相对端部边缘绕胎圈芯102和可能的弹性体填料104回折(或翻转)而与胎体结构101相关联，以便形成胎体结构101的所谓的翻边101a。
143.在一实施例中，胎体结构101和环形增强结构103之间的联接可以通过施加在相对于胎体层111的径向外部位置中的第二胎体层(图1中未示出)来进行。
144.耐磨条105布置在每个环形增强结构103处，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围环形增强结构103，从而当轮胎100安装在车轮轮辋上时该耐磨条布置在环形增强结构103和轮辋之间。然而，可以不提供这种耐磨条105。
145.支撑结构100a包括位于相对于胎体结构101的径向外部位置中的交叉带束结构106，该交叉带束结构包括布置成彼此径向叠置的至少两个带束层106a、106b。
146.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具有相对于轮胎100的周向方向或轮胎100的赤道面m
‑
m倾斜一角度的取向，该角度介于约15
°
到约45
°
之间，优选地介于约20
°
到约40
°
之间。例如，该角度等于约30
°
。
147.带束层106a、106b的增强帘线10a、10b彼此平行并且相对于另一带束层106b、106a的增强帘线具有交叉取向。
148.在超高性能轮胎中，带束结构106可以是翻转交叉带束结构。这种带束结构通过将至少一个带束层布置在支撑元件上并且翻转所述至少一个带束层的相对横向端部边缘而制成。优选地，首先在支撑元件上布置第一带束层，然后支撑元件径向扩张，随后在第一带束层上布置第二带束层，最后在第二带束层上翻转第一带束层的相对的轴向端部边缘，以至少部分地覆盖作为径向最外层的第二带束层。在一些情况下，第三带束层可以布置在第二带束层上。有利地，带束层的轴向相对端部边缘在布置于径向外部位置中的另一带束层上的翻转赋予轮胎在进入弯道时更大的反应性和响应性。
149.支撑结构100a包括在相对于交叉带束结构106的径向外部位置中的至少一个零度增强层106c，其通常称为“零度带束”。所述零度增强层包括沿大体周向方向取向的增强帘线10c。这样的增强帘线10c因此相对于轮胎100的赤道面m
‑
m形成几度的角度。
150.增强帘线10a、10b、10c涂覆有弹性体材料或嵌入在交联弹性体材料基体中。
151.与构成轮胎100的其他半成品一样，胎面带109由弹性体材料制成，并且被施加在相对于零度增强层106c的径向外部位置中。
152.由弹性体材料制成的相应侧壁108在相对于胎体结构101本身的轴向外部位置中也被施加到胎体结构101的侧表面上。每个侧壁108均从胎面带109的横向边缘之一延伸直至相应环形增强结构103。
153.耐磨条105(如果设置)至少延伸直至相应侧壁108。
154.在一些特定实施例中，像本文所示和所述的实施例，侧壁108的刚度可以通过提供通常被称为“胎圈芯包布”的加强层120或附加的条带状插入物来提高，该加强层具有提高环形增强结构103和侧壁108的刚度和完整性的功能。
155.胎圈芯包布120绕相应的胎圈芯102和弹性体填料104缠绕，以便至少部分地包围环形增强结构103。特别地，胎圈芯包布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围环形增强结构103。
156.胎圈芯包布120布置在胎体层111的翻转端部边缘和相应的环形增强结构103之间。通常，胎圈芯包布120与胎体层111以及与环形增强结构103接触。
157.在一些特定实施例中，像本文所示和所述的实施例，胎圈结构103还可以包括通常被称为术语“胎圈包布”的另外的加强层121或防护条，并且该另外的加强层具有提高环形增强结构103的刚度和完整性的功能。
158.胎圈包布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的相应翻转端部边缘相关联并且朝向侧壁108和胎面带109径向延伸。
