ES2230320T3

ES2230320T3 - Neumatico para un vehiculo a motor con una baja resistencia a la rodadura.

Info

Publication number: ES2230320T3
Application number: ES01940423T
Authority: ES
Inventors: Antonio Serra; Angela Amaddeo; Luciano Garro; Marco Nahmias Nanni
Original assignee: Pirelli Pneumatici SpA; Pirelli SpA
Current assignee: Pirelli and C SpA; Pirelli Tyre SpA
Priority date: 2000-05-30
Filing date: 2001-05-09
Publication date: 2005-05-01
Anticipated expiration: 2021-05-09
Also published as: JP2003534964A; JP4732666B2; EP1284874B1; DE60106236D1; DE60106236T2; CN1216752C; AU2001274006A1; CN1438943A; BR0111256A; EP1284874A1; WO2001092039A1; BR0111256B1; ATE278562T1

Abstract

Neumático (100) para un vehículo a motor que tiene una baja resistencia a la rodadura, comprendiendo dicho neumático por lo menos - una banda de rodadura (109), - una tela de carcasa recubierta con caucho (101), cuyos bordes laterales opuestos están asociados con respectivos alambres de talón de derecha y de izquierda (102), estando incorporado cada alambre de talón (102) en un talón (103) respectivo, - una estructura de cintura (106) aplicada a lo largo de la extensión circunferencial de dicha tela de carcasa recubierta con caucho (101), - flancos de derecha y de izquierda (108) aplicados externamente sobre dicha tela de carcasa recubierta con caucho (101) y que se extienden, en una posición axialmente externa, desde el talón (103) respectivo al respectivo extremo de la estructura de cintura (106), caracterizado por el hecho de que - dicha tela de carcasa (106) está recubierta con una mezcla de caucho que tiene E¿ a 70ºC <- 5, 0 MPa y E¿ a 70ºC <- 0, 50 MPa, y - dichos flancos (108) estánformados por una mezcla de caucho que tiene E¿ a 70ºC >- 3, 5 MPa y E¿ a 70ºC <- 0, 50 MPa.

Description

Neumático para un vehículo a motor con una baja resistencia a la rodadura.

La presente invención se refiere a un neumático, para un vehículo a motor, con una baja resistencia a la rodadura (R.R.). Más particularmente, la presente invención se refiere a un neumático que tiene una combinación de mezcla de caucho del flanco/mezcla de caucho de recubierto de la tela de carcasa que puede reducir la R.R. del neumático.

Uno de los requerimientos que más enfatizan los fabricantes de vehículos a motor, respecto al rendimiento del neumático, es una baja R.R.

En vista de este requerimiento, los fabricantes de neumáticos han hecho hasta ahora grandes esfuerzos para reducir la R.R. sin afectar de manera adversa a otras características importantes tal como el manejo, el confort y la resistencia al desgaste.

Entre los diferentes componentes que forman un neumático, el componente que más influencia en la R.R. es claramente la banda de rodadura, ya que es el componente que entra en contacto directo con el suelo.

Por lo tanto, durante los últimos años, los técnicos en este campo han concentrado sus esfuerzos en modificaciones de mezcla del caucho de la banda de rodadura. En particular, se han hecho intentos para modificar las características histeréticas de las mezclas de caucho de la banda de rodadura modificando, en particular, el factor de pérdida definido como tan\delta = E''/E', donde E' = módulo elástico (módulo de almacenamiento), E'' = módulo de viscosidad (módulo de pérdida). Los técnicos en el campo incluso consideran que un excelente compromiso entre una baja R.R. y un buen agarre en mojado del neumático se puede obtener mediante una mezcla de caucho que tenga un bajo valor de tan\delta a temperaturas medias (50-70ºC) y un alto valor de tan\delta a bajas temperaturas (0-10ºC).

Respecto a esto, una modificación particularmente remarcable en el comportamiento histerético de las mezclas de caucho se obtuvo reemplazando, total o parcialmente, los rellenos de refuerzo convencionales basados en negro de carbón con los llamados "rellenos blancos" y en particular con sílice (ver, por ejemplo, la patente EP 501 227).

Además, se han hecho intentos para mejorar la R.R. modificando la mezcla de caucho de la capa inferior de la banda de rodadura y de las telas de carcasa y de los flancos del neumático.

La patente US-A-4.319.619 describe un neumático radial en el que la porción de caucho de por lo menos una tela de carcasa y la capa inferior de la banda de rodadura están hechas de un caucho que tiene una propiedad viscoelástica tan\delta \geq 0,2 y un módulo elástico \geq 120 Kg/cm^{2}. En ese neumático, la R.R. se reduciría sin empeorar el comportamiento durante la frenada, la estabilidad, el confort y la resistencia al desgaste.

