BRPI1100706A2

BRPI1100706A2 - pneumático com enchimento composto

Info

Publication number: BRPI1100706A2
Authority: BR
Inventors: Kelly Sue King; Matthew Jared Edson; Brad Stephen Gulas; Kevin Michael Masa; Leyla Kristen Renner; Eric John Marazzi
Original assignee: Goodyear Tire & Rubber
Priority date: 2011-01-13
Filing date: 2011-01-13
Publication date: 2012-09-04

Abstract

PNEUMáTICO COM ENCHIMENTO COMPOSTO. A presente invenção está voltada a um pneumático compreendendo uma banda de rodagem, uma estrutura de cinta e uma carcaça, sendo que a carcaça tem uma lona radial e duas seções de talão; cada seção de talão compreendendo um talão e um enchimento composto compreendendo uma seção interna do enchimento e uma seção externa do enchimento, a seção interna do enchimento e a seção externa do enchimento unindo-se axialmente, sendo a seção externa do enchimento disposta axialmente fora do enchimento interno; a seção interna do enchimento unindo-se ao talão e estendendo-se radialmente a partir do talão; na seção externa do enchimento unindo-se ao talão e estendendo-se radialmente a partir do talão em grau maior do que a seção interna do enchimento; em que a seção interna do enchimento compreende uma composição de borracha com um módulo de armazenamento em cisalhamento G' medido sob deformação de 1% e 100<198>C de acordo com a norma ASTM D5289 variando de 18 a 32 Mpa, e a seção externa do enchimento compreende uma composição de borracha com um módulo de armazenamento em cisalhamento G' medido sob deformação de 1% e 100<198>C de acordo com a norma ASTM D5289 variando de 1,2 a 10 Mpa.

Description

"PNEUMÁTICO COM ENCHIMENTO COMPOSTO"

CAMPO TÉCNICO

A presente invenção refere-se a um desenho aperfeiçoado para um pneumático ra- dial de automóvel, e, mais especificamente, a um enchimento aperfeiçoado para um pneu- mático radial de automóvel.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Os pneumáticos radiais convencionais para automóveis incluem lonas radiais que são dispostos em volta de dois talões anulares não extensíveis. As partes das lonas que se estendem para além dos talões são dobradas em volta dos talões, formando "redobras". O enchimento de borracha anular delimitado pela lona dobrada e pelo talão é chamado de "enchimento".

A escolha das dimensões e propriedades materiais do enchimento afetam o de- sempenho do pneumático, como o peso, rigidez do flanço, direção, conforto da viagem, ca- lor gerado por flexão, fadiga do material e vida útil do pneumático. Por exemplo, tendo em vista que o enchimento estende-se por parte da extensão do flanco, aumentar a rigidez do enchimento gera um aumento da rigidez do flanco, produzindo menos flexão do flanco e, por conseguinte, menos calor produzido por flexão e fadiga do material, mas em detrimento do conforto da viagem. O aumento do comprimento radial do enchimento (de modo que se des- loque mais para cima do flanco) reforça ainda mais o flanco, além de melhorar a direção, o que é benéfico em se tratando de pneumáticos de "alto desempenho".

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

A presente invenção está voltada a um pneumático compreendendo uma banda de rodagem, uma estrutura de cinta e uma carcaça, sendo que a carcaça tem uma lona radial e duas seções de talão;

cada seção de talão compreendendo um talão e um enchimento composto compre- endendo uma seção interna do enchimento e uma seção externa do enchimento, a seção interna do enchimento e a seção externa do enchimento unindo-se axialmente, sendo a se- ção externa do enchimento disposta axialmente fora do enchimento interno;

a seção interna do enchimento unindo-se ao talão e estendendo-se radialmente a partir do talão;

a seção externa do enchimento unindo-se ao talão e estendendo-se radialmente a partir do talão em grau maior do que a seção interna do enchimento;

em que a seção interna do enchimento compreende uma composição de borracha com um módulo de armazenamento em cisalhamento G' medido sob deformação de 1% e 100°C de acordo com a norma ASTM D5289 variando de 18 a 32 Mpa, e a seção externa do enchimento compreende uma composição de borracha com um módulo de armazenamento em cisalhamento G' medido sob deformação de 1% e 100°C de acordo com a norma ASTM D5289 variando de 1,2 a 10 Mpa.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A FIG. 1A mostra uma seção transversal meridional de um pneumático de lona ra- dial de acordo com a presente invenção; e

A FIG. 1B mostra uma seção transversal da seção de talão da FIG. 1 A.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

O termo "talão" designa um membro anular extensível que é associado à fixação do pneumático ao aro. Os talões são envolvidos por cordonéis da lona e moldados, com ou sem outros elementos de reforço, como cobre-talões, camadas de reforço, enchimentos ou materiais de enchimento, anteparos e telas antifricção.

O termo "estrutura de cinta" designa pelo menos duas camadas anulares ou lonas de cordonéis paralelos, entrelaçadas ou não, dispostas sob a banda de rolagem, não fixadas ao talão, e com ambos os ângulos de cordonel esquerdo e direito dentro da faixa de 18 a 30° em relação ao plano equatorial do pneumático.