159.胎圈芯包布120和胎圈包布121包括涂覆有弹性体材料或嵌入在交联弹性体材料基体中的增强帘线10d(在附图中，胎圈芯包布120的增强帘线不可见)。
160.胎面带109在其径向外部位置中具有旨在接触地面的滚动表面109a。滚动表面109a上形成有周向沟槽(图1中未示出)，所述周向沟槽通过横向凹口(图1中未示出)连接，以便在滚动表面109a上限定各种形状和尺寸的多个块体(图1中未示出)。
161.底层107布置在交叉带束结构106和胎面带109之间。
162.在一些特定实施例中，像本文所示和所述的实施例，由弹性体材料组成的条带110，通常称为“迷你侧壁”，可以可选地设置在侧壁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。
163.优选地，侧壁108的端部部分直接覆盖胎面带109的横向边缘。
164.在无内胎轮胎的情况下，还可以在相对于胎体层111的径向内部位置中设置通常称为“衬里”的橡胶层112，以便为轮胎100的充气提供必要的不渗透性。
165.增强帘线10'中的至少一些(优选地，设置在胎体层111中的所有增强帘线10')和/或增强帘线10a、10b中的至少一些(优选地，设置在带束层106a中的所有增强帘线10a和设置在带束层106b中的所有增强帘线10b，即使在带束结构106是翻转交叉带束结构的情况
下)和/或零度增强层106c的增强帘线10c中的至少一些和/或胎圈芯包布120和/或胎圈包布121的增强帘线10d中的至少一些是图2
‑
6所示类型并且如下所述的混合增强帘线10。
166.参照图2和图3，混合增强帘线10包括加捻至彼此的三根单丝纺织线材20和以预定的捻距加捻至所述三根单丝纺织线材20并由多根细丝32限定的复丝纺织纱线30。
167.优选地，所述三根单丝纺织线材20是相同的。因此，下文将仅描述其中之一。
168.上述增强帘线10可以以各种方式制造。
169.第一种方式提供以捻距p1对三根单丝纺织线材20进行初始加捻，以形成单丝纺织线材20的股线。此后，该股线以捻距p2与复丝纺织纱线30加捻在一起，所述捻距p2可以等于或不同于捻距p1。
170.第二种方式提供将所述单丝纺织线材20中的一根或多根单丝纺织线材与复丝纺织纱线30以捻距p1进行初始加捻，以形成单复丝纺织线材的股线。此后，该股线与另一根单丝纺织线材20以捻距p2加捻在一起，捻距p2可以等于或不同于捻距p1。
171.第三种方式提供单次加捻操作，其中所述单丝纺织线材20中的每根单丝纺织线材均与其他单丝纺织线材20以及与复丝纺织纱线30以预定的捻距p1加捻在一起，以形成单复丝纺织线材的股线。
172.在图2和图3所示的实施例中，在增强帘线10的任何横截面中(例如图3的横截面)，优选地在增强帘线10的所有横截面中，每根单丝纺织线材20均相对于复丝纺织纱线30的细丝32布置在外部。
173.单丝纺织线材20和复丝纺织纱线30的相互布置使得混合增强帘线10的第一径向外表面部分由所述三根单丝纺织线材20中的每根单丝纺织线材的一部分限定，并且混合增强帘线10的第二径向外表面部分由复丝纺织纱线30的一部分限定。
174.例如，混合增强帘线10的外表面的约50％由复丝纺织纱线30限定，而剩余的约50％由单丝纺织线材20限定。
175.在图2和图3所示的示例中，所述三根单丝纺织线材20中的每根单丝纺织线材均与另外两根单丝纺织线材相互接触，所述三根单丝纺织线材20中的仅两根单丝纺织线材与复丝纺织纱线30接触。
176.单丝纺织线材20和复丝纺织纱线30沿纵向方向a延伸，如图2所示。
177.捻距p1优选地介于约2mm到约20mm之间，更优选地介于约3mm到约10mm之间，例如等于约3.5mm。