Según la patente US-A-5.929.157, la R.R. de un neumático se puede reducir, sin reducir la resistencia al desgaste y el manejo sobre suelo mojado y sin aumentar la resistencia eléctrica del neumático en conjunto, cuando la mezcla de caucho del flanco del neumático se produce usando, como relleno de refuerzo, un tipo particular de negro de carbón, reemplazando parcialmente el negro de carbón con un tipo particular de sílice y, en particular, usando una cantidad específica de un silano como agente de acoplamiento (col. 1, líneas 32-39).

Es una creencia común que las características histéreticas de las otras partes del neumático no tienen una influencia remarcable en la R.R. conjunta del neumático. Este hecho se confirma mediante los cálculos sobre modelos realizados usando análisis de elemento finito [ver, por ejemplo, J.L. Locatelli y Y. De Puydt en "Tire Technology Internacional" (Junio 1999, páginas 50-55)].

La modificación de otras partes del neumático para reducir la R.R. tampoco se recomienda porque, en un intento de conseguir una posible ligera mejora en la R.R., se corre el riesgo de influenciar negativamente a otras características importantes y, por lo tanto, de empeorar el rendimiento conjunto del neumático.

Los solicitantes han percibido ahora que la mezcla de caucho que recubre la tela de carcasa y la mezcla de caucho de los flancos pueden ejercer un efecto sinergístico en la reducción de la R.R. de un neumático sin afectar de manera adversa a las otras características del neumático, tal como, en particular, el manejo y el confort.

Los solicitantes también han encontrado que el objetivo citado anteriormente se puede conseguir mediante una mezcla de caucho para recubrir la tela de carcasa que tiene E' a 70ºC \leq 5,0 MPa y E'' a 70ºC \leq 0,50 MPa y una mezcla de caucho para los flancos que tiene E' a 70ºC \leq 3,5 MPa y E'' a 70ºC \leq 0,50 MPa.

Por lo tanto, según un primer aspecto, la presente invención se refiere a un neumático para un vehículo a motor que tiene una baja resistencia a la rodadura, comprendiendo dicho neumático por lo menos

- una banda de rodadura,

- una tela de carcasa recubierta con caucho, cuyos bordes laterales opuestos están asociados con respectivos alambres de talón de derecha y de izquierda, estando incorporado cada alambre de talón en un talón respectivo,

- una estructura de cintura aplicada a lo largo de la extensión circunferencial de dicha tela de carcasa recubierta con caucho,

- flancos de derecha y de izquierda aplicados externamente sobre dicha tela de carcasa recubierta con caucho y que se extienden, en una posición axialmente externa, desde el talón respectivo al respectivo extremo de la estructura de cintura,

caracterizado por el hecho de que

- dicha tela de carcasa está recubierta con una mezcla de caucho que tiene E' a 70ºC \leq 5,0 MPa y E'' a 70ºC \leq 0,50 MPa, y

- dichos flancos están formados por una mezcla de caucho que tiene E' a 70ºC \geq 3,5 MPa y E'' a 70ºC \leq 0,50 MPa.

Preferiblemente, dicha mezcla de caucho para recubrir dicha tela de carcasa tiene un valor de E' a 70ºC \leq 4,5 MPa e, incluso más preferiblemente, de entre 1,5 y 4,0 MPa y un valor de E'' a 70ºC de entre 0,10 y 0,45 MPa e, incluso más preferiblemente, de entre 0,20 y 0,40 MPa.

A su vez, dicha mezcla de caucho para los flancos tiene valore preferidos de E' a 70ºC de entre 4,0 y 10,0 MPa, incluso más preferiblemente, de entre 4,5 y 6,0 MPa, y un valor de E'' a 70ºC de entre 0,10 y 0,48, incluso más preferiblemente, de entre 0,20 y 0,45 MPa.

Según la presente invención, la mezcla de caucho para recubrir la tela de carcasa está, preferiblemente, basada en caucho natural (NR), opcionalmente en combinación con por lo menos un caucho sintético, mientras que la mezcla de caucho para los flancos está, preferiblemente, basada en una mezcla de caucho natural (NR) y por lo menos un caucho sintético.

Típicamente, el caucho sintético es un polímero de diolefina elastomérico que se puede obtener mediante polimerización de solución o emulsión de uno o más monómeros de dieno conjugados, opcionalmente en mezcla con un hidrocarburo vinilaromático, estando este último presente en el polímero en una cantidad generalmente no menor del 50% en peso, respecto al peso total del polímero.

Preferiblemente, el polímero de dieno elastomérico contiene entre el 30 y el 70% en peso, respecto al peso total del polímero, de unidades de diolefina, que tienen una estructura 1,2.