O termo "meridional" designa uma linha curva disposta lateralmente que se situa em um plano que inclui o eixo geométrico do pneumático.

O termo "lona" designa uma camada reforçada com cordonéis revestidos com bor- racha e dispostos radialmente ou então paralelamente.

Os termos "radial" e "radialmente" significam em uma direção perpendicular ao eixo geométrico de rotação do pneumático.

O termo "pneumático radial" designa um pneumático com cintas ou restrito na dire- ção circunferencial em que pelo menos uma lona possui cordonéis que se estendem de ta- lão a talão.

O termo "flanco" refere-se à parte de um pneumático localizada entre a banda de rodagem e o talão.

É revelado um pneumático compreendendo uma banda de rodagem, uma estrutura de cinta e uma carcaça, sendo que a carcaça tem uma lona radial e duas seções de talão;

A FIG. 1A mostra uma seção transversal meridional de um pneumático radial 100 em torno do plano equatorial EP de acordo com a presente invenção, compreendendo uma banda de rodagem 110, uma estrutura de cinta ("cintas") 112 compreendendo uma ou mais cintas e uma carcaça 114. A carcaça 114 tem um revestimento interno 116, pelo menos uma lona radial 118, dois flancos 120A, 120B e duas seções de talão idênticas 130A, 130B.

A FIG. 1B mostra uma seção transversal da seção de talão 130A da FIG. 1 A. Deve- se compreender que a seção transversal da seção de talão 130B (não ilustrada) é igual à da seção de talão 130A. A seção de talão 130A inclui um talão 132. A lona 118 é disposta ao redor do talão, formando uma seção axialmente interna da lona 118A e uma redobra da lona 118B. Um enchimento composto 134 é constituído de um enchimento axialmente interno 138 e um enchimento axialmente externo 136, e é circundado pelo talão 132, pela seção interna da lona 118A e pela redobra da lona 118B.

O enchimento externo 136 geralmente é o maior na seção transversal e se estende radialmente mais para fora do que o enchimento interno 138.

O enchimento interno e o enchimento externo são feitos de diferentes composições de borracha, que são caratcerizados por sua rigidez. A rigidez pode ser caracterizada pelos vários métodos incluindo, sem a isto se restringir, o módulo de 300 por cento e o módulo dinâmico G'. Os testes com valores de módulo de 300% podem ser medidos segundo o Tes- te ASTM D412-92, método B. Para os valores G', que são algumas vezes chamados de "módulo de armazenamento em cisalhamento" ou "módulo dinâmico", podemos fazer refe- rência ao Science and Technology of Rubber, second edition, 1994, Academic Press, San Diego, Calif., editado por James E. Mark e col., páginas 249-254.

A tangente delta, ou "tan delta", é uma razão do módulo de perda em cisalhamento, conhecido como G", para o módulo de armazenamento em cisalhamento (G'). Essas propri- edades, a saber, o G', G" e tan delta, caracterizam a resposta viscoelástica de uma amostra de teste de borracha a uma deformação de tensão a uma freqüência e temperatura fixas, medida a 100°C.

A tan delta e o módulo de armazenamento em cisalhamento (G') são bem conheci- dos pelos versados na técnica de caracterização de composições de borracha, particular- mente relacionada a pneumáticos e bandas de rodagem de pneumáticos. Os valores do módulo de armazenamento em cisalhamento (G1) indicam a rigidez do composto de borra- cha que pode se relacionar ao desempenho do pneumático. O valor de tan delta a IOO0C é considerado uma indicação da histerese ou perda de calor. Em uma concretização, a seção interna do enchimento compreende uma composi- ção de borracha com um módulo de armazenamento em cisalhamento G' medido sob de- formação de 1% e 100°C de acordo com a norma ASTM D5289 variando de 18 a 32 Mpa1 e a seção externa do enchimento compreende uma composição de borracha com um módulo de armazenamento em cisalhamento G' medido sob deformação de 1% e 100°C de acordo com a norma ASTM D5289 variando de 1,2 a 10 Mpa. Em uma concretização, a seção in- terna do enchimento compreende uma composição de borracha com um módulo de arma- zenamento em cisalhamento G' medido sob deformação de 1% e 100°C de acordo com a norma ASTM D5289 variando de 23 a 31 MPa. Em uma concretização, a seção externa do enchimento compreende uma composição de borracha com um módulo de armazenamento em cisalhamento G' medido sob deformação de 1% e 100°C de acordo com a norma ASTM D5289 variando de 1,4 a 2,3 MPa.

As composições de borracha das seções de enchimento incluem pelo menos uma borracha baseada em dieno adicional. Os polímeros sintéticos representativos são os produ- tos de homopolimerização do butadieno e seus homólogos e derivados, por exemplo, metil- butadieno, dimetilbutadieno e pentadieno, assim como copolímeros, tais como os formados a partir de butadieno ou seus homólogos ou derivados com outros monômeros insaturados.

