BRPI0923746A2 - "pneus para veículos" - Google Patents
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Abstract
PNEUS PARA VEÍCULOS
A presente invenção refere-se a um pneu para veículos automotivos compreendendo uma correia e uma camada de material de reforço embutida pelo menos em uma mistura de borracha, em que a correia é composta por um material, o qual é selecionado a partir do grupo composto por aço, aramida, fibra de carvão, fibra natural, magnésio e compostos de magnésio, em que a camada de material de reforço é uma camada única ou camadas múltiplas colocadas em um ângulo entre 0° e 5° em relação à direção circunferencial e é composta por pelo menos um fio de poliéster e/ou cordão de poliéster.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PNEUS PA- “ RAVEÍCULOS".
A presente invenção refere-se a um pneu para veículos automo- tivos compreendendo uma correia e uma camada de material de reforço em- butidaem,pelomenos, uma mistura de borracha.
Os materiais de reforço para o reforço de diferentes produtos e- lastoméricos são suficientemente conhecidos. Assim, se conhece para os pneus para veículos automotivos, a utilização de uma banda para correia, a qual é concebida na forma de camada única ou camadas múltiplas, a qual reveste os rebordos da correia e a qual contém materiais de reforço, na for- ma de borracha ou cordões, os quais decorrem paralelamente e essencial- mente no sentido circunferencial. Essas bandas servem para reduzir, em : particular, em aplicações de alta velocidade, uma elevação dos pneus atra- vés das forças centrifugas exercidas no funcionamento em andamento.
- 15 As bandas são aplicadas, no caso da produção de pneus, na forma de camadas, faixas ou cordões individuais, com uma camada de ma- terial de reforço embutida em uma mistura de borracha não vulcanizada, as quais são enroladas ou torcidas na correia. Os materiais de reforço são em- butidos em borracha, para que uma massa de camadas de material de refor- ço,em forma de fios essencialmente paralelos entre si, atravesse uma ca- landra ou aparelho de extrusão, no sentido longitudinal, para o revestimento com a mistura em borracha, o que em regra é previsto para uma adesão térmica e/ou melhor na borracha embutida na técnica conhecida do versado na arte como sendo a técnica da impregnação. Quando do bombeamento em dispositivos existentes até o presente momento, e na vulcanização do pneu, o pneu se alonga em regra na área do ombro, através da elevação até cerca de 2% e na área central até cerca de 4%, em comparação com a peça em bruto não vulcanizada, quando a peça em bruto é enrolada em um tam- bor plano. Em tambores de construção novos, é apenas exigido um alonga- mento reduzido durante a produção do pneu de cerca de 2%. Em aparelhos modernos, a elevação é mais reduzida. Um outro problema surge na razão de contração do respectivo material do cordão a altas temperaturas. Uma reduzida razão de contração exige uma elevada estabilidade de dimensão ' do pneu para veículos automotivos e consequentemente, uma melhor rea- ção a flatspot (= achatamento em carga), bem conhecida dos versados na técnica.
Durante a produção dos pneus, os cordões da banda têm de permitir uma elevação suficiente no bombeamento e na formação por vulca- nização, para que os pneus possam ser formados de modo preciso, e de- vem, após o acabamento dos pneus, garantir um bom desempenho a alta velocidade, ou seja, uma boa estabilidade em termos dimensionais, em situ- ação de funcionamento em andamento. De modo a satisfazer estas exigên- cias, os cordões devem permitir um alongamento de 3 a 4% com força mas- Siva e a partir de um alongamento mais elevado, apenas com forças muito : elevadas. As correias de transporte são produzidas na forma de correias - 15 contínuas, as quais contêm como característica essencial, um material de reforço maioritariamente em tela, em materiais de cordão iguais e/ou diferen- tes. O tecido dos cordões se encontra logo aquando da produção das correi- as de transporte sob fortes exigências mecânicas. Encontra-se sob fricção ou pressão, para ser pulverizado de modo aderente na camada exemplifica- tivae posteriormente ser aplicado em ambos os lados da calandra, dobrado por várias vezes e finalmente ser calandrado na colocação de cobertura. As correias de transporte têm, em regra, de sustentar cargas consideráveis exi- gidas pela elevada carga de transporte, pelo que é habitualmente necessária uma aplicação de um elevado material de reforço.