Para los propósitos de la invención, el monómero de dieno conjugado se selecciona preferiblemente entre el grupo que comprende: 1,3-butadieno, isopreno, 2,3-dimetil-1,3-butadieno, 1,3-pentadieno, 1,3-hexadieno, y mezclas de los mismos, mientras que el hidrocarburo vinilaromático se selecciona preferiblemente entre el grupo que comprende: estireno, \alpha-metilestireo, p-metilestireno, viniltolueno, vinilpiridina, y mezclas de los mismos.

En la presente descripción, la expresión "unidades de diolefina que tienen una estructura 1,2" se usa para indicar la fracción de unidades que se derivan de la polimerización 1,2 del monómero de dieno conjugado. Por ejemplo, cuando el monómero de dieno conjugado es 1,3-butadieno, las unidades de diolefina mencionadas anteriormente que tienen una estructura 1,2 tienen la siguiente fórmula estructural:

1

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Preferiblemente, el polímero de diolefina elastomérica se selecciona entre el grupo que comprende copolímeros de estireno/1,3-butadieno (SBR), poli-1,3-butadieno (BR), copolímeros estireno/isopreno y similares, o mezclas de los mismos.

Preferiblemente, la base de polímero de la mezcla de caucho para recubrir la tela de carcasa según la invención comprende entre 50 y 100 phr de NR, de 0 a 30 phr de BR y entre 0 y 30 phr de SBR.

Preferiblemente, la base de polímero de la mezcla de caucho para los flancos según la invención comprende entre 30 y 70 phr de NR, entre 30 y 70 phr de BR y entre 0 y 20 phr de SBR.

En la presente descripción y en las reivindicaciones adjuntas, la expresión "phr" (por cien de caucho) significa que las cantidades de los diferentes componentes se expresan en partes en peso por 100 partes en peso de base de elastómero.

Ventajosamente, las mezclas de caucho para recubrir la tela de carcasa y para los flancos según la invención también comprenden negro de carbón, como relleno de refuerzo, en una cantidad generalmente de entre 30 y 60 phr, preferiblemente entre 35 y 55 phr.

Ejemplos típicos de negro de carbón que se pueden usar en las mezclas de caucho del neumático según la presente invención son los que se identifican mediante las abreviaciones N110, N121, N134, N220, N231, N234, N299, N326, N330, N339, N347, N351, N358, N375 y N660 según el estándar ASTM.

En el caso de mezclas de caucho para recubrir la tela de carcasa y para los flancos del neumático según la presente invención, se da preferencia a negros de carbón de la serie número 3, tal como los tipos N326 y N375, y a los de la serie número 6, tal como N660.

Por supuesto, las mezclas de caucho del neumático según la presente invención también pueden comprender azufre y/u otros agentes de vulcanización convencionales, así como otros componentes o aditivos convencionales tales como activadores, plastificadores, antioxidantes, aceleradores y similares.

Típicamente, los plastificadores se pueden seleccionar entre los comúnmente usados en la técnica conocida. Ventajosamente, se seleccionan entre aceites minerales, aceites vegetales, aceites sintéticos y similares, o mezclas de los mismos, por ejemplo: aceites aromáticos, aceites nafténicos, ftalatos, aceite de soja y similares.

Según la invención, en las mezclas de caucho para recubrir la tela de carcasa, la cantidad de plastificador generalmente varía entre 2 y 20 phr, preferiblemente entre 5 y 15 phr, mientras que el mezclas de caucho para los flancos la cantidad de plastificador es generalmente menor de 7 phr, preferiblemente entre 0 y 5 phr.

Además, la mezcla de caucho para el recubrimiento de la tela de carcasa preferiblemente comprende también por lo menos un agente para promover la unión entre las cuerdas de refuerzo y la mezcla de caucho de recubrimiento. Se pueden usar productos conocidos en la técnica como promotores de la unión, tales como: resinas termoendurecibles, sales de cobalto, complejos cobalto-níquel, o mezclas de los mismos.

Ventajosamente, el neumático según la presente invención también puede tener una o más de las siguientes características estructurales:

a) una capa inferior obtenida a partir de una mezcla de caucho que tiene un factor de pérdida de carga (tan \delta = E''/E') a 70ºC \leq 0,120 y un módulo de elasticidad E' a 70ºC de entre 5,0 a 14,0 MPa. Preferiblemente, el valor de dicho factor de pérdida a 70ºC está comprendido entre 0,020 y 0,100, e incluso más preferiblemente, entre 0,030 y 0,070, mientras que el valor de dicho módulo de elasticidad E' a 70ºC está comprendido preferiblemente entre 6,6 MPa y 10,0 MPa, incluso más preferiblemente entre 7,0 y 9,0 MPa;