Dentre estes estão os acetilenos, por exemplo, acetileno vinílico; olefinas, por exemplo, iso- butileno, que se copolimeriza com o isopreno para formar borracha butílica; compostos viní- licos, por exemplo, ácido acrílico, acrilonitrilo (que se polimeriza com butadieno para formar NBR), ácido metacrílico e estireno, o último composto polimerizando-se com butadieno para formar SBR, bem como ésteres vinílicos, e vários aldeídos insaturados, cetonas e éteres, por exemplo, acroleína, metil isopropenil cetona e éter viniletílico. Exemplos específicos de borrachas sintéticas incluem neopreno (policloropreno), polibutadieno (incluindo cis-1,4- polibutadieno), poliisopreno (incluindo cis-1,4-poliisopreno), borracha butílica, borracha ha- lobutílica, tal como borracha clorobutílica ou borracha bromobutílica, borracha de estire- no/isopreno/butadieno, copolímeros de 1,3-butadieno ou isopreno com monômeros, tal co- mo estireno, acrilonitrilo e metacrilato metílico, bem como terpolímeros de etileno/propileno, também conhecidos como monômero de etileno/propileno/dieno (EPDM), e em particular, terpolímeros de etileno/propileno/diciclopentadieno. Exemplos adicionais de borrachas que podem ser usados incluem polímeros polimerizados de solução funcionalizada de terminal alcóxi-silila (SBR, PBR, IBR and SIBR), polímeros com ramificação em estrela acoplados a estanho e acoplados a silício. A borracha preferida ou os elastômeros são borracha natural, poliisopreno sintético, polibutadieno e SBR.

Em um aspecto, a borracha é preferencialmente formada a partir de pelo menos duas borrachas baseadas em dieno. Por exemplo, uma combinação de duas ou mais borra- chas é preferida, tal como borracha de eis 1,4-poliisopreno (natural ou sintética, embora a natural seja preferida), borracha de 3,4-poliisopreno, borracha de estire- no/isopreno/butadieno, borrachas de estireno/butadieno derivadas por polimerização de e- mulsão e solução, borrachas de eis 1,4-polibutadieno e copolímeros de butadie- no/acrilonitrilo preparados por polimerização de emulsão.

Em um aspecto da presente invenção, um estireno/butadieno derivado por polimeri- zação de emulsão (E-SBR) poderia ser usado com um teor de estireno relativamente con- vencional de cerca de 20 a cerca de 20 por centro de estireno ligado ou, para algumas apli- cações, um E-SBR com um teor de estireno ligado médio a relativamente alto, a saber, um teor de estireno ligado de cerca de 30 a cerca de 45 por cento.

Por E-SBR preparado por polimerização de emulsão, entende-se que o estireno e 1,3-butadieno são copolimerizados como uma emulsão aquosa. Tal processo é familiar aos versados na técnica. O teor de estireno ligado pode variar, por exemplo, de cerca de 5 a cerca de 50 por cento. Em um aspecto, o E-SBR também pode conter acrilonitrilo para for- mar uma borracha de terpolímero, como E-SBAR, em concentrações, por exemplo, de cerca de 2 a 30 por cento em peso de acrilonitrilo ligado no terpolímero.

Borrachas de copolímero de estireno/butadieno/acrilonitrilo preparado por polimeri- zação contendo cerca de 2 a cerca de 40 por cento, em peso, de acrilonitrilo no copolímero também são contempladas como borrachas baseadas em dieno para uso na presente invenção.

O SBR (S-SBR) preparado por polimerização de solução geralmente possui um teor de estireno ligado em uma faixa de cerca de 5 a cerca de 50 por cento, de preferência, de cerca de 9 a cerca de 36 por cento. O S-SBR pode ser preparado da maneira adequada, por exemplo, por catalização de organo-lítio na presença de um solvente à base de hidrocarbo- neto orgânico.

Em uma concretização, pode-se usar a borracha de eis 1,4-polibutadieno (BR). Tal BR pode ser preparada, por exemplo, pela polimerização em solução orgânica de 1,3- butadieno. O BR pode ser caracterizado da maneira adequada, por exemplo, com um teor de eis 1,4 de 90 por cento.

A borracha natural de eis 1,4-poliisopreno e o eis 1,4-poliisopreno são bem conhe- cidos pelos versados na área de borrachas.

Em uma concretização, usa-se a borracha de eis 1,4-polibutadieno (BR). É possível preparar borrachas adequadas de polibutadieno, por exemplo, pela polimerização em solu- ção orgânica de 1,3-butadieno. A BR pode ser caracterizada de forma adequada, por exem- plo, por um teor de eis 1,4 de 90 por cento e uma temperatura de transição vítrea Tg em uma faixa de -95 a -105°C. Borrachas de polibutadieno adequadas encontram-se disponí- veis no mercado, tal como o Budene® 1207 da Goodyear, entre outras.

Em uma concretização, pode-se usar uma borracha sintética ou natural de poliiso- preno.

Uma referência à temperatura de transição vítrea, ou Tg, de um elastômero ou composição elastomérica, quando for citada no presente relatório, representa a(s) tempera- tura(s) de transição vítrea do respectivo elastômero ou composição elastomérica em seu estado não-curado ou possivelmente no estado curado, no caso de uma composição elas- tomérica. Uma Tg pode ser determinada de maneira adequada como um ponto central de pico por um calorímetro de varredura diferencial (DSC) a uma taxa de temperatura de au- mento de 10°C por minuto.

