ES2628092T3

ES2628092T3 - Cordón híbrido para su empleo como refuerzo en un componente de un neumático de vehículo y neumático de vehículo

Info

Publication number: ES2628092T3
Application number: ES14187959.3T
Authority: ES
Inventors: Günter Wahl; Thomas Kramer; Wolfgang Reese
Original assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Current assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Priority date: 2014-10-07
Filing date: 2014-10-07
Publication date: 2017-08-01
Anticipated expiration: 2034-10-07
Also published as: EP3006228A1; EP3006228B1; WO2016055188A1

Abstract

Cordón híbrido (1) para su empleo como refuerzo en un componente de un neumático de vehículo de al menos dos hilos (2, 3) torcidos al final, siendo al menos un primer hilo (2) un hilo de módulo alto y otro hilo (3) un hilo de módulo bajo, caracterizado por que el hilo (2) de módulo alto es un hilo de filamentos y el hilo (3) de módulo bajo un hilo de fibras cortadas, presentando el hilo (2) de módulo alto un alargamiento de rotura del orden del 2% al 8% y el hilo (3) de módulo bajo de fibras cortadas un alargamiento de rotura del orden de >= 9%.

Description

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DESCRIPCION

Cordon hnbrido para su empleo como refuerzo en un componente de un neumatico de vehnculo y neumatico de vehnculo

La invencion se refiere a un cordon hnbrido para su empleo como refuerzo en un componente de un neumatico de vehnculo de al menos dos hilos torcidos al final el uno con el otro, siendo al menos un primer hilo un hilo de modulo alto y otro hilo un hilo de modulo bajo. La invencion se refiere ademas a un neumatico de vehnculo que presenta un componente con un cordon hnbrido como este como refuerzo.

Es conocido emplear cordones hnbridos como refuerzos en componentes de neumaticos, por ejemplo capas de cinturones, capas de carcasas o capas de bandajes de cinturones. Los cordones hnbridos normales se componen especialmente de un hilo de filamentos de modulo alto y de un hilo de filamentos de modulo bajo. El hilo de modulo alto es en la mayona de los casos un hilo de aramida, el hilo de modulo bajo suele ser de una poliamida, preferiblemente de PA 6.6 o de PA 6. Por el documento DE 10 2008 037 615 A1 se conoce, por ejemplo, un cordon hnbrido para su empleo como refuerzo en un bandaje de cinturon de un neumatico para turismos que se compone de dos hilos de filamentos torcidos uno con otro, siendo uno de los hilos de aramida y el otro hilo de poliamida, especialmente de nilon. Los dos hilos se tuercen en primer lugar en la misma direccion, el cordon hnbrido se tuerce en direccion contraria. Con el empleo de este cordon hnbrido en el bandaje de cinturon se pretende mejorar la idoneidad del neumatico para velocidades altas. Por el documento DE 10 2011 053 264 A1 se conoce un cordon hnbrido que presenta, por ejemplo, la construccion de aramida 1670x2 + PA 6.6 1400x1.

Las combinaciones conocidas de al menos un hilo de filamentos de modulo alto con al menos un hilo de filamentos de modulo bajo proporcionan cordones hnbridos que presentan una histeresis alta. Los hilos de filamentos, por ejemplo los de nilon, muestran una histeresis basada en el movimiento de cadenas de polfmero, disolviendose la estructura de ovillo de las cadenas de polfmero en caso de extension. Como consecuencia de su estructura los cordones hnbridos conocidos presentan un determinado comportamiento de fuerza - extension. En un diagrama de fuerza de traccion/extension la curva presenta en caso de poca extension primero una ligera subida, subiendo la curva con el aumento de la extension cada vez mas, por lo que en la ultima parte otra extension reducida va acompanada por un elevado gasto de fuerza. Este comportamiento de fuerza - extension de los cordones hnbridos permite en el proceso de estructuracion del neumatico, en el proceso de curvado, y en el posterior moldeo del neumatico en un molde de vulcanizacion una elevacion suficiente, en el neumatico acabado una buena uniformidad del neumatico y una buena idoneidad para altas velocidades. Los cordones tnbridos conocidos presentan especialmente, como consecuencia de la alta histeresis del hilo de filamentos de modulo bajo, una histeresis mas alta. Si los cordones hnbridos conocidos se emplean en capas de cinturon o capas de bandaje de los cinturones como refuerzo, se pueden producir durante el funcionamiento del neumatico, debido a la extension de los cordones hnbridos, perdidas por friccion que pueden influir negativamente en la resistencia a la rodadura del neumatico.

