
本發明涉及具有圓柱形層的簾線,所述簾線可以特別用于增強輪胎,特別是用于重型工業車輛的輪胎。
背景技術:具有徑向胎體增強件的輪胎包括胎面、兩個不可伸展的胎圈、將胎圈連接至胎面的兩個胎側,和沿周向設置在胎體增強件和胎面之間的帶束層或胎冠增強件。該胎冠增強件包括多個橡膠簾布層,所述橡膠簾布層有可能使用增強元件或增強體增強,所述增強元件或增強體例如為金屬或織物類型的簾線或單絲。輪胎的胎冠增強件通常由至少兩個重疊的有時被稱為工作簾布層或交叉簾布層的簾布層構成,其通常由金屬制成的增強簾線在簾布層內彼此幾乎平行設置,但是從一個簾布層至另一個簾布層交叉,亦即根據所考慮輪胎的類型,相對于圓周正中平面對稱或不對稱地以通常在10°和45°之間的角度傾斜。交叉簾布層可以通過各種其它橡膠簾布層或輔助橡膠層補充,所述橡膠簾布層或輔助橡膠層的寬度可以根據情況而改變,并且可以包含或不包含增強體。可以提及的例子包括簡單橡膠墊,被稱為保護簾布層的簾布層,所述保護簾布層的目的是保護胎冠增強件的剩余部分不受外部攻擊和穿孔,或者被稱為環箍簾布層的簾布層,所述環箍簾布層包括基本在周向方向上定向的增強體(簾布層被稱作是零度的),無論它們在徑向上是位于交叉簾布層的外部還是在徑向上位于交叉簾布層的內部。重型工業車輛,特別是施工場地類型的車輛的輪胎經受許多特別是壓縮方面的機械應力和攻擊。這是因為這種類型的輪胎通常在不平坦路面上行駛,所述不平坦路面不僅機械地加壓于胎面而且向胎冠增強件施加顯著的應力。此外,不平坦路面有時造成胎面穿孔。這些穿孔允許腐蝕性試劑(例如空氣和水)進入,所述腐蝕性試劑氧化胎冠增強件的金屬增強體并且顯著縮短輪胎的壽命。工作簾布層通常用具有高斷裂強度的金屬簾線增強,所述金屬簾線被稱作是成股的(“線股簾線”)。特別通過現有技術已知包括一個芯部線股和多個層狀線股的線股簾線,每個線股包括一根或多根芯部絲線,所述芯部絲線被N根絲線的中間層圍繞,所述中間層本身可以被P根絲線的外層圍繞,而整體有可能被包覆層包覆。因此,已知(1+6)+6x(1+6)或者(3+9)+8x(1+6)結構的線股簾線。為了改進簾線的壓縮強度,已經提出對簾線的結構和對制成各個層的絲線的材料進行許多改變,特別是用以增加簾線的斷裂強度。為了改進耐腐蝕性,已經提出改變簾線的構造從而特別是增加簾線對橡膠的滲透性,并且因此限制與疲勞腐蝕相關的風險。實際上,簾線的目的是盡可能地用橡膠進行浸漬,使得這種材料滲透制成簾線的絲線之間的所有空間。如果該滲透不足,因此沿著簾線形成空的毛細管或通道,例如由于輪胎胎冠的穿孔或其它攻擊,腐蝕性試劑可能進入輪胎,沿著這些通道穿過輪胎的胎冠增強件前行。相比于在干燥環境中的使用,所述濕氣的存在在導致腐蝕和加速疲勞過程(被稱為疲勞腐蝕的現象)中起到重要作用。然而,對壓縮強度和耐腐蝕性做出的這些改進通常(即便不一直如此)與特定于簾線的使用和制造的其它標準不相容或相矛盾,所述其它標準特別是工業成本、均勻性、工業加工性或耐沖擊性和耐穿孔性。因此,通常地,選擇線股簾線的特征從而相對于耐腐蝕性而更有利于簾線的高斷裂強度。