O termo "phr", como utilizado no presente relatório e segundo a prática convencio- nal, refere-se às "partes em peso de um respectivo material por 100 partes em peso de bor- racha ou elastômero".

A composição de borracha também pode incluir um phr de óleo de processamento de até 70. O óleo de processamento pode ser incluído na composição de borracha como óleo extensor tipicamente usado para estender elastômeros. O óleo de processamento tam- bém pode ser incluído na composição de borracha mediante a adição direta do óleo durante a composição da borracha. O óleo de processamento usado pode incluir tanto o óleo extensor presente nos elastômeros como o óleo de processamento adicionado durante a composição. Den- tre os óleos de processamento adequados estão diversos óleos conhecidos na técnica, inclusive óleos aromáticos, parafínicos, naftênicos, vegetais e óleos de baixo PCA, tal como MÊS, TDAE, SRAE e óleos naftênicos pesados. Óleos de baixo PCA adequados incluem óleos com um teor aromático policíclico menor do que 3 por cento em peso, conforme determinado pelo método IP346. Procedimentos para o método IP346 podem ser encontrados em Standard Methods for Analvsis & Testinq of Petroleum and Related Products e British Standard 2000 Parts, 2003, 62â edição, publicado pelo Institute of Petroleum, Reino Unido.

A composição de borracha pode incluir de cerca de 10 a cerca de 150 phr de sílica.

Em outra concretização, pode-se usar de 20 a 120 phr de sílica.

Os pigmentos siliciosos normalmente empregados que poderiam ser usados no com- posto de borracha incluem pigmentos siliciosos precipitados e pirogênicos convencionais (sílica). Em uma concretização, utiliza-se sílica precipitada. Os pigmentos siliciosos convencionais em- pregados na presente invenção são sílicas precipitadas, tal como, por exemplo, as que são obti- das pela acidificação de um silicato solúvel, por exemplo, silicato de sódio.

Tais sílicas convencionais podem ser caracterizadas, por exemplo, por terem uma área de superfície BET, conforme medida o usando gás nitrogênio. Em uma concretização, a área de superfície BET pode estar na faixa de cerca de 40 a 600 metros quadrados por grama. Em outra concretização, a área de superfície BET pode estar em uma faixa de cerca de 80 a 300 metros quadrados por grama. O método BET de medição da área de superfície é descrito no Journal of the American Chemical Societv. Volume 60, Página 304 (1930). A sílica convencional também pode ser caracterizada por ter um valor de absorção de dibutilftalato (DBP) em uma faixa de cerca de 100 a cerca de 400, ou como alternativa, de cerca de 150 a cerca de 300.

Espera-se que a sílica convencional tenha um tamanho de partícula final médio, por exem- plo, na faixa de 0,01 a 0,05 mícron, conforme determinado pelo microscópio eletrônico, ainda que as partículas de sílica possam ter uma dimensão ainda menor, ou possivelmente menor.

Várias sílicas comercialmente disponíveis podem ser usadas, tal como somente pa- ra fins de exemplo e sem limitação, as sílicas comercializadas pela PPG Industries sob a marca registrada Hi-Sil com as designações 210, 243, etc; as sílicas disponibilizadas pela Rhodia, com, por exemplo, designações de Z1165MP e Z165GR e as sílicas disponibiliza- das pela Degussa AG com, por exemplo, as designações VN2 e VN3, etc.

É possível usar negros-de-fumos normalmente empregados como uma carga con- vencional em uma concentração que varia de 10 a 150 phr. Em outra concretização, pode- se usar de 20 a 80 phr de negro-de-fumo. Exemplos representativos de tais negros-de-fumo incluem N110, N121, N134, N220, N231, N234, N242, N293, N299, N315, N326, N330, N332, N339, N343, N347, N351, N358, N375, N539, N550, N582, N630, N642, N650, N683, N754, N762, N765, N774, N787, N907, N908, N990 e N991. Esses negros-de-fumo possu- em absorções de iodo que variam de 9 a 145 g/kg e um número DBP que varia de 34 a 150 cm3/100 g.

Outras cargas podem ser usadas na composição de borracha, incluindo, sem a isto se restringir, cargas particuladas incluindo polietileno de altíssimo peso molecular (UHMWPE), géis poliméricos particulados reticulados incluindo, mas sem se limitar aos re- velados nas Patentes U.S. N2 6,242,534; 6,207,757; 6,133,364; 6,372,857; 5,395,891; ou 6,127,488, e carga compósita de amido plasticizado incluindo, mas sem se restringir à reve- lada na Patente U.S. N2 5,672,639. Tais outras cargas podem ser usadas em uma concen- tração que varia de 1 a 30 phr.