178.每根单丝纺织线材20均由脂肪族聚酰胺(例如，尼龙6、尼龙6.6、尼龙4.6、尼龙4.10、尼龙10.10、尼龙11、尼龙12、尼龙6.10、尼龙6.12)或聚酯纤维(例如，聚对苯二甲酸丁二醇酯(pbt)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚间苯二甲酸乙二醇酯(pei))或聚芳醚酮纤维(例如，聚醚醚酮(peek))或其混合物制成的纤维制成。
179.复丝纺织纱线30的细丝32由芳族聚酰胺纤维或脂肪族聚酰胺纤维(例如，尼龙6、尼龙6.6、尼龙4.6、尼龙4.10、尼龙10.10、尼龙11、尼龙12、尼龙6.10、尼龙6.12)或聚酯纤维(例如，聚对苯二甲酸丁二醇酯(pbt)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚间苯二甲酸乙二醇酯(pei))或聚酮纤维或聚乙烯醇纤维或纤维素纤维(例如，人造丝或莱赛尔纤维)或玻璃纤维或碳纤维或上述纤维的任何其他混合物或包含上述材料中的两种或更多种的混合纤维的组件制成。这种混合纤维的组件在下文中用术语“掺合纤维”表示。
180.在“掺合纤维”的情况下，细丝32的纤维可以例如包括：
181.‑
50％的线密度等于约1100dtex的芳纶和50％的线密度等于约1100dtex的pet(这种组件在下文中表示为“掺合2200dtex”)；
182.‑
43％的线密度等于约840dtex的芳纶和57％的线密度等于约1100dtex的pet(这种组件在下文中表示为“掺合1940dtex”)；
183.‑
33％的线密度等于约550dtex的芳纶和67％的线密度等于约1100dtex的pet(这种组件在下文中表示为“掺合1650dtex”)。
184.不管用于复丝纺织纱线30的细丝32的纺织材料的具体类型如何，这种材料被适当地表面粘合处理，以便为周围弹性体材料提供足够的粘合性。典型地，可以通过用粘合物质涂覆或者通过化学或物理处理来进行粘合处理。
185.例如，在已经将单丝纺织线材20与复丝纺织纱线30加捻在一起之后，通过将混合增强帘线10浸入在包含粘合物质的溶液中来进行粘合处理。
186.每根单丝纺织线材20优选地具有介于约0.1mm到约1mm之间、更优选地介于约0.2mm到约0.5mm之间的直径，这也取决于制造它的材料和轮胎100的布置有混合增强帘线10的区域。
187.复丝纺织纱线30优选地具有介于约400dtex到约4500dtex之间、优选地介于约800dtex到约4000dtex之间的线密度，这也取决于制造它的材料和轮胎100的布置有混合增强帘线10的区域。
188.在特定实施例中，只有增强帘线10'，而不是增强帘线10a、10b、10c和10d，是上述类型的混合增强帘线10；反之亦然。
189.在其他特定实施例中，仅增强帘线10a，而不是增强帘线10'、10b、10c、10d，是上述类型的混合增强帘线10；反之亦然。
190.在一些实施例中，只有增强帘线10a和/或10b，而不是增强帘线10'、10c和10d，是上述类型的混合增强帘线10。
191.在其他实施例中，仅增强帘线10d，而不是增强帘线10'、10a、10b和/或10c，是上述类型的混合增强帘线10。
192.当增强帘线10d是上述类型的混合增强帘线10时，这种混合增强帘线10可以仅用在胎圈芯包布120中(如果设置有胎圈芯包布并且当未设置有胎圈包布或设置有胎圈包布且胎圈包布包括非混合增强帘线时)、仅用在胎圈包布121中(如果设置有胎圈包布并且当未设置有胎圈芯包布或设置有胎圈芯包布且胎圈芯包布包括非混合增强帘线时)、或用在胎圈芯包布120和胎圈包布121两者中(如果两者都设置)。
193.图4和图5示出了混合增强帘线10的实施例，其与前述附图的不同之处仅在于，复丝纺织纱线30包括结合在细丝32之间的单丝纺织线材31。
194.图6示出了混合增强帘线10的实施例，其与前面附图的不同之处仅在于，混合增强帘线10还包括金属线材50，该金属线材螺旋缠绕在单丝纺织线材20周围，所述单丝纺织线材与复丝纺织纱线30加捻在一起。
