BRPI1101087A2

BRPI1101087A2 - pneumático com compósito de camada vedante incorporado

Info

Publication number: BRPI1101087A2
Application number: BRPI1101087-8A
Authority: BR
Inventors: Ramendra Nath Majumdar
Original assignee: Goodyear Tire & Rubber
Priority date: 2010-03-18
Filing date: 2011-03-11
Publication date: 2012-08-21
Also published as: US20110226399A1; CN102189898A; US8387672B2; EP2366533A1; EP2366533B1

Abstract

PNEUMáTIçO COM COMPóSITO DE CAMADA VEDANTE INCORPORADO. A presente invenção refere-se a um pneumático com um compósito de camada vedante incorporado onde o compósito compõe-se de poliuretano com uma fina camada de pelo menos uma carga particulada, fibras curtas e microfibra não tecida. Numa modalidade esse compósito vedarite de poliuretano compõe-se de uma série de camadas que se prolongam circunferencialmente, dotadas de uma primeira camada vedante de poliuretano, uma segunda camada vedante de poliuretano e uma camada fina de microfibra não tecida contendo vedante de poliuretano entre as primeira e segunda camadas de poliuretano. Numa outra modalidade, o vedante de poliuretano é um compósito dotado de uma camada vedante de poliuretano contendo uma fina camada de pelo menos uma carga particulada e fibras curtas.

Description

"PNEUMATICO COM COMPOSITO DE CAMADA VEDANTE INCORPORADO"

Campo da Invenção

A presente invenção refere-se a um pneumático com um compósito de camada ve- dante incorporado onde o compósito compõe-se de poliuretano com uma fina camada de pelo menos uma carga particulada, fibras curtas e microfibra não tecida. Numa modalidade, esse compósito vedante de poliuretano compõe-se de uma série de camadas que se pro- longam circunferencialmente, dotadas de uma primeira camada vedante de poliuretano, uma segunda camada vedante de poliuretano e uma camada fina de microfibra não tecida con- tendo vedante de poliuretano entre a primeira e segunda camadas. Numa outra modalida- de, o vedante de poliuretano é um compósito dotado de uma camada vedante de poliureta- no contendo uma fina camada de pelo menos uma carga particulada e fibras curtas.

Antecedentes da Invenção

Foram sugeridos pneus contendo camadas vedantes a base de poliuretano que po- dem fluir em um orifício puncionado em um pneu com finalidade de resistir ao fluxo de ar inflado ao pneu através de uma punção no pneu e assim promover resistência ao esvazia- mento do pneu por perda do ar inflado ao pneu. Por exemplo ver a Publicação de Patente U.S. n° 2009/00783452.

Sumário da Invenção

De acordo com esta invenção, é proposto um pneumático composto de uma banda de rodagem de borracha de circunferência externa, uma carcaça de apoio contendo uma camada de borracha de barreira da carcaça mais interna e um revestimento interno de bor- racha, localizado no interior da dita carcaça de suporte e assim, internamente da dita cama- da de borracha de barreira da carcaça,

em que o pneu tem um compósito de poliuretano incorporado com base na camada vedante, posicionado entre e adjacente a camada de borracha de barreira da carcaça da dita carcaça de suporte e do revestimento interno de borracha,

em que o referido compósito de camada vedante com base em poliuretano é um compósito de múltiplas camada prolongando-se em uma direção circunferencial composta por uma camada espessa de poliuretano e uma camada fina de poliuretano com uma cama- da fina intermediária posicionada entre as camadas espessa e a camada fina de poliuretano compostas de pelo menos um de:

A) camada de microfibra não tecida contendo referido poliuretano,

B) pigmento particulado,

C) fibras curtas distintas, e

D) partículas de borracha curadas.

Numa modalidade da invenção a camada de poliuretano fina do referido compósito vedante em múltiplas camadas é posicionada adjacente à referida camada de borracha de revestimento interno.

Numa modalidade, o pneumático com o compósito da camada vedante incorpora- do, antes da cura, inclui um conjunto de pneu não vulcanizado, incluindo uma banda de ro- dagem de borracha circunferencial e uma carcaça de suporte contendo a referida camada de borracha de barreira da carcaça mais interna. Um compósito de camada vedante a base de poliuretano precursor está situado (posicionado) entre e adjacente à dita camada de bor- racha d barreira da carcaça da referida carcaça de suporte e uma camada de revestimento interno de borracha mais interna. A camada vedante de poliuretano precursora é de suporte próprio. A camada vedante a base de poliuretano precursora tem propriedades auto- vedantes para um pneumático após a vulcanização do conjunto de pneu não vulcanizado. De modo específico, a camada vedante precursora a base de poliuretano durante a cura, degrada-se termicamente de modo a propor uma composição de poliuretano auto-curável, pegajosa que define a camada vedante incorporada.

Numa modalidade, o compósito precursor vedante a base de poliuretano é um compósito em múltiplas camadas (prolongando-se numa direção circunferencial) composto de uma camada relativamente espessa do referido precursor vedante de poliuretano, uma camada fina do precursor vedante de poliuretano e uma camada fina de microfibra não teci- da contendo o referido precursor vedante a base de poliuretano posicionado entre as mesmas.