b) una banda antibrasiva obtenida a partir de una mezcla de caucho que tiene un factor de pérdida de carga (tan \delta = E''/E') a 70ºC \leq 0,130 y un módulo de elasticidad E' a 70ºC \geq 6,0 MPa. Preferiblemente, el valor de dicho factor de pérdida a 70ºC está comprendido entre 0,050 y 0,120, e incluso más preferiblemente, entre 0,080 y 0,110, mientras que el valor de dicho módulo de elasticidad E' a 70ºC está comprendido preferiblemente entre 6,5 MPa y 18,0 MPa, incluso más preferiblemente entre 7,0 y 12,0 MPa;

c) una estructura de refuerzo a 0º que incorpora por lo menos una cuerda de refuerzo recubierta con una mezcla de caucho que tiene un módulo de elasticidad E' a 70ºC de entre 2,5 a 9,0 MPa, y un módulo de viscosidad E'' a 70º \leq 0,50 MPa. Preferiblemente, el valor de dicho módulo de elasticidad E' a 70ºC está comprendido entre 3,0 y 8,0 MPa, incluso más preferiblemente entre 3,5 y 7,0 MPa, mientras que el valor de dicho módulo de viscosidad E'' a 70ºC está preferiblemente comprendido entre 0,10 y 0,48 MPa, incluso más preferiblemente entre 0,20 y 0,45 MPa.

Una característica típica de las mezclas de caucho de la capa inferior y de la banda antiabrasiva citadas anteriormente es que comprende un componente que puede aumentar el valor del módulo de elasticidad E' a 70ºC tal como, por ejemplo, una resina termoendurecible seleccionada entre el grupo que comprende resinas de compuesto resorcinol/donadores de metileno, resinas epoxi, resinas alcídicas y mezclas de las mismas.

La cantidad adecuada de dicha resina termoplástico varía de caso a caso dependiendo de parámetros que son bien conocidos por los técnicos en la materia tales como, por ejemplo, el número de grupos de reticulación presente en la resina termoendurecible usada y/o su naturaleza (componente dual o en forma precondensada).

Preferiblemente, dicha resina termoendurecible es del tipo resorcinol + donador de metileno o en forma de dos componentes que forman la resina termoendurecible in situ o en la forma precondensada (condensada antes de añadirse a la mezcla de caucho). Típicamente, el donador de metileno es hexametoximetilmelamina (HMMM) o hexametilenetetramina (HMT). En el caso de HMMM si relación en peso, respecto al resorcinol, varía entre 0,5 y 3.

Alternativamente, se pueden usar resinas termoendurecibles de otro tipo, tales como, por ejemplo, epóxido/poliol, epóxido/diamina, epóxido/ácido carboxílico o alcohol/diácido (resinas alquil). También en este caso, los dos componentes que se condensan in situ o la resina precondensada de manera separada se puede añadir a la mezcla de caucho.

En una realización preferida, el neumático según la invención comprende una banda de rodadura con una baja R.R. obtenida mediante el moldeado de una mezcla de caucho que tiene un valor de la pérdida de carga tan \delta a 70ºC \leq 0,140, preferiblemente \leq 0,120, y un módulo de elasticidad E' a 70ºC de entre 5,0 y 8,0 MPa, preferiblemente entre 5,5 y 7,0 MPa.

Los valores de las propiedades elásticas citadas en la presente descripción y en las reivindicaciones se midieron baja condiciones dinámicas.

Más particularmente, los valores del módulo de elasticidad E' y del módulo de pérdida E'' se determinaron usando aparatos comercialmente disponibles hechos por INSTRON.

Las mediciones efectuadas usando el INSTRON dinámico se realizaron bajo las siguientes condiciones:

- pieza de prueba cilíndrica (longitud 25 mm y diámetro 14 mm)

- deformación previa: 20%

- deformación impuesta: 7,5%

- frecuencia: 100 Hz

La dureza en grados IRHD se determinó sobre piezas de prueba de la mezcla de caucho (vulcanizada a 151ºC durante 30 minutos) según el estándar ISO 48.

Otras características y ventajas de la invención se representarán ahora con referencia a un ejemplo de realización mostrado a modo de ejemplo no limitativo en la Figura 1 adjunta, que muestra una vista en sección transversal de una porción de un neumático fabricado según la invención.

Con "a" se indica una dirección axial, con "r" se indica una dirección radial. Por propósitos de simplicidad, la figura 1 muestra solamente una porción del neumático, no mostrándose la porción restante porque es idéntica y está dispuesta simétricamente respecto a la dirección radial "r".

El neumático (100) comprende por lo menos una tela de carcasa recubierta con caucho (101), cuyos bordes laterales opuestos están asociados con respectivos alambres de talón (102). El acoplamiento entre la tela de carcasa (101) y los alambres de talón (102) se realiza usualmente mediante el plegado de los bordes laterales opuestos de la tela de carcasa (101) alrededor de los alambres de talón (102), para formar los llamados pliegues de carcasa (101a), tal como se muestra en la figura 1.