Por el documento DE 10 2010 017 786 A1 se conoce reforzar un producto elastomero, especialmente un neumatico de vehnculo, con un cordon de dos o tres hilos multifilamento torcidos al final, siendo por lo menos uno de los hilos multifilamento de este cordon de poliamida 10.10 y al menos otro no de poliamida 10.10. Por el documento EP 1 743 964 A1 se conoce un cordon, por ejemplo para reforzar correas trapezoidales o correas dentadas, que se compone de un nucleo y de una camisa, conteniendo el nucleo fibras de modulo alto insertadas en una matriz que esta rodeada, al menos en su mayona, por las fibras que forman la camisa. La matriz del nucleo es un termoplastico. Las fibras que forman la camisa consisten en al menos un hilo multifilamento que se enrolla alrededor del nucleo. El documento DE 10 2012 108 523 A1 trata de un cordon de refuerzo, especialmente para neumaticos de vehnculos, que se compone de al menos un cordon de polietilenfuranato, fabricandose el polietilenfuranato por completo o al menos en parte de biomasas y/o materias primas que vuelven a crecer.

La invencion tiene por objeto proporcionar un cordon hnbrido que en caso de su empleo como refuerzo en componentes de neumaticos, especialmente en capas de cinturon o bandajes de cinturon, permita la elevacion del neumatico bruto con un menor esfuerzo que el que sena necesario en los cordones hnbridos conocidos, y que en el neumatico vulcanizado siga garantizando una buena uniformidad del neumatico y una buena idoneidad para altas velocidades.

Esta tarea planteada se resuelve segun la invencion por que el hilo de modulo alto es un hilo de filamentos y el hilo de modulo bajo un hilo de fibras cortadas, presentando el hilo de modulo alto un alargamiento de rotura del orden del 2% al 8% y el hilo de modulo bajo de fibras cortadas un alargamiento de rotura del orden de >9%.

El cordon hnbrido segun la invencion contiene, por lo tanto, al menos un hilo de modulo alto que es un hilo de filamentos, de modo que el cordon hnbrido presenta con una extension a partir de aproximadamente un 3% un elevado modulo de elasticidad. El resultado es una excelente uniformidad del neumatico y una excelente idoneidad para altas velocidades de los neumaticos con un cordon hnbrido como este como refuerzo en el cinturon o en un bandaje de cinturon. El hilo de fibras cortadas es, independientemente del material de sus fibras, un hilo de modulo bajo que se puede estirar facilmente, dado que la extension se produce a traves de un deslizamiento de las distintas fibras cortas unas de otras. Por este motivo el cordon hnbrido presenta ventajosamente una histeresis baja. Si un cordon hnbrido segun la invencion se emplea como refuerzo en una capa de cinturon, una capa de bandaje de un cinturon y/o en la carcasa, la elevacion del neumatico bruto en el proceso de curvado y en el moldeo del neumatico en el molde de vulcanizacion requieren un esfuerzo menor. Las ventajas del hilo de modulo alto se notan

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precisamente en el neumatico vulcanizado acabado. Entre ellas cuenta el hecho de garantizar una alta rigidez perimetral del neumatico, lo que influye ventajosamente en el contorno dinamico en caso de crecimiento del penmetro. Durante el funcionamiento del neumatico el “deslizamiento” de las fibras cortadas da lugar a perdidas de histeresis menores, algo que influye de manera beneficiosa en la resistencia a la rodadura.

Diveros materiales son apropiados como material para el hilo de fibras cortadas. Las fibras cortadas pueden ser de aramida, poliimida, poliamida, poliester, PPS o PEEK, pero tambien son adecuadas las fibras naturales de algodon, canamo, lino, Viscosa® o Modal®. Para el hilo de filamentos de modulo alto los mas apropiados son filamentos de aramida, poliamida, PPS o PEEK.

En una variante de realizacion preferida de la invencion el hilo de modulo alto presenta una finura de 500 dtex a 2500 dtex, especialmente de 1100 dtex a 1800 dtex. El hilo de fibras cortadas presenta especialmente una finura de 300 dtex a 1400 dtex, con preferencia de 400 dtex a 1100 dtex.