技術實現要素:因此本發明的目的是簾線,所述簾線不僅耐腐蝕而且在壓縮時強勁。為此目的,本發明的一個主題是具有圓柱形層的金屬簾線,其包括:-內層,所述內層由M根絲線組成,-中間層,所述中間層由圍繞所述內層螺旋纏繞的N根絲線組成,-外層,所述外層由圍繞所述中間層螺旋纏繞的P根絲線組成,并且在所述簾線中所述中間層的絲線之間的絲線間距離D2大于或等于25μm,并且所述外層的絲線之間的絲線間距離D3大于或等于25μm。根據本發明的簾線具有高壓縮強度和高耐腐蝕性。不同于現有技術的線股簾線,本發明的發明人已經發現可以通過如下具有層的簾線以協同方式解決壓縮強度和耐腐蝕性的問題,所述層對橡膠高度滲透,并具有不飽和的中間層和外層,以及相對高的絲線間距離D2和D3。因此,根據本發明的簾線可高度滲透并且具有的壓縮強度優于滲透性中等或較差的簾線,并且具有相當或甚至是更好的機械性質。層的絲線間距離在簾線的垂直于簾線主軸線的截面上被限定為平均在每個層中分離所述層的兩個相鄰絲線的最短距離。因此,通道允許橡膠首先穿過外層然后穿過中間層,從而當輪胎硫化時有效地造成橡膠滲透簾線。不同于現有技術的線股簾線(其目的是保護簾線基本上免受由于腐蝕性試劑的直接腐蝕而造成的其機械性質的損害,特別是其斷裂強度的損害),本發明的發明人已經發現根據本發明的簾線的高滲透性使得有可能一方面保護簾線抵抗腐蝕性試劑的作用,另一方面由于滲透簾線的橡膠賦予的自包覆效果而增加簾線的壓縮強度。實際上,本發明的發明人已經確定,腐蝕性試劑的最具破壞性的效果與其說是簾線的機械性質(特別是其斷裂強度)的損害,不如說是由于這些腐蝕性試劑對粘合界面的腐蝕所造成的絲線和相鄰橡膠之間的粘合損失。當其發生時,該粘合損失造成簾線與其相鄰橡膠的分離。一旦分離,簾線則在由相鄰橡膠形成的護套中滑動并且不再反抗施加至輪胎的負荷。其因此在壓縮方面不太強勁。相反,根據本發明的簾線使得有可能維持絲線和相鄰橡膠之間的粘合。根據本發明的簾線因此與橡膠合作從而反抗施加至輪胎的負荷并且因此在壓縮方面更強勁。所述簾線為具有管狀或圓柱形層的類型。管狀或圓柱形的簾線意指由如下組成的簾線:芯部,所述芯部包括內層并可能地包括中心或核心;和一個或多個同軸層,在該情況下為中間層和外層,每個中間層和外層具有圓柱形或管狀形狀,以這樣的方式圍繞該芯部設置:使得至少在靜置的簾線中,每個中間層和外層的厚度基本上等于形成其的絲線的直徑;其結果是簾線的橫截面具有基本上圓形的輪廓或包絡線。根據本發明的具有圓柱形或管狀層的簾線特別不應與具有被稱作“緊湊”層的簾線混淆,所述具有被稱作“緊湊”層的簾線為以相同捻距和相同纏繞方向纏繞的絲線的組件。在所述緊湊簾線中,緊湊性使得幾乎不能看到明顯的絲線層;其結果是所述簾線的橫截面具有不再是圓形而是多邊形的輪廓。具有管狀或圓柱形層的簾線(也被稱作非緊湊簾線)為這樣的簾線,其中至少兩個絲線層具有彼此不同的捻距或纏繞方向。在一個實施方案中,內層的絲線螺旋纏繞。在另一個實施方案中,內層的絲線筆直,亦即具有無窮捻距。根據定義,金屬簾線意指由主要(在該情況下意指超過50%的絲線)或完全(意指100%的絲線)用金屬材料制成的絲線形成的簾線。本發明優選使用由鋼制成的簾線,更優選由珠光體鋼(或鐵素體-珠光體)碳鋼(下文被稱為“碳鋼”)制成的簾線,或甚至由不銹鋼(根據定義為包含至少11%的鉻和至少50%的鐵的鋼)制成的簾線實施。然而,當然有可能使用其它鋼或其它合金。絲線優選由鋼制成,更優選由碳鋼制成。當使用碳鋼時,其碳含量(鋼的重量%)優選在0.4%和1.2%之間,特別是在0.5%和1.1%之間;這些含量代表輪胎所需的機械性質和絲線的加工性之間的良好折中。應注意在0.5%和0.6%之間的碳含量使得這種鋼最終更便宜,因為它們更容易拉制。取決于目標應用,本發明的另一個有利的實施方案還可以在于使用碳含量例如在0.2%和0.5%之間的低碳鋼,這特別地因為其較低的成本和更大的易拉制性。所使用的金屬或鋼,無論其特別地是碳鋼還是不銹鋼,其本身可以覆蓋有金屬層,所述金屬層例如改進了金屬簾線和/或其組成元件的可加工性,或簾線和/或輪胎本身的使用性質,例如粘合性質、耐腐蝕性或甚至是耐老化性。