195.在图示的实施例中，金属线材50的缠绕方向与和复丝纺织纱线30加捻在一起的单丝纺织线材20的加捻方向相反。
196.金属线材50的缠绕具有优选地介于约2mm到约10mm之间、更优选地介于约3.5mm到
约5mm之间、例如等于约4mm的缠绕节距。
197.本技术人制造了用于本发明的轮胎100的胎体结构101、交叉带束结构106、零度增强层106c和加强层120、121的混合增强帘线10的一些样品。
198.为了在图1所示类型的轮胎100的胎体结构101中使用，并因此旨在用于如上定义的高性能汽车和超高性能汽车，混合增强帘线10已制成包括与复丝纺织纱线30加捻在一起的三根单丝纺织线材20，所述三根单丝纺织线材由尼龙制成并且每根单丝纺织线材的直径等于约0.21mm，所述复丝纺织纱线由尼龙制成并且其线密度等于约1400dtex。这种增强帘线被简要标识为：ny 3
×
0.21mm+ny 1400dtex。
199.为了在图1所示类型的轮胎100的交叉带束结构106中使用，并因此旨在用于如上定义的高性能汽车和超高性能汽车，混合增强帘线10已制成包括与复丝纺织纱线30加捻在一起的三根单丝纺织线材20，所述三根单丝纺织线材由pet制成并且每根单丝纺织线材的直径等于约0.40mm，所述复丝纺织纱线由芳纶制成并且其线密度等于约1100dtex。这种增强帘线被简要标识为：pet 3
×
0.40mm+ar1100dtex。
200.为了在图1所示类型的轮胎100的零度带束层106c中使用，并因此旨在用于如上定义的高性能汽车和超高性能汽车，混合增强帘线10已制成包括两个股线，每个股线包括两根单丝纺织线材20，所述单丝纺织线材由pet制成并且每根单丝纺织线材的直径等于约0.20mm，这两个股线被加捻至由芳纶制成的复丝纺织纱线30。复丝纺织纱线30的线密度等于约1100dtex。这种增强帘线被简要标识为：pet 2
×
(2
×
0.20mm)+ar 1100dtex。
201.本技术人还制造了用于轮胎100的加强层120或121的增强帘线10。这种增强帘线10具有上文参照交叉带束结构106描述的相同的结构并且由相同的材料制成。
202.对比测试
203.针对上述的一些增强帘线10，本技术人已经相对于本技术人当前使用并且当前被认为适合于确保期望的行驶性能和期望的轮胎性能的传统增强帘线进行了对比测试。在下文中讨论这些测试中的一些。
204.进行测试以便对比测量200mm的ny 3
×
0.21mm+ny 1400dtex类型混合增强帘线的试件的迟滞(在线材/细丝之间的摩擦之后耗散的能量)和通过将两根尼龙1400dtex的纱线加捻在一起制成的一条200mm的传统增强帘线(这里标识为：2
×
ny 1400dtex)的试件的迟滞。
205.上述两个试件的增强帘线具有基本上相同的重量和基本上相同的体积，并且两个试件具有基本上相同量的弹性体材料。因此，上述两个试件具有基本上相同的重量。
206.这些试件通过zwick测功机经受100次牵引和压缩循环，该zwick测功机以在1.5％(等于3mm)的最大伸长率和0.5％(等于1mm)的最小伸长率之间增加直至12n的负载以及等于50mm/min的牵引/压缩的施加速度对上述试件施加应力。所进行的测量结果的平均作为所耗散的能量的指示值给出，对于传统增强帘线，给出的值等于2.05，对于ny 3
×
0.21mm+ny 1400dtex类型的混合增强帘线，给出的值等于2.24，从而证实了本发明的混合增强帘线在迟滞方面相对于仅包含复丝纺织纱线的传统增强帘线具有更好的性能。这证实了在轮胎的胎体结构中使用ny 3
×
0.21mm+ny 1400dtex类型的混合增强帘线是可取的。
207.本技术人还进行了对比测试来对比测量pet 3
×
0.40mm+ar1100dtex类型的混合增强帘线的弯曲强度和3
×
0.175mm类型的由钢制成的传统增强帘线的弯曲强度。为此，制
造由硫化弹性体材料制成的测试试件，该测试试件包括多根pet 3