Em uma concretização, a composição de borracha pode conter um composto orgâ- nico de silício contendo enxofre convencional. Exemplos de compostos orgânicos de silício contendo enxofre adequados são da fórmula:

Z — Alk — Sn — Alk — Zl

em que Z é selecionado dentre o grupo consistindo de

<formula>formula see original document page 8</formula> em que R1 é um grupo alquila de 1 a 4 átomos de carbono, ciclohexila ou fenila; R2 é alcóxi de 1 a 8 átomos de carbono, ou cicloalcóxi de 5 a 8 átomos de carbono; Alk é um hidrocar- bonato bivalente de 1 a 18 átomos de carbono e η é um número inteiro de 2 a 8.

Em uma concretização, os compostos orgânicos de silício contendo enxofre são os polisulfetos de 3,3'-bis(trimetóxi ou trietóxi sililpropil) Em uma concretização, os compostos orgânicos de silício contendo enxofre são dissulfeto de 3,3'-bis(trietoxisililpropil) e/ou tetra- sulfeto de 3,3'-bis(trietoxisililpropil). Portanto, quanto à fórmula I, Z pode ser

<formula>formula see original document page 9</formula>

em que R2 é um alcóxi de 2 a 4 átomos de carbono, ou alternativamente 2 átomos de carbo- no; alk é um hidrocarboneto bivalente de 2 a 4 átomos de carbono, alternativa com 3 átomos de carbono; e η é um número inteiro de 2 a 5, alternativamente 2 ou 4.

Em outra concretização, compostos orgânicos de silício contendo enxofre adequa- dos incluem compostos revelados na Patente U.S. N2 6.608.125. Em uma concretização, os compostos orgânicos de silício contendo enxofre incluem 3-(octanoiltio)-1-propiltrietoxisilano, CH3(CH2)6C(=0) -S-CH2CH2CH2Si(OCH2CH3)3, que se encontra comercialmente disponí- vel como NXT™ da Momentive Performance Materials.

Em outra concretização, compostos orgânicos de silício contendo enxofre adequa- dos incluem os revelados na Publicação de Patente U.S. N2 2003/0130535. Em uma concre- tização, o composto orgânico de silício contendo enxofre é o Si-363 da Degussa.

A concentração do composto orgânico de silício contendo enxofre em uma compo- sição de borracha irá variar, dependendo do nível dos outros aditivos que são utilizados. Geralmente falando, a concentração do composto irá variar de 0,5 a 20 phr. Em uma con- cretização, a concentração irá variar de 1 a 10 phr.

A composição da borracha pode conter uma resina in-situ que é o produto da rea- ção de um aceitador de metileno e um doador de metileno.

As resinas in-situ são formadas na matéria-prima da borracha e envolvem a reação de um aceitador de metileno e um doador de metileno. O termo "doador de metileno" pre- tende designar uma substância química capaz de reagir com um aceitador de metileno e gerar a resina in-situ. Exemplos de doadores de metileno que são adequados para uso na presente invenção incluem hexametilenotetramina e oximetilmelaminas N-substituídas, da fórmula geral: <formula>formula see original document page 10</formula>

em que X é hidrogênio um uma alquila contendo 1 a 8 átomos de carbono, R1, R2, R3, R4 e R5 são individualmente selecionados dentre o grupo que consiste de hidrogênio, uma alquila contendo 1 a 8 átomos de carbono, o grupo -CH2OX ou seus produtos de condensação. Doadores de metileno específicos incluem hexakis-(metoximetil)melamina, N,N',N"-trimetil/N,N',N"-trimetilolmelamina, hexametilolmelamina, N,N',N"-dimetilolmelamina, N-metilolmelamina, Ν,Ν'-dimetilolmelamina, N,N',N"-tris(metoximetil)melamina, N,N'N"-tributil-N,N',N"-trimethilol-melamina, hexametoximetilmelamina, e hexaetoximetilme- lamina. Os derivados N-metilol de melamina são preparados por métodos conhecidos.

A concentração de doador de metileno na matéria-prima de borracha pode variar. Em uma concretização, a concentração do doador de metileno varia de 0,5 a 4 phr. Em ou- tra concretização, a concentração do doador de metileno varia de 1 a 3 phr.

O termo "aceitador de metileno" é conhecido pelos versados na técnica, sendo usa- do para descrever o reagente com o qual o doador de metileno reage para formar o que se acredita que seja um monômero de metilol. A condensação do monômero de metilol pela formação de uma ponte de metileno produz a resina. A reação inicial que contribui com a porção que posteriormente se forma na ponte de metileno é o doador de metileno, sendo que o outro reagente é o aceitador de metileno. Compostos representativos que podem ser usados como um aceitador de metileno incluem, sem a isto se restringir, resorcinol, deriva- dos resorcinólicos, fenóis monoídricos e seus derivados, fenóis diídricos e seus derivados, fenóis poliídricos e seus derivados, resinas fenólicas do tipo novolak não-modifiçadas, resi- nas fenólicas do tipo novolak modificadas, resinas resorcinólicas do tipo novolak e misturas dos mesmos. Exemplos de aceitadores de metileno incluem, sem a isto se restringir, os re- velados na U.S. 6,605,670; U.S. 6,541,551; U.S. 6,472,457; U.S. 5,945,500; U.S. 5,936,056; U.S. 5,688,871; U.S. 5,665,799; U.S. 5,504,127; U.S. 5,405,897; U.S. 5,244,725; U.S. 5,206,289; U.S. 5,194,513; U.S. 5,030,692; U.S.4,889,481; U.S. 4,605,696; U.S. 4,436,853; e U.S. 4,092,455. Exemplos de resinas fenólicas do tipo novolak modificadas incluem, mas não se limitam à resina fenólica tipo novolak modificada por óleo de castanha de caju, resina fenólica novolak modificada com resina líquida e resina fenólica novolak modificada com alquil.