Para correias chatas, é formado um elemento de sustentação de carga a partir de uma camada de material de reforço, composta por fios de cordão em cabo. Os fios de cordão embutidos em uma mistura de borracha se encontram protegidos através de um ou dois tecidos de transferência em borracha. O cordão tem de permitir às correias chatas uma transferência de cargas elevadas com um alongamento reduzido. O mesmo se aplica tam- bém a câmaras de ar em tela, as quais são expostas a elevadas pressões internas e externas e, consequentemente, são fortalecidas através de uma camada de material de reforço adequada em um tecido de cordão ou em fios i individuais de cordão. No encordoamento das câmaras de ar em tela, é im- portante que os fios de cordão sejam sustentados em ângulos precisos, de modo a evitar um alongamento ou estreitamento ou um alargamento e en- curtamento.
Para foles de molas pneumáticas produzidos a partir de u- ma/várias matriz(es) de borracha torna-se relevante um reforço através de uma camada de material de reforço formada por cordões para interceptar as exigências através da pressão, tração ou cisalhamento. A necessidade das camadas de material de reforço produzidas em cordões assenta novamente na elevada transferência de forças em alongamentos tão reduzidos quanto possível.
. Do estado da técnica são considerados os seguintes documen- tos: - 15 (D1) US 7.252.129 B2 (D2) EP 1 703 005 B1 (D3) GB 2 139 574 À (D4) GB 2 172251 A (D5) US 6.016.858 A1 (D6) US 6.082.423 A1 (D7) EP 0715 971 A2 Do documento D1, é revelado um cordão híbrido composto por fibras de aramida e por uma outra fibra, selecionadas a partir do grupo com- posto por poliéster, náilon e fibra têxtil artificial. Esse cordão híbrido garante uma separação reduzida dos fios individuais da camada de material de re- forço.
O documento D2 revela um cordão híbrido revestido por imer- são, compreendendo uma fibra têxtil artificial e um fio de Lyocell, os quais são caracterizados por uma boa resistência à lassitude.
A revelação de pneus para veículos automotivos com um cordão em material de reforço, com uma taxa reduzida de rotação de 40 a 100 tim é conhecida do documento D3. Ela melhora a resistência no rolamento em
. pneus para alta velocidade.
Ú Do documento D4, é conhecido um pneu para veículos automo- tivos com um cordão em material de reforço, o qual é composto por fios de monofilamentos, em que o monofilamento tem uma finura de pelo menos 250dtexeem que o monofilamento não é torcido.
Os documentos D5 e D6 descrevem, respectivamente, pneus de baixo peso com razão de resistência em rolamento otimizada com um "re- vestimento" em cordões, os quais são selecionados a partir do grupo com- posto por aramida, fibra têxtil sintética, PEN, PET a PVA. As correias dos respectivos pneus são, nesse caso, compostas por fibra de vidro (D5) ou por fibras têxteis artificiais (D6).
O documento D7 revela um pneu para veículos automotivos com : um conhecido assento para correia a 0º, o qual é composto por fibras de polietileno tereftalato ou fibras de náilon. A torção importa, nesse caso, não - 15 maisdoque300 tm, O objeto da invenção assenta em fornecer um pneu para veícu- los automotivos, o qual possui uma camada de material de reforço composta por fios e/ou cordões, a qual apresenta uma reduzida razão de contração e uma elevada estabilidade de dimensão.