×
0.40mm+ar 1100dtex类型的混合增强帘线，其线支数等于80帘线/dm(1厘米8根帘线)，以及制造由硫化弹性体材料制成的测试试件，该测试试件包括3
×
0.175mm类型的由钢制成的多根传统增强帘线，其线支数等于130帘线/dm(1厘米13根帘线)。
208.包含pet 3
×
0.40mm+ar 1100dtex类型的混合增强帘线的测试试件具有等于约1.30mm的弹性体材料厚度和等于约1480g/m2的重量，而包含传统金属增强帘线的测试试件具有等于约0.80mm的弹性体材料厚度和等于约为1470g/m2的重量。
209.对上述两种测试试件进行如下环压缩测试：将测试试件折叠并焊接以形成直径为80mm的相应环。这样的测试试件经受0.5n的初始预拉伸和25mm的挤压，其中压缩速度为100mm/min。
210.包含pet 3
×
0.40mm+ar 1100dtex类型的混合增强帘线的测试试件所承受的最大力为约0.95n，而包含传统金属增强帘线的测试试件所承受的最大力为约0.86n，从而证实本发明的混合增强帘线在弯曲刚度方面相对于传统金属增强帘线具有更好的性能。这证实了在轮胎的带束结构以及胎圈包布和/或胎圈芯包布中使用pet 3
×
0.40mm+ar 1100dtex类型的混合增强帘线是可取的。
211.本技术人还进行了对比测试来对比测量pet 3
×
0.40mm+ar1100dtex类型的混合增强帘线对压缩应力的抵抗和3
×
0.175mm类型的由钢制成的传统增强帘线对压缩应力的抵抗。
212.本技术人确实观察到，特别是参照带束结构和胎圈包布和/或胎圈芯包布，在可缩短增强帘线寿命的应力中，动态压缩应力尤为相关。特别地，当承受反复的压缩应力时，轮胎的上述结构部件中使用的增强帘线变形，形成导致“拆解”的波纹，即导致单根线材/纱线分离的波纹，由此损坏轮胎。
213.为了评估增强帘线关于上述压缩应力的性能，制作了两个测试试件，每个测试试件包括两个硫化弹性体材料条带，每个条带包括多个平行的增强帘线，并且这两个条带布置成相对于彼此以约30
°
的角度倾斜。
214.两个测试试件中的一个测试试件(下文称为“测试试件a”)包括pet 3
×
0.40mm+ar 1100dtex类型的混合增强帘线，其线支数等于80帘线/dm(1厘米8根帘线)，而另一个测试试件(下文称为“测试试件b”)包括3
×
0.175mm类型的由钢制成的传统增强帘线，其线支数等于130根帘线/分米(1厘米13根帘线)。
215.测试试件a的弹性体材料厚度等于约1.30mm，重量等于约1480g/m2，而测试试件b的弹性体材料厚度等于约0.80mm，重量等于约1470g/m2。
216.两个测试试件在170℃下硫化10分钟，并在室温下适应(conditioned)16小时。
217.两个测试试件中的每个均在de mattia型试验机中经受弯曲/压缩循环，直到发生断裂。
218.测试试件a的耐受时间比测试试件b的耐受时间长约40％。这证实了在轮胎的带束结构以及胎圈包布和/或胎圈芯包布中使用pet3
×
0.40mm+ar 1100dtex类型的混合增强帘线是可取的。
219.概括来说，上面讨论的对比测试强调了在基本上等于包含增强帘线的半成品的重量的情况下：
220.‑
ny 3
×
0.21mm+ny 1400类型的混合增强帘线在迟滞方面比2
×
ny 1400dtex类型的传统增强帘线具有更好的性能，因而适合于在轮胎的胎体结构中使用；
221.‑
pet 3
×
0.40mm+ar 1100dtex类型的混合增强帘线在弯曲刚度和抗压缩应力方面比当前在带束结构以及胎圈包布和/或胎圈芯包布中使用的3
×
0.175mm类型的由钢制成的传统增强帘线具有更好的性能，因而适合于在轮胎的带束结构以及胎圈包布和/或胎圈芯包布中使用。
222.已经参照一些优选实施例描述了本发明。可以对上述实施例进行不同的改变，但仍落入由以下权利要求限定的本发明的保护范围内。