Alternativamente, los alambres de talón convencionales (102) se pueden reemplazar con un par de inserciones anulares circunferencialmente inextensibles formadas mediante elementos alargados dispuestos en bobinas concéntricas (no representadas en la figura 1) (ver, por ejemplo, las solicitudes de Patente Europea EP-A-0 928 680 y EP-A-0 928 702). En este caso, la tela de carcasa (101) no está doblada alrededor de dichas inserciones anulares, previéndose el acoplamiento mediante una segunda tela de carcasa (no representada en la figura 1), aplicada sobre el exterior de la primera tela.

La tela de carcasa recubierta de caucho (101) está generalmente formada por una pluralidad de cuerdas de refuerzo dispuestas paralelas entre sí y por lo menos parcialmente recubiertas con una capa de una mezcla elastomérica. Estas cuerdas de refuerzo usualmente consisten en alambres de acero que están enrollados juntos y recubiertos con una aleación de metal (por ejemplo cobre/zinc, zinc/manganeso, zinc/molibdeno/cobalto y similares).

La tela de carcasa recubierta de caucho (101) es usualmente de tipo radial, es decir, incorpora cuerdas de refuerzo dispuestas en una dirección substancialmente perpendicular respecto a una dirección circunferencial. Cada alambre de talón (102) está incorporado en un talón (103), definido a lo largo de un borde circunferencial interno del neumático (100), donde el acoplamiento del propio neumático se produce sobre una llanta (no representada en la figura 1) que forma parte de una rueda de vehículo. El espacio definido mediante cada pliegue de carcasa (101a) contiene un elemento de relleno del talón (104) en el que están incrustados los alambres de talón (102). Una banda antiabrasiva (105) está usualmente colocada en una posición axialmente en el exterior respecto al pliegue de carcasa (101a).

Procesos alternativos para la producción de un neumático o partes del mismo sin usar productos semiacabados se describen, por ejemplo, en las solicitudes de patente citadas anteriormente EP-A-0 928 680 y EP-A-0 928 702.

Una estructura de cintura (106) está aplicada a lo largo de la extensión circunferencial de la tela de carcasa recubierta de caucho (101). En la realización particular según la figura 1, la estructura de cintura (106) comprende dos bandas de cintura (106a, 106b) que incorporan una pluralidad de cuerdas de refuerzo típicamente metálicas que son paralelas entre sí en cada banda y que se intersectan respecto a la banda adyacente, estando orientadas para formar un ángulo predeterminado respecto a una dirección circunferencial. Por lo menos una capa de refuerzo (107) a cero grados puede aplicarse opcionalmente sobre la banda de cintura radialmente más externa (106b), incorporando generalmente dicha capa de refuerzo una pluralidad de cuerdas de refuerzo típicamente textiles dispuestas según un ángulo de unos pocos grados respecto a una dirección circunferencial.

Un flanco (108) está también aplicado sobre el exterior de la tela de carcasa recubierta de caucho (101), dicho flanco se extiende, en una posición axialmente externa, desde el talón (103) hasta el extremo de la estructura de cintura (106).

Una banda de rodadura (109), cuyos bordes laterales están conectados a los flancos (108), está circunferencialmente aplicada en una posición radialmente externa a la estructura de cintura (106). Hacia el exterior, la banda de rodadura (109) tiene una superficie de rodadura (109a) diseñada para entrar en contacto con el suelo. Dicha superficie (109a), que por propósitos de simplicidad se muestra como si fuera lisa en la figura 1, está generalmente provista de ranuras circunferenciales que están conectadas mediante muescas transversales (no representadas) para definir una pluralidad de bloques de varias formas y dimensiones distribuidos sobre la superficie de rodadura (109a).

Una banda de caucho (110) (llamada "mini-flanco") puede estar prevista opcionalmente en la zona de conexión entre los flancos (108) y la banda de rodadura (109), que se obtiene generalmente mediante coextrusión con la banda de rodadura y mejora la interacción mecánica entre la banda de rodadura (109) y los flancos (108). Alternativamente, la parte de extremo del flanco (108) cubre directamente el borde lateral de la banda de rodadura (109). Una capa inferior (111) que forma, junto con la banda de rodadura (109), una estructura conocida como una "tapa y base", puede colocarse opcionalmente entre la estructura de cintura (106) y la banda de rodadura (109).

En el caso de neumáticos sin tubo, una capa de caucho (112), generalmente llamada "revestimiento", también puede preverse en una posición radialmente interna respecto a la tela de carcasa recubierta con caucho (101), asegurando dicho revestimiento la impermeabilidad requerida respecto al aire que hincha el neumático.

El neumático según la presente invención se puede producir mediante cualquier procedimiento conocido en la técnica, incluyendo por lo menos una etapa que implica la preparación del neumático en crudo y por lo menos una etapa de vulcanización del mismo.