O objetivo da invenção é atingido através do pneu para veículos automotivos compreendendo uma correia e uma camada em material de reforço embutida em, pelo menos, uma mistura de borracha, caracterizado pelo fato de a correia ser composta por um material, o qual é selecionado a partir do grupo composto por aço, aramida, fibra de carvão, fibra natural, magnésioe compostos de magnésio e pelo fato de a camada de material de reforço ser uma camada única ou camadas múltiplas colocadas em um ân- gulo entre 0º e 5º em relação à direção circunferencial e ser composta por pelo menos um fio de poliéster e/ou cordão de poliéster, De modo impressionante, descobriu-se que tal tipo de camada emmaterial de reforço em um pneu para veículos automotivos, cujo material da correia é selecionado a partir do grupo composto por aço, aramida, fibra de carvão, fibra natural, magnésio e compostos de magnésio, se caracteriza
- por uma razão de contração claramente melhorada e uma estabilidade na ] dimensão claramente melhorada.
A aplicação conhecida do versado na técnica de fios de poliami- da e cordões de poliamida em uma camada de material de reforço apresenta umreduzido módulo de elasticidade e mostra, na situação do pneu acabado, a desvantagem de elevada contração a quente, Na utilização de fios de aramida e/ou cordões de aramida duran- te a formação do pneu, as camadas de material de reforço assim formadas demonstram-se contrariamente como desvantajosas, visto que têm um alon- gamento muito reduzido, pelo que o rolamento do pneu é formado de modo muito insuficiente e consequentemente consegue manter uma má uniformi- dade do pneu.
Os pneus para veículos automotivos, de acordo com a invenção, com uma camada de material de reforço em fios de poliéster e/ou em cor- «+ 15 dõesde poliéster, não demonstra, pelo contrário, as desvantagens mencio- nadas acima. Para além disso, a utilização de um fio de poliéster e/ou cor- dão de poliéster na camada de material de reforço, é claramente mais eco- nômica do que a utilização dos fios em aramida ou cordões em aramida, e/ou do que a utilização de cordões híbridos normalmente usados até agora.
Além disso, a camada de material de reforço é concebida em camada única ou em múltiplas camadas em um ângulo entre 0º e 5º em re- lação ao sentido circunferencial, em que a camada individual é preferida. O termo concebido significa nesse contexto que são enroladas no sentido cir- cunferencial em uma camada individual ou em camadas múltiplas, sendo preferida a camada individual.
A correia dos pneus para veículos automotivos, de acordo com a presente invenção, é composta por material, o qual é selecionado a partir do : grupo composto por aço, aramida, fibra de carvão, fibra natural, magnésio e compostos de magnésio, em que o aço é preferido.
Dermonstrou como vantajoso que o fio de poliéster e/ou o cordão de poliéster seja um fio de poliéster de HMLS e/ou um cordão de poliéster de HMLS (High Modulus Low Shrinkage - Alto Módulo de Baixo Encolhimento)
- ou um fio de poliéster de HMHS e/ou um cordão de poliéster de HMHS (High ] Modulus High Shrinkage - Alto Módulo de Alto Encolhimento).
Vantajosamente, é utilizado um fio de poliéster de HMLS e/ou um cordão de poliéster HMLS, em que o fio de poliéster imergido e/ou o cor- dãode poliéster em HMLS imergido para a aplicação em pneus, tem de ter uma contração de 2% + 1,0% a 180ºC, de acordo com a norma ASTM D
855.
Em pneus para veículos automotivos e em artigos técnicos em borracha, não é muitas vezes necessário utilizar o fio puro, mas maioritaria- mente um cordão. Um cordão é composto, contrariamente a um fio, por pelo menos dois fios, os quais são torcidos um no outro.
De modo vantajoso, o poliéster dos fios de poliéster e/ou dos : cordões de poliéster é selecionado a partir do grupo composto por tereftalato de polietileno (PET) e/ou naftalato de polietileno (PEN) e/ou tereftalato de «+ 15 polibutileno(PBT) e/ou policarbonato (PC).
De modo a garantir uma aderência eficaz de material de reforço têxtil à borracha, é funcional que o fio de poliéster e/ou cordão de poliéster sejam previstos com uma impregnação de agente adesivo, por exemplo, com um banho de RFL em um processo de 1 ou 2 banhos.