根據一個優選的實施方案,所使用的鋼覆蓋有黃銅(Zn-Cu合金)層或鋅層。應回顧在絲線制造過程中,黃銅涂層或鋅涂層使得絲線更容易拉制,還使得絲線更容易粘合至橡膠。然而,絲線可以覆蓋有除了黃銅或鋅之外的金屬的薄層,所述薄層例如具有改進這些絲線的耐腐蝕性和/或其對橡膠的粘合性的功能,例如Co、Ni、Al的薄層,以及Cu、Zn、Al、Ni、Co、Sn化合物的兩種或多種的合金的薄層。本領域技術人員知曉如何制造具有所述特征的鋼絲線,特別是通過使用例如包含特定添加元素例如Cr、Ni、Co、V或各種其它已知元素的微合金碳鋼來調節鋼的組成和所述絲線的加工硬化的最終水平從而適應其本身的特定要求(參見例如ResearchDisclosure34984–"Micro-alloyedsteelcordconstructionsfortyres"–1993年5月;ResearchDisclosure34054–"Hightensilestrengthsteelcordconstructionsfortyres"–1992年8月)。優選地,中間層的絲線之間的絲線間距離D2大于或等于30μm,優選40μm,更優選50μm。通過增加絲線間距離D2,更加促進橡膠通過中間層的通路。優選地,外層的絲線之間的絲線間距離D3大于或等于30μm,優選40μm,更優選50μm。通過增加絲線間距離D3,更加促進橡膠通過外層的通道。優選地,中間層的絲線之間的絲線間距離D2小于或等于100μm。因此,改進了簾線的完整性和內聚力及其斷裂強度。優選地,外層的絲線之間的絲線間距離D3小于或等于100μm。因此,同樣改進了簾線的完整性和內聚力及其斷裂強度。優選地,比例D2/D3滿足0.5≤D2/D3≤1.5,優選0.7≤D2/D3≤1.3,更優選0.8≤D2/D3≤1.2,還更優選0.9≤D2/D3≤1.1。橡膠通路的通道包括外部開口和內部開口,所述外部開口允許橡膠從簾線外部滲透至簾線內部,所述內部開口允許橡膠在簾線的核心上打開,例如與內層接觸。為了保證橡膠的最大滲透,外部開口和內部開口優選具有相對相似的尺寸。因此通過防止每個通路通道的外部開口或內部開口之一限制橡膠的流動從而優化橡膠的滲透。有利地,內層和中間層的絲線的直徑d1和d2分別滿足d1/d2≥1,優選d1/d2>1。因此,在d1/d2>1的情況下,中間層和外層的去飽和增加,促進簾線對橡膠的滲透性。在d1=d2的情況下,優選d3<d2從而增加外層的去飽和,因此促進簾線對橡膠的滲透性。在一個優選的實施方案中,每個內層、中間層和外層的每根絲線的每個直徑d1、d2、d3分別滿足d1>d2和/或d1>d3,使得有可能容易地允許橡膠在中間層和外層的絲線之間穿過。還更優選地,每個中間層和外層的每根絲線的每個直徑d2、d3分別滿足d2=d3,使得簾線有可能具有簡單設計,因此制造方法容易實施。在優選使用如下絲線的簾線的情況下,絲線間距離D2和D3增大并因此簾線的滲透性增大:彼此獨立地,對于所述絲線每個內層、中間層和外層的每根絲線的每個直徑d1、d2、d3分別滿足0.15mm≤d1、d2、d3≤0.5mm,優選0.22mm≤d1、d2、d3≤0.5mm,更優選0.25mm≤d1、d2、d3≤0.5mm,還更優選0.30mm≤d1、d2、d3≤0.4mm。當簾線特別用在胎冠增強件中時,這些直徑使得有可能獲得壓縮耐久性和壓縮強度之間的優化的折中。當簾線特別用在胎體增強件中時,為了獲得壓縮耐久性和壓縮強度之間的優化的折中,優選使用這樣的絲線:使得0.15mm≤d1、d2、d3≤0.30mm,更優選0.15mm≤d1、d2、d3≤0.26mm。