Más particularmente, el procedimiento de producción del neumático comprende las etapas de preparar, de manera preliminar y separada entre sí, una serie de componentes semiacabados correspondientes a las diferentes partes del neumático (tela de carcasa, estructura de cintura, alambres del talón, elementos de relleno, flancos y banda de rodadura) que se montan juntos a continuación mediante una máquina de montaje adecuada. A continuación, la siguiente etapa de vulcanización une juntos los componentes semiacabados citados anteriormente para formar un bloque monolítico, es decir, el neumático acabado.

Por supuesto, la etapa que implica la preparación de los componentes semiacabados citada anteriormente está precedida por una etapa de preparación y formación de las mezclas de caucho relevantes que constituyen dichos componentes semiacabados, según técnicas convencionales.

El neumático en crudo así obtenido se somete a continuación a las etapas posteriores de moldeado y vulcanización. Para este propósito, se usa un molde de vulcanización, estando dicho molde diseñado para recibir el neumático que se procesa en el interior de una cavidad de moldeado que tiene pareces conformadas de manera contraria que definen la superficie externa del neumático, una vez se ha completado la reticulación. El moldeado del neumático en crudo se puede realizar mediante inyección, en el espacio definido por la superficie interna del neumático, de un fluido bajo presión para presionar la superficie externa del neumático en crudo contra las paredes de la cavidad del moldeado. En este punto, se realiza la etapa de vulcanización del material elastomérico no curado presente en el neumático. Para este propósito, la pared externa del molde de vulcanización se lleva en contacto con un fluido de calentamiento (generalmente vapor) de manera que la pared externa alcanza una temperatura máxima generalmente de entre 100ºC y 200ºC. Simultáneamente, la superficie interna del neumático se calienta a la temperatura de vulcanización usando el mismo fluido bajo presión usado para presionar el neumático contra las paredes de la cavidad de moldeado. Una vez se ha completado la vulcanización, el neumático se extrae del molde de vulcanización.

En una realización preferida de la presente invención, se recubierto de la tela de carcasa (101) se realiza usando una mezcla de caucho que tiene la composición y las características físicas indicadas en la Tabla I. A su vez, los flancos (108) se obtienen usando una mezcla de caucho que tiene la composición y las características físicas indicadas en la Tabla II.

A su vez, la Tabla I compara la composición de una mezcla de caucho para el recubrimiento de la tela de carcasa (101) según la invención (CI) con la de una mezcla de caucho de recubrimiento de comparación (CC) del tipo convencional.

La Tabla II compara la composición de una mezcla de caucho para un flanco (108) según la invención (FI) con la de una mezcla de caucho de comparación (FC) del tipo convencional.

Los valores numéricos en las Tablas I y II indican las cantidades de cada componente expresadas en phr.

TABLA I

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TABLA II

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Las Tablas I y II muestran que, comparado con las mezclas de caucho conocidas de comparación, el módulo elástico (E' a 70ºC) de la mezcla de caucho del recubrimiento de la carcasa se ha reducido, mientras que la mezcla de caucho del flanco ha aumentado.

El neumático según la invención (PI) se comparó con un neumático idéntico de tipo convencional (PT), consistiendo la única variación en la composición de las mezclas de caucho para el recubrimiento de la tela de carcasa y los flancos que, en el caso del neumático convencional (P6000 powergy^{TM} PIRELLI®), eran CC y FC, mientras que en el caso del neumático según la invención, eran CI y FI (Tablas I-II). Además, para evaluar el efecto sinérgico de la invención, se evaluaron dos neumáticos de comparación que eran totalmente idénticos al neumático convencional (P6000 powergy^{TM} PIRELLI®), excepto que, en el caso del primer neumático de comparación (P_{C1}), la mezcla de caucho para el recubrimiento de la tela de carcasa era del tipo CI y en el segundo caso (P_{C2}) la mezcla de caucho de los flancos era del tipo FI.

El tamaño de los dos neumáticos era 195/65 R15.

Todos los neumáticos tenían una banda de rodadura con una baja R.R., obtenida mediante el moldeado de una mezcla de caucho consistente en:

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SBR 5025	84 phr
BR 40	39''
Sílice	70''
X50S	11,2''
Ácido esteárico	2''
Aceite aromático	5''
ZnO	2,5''
Antioxidantes	2''
Cera microcristalina	1''
Azufre	1,4''
Aceleradores	3,7''

Dicha mezcla de caucho después de la vulcanización tenía un valor para el factor de pérdida tan \delta a 70ºC igual a 0,112 y un valor de E' a 70ºC igual a 6,2 MPa.