É para além disso vantajoso que o cordão em poliéster apresen- te uma finura de 2.000 a 5.000 dtex, de preferência de 3.000 a 4.000 dtex, e/ou que o fio de poliéster tenha uma finura de 1.000 a 1.670 dtex, de prefe- rência de 1.100 a 1.440 dtex. O versado na técnica conhece que a indicação para os cordões refere-se à unidade conjunta dtex.
É vantajoso que o fio de poliéster, vantajosamente aplicado na forma de cordão imergido, ou seja, já previsto com uma impregnação de a- gente adesivo, seja torcido a uma taxa de rotação de 250 a 500 t/m, de pre- ferência de 370 a 430 tim e que possua um valor de alongamento a 45 N de acordo com a norma ASTM D 855 de entre 2,0 e 5,5%, de preferência entre 2,7e5,0%, com particular preferência entre 3,2 e 4,5%.
Com essas características materiais, observam-se bons resulta- dos em termos de razão de contração e estabilidade de dimensão.
R Caso se utilize em um pneu para veículos automotivos, a cama- Ú da de material de reforço descrita acima, que está embutida em pelo menos uma mistura de borracha, vantajosamente na forma de banda de correia e/ou como reforço de talão, portanto, o pneu apresenta um desempenho par- ticulaemente bom em alta velocidade e os alisamentos em carga (flatspot- ting) são consideravelmente reduzidos.
Para isso, a densidade dos fios dos cordões, em uma modalidade particular, importa de 80 a 125 epdm, de pre- ferência de 90 a 110 epdm.
Na aplicação da camada de material de reforço descrita acima, naforma de reforço de talão, em um pneu para veículos automotivos, surge a vantagem de esse material de reforço apresentar um módulo de camadas de material de reforço em poliamida superior ao das normalmente aplicadas até hoje, prevendo igualmente uma vantagem em termos de custo.
Essas vantagens são também obtidas na utilização das cama- «+ 15 dasdematerial de reforço descritas acima para a produção de outros produ- tos elastoméricos, tais como correias de transporte, correias planas, câma- ras de ar em tela e foles de molas pneumáticas.
Exemplos de modalidades e vantagens adicionais da invenção são fornecidos em maior detalhe com re- ferência à Tabela 1 que segue:
às . sãos : 38 Ss H E E 8ESalS |S gtESZ |Z or FPS 8 soco -r T 388 82º b xs 383 Sã g o 8 Zz e - STE E . QN - oa Ss sc o Ex 388 6 LS o 335 : ES = E 5 SS o5 5 S$OBS |> . 25 egSZ | VTacçõoilo o Ooºg = FS Ooo 3 É O = o = 2a
ES Sa SAgE E OIS = o es gcez |Z = vaS5So o o 2 o nr Sam <£o So q o 6% * E | |
E o o q |E o o S&S 3 o EsESsoS: É O EO 803 SOjSo |: sz] fz s2/5 mw O EO sos ce< e< a</8 = o o o 5 = ” Ss & |& |óô 8 T| o o PS u u |
- As forças fomecidas são definidas em função do alongamento.
À ] contração é definida em função das forças antagônicas.
Os valores forneci- dos são dados de laboratório com carga inicial de 0,5 cN/tex, isto é, no caso de 940x2 surge uma carga inicial de 94CN, e no caso de 1440x2 correspon- de uma carga inicial de 144cN.
O módulo superior do cordão de poliéster exige que a quantidade de camadas de material de reforço possa ser redu- zida em cerca de 50%, pelo que também se reduz a quantidade da mistura de borracha, na qual a camada de material de reforço é embutida.
Assim, se obtém uma melhor reação de resistência em rolamento do pneu para veícu- los automotivos e consequentemente uma necessidade mais reduzida de combustível.
A razão de contração claramente melhorada proporciona nos ' pneus para veículos automotivos uma estabilidade em dimensão aumenta-
da.