Outros exemplos de aceitadores de metileno incluem fenóis ativados por substitui- ção de anel e uma resina fenólica do tipo novalak modificada com óleo de castanha de caju. Exemplos representativos de fenóis ativados por substituição de anel incluem resorcinol, cresóis, fenóis t-butílicos, fenóis isopropílicos, fenóis etílicos e misturas dos mesmos. As resinas fenólicas do tipo novolak modificadas com óleo de castanha de caju encontram-se comercialmente disponíveis pela Schenectady Chemicals Inc sob a designação SP6700. A taxa de modificação do óleo baseada na resina fenólica tipo novolak total pode variar de 10 a 50 por cento. Para produção da resina fenólica tipo novolak modificada com óleo de cas- tanha de caju, pode-se usar variados processos. Por exemplo, fenóis, como o fenol, cresol e resorcinol, podem ser reagidos com aldeídos, tal como formaldeído, paraformaldeído e ben- zaldeído, usando catalisadores ácidos. Exemplos de catalisadores ácidos incluem ácido oxálico, ácido clorídrico, ácido sulfúrico e ácido p-toluenosulfônico. Após a reação catalítica, a resina é modificada com o óleo.

A quantidade de aceitador de metileno na matéria-prima de borracha pode variar. Em uma concretização, a concentração do aceitador de metileno varia de 0,5 a 20 phr. Em outra concretização, a concentração do aceitador de metileno varia de 1 a 15 phr.

Será prontamente compreendido pelos versados na técnica que a composição de borracha seria composta por métodos geralmente conhecidos na área de composição de borracha, tal como a mistura das várias borrachas constituintes vulcanizáveis por enxofre com vários materiais aditivos comumente empregados, tal como, por exemplo, doadores de enxofre, auxiliares de cura, tais como ativadores e retardadores, e aditivos de processamen- to, tais como óleos, resinas incluindo resinas promotoras de pegajosidade e plastificantes, cargas, pigmentos, ácidos graxos, óxido de zinco, ceras, antioxidantes e agentes antiozo- nantes e agentes peptizantes. Como conhecido pelos versados na técnica, dependendo do uso pretendido para o material vulcanizado por enxofre e vulcanizável por enxofre (borra- chas), os aditivos mencionados acima são selecionados e normalmente utilizados em con- centrações convencionais. Exemplos representativos de doadores de enxofre incluem enxo- fre elementar (enxofre livre), um dissulfeto de amina, polisulfeto polimérico e adutos de olefi- na e enxofre. Em uma concretização, o agente vulcanizante enxofre é enxofre elementar. O agente vulcanizante enxofre pode ser usado em uma concentração que varia de 0,5 a 8 phr, como alternativa, de 1,5 a 6 phr. Quantidades típicas de resinas promotoras de pegajosida- de, se utilizadas, compreendem cerca de 0,5 a cerca de 10 phr, geralmente cerca de 1 a cerca de 5 phr. Quantidades típicas de auxiliares de processamento compreendem cerca de 1 a cerca de 50 phr. Quantidades típicas de antioxidantes compreendem cerca de 1 a cerca de 5 phr. Antioxidantes representativos podem ser, por exemplo, difenil-p-fenilenodiamina e outros, tal como, por exemplo, os revelados em The Vanderbilt Rubber Handbook (1978), Páginas 344 a 346. Quantidades típicas de antiozonantes compreendem cerca de 1 a cerca de 5 phr. Concentrações típicas de ácidos graxos, se utilizados, que podem incluir ácido esteárico, compreendem aproximadamente 0,5 a aproximadamente 3 phr. Quantidades típicas de ceras compreendem cerca de 1 a cerca de 5 phr. Normalmente, utilizam-se ceras microcristalinas. Quantidades típicas de peptizantes compreendem cerca de 1 a cerca de 1 phr. Agentes peptizantes típicos podem ser, por exemplo, pentaclorotiofenol e dissulfeto de dibenzamidodifenila.

Utilizam-se aceleradores para controlar o tempo e/ou temperatura necessária para a vulcanização e para aprimorar as propriedades do produto vulcanizado. Em uma concreti- zação, pode-se usar um único sistema acelerador, isto é, acelerador primário. O(s) acelera- dores) primário(s) podem ser usados em concentrações totais que variam de 0,5 a cerca de 4 phr, ou alternativamente de cerca de 0,8 a cerca de 1,5 phr. Em outra concretização, com- binações de um acelerador primário e um acelerador secundário poderiam ser usadas, com o acelerador secundário sendo usado em quantidades menores, tal como de cerca de 0,05 a cerca de 3 phr, de modo a ativar e melhorar as propriedades do produto vulcanizado. Espe- ra-se que as combinações desses aceleradores produzam um efeito sinérgico sobre as pro- priedades finais e que sejam bem melhores do que as produzidas pelo uso de apenas um acelerador. Além disso, pode-se usar aceleradores de ação retardada que não são afetados pelas temperaturas normais de processamento, mas que produzem uma cura satisfatória a temperaturas de vulcanização típicas. Também poderiam ser usados retardadores de vulca- nização. Tipos de aceleradores adequados que podem ser usados na presente invenção são aminas, dissulfetos, guanidinas, tioureias, tiazóis, tiurans, sulfenamidas, ditiocarbamatos e xantatos. Em uma concretização, o acelerador primário é uma sulfenamida. Caso seja usado um segundo acelerador, o acelerador secundário pode ser um composto de guanidi- na, ditiocarbamato ou tiuram. Guanidinas adequadas incluem difeinilguanidina, entre outros. Tiurans adequados incluem dissulfeto de tetrametiltiuram, dissulfeto de tetraetiltiuram e dis- sulfeto de tetrabenziltiuram.

A mistura da composição de borracha pode ser realizada por métodos conhecidos pelos versados na técnica de mistura de borracha. Por exemplo, os ingredientes geralmente são misturados em pelo menos dois estágios, a saber, pelo menos um estágio não-produtivo seguido de um estágio de mistura produtivo. Os curativos finais incluindo agentes vulcani- zantes de enxofre geralmente são misturados no estágio final, que é convencionalmente chamado d estágio de mistura "produtiva", em que a mistura normalmente ocorre a uma temperatura, ou temperatura final, menor do que a(s) temperatura(s) de mistura comparado ao(s) estágio(s) de mistura não-produtiva. Os termos estágios de mistura "não-produtiva" e "produtiva" são bem conhecidos pelos versados na técnica de mistura de borracha. A com- posição de borracha pode ser sujeita a uma etapa de mistura termomecânica. A etapa de mistura termomecânica geralmente compreende uma operação mecânica em uma mistura- dora ou extrusora por um período de tempo adequado de modo a produzir uma temperatura de borracha entre 140° e 190°C. A duração apropriada da operação termomecânica varia em função das condições de operação e do volume e natureza dos componentes. Por e- xemplo, a operação termomecânica pode ser de 1 a 20 minutos.

O pneumático da presente invenção pode ser um pneu de corrida, pneu de passa- geiros, pneu de avião, agrícola, de escavadeira, off-road, de caminhão, entre outros. Em uma concretização, o pneumático é um pneu de veículo de passeio ou caminhão. O pneu- mático também pode ser de lonas radiais ou cruzadas.

A vulcanização do pneumático da presente invenção geralmente é realizada a tem- peraturas convencionais que variam de cerca de 100°C a 200°C. Em uma concretização, a vulcanização é realizada a temperaturas que variam de cerca de 110°C a 180°C. Qualquer um dos processos de vulcanização usuais pode ser usado, tal como aquecimento em uma prensa ou molde, aquecimento com vapor superaquecido ou ar quente. Tais pneumáticos podem ser construídos, formados, moldados e curados por vários métodos que são conhe- cidos e que serão facilmente identificáveis pelos versados na técnica.

Neste exemplo, um pneumático produzido com um enchimento composto de acordo com a presente invenção é comparado com um pneumático produzido com um enchimento padrão. O pneumático N° 1 incluía um enchimento convencional feito de uma composição somente de borracha. O pneumático N° 2 incluía um enchimento composto de acordo com a presente invenção, com uma seção externa do enchimento formada com a mesma compo- sição de borracha que o enchimento do Pnemático N° 1, e uma seção interna do enchimento feita de uma composição de borracha diferente. Os pneumáticos foram testados em relação a vários indicadores de desempenho, sendo os resultados ilustrados na Tabela 1. Todos os indicadores de desempenho são expressos como um índice relativo a um pneumático de controle com valores de 100; um índice maior indica um desempenho superior.

A invenção é ilustrada em detalhes pelos seguintes exemplos não restritivos.

Exemplo 1

<table>table see original document page 13</column></row><table>

Tabela 1

<table>table see original document page 13</column></row><table> <table>table see original document page 14</column></row><table>

1 Módulo de armazenamento em cisalhamento G1 sob deformação de 1% a 100°C, determinado segundo o protocolo de teste padrão ASTM D5289 usando um instrumento Rubber Process Analyzer RPA 2000™ da Alpha Technologies, antes pertencente à Flexsys Company e à Monsanto Company. Referências a um instrumento RPA 2000 podem ser encontradas nas seguintes publicações: H. A. Palowski, e col, Rubber World, junho de 1992 e janeiro de 1997, e também em Rubber & Plastics News, 26 de abril e 10 de maio de 1993.

Como se vê na Tabela 1, o Pneumático N° 2 com o enchimento composto de acor- do com a presente invenção apresentou pior conforto, mas melhor dirigibilidade subjetiva, aquaplanagem em curva, resistência ao rolamento e frenagem em pista seca.