Los neumáticos se sometieron a una serie de pruebas estándar para evaluar su resistencia a la rodadura y su rendimiento sobre carretera: manejo suave (conducción en condiciones normales), manejo duro (conducción en condiciones extremas) y confort.

La resistencia a la rodadura se evaluó según el estándar ISO 8767 y en particular usando el llamado "Método de Torsión" indicado en la sección 7.2.2 de dicho estándar, usando aparatos de laboratorio convencionales.

Las mediciones se realizaron a una velocidad constante de 100 km/h, donde las pérdidas parasíticas se midieron usando el procedimiento de "Lectura de Roce" indicado en la sección 6.6.1 del estándar citado anteriormente ISO 8767.

Los resultados se muestran en la Tabla III.

La evaluación del rendimiento en términos de confort, manejo en condiciones normales (manejo suave) y manejo en condiciones extremas (manejo duro) se realizó en una pista de prueba en Vizzola, con los neumáticos montados en automóviles Audi A3 con un desplazamiento de pistón de 1600 cm^{3}. Los cuatro tipos de neumáticos bajo examen (PI, PT, P_{C1} y P_{C2}) se probaron mediante dos conductores de prueba independientes que dieron una nota, basada en su opinión subjetiva y que varía entre cero y diez, respecto al manejo y confort en condiciones de conducción normales y extremas. En relación con esto, la expresión "condiciones de conducción extremas" indica la ejecución, por parte de un conductor de prueba, de todas aquellas maniobras que un conductor promedio puede tener que realizar en condiciones inesperadas y peligrosas: movimientos de dirección abruptos a alta velocidad, cambios bruscos en la dirección de desplazamiento para evitar obstáculos, frenadas súbitas, y similares.

También en este caso, a la opinión total expresada para el neumático convencional (PT) se le atribuyó un índice de 100 para manejo suave, manejo duro y confort, mientras se premió un aumento de porcentaje a este índice a los tres neumáticos PI, P_{C1} y P_{C2} dependiendo de la correspondiente mejora en rendimiento en términos de manejo y confort encontrados durante la prueba. En otras palabras, cuanto mayor es el índice, mejor es el rendimiento del neumático bajo examen.

Los resultados obtenidos de esta manera se muestran en la Tabla III.

TABLA III

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En otra realización preferida, el neumático según la presente invención, además de tener un recubrimiento de la tela de carcasa (101) obtenido con una mezcla de caucho que tiene la composición y las características físicas indicadas en la Tabla I y los flancos (108) obtenidos con una mezcla de caucho que tiene la composición y las características físicas indicadas en la Tabla II, está provista además de una capa inferior (111) obtenida a partir de una mezcla de caucho que tiene la composición y las características físicas indicadas en la Tabla IV, una banda antiabrasiva (105) obtenida a partir de una mezcla de caucho que tiene la composición y las características físicas indicadas en la Tabla V, y una estructura de refuerzo (107) a 0º que incorpora una pluralidad de cuerdas de nylon recubiertas con la misma mezcla de caucho que en la Tabla I, usada para recubrir la tela de carcasa (101).

Además, las Tablas IV y V comparan las composiciones de una mezcla de caucho de una capa inferior (111) según la invención (SI) y de una banda antiabrasiva (105) según la invención (LI) con una mezcla de caucho de una capa inferior de comparación (SC) y de una banda antiabrasiva de comparación (LC) del tipo convencional, respectivamente.

TABLA IV

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TABLA V

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Cinco neumáticos del tipo P3000 175/65 R14 se produjeron usando las mezclas de caucho descritas anteriormente, que se sometieron a una serie de pruebas estándar para evaluar su resistencia a la rodadura y su rendimiento sobre la carretera, estando montados los neumáticos en un automóvil FIAT Brava con un desplazamiento de pistón de 1.400 cm^{3}. También en este caso, los neumáticos probados tenía una banda de rodadura con una baja R.R. tal como los indicados anteriormente.

La Tabla VI muestra las diferentes combinaciones y los resultados de las pruebas. Las abreviaciones indicadas en la Tabla VI tienen los significados indicados anteriormente, mientras que las nuevas abreviaciones NC y NI indican, respectivamente, las mezclas convencional y nueva de caucho para el recubrimiento de las cuerdas de la estructura de refuerzo (107) a 0º. Tal como ya se mencionado, en esta realización estas mezclas de caucho son las mismas que las de la Tabla I ya usadas para recubrir la tela de carcasa (101). Por lo tanto, las mezclas de caucho NC y NI son idénticas a las mezclas de caucho CC y CI.