Na prática, a camada precursora a base de poliuretano fina, do compósito vedante de poliuretano em múltiplas camadas fica posicionada entre e adjacente (próxima e em con- tato com) a camada de borracha de barreira da carcaça da carcaça de apoio e uma camada de revestimento interno de borracha mais interna. Portanto, a camada de microfibra não tecida encerrada no compósito da camada vedante fica posicionada em proximidade da ca- mada de revestimento interno de borracha do pneu.

Na prática, e numa modalidade da invenção, a relação de espessura da camada superior mais espessa do vedante de poliuretano para a camada inferior mais fina do referi- do vedante de poliuretano é de pelo menos 5/1 com a camada de microfibra não tecida en- tre estas.

Na prática, e numa modalidade da invenção referida camada de poliuretano mais espessa possui uma espessura, por exemplo, na faixa de cerca de 1 a cerca de 8 milímetros (mm).

Na prática, e numa modalidade da invenção a referida camada de poliuretano mais fina possui uma espessura, por exemplo, na faixa de cerca de 0,1 a cerca de 3 mm desde que seja pelo menos 2 mm mais fina do que a camada de poliuretano mais espessa.

Na prática, a referida camada de microfibra não tecida possui uma espessura, por exemplo, na faixa de cerca de 0,01 a cerca de 0,2 mm. Na prática, a camada de microfibra não tecida pode ser dotada de fibras curtas não tecidas compostas, por exemplo, de náilon, poliéster ou poliuretano.

O compósito precursor a base de poliuretano, numa modalidade, pode ser prepara- do, por exemplo, por despejamento de uma mistura de reação de poliuretano líquido sobre uma camada de microfibra não tecida (por exemplo, onde a camada de microfibra não teci- da é colocada no fundo plano em forma ondulante ou texturizado, de um recipiente) deixan- do-se uma parte da mistura de reação encharcar através da camada de microfibra não teci- da para formar uma camada precursora de poliuretano fina abaixo da camada de microfibra não tecida contendo o precursor de poliuretano.

A mistura de reação de poliuretano (precursores de poliuretano com extensor) é deixada reagir dentro do recipiente a uma temperatura elevada formando um poliuretano semi-sólido contínuo encerrado na camada de microfibra não tecida constituindo-se em uma camada de poliuretano semi-sólida, fina abaixo da camada de microfibra contendo poliure- tano e uma camada de poliuretano semi-sólida, significantemente mais espessa na camada superior, e, portanto do lado oposto da camada de microfibra contendo poliuretano.

Na prática, e numa modalidade da invenção, uma camada de carga particulada e/ou de fibras curtas, separadas forma-seno vedante de poliuretano, despejando-se uma camada fina de mistura de reação de poliuretano em um recipiente de fundo chato aplican- do-se uma camada de microfibra não tecida e;ou carga particulada no topo da mesma se- guido por despejamento de uma camada relativamente espessa da mistura de reação de poliuretano sobre a mesma.

São representativos de carga particulada, por exemplo, pelo menos um dentre ne- gro de fumo, pigmento, sílica e borracha pré-curada particulada.

São representativos de fibras curtas, por exemplo, pelo menos um dentre aramida (poliaramida), poliéster e fibras curtas de poliamida.

O pneumático numa modalidade, pode ser preparado posicionando-se um revesti- mento interno de borracha em um aparelho formador de pneu. O compósito precursor ve- dante a base de poliuretano e posicionado diretamente no revestimento interno de borracha ou numa camada adesiva, caso esteja presente. Essa camada adesiva opcional é preferi- velmente um filme adesivo sem solvente (isento de solvente) para intensificar a ligação da camada de revestimento interno de borracha ao vedante de poliuretano. São exemplos de filme adesivo um filme contendo dieno extrusado, por exemplo, um poliuretano termoplástico contendo butadieno (TPU) como por exemplo, TPU 7840™ da Sartomer Company, Inc, que foi extrusado para formar um filme do mesmo. Considera-se que, o componente dieno, por exemplo, o componente butadieno do filme TPU 7480 ™ promover a ligação do filme à bor- racha da camada de borracha da barreira da carcaça e da camada de borracha do revesti- mento interno enquanto o componente de poliuretano do TPU 7480 ™ promove a ligação à camada vedante a base de poliuretano.

Por exemplo, o compósito de vedante a base de poliuretano pode ser ligado à refe- rida camada de barreira de borracha por um filme de poliuretano termoplástico contendo dieno (TPU) posicionado entre o poliuretano da referida camada de barreira de borracha e do compósito.

De modo alternativo, a aderência da camada vedante a base de poliuretano pode ser promovida pela inclusão de poliuretano termoplástico contendo butadieno, TPU1 ou pela inclusão de um poliuretano de baixo peso molecular (que pode ser pulverizado) na composi- ção de borracha da camada de borracha de barreira da carcaça e/ou na composição de bor- racha da camada de borracha de revestimento interno.

Uma carcaça do pneu encerrada na camada de borracha de barreira da carcaça mais interna está, portanto, colocada do lado de fora