La invencion se refiere ademas a un neumatico de vehnculo de tipo radial con un cinturon de varias capas y, en caso dado, con una capa de cinturon que cubre el cinturon radialmente por fuera. En el neumatico segun la invencion al menos una capa de cinturon de cinturon presenta como refuerzo un cordon hnbrido conforme a la invencion. Alternativa o adicionalmente la carcasa radial o el bandaje de cinturon tambien puede comprender, como refuerzo, un cordon hnbrido segun la invencion.

Otras caractensticas, ventajas y detalles de la invencion se describen ahora con mayor detalle a la vista del dibujo esquematico que representa un ejemplo de realizacion. Se puede ver en la

Figura 1 una seccion transversal de un cordon hnbrido segun la invencion;

Figura 2 una vista de una seccion longitudinal de un cordon hnbrido segun la invencion y

Figura 3 tambien una vista de una seccion longitudinal de un cordon hibrido segun la invencion en estado estirado.

En la descripcion y en las reivindicaciones se define con el termino “hilo de modulo alto” un hilo cuyo alargamiento de rotura (determinado segun ASTM D885) es del orden del 2% al 8%, definiendose con el termino “hilo de modulo bajo” un hilo cuyo alargamiento de rotura (determinado segun ASTM D885) es del orden de > 9%.

Las figuras 1 a 3 muestran un ejemplo de realizacion de un cordon hnbrido 1 segun la invencion que presenta la construccion 1x2 y que por lo tanto se compone de dos hilos 2, 3. La figura 1 y la figura 2 muestran el cordon hnbrido 1 directamente despues de su fabricacion. El hilo 2 es un hilo de filamentos de modulo alto cuyos filamentos estan formados opcionalmente por una aramida, una poliimida, por ejemplo PBO (polioxadiazobencimidazol), de PPS (polisulfuro de fenilo), PEEK (polieteretercetona) y similar, por consiguiente por filamentos con un alto modulo de elasticidad. El hilo 2 presenta ademas una finura de 500 dtex a 2500 dtex, especialmente de 1100 dtex a 1800 dtex y se tuerce inicialmente con un mdice de torsion de 200 T/m a 650 T/m (turns per meter), especialmente de 300 T/m a 500 T/m, ya sea en direccion Z o en direccion S.

El hilo 3 es un hilo de fibras cortadas fabricado por hilado de distintas fibras cortas torcidas que presentan especialmente una longitud de 2 mm a 50 mm. Las fibras del hilo 3 pueden ser fibras qmmicas con un alto modulo de elasticidad, por ejemplo del mismo material que los filamentos del hilo 2, por lo tanto de una aramida, una poliimida, por ejemplo de PBO (polioxadiazobencimidazol), de PPS (polisulfuro de fenilo), PEEK (polieteretercetona) y similar. Tambien son adecuadas para la fabricacion del hilo 3 fibras naturales de algodon, lino, canamo, Viscosa® o Modal®. Como consecuencia de la conformacion de fibras cortadas, el hilo 3 es un hilo de modulo bajo. El hilo 3 presenta tambien una torsion inicial en direccion Z o en direccion S, coincidiendo el sentido de giro preferiblemente con el del hilo 2. El hilo 3 presenta ademas una finura de 300 dtex a 1400 dtex, especialmente de 400 dtex a 1100 dtex. El mdice de torsion de la torsion inicial es de 200 T/m a 650 T/m, especialmente de 300 T/m a 500 T/m, y puede coincidir con el del hilo 2.

Los dos hilos 2 y 3 se tuercen finalmente para formar un cordon hnbrido 1 cuya direccion de giro es opuesta a la de los hilos 2 y 3. El mdice de torsion del cordon hnbrido 1 puede ser del orden del de los hilos 2 y 3.

Para permitir una union optima a la matriz de caucho, el cordon hnbrido 1 se puede impregnar, como es conocido, de un adhesivo RFL (latex de resorcina-formaldehido) usual. Para garantizar una buena penetracion en los espacios entre los filamentos o fibras, se puede llevar a cabo un tratamiento previo con compuestos basados en resina epoxi o en isocianato bloqueado. Para aumentar la rigidez del cordon hnbrido 1 se puede prever un tratamiento previo en una bano de inmersion que contenga toluol, pretendiendose en lo posible una buena penetracion. Esta medida debe influir sobre todo en la resistencia a la flexion del cordon hnbrido 1 y facilitar el corte del cordon hnbrido 1, por ejemplo cuando las bandas de mezcla de caucho con cordones hnbridos insertados se cortan para formar componentes de neumaticos de vehnculo, tales como capas de carcasa, capas de cinturon y capas de bandaje de cinturon.