Exemplo 2

Neste exemplo, um pneumático produzido com um enchimento composto de acordo com a presente invenção é comparado com um pneumático produzido com um enchimento padrão. O pneumático Na 3 incluía um enchimento convencional feito de uma composição somente de borracha. O pneumático N2 4 incluía um enchimento composto de acordo com a presente invenção, com uma seção externa do enchimento formada com a mesma compo- sição de borracha que o enchimento do Pnemático N2 3, e uma seção interna do enchimento feita de uma composição de borracha diferente. Os pneumáticos foram testados em relação a vários indicadores de desempenho, sendo os resultados ilustrados na Tabela 2. Todos os indicadores de desempenho são expressos como um índice relativo a um pneumático de controle com valores de 100; um índice maior indica um desempenho superior.

Tabela 2

<table>table see original document page 14</column></row><table> Frenagem em Pista Úmida 104,0 104,0

Dirigibilidade em Pista Úmida 103,6 103,0

Dirigibilida de Subjetiva 98,1 101,5

Dirigibilidade em PistaSeca 100,8 101,2

Aquaplanagem em Curva 107,5 108,5

Resistência ao Rolamento 103,9 100,3

FrenagememPistaSeca 98,0 101,9

Como se vê na Tabela 2, o Pneumático Na 4 com o enchimento composto de acor- do com a presente invenção apresentou melhor dirigibilidade subjetiva, dirigibilidade em pis- ta seca e aquaplanagem em curva, mas pior conforto, ruído e resistência ao rolamento.

Exemplo 3

Neste exemplo, um pneumático produzido com um enchimento composto de acordo com a presente invenção é comparado com um pneumático produzido com um enchimento padrão. O pneumático N° 5 incluía um enchimento convencional feito de uma composição somente de borracha. O pneumático N° 6 incluía um enchimento composto de acordo com a presente invenção, com uma seção externa do enchimento formada com a mesma compo- sição de borracha que o enchimento do Pnemático N° 5, e uma seção interna do enchimento feita de uma composição de borracha diferente. Os pneumáticos foram testados em relação a vários indicadores de desempenho, sendo os resultados ilustrados na Tabela 3. Todos os indicadores de desempenho são expressos como um índice relativo a um pneumático de controle com valores de 100; um índice maior indica um desempenho superior.

Tabela 3

<table>table see original document page 15</column></row><table> Resistência ao Rolamento 102,3 103,4

Como se vê na Tabela 3, o pneumático n. 6 com o enchimento composto de acordo com a presente invenção apresentou conforto equivalente, melhor dirigibilidade subjetiva, ruído subjetivo e resistência ao rolamento.

Embora certas concretizações e detalhes representativos tenham sido demonstrados com o fim de ilustrar a presente invenção, transparecerá para os versados na técnica que várias alterações e modificações podem ser realizadas nelas sem divergir do âmbito ou espírito da presente invenção.

Claims

1. Pneumático, CARACTERIZADO por compreender uma banda de rodagem, uma estrutura de cinta e uma carcaça, em que a carcaça tem uma lona radial e duas seções de talão; cada seção de talão compreendendo um talão e um enchimento composto compre- endendo uma seção interna do enchimento e uma seção externa do enchimento, a seção interna do enchimento e a seção externa do enchimento unindo-se axialmente, sendo a se- ção externa do enchimento disposta axialmente fora do enchimento interno; a seção interna do enchimento unindo-se ao talão e estendendo-se radialmente a partir do talão; a seção externa do enchimento unindo-se ao talão e estendendo-se radialmente a partir do talão em grau maior do que a seção interna do enchimento; em que a seção interna do enchimento compreende uma composição de borracha com um módulo de armazenamento em cisalhamento G' medido sob deformação de 1% e 100°C de acordo com a norma ASTM D5289 variando de 18 a 32 Mpa, e a seção externa do enchimento compreende uma composição de borracha com um módulo de armazenamento em cisalhamento G' medido sob deformação de 1% e 100°C de acordo com a norma ASTM D5289 variando de 1,2 a 10 Mpa.

2. Pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a seção interna do enchimento compreende uma composição de borracha com um mó- dulo de armazenamento em cisalhamento G' medido sob deformação de 1% e 100°C de acordo com a norma ASTM D5289 variando de 23 a 31 Mpa.

3. Pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a seção externa do enchimento compreende uma composição de borracha com um módulo de armazenamento em cisalhamento G' medido sob deformação de 1% e 100°C de acordo com a norma ASTM D5289 variando de 1,4 a 2,3 Mpa.

4. Pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que cada composição de borracha compreende pelo menos um elastômero baseado em dieno selecionado dentre o grupo consistindo de borracha natural, poliisopreno sintético, polibutadieno e borracha de estireno-butadieno.

5. Pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que cada composição de borracha compreende pelo menos uma carga selecionada dentre o grupo que consiste de sílica e negro-de-fumo.

6. Pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que cada composição de borracha compreende de 10 a 150 phr de negro-de-fumo.

7. Pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que cada composição de borracha compreende uma resina in-situ derivada de um doador de metileno e um aceitador de metileno.