優選地,M=2、3或4,N=7、8、9或10并且P=13、14、15或16。在一個實施方案中,P=14或15。優選地,在該實施方案中,d2=d3。簾線因此相對容易制造并且可以以高速制造。因此,簾線優選為2+7+14、2+7+15、2+8+14、2+8+15、2+9+14、2+9+15、2+10+14、2+10+15、3+7+14、3+7+15、3+8+14、3+8+15、3+9+14、3+9+15、3+10+14、3+10+15、4+7+14、4+7+15、4+8+14、4+8+15、4+9+14、4+9+15、4+10+14、4+10+15結構的簾線。在另一個實施方案中,P=13。優選地,在該實施方案中,d3>d2。在又一個實施方案中,P=16。優選地,在該實施方案中,d3<d2。在一個實施方案中,M=2,N=7、8、9或10并且P=13、14、15或16,優選M=2,N=7、8或9并且P=14,更優選M=2、N=9并且P=14。因此,簾線優選具有2+7+14、2+8+14或2+9+14結構,更優選具有2+9+14結構。對于這些簾線,絲線的直徑d1、d2、d3優選在0.3和0.5mm之間,包括端值。在另一個實施方案中,M=3,N=7、8、9或10并且P=13、14、15或16,優選M=3,N=8或9并且P=14或15,更優選M=3、N=9并且P=14。因此,簾線優選具有3+8+14、3+9+14、3+8+15、3+9+15結構,更優選具有3+9+14結構。在另一個實施方案中,M=4,N=7、8、9或10并且P=13、14、15或16,優選M=4,N=7、8、9或10并且P=14或15,更優選M=4、N=9并且P=14。因此,簾線優選具有4+7+14、4+7+15、4+8+14、4+8+15、4+9+14、4+9+15、4+10+14、4+10+15結構,更優選具有4+9+14結構。優選地,內層和中間層的絲線的直徑d1和d2分別滿足1.05≤d1/d2≤1.3,優選1.10≤d1/d2≤1.3mm,更優選1.15≤d1/d2≤1.3mm。比例d1/d2不得過小,因為如果過小將減小絲線間距離D2和D3,因此減小簾線的滲透性。比例d1/d2也不得過高,因為如果過高,簾線將變得過度去飽和,因此不利于絲線的良好分布。因此,比例d1/d2使得有可能獲得顯示較小分散性的絲線間距離D2、D3,這意味著在簾線的整個圓周上一致的去飽和。此外,具有過大直徑的內層絲線將造成簾線剛度的增加,這將不利于其在張力下彎曲的能力。在此應回顧,以已知的方式,捻距代表在具有此捻距的絲線圍繞簾線的軸線轉了一整圈后測量的平行于所述簾線的軸線的長度。根據與每個層的每根絲線的捻距相關的相互獨立的任選特征:-內層的絲線以捻距p1纏繞,所述捻距p1滿足5≤p1≤11mm,優選7≤p1≤9mm,-中間的絲線以捻距p2纏繞,所述捻距p2滿足8≤p2≤20mm,優選12≤p2≤18mm,-外層的絲線以捻距p3纏繞,所述捻距p3滿足12≤p3≤30mm,優選20≤p3≤28mm。各個層的捻距因此使得有可能獲得這樣的簾線:其具有相對高的斷裂強度但是具有適合其應用的彈性,特別是在輪胎的胎冠增強件或胎體增強件中作為增強體。有利地,內層和中間層的絲線分別纏繞的捻距p1和p2滿足0.4≤p1/p2≤0.8,優選0.5≤p1/p2≤0.7。所述捻距比例p1/p2使得有可能增加內層和中間層的絲線之間的橡膠通路的通道的數目,同時保證每個內層和中間層對簾線的斷裂強度做出基本上等同的貢獻。所發生的情況是,彼此過于接近的捻距,亦即大于0.8...