El cordon hnbrido 1 segun la invencion posee un modulo de elasticidad en comparacion alto a partir de aprox. un 3% de extension, pero una histeresis baja. Esta ultima se debe especialmente al hilo 3 de fibras cortadas. Si un cordon hibrido 1 segun la invencion se emplea como refuerzo en la carcasa, las capas de cinturon o las capas de bandaje de cinturon, se estira la estructura del neumatico - en el proceso de curvado - del neumatico bruto y el posterior moldeo del neumatico en un molde de vulcanizacion, con la asf llamada elevacion restante. Como consecuencia, el cordon hnbrido 1 deforma o estira del modo representado esquematicamente y de forma exagerada en la figura 3 el

hilo 3 preferiblemente a traves de un deslizamiento mutuo de las fibras y, por lo tanto, con una perdida por friccion en comparacion reducida. El hilo 2 se extiende en direccion de la extension longitudinal del cordon hforido 1 y el hilo 3 a modo de espiral alrededor del hilo 2, presentando las distintas espiras una cierta distancias las unas respecto a las otras. El cordon hforido 1 segun la invencion presenta, como consecuencia del hilo 3 de fibras cortadas, una 5 histeresis baja, especialmente en comparacion con un cordon hforido tradicional de un hilo de filamentos de aramida y de un hilo de filamentos de nilon.

Un cordon hfbrido realizado de acuerdo con la invencion tambien puede presentar la construccion 1x3, ya sea con dos hilos segun el hilo 2 o con dos hilos segun el hilo 3, tal como se ha descrito.

10 Lista de referencias

1: Cordon hfbrido

2: Hilo

3: Hilo

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Claims

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REIVINDICACIONES

1. Cordon tubrido (1) para su empleo como refuerzo en un componente de un neumatico de vetuculo de al menos dos hilos (2, 3) torcidos al final, siendo al menos un primer hilo (2) un hilo de modulo alto y otro hilo (3) un hilo de modulo bajo, caracterizado por que el hilo (2) de modulo alto es un hilo de filamentos y el hilo (3) de modulo bajo un hilo de fibras cortadas, presentando el hilo (2) de modulo alto un alargamiento de rotura del orden del 2% al 8% y el hilo (3) de modulo bajo de fibras cortadas un alargamiento de rotura del orden de > 9%.
2. Cordon tubrido (1) segun la reivindicacion 1, caracterizado por que las fibras cortadas son fibras de aramida, poliimida, PPS, poliamida, poliester o PEEK.
3. Cordon tubrido (1) segun la reivindicacion 1, caracterizado por que las fibras cortadas son fibras naturales de algodon, canamo, lino, Viscosa® o Modal®.
4. Cordon tubrido (1) segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el hilo (2) de modulo alto esta formado por filamentos de aramida, poliimida, PPS o PEEK.
5. Cordon hubrido (1) segun una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que el hilo (2) de modulo alto presenta una finura de 500 dtex a 2500 dtex, especialmente de 1100 dtex a 1800 dtex.
6. Cordon hfbrido (1) segun una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que el hilo (3) de fibras cortadas presenta una finura de 300 dtex a 1400 dtex, especialmente de 400 dtex a 1100 dtex.
7. Neumatico de vetuculo de tipo radial con una carcasa radial, un cinturon de varias capas y, en caso dado, un bandaje de cinturon que cubre el cinturon radialmente por fuera, caracterizado por que al menos una capa de cinturon presenta, como refuerzo un cordon hfbrido (1) segun una o varias de las reivindicaciones 1 a 6.
8. Neumatico de vehfculo de tipo radial con una carcasa radial, un cinturon de varias capas y, en caso dado, un bandaje de cinturon que cubre el cinturon radialmente por fuera, caracterizado por que la carcasa radial presenta como refuerzo un cordon hfbrido (1) segun una o varias de las reivindicaciones 1 a 6.
9. Neumatico de vehroulo de tipo radial con una carcasa radial, un cinturon de varias capas y, en caso dado, un bandaje de cinturon que cubre el cinturon radialmente por fuera, caracterizado por que el bandaje de cinturon presenta como refuerzo un cordon hfbrido (1) segun una o varias de las reivindicaciones 1 a 6.