Claims (19)
1. Pneu para veículos automotivos com uma correia e uma ca- mada de material de reforço embutida pelo menos em uma mistura de bor- racha, caracterizado pelo fato de a correia ser composta por um material, o qualé selecionado a partir do grupo composto por aço, aramida, fibra de carvão, fibra natural, magnésio e compostos de magnésio, e pelo fato de a camada de material de reforço ser uma camada única ou camadas múltiplas colocadas em um ângulo entre 0º e 5º em relação à direção circunferencial e pelo fato de ser composta por pelo menos um fio de poliéster e/ou cordão de poliéster.
2. Pneu para veículos automotivos de acordo com a reivindica- ção 1, caracterizado pelo fato de a correia ser composta por aço.
. 3. Pneu para veículos automotivos de acordo com a reivindica- ção 1 ou 2, caracterizado pelo fato de a camada de material de reforço ser - 15 concebidaem camada única.
4. Pneu para veículos automotivos de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de o poliéster do fio de poliéster e/ou do cordão de poliéster ser selecionado a partir do grupo, con- sistindo em tereftalato de polietileno (PET) e/ou naftalato de polietileno (PEN)&e/outereftalato de polibutileno (PBT) e/ou policarbonato (PC).
5. Pneu para veículos automotivos de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de o cordão de poliéster ter uma finura de 2000 a 5000 dtex.
6. Pneu para veículos automotivos de acordo com a reivindica- ção5,caracterizado pelo fato de o cordão de poliéster ter uma finura de 3000 a 4000 dtex.
7. Pneu para veículos automotivos de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de o fio de poliéster ter uma finura de 1000 a 1670 dtex.
8. Pneu para veículos automotivos de acordo com a reivindica- ção 7, caracterizado pelo fato de o fio de poliéster ter uma finura de 1100 a 1440 dtex.
- 9. Pneu para veículos automotivos de acordo com qualquer uma i das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de o fio de poliéster e/ou o cordão de poliéster serem torcidos a uma taxa de rotação de 250 a 500 tm.
10. Pneu para veículos automotivos de acordo com a reivindica- ção 9, caracterizado pelo fato de o fio de poliéster e/ou o cordão de poliés- ter serem torcidos a uma taxa de rotação de 300 a 430 tim.
11. Pneu para veículos automotivos de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de o fio de poliéster e/ouo cordão de poliéster terem um valor de alongamento dentre 2,0 e 5,5%, a 45 N de acordo com a norma ASTM D 855.
12. Pneu para veículos automotivos de acordo com a reivindica- . ção 11, caracterizado pelo fato de o fio de poliéster e/ou o cordão de poli- éster terem um valor de alongamento dentre 2,7 e 5,0%, a 45 N de acordo * 15 comanormaASTMD 3855.
13. Pneu para veículos automotivos de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de o fio de poliéster e/ou o cordão de poliéster terem um valor de alongamento dentre 3,2 e 4,5%, a 45 N de acordo com a norma ASTM D 855.
14. Pneu para veículos automotivos de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de a camada de material de reforço embutida em uma mistura de borracha ser uma banda para correia.
15. Pneu para veículos automotivos de acordo com a reivindica- ção14, caracterizado pelo fato de o espaçamento entre fios no interior da banda para correia importar de 80 a 125 epdm.
16. Pneu para veículos automotivos de acordo com a reivindica- ção 15, caracterizado pelo fato de o espaçamento entre fios no interior da banda para correia importar de 90 a 110 epdm.
17. Pneu para veículos automotivos de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de a camada de material de reforço que está embutida em uma mistura de borracha ser um
- reforço de talão.
18. Pneu para veículos automotivos de acordo com a reivindica- ção 17, caracterizado pelo fato de o espaçamento entre fios no interior do reforço de talão importar de 80 a 125 epdm.
19. Pneu para veículos automotivos de acordo com a reivindica- ção 18, caracterizado pelo fato de o espaçamento entre fios no interior do reforço de talão importar de 90 a 110 epdm.
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