TABLA VI

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Claims

1. Neumático (100) para un vehículo a motor que tiene una baja resistencia a la rodadura, comprendiendo dicho neumático por lo menos

- una banda de rodadura (109),

- una tela de carcasa recubierta con caucho (101), cuyos bordes laterales opuestos están asociados con respectivos alambres de talón de derecha y de izquierda (102), estando incorporado cada alambre de talón (102) en un talón (103) respectivo,

- una estructura de cintura (106) aplicada a lo largo de la extensión circunferencial de dicha tela de carcasa recubierta con caucho (101),

- flancos de derecha y de izquierda (108) aplicados externamente sobre dicha tela de carcasa recubierta con caucho (101) y que se extienden, en una posición axialmente externa, desde el talón (103) respectivo al respectivo extremo de la estructura de cintura (106),

caracterizado por el hecho de que

- dicha tela de carcasa (106) está recubierta con una mezcla de caucho que tiene E' a 70ºC \leq 5,0 MPa y E'' a 70ºC \leq 0,50 MPa, y

- dichos flancos (108) están formados por una mezcla de caucho que tiene E' a 70ºC \geq 3,5 MPa y E'' a 70ºC \leq 0,50 MPa.

2. Neumático (100) según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicha tela de carcasa está recubierta por una mezcla de caucho que tiene E' a 70ºC \leq 4,5 MPa.

3. Neumático (100) según la reivindicación 2, caracterizado por el hecho de que dicha tela de carcasa (106) está recubierta por una mezcla de caucho que tiene E' a 70ºC entre 1,5 y 4,0 MPa.

4. Neumático (100) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por el hecho de que dicha tela de carcasa (106) está recubierta con una mezcla de caucho que tiene un valor de E'' de entre 0,10 y 0,45 MPa.

5. Neumático (100) según la reivindicación 4, caracterizado por el hecho de que dicha tela de carcasa (106) está recubierta por una mezcla de caucho que tiene un valor de E'' a 70ºC de entre 0,20 y 0,40 MPa.

6. Neumático (100) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por el hecho de que dichos flancos (108) están formados por una mezcla de caucho que tiene un valor de E' a 70ºC de entre 4,0 y 10,0 MPa.

7. Neumático (100) según la reivindicación 6, caracterizado por el hecho de que dichos flancos (108) están formados por una mezcla de caucho que tiene un valor de E' a 70ºC de entre 4,5 y 6,0 MPa.

8. Neumático (100) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por el hecho de que dichos flancos (108) están formados por una mezcla de caucho que tiene un valor de E'' a 70ºC de entre 0,10 y 0,48 MPa.

9. Neumático (100) según la reivindicación 8, caracterizado por el hecho de que dichos flancos (108) están formados por una mezcla de caucho que tiene un valor de E'' a 70ºC de entre 0,20 y 0,45 MPa.

10. Neumático (100) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por el hecho de que dicha tela de carcasa está recubierta por una mezcla de caucho que comprende 50-100 phr de caucho natural (NR), 0-30 phr de BR y 0-30 phr de SBR.

11. Neumático (100) según la reivindicación 10, caracterizado por el hecho de que dicha mezcla de caucho también comprende 30-60 phr de negro de carbón.

12. Neumático (100) según la reivindicación 10, caracterizado por el hecho de que dicha mezcla de caucho también comprende 2-20 phr de plastificador.

13. Neumático (100) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado por el hecho de que dichos flancos (108) están formados por una mezcla de caucho que comprende 30-70 phr de caucho natural (NR), 30-70 phr de BR y 0-20 phr de SBR.

14. Neumático (100) según la reivindicación 13, caracterizado por el hecho de que dicha mezcla de caucho también comprende 30-60 phr de negro de carbón.

15. Neumático (100) según la reivindicación 13, caracterizado por el hecho de que dicha mezcla de caucho comprende un plastificador en una cantidad inferior a 7 phr.

16. Neumático (100) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, que también comprende una capa inferior (111) obtenida a partir de una mezcla de caucho que tiene un factor de pérdida tan \delta a 70ºC \leq 0,120 y un módulo de elasticidad E' a 70ºC de entre 5,0 y 14,0 MPa.

17. Neumático (100) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, que también comprende una banda antiabrasiva (105) obtenida a partir de una mezcla de caucho que tiene un factor de pérdida tan \delta a 70ºC \leq 0,130 y un módulo de elasticidad E' a 70ºC \geq 6,0 MPa.

18. Neumático (100) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, que también comprende una capa de refuerzo (107) a cero grados que incorpora por lo menos una cuerda de refuerzo recubierta con una mezcla de caucho que tiene un módulo elástico E' a 70ºC de entre 2,5 y 9,0 MPa, y un módulo de viscosidad E'' a 70ºC \leq 0,50 MPa.

19. Neumático (100) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18, en el que la banda de rodadura (109) se obtiene mediante el moldeado de una mezcla de caucho que tiene un valor de la pérdida de carga tan \delta a 70ºC \leq 0,140 y un módulo de elasticidad E' a 70ºC de entre 5,0 y 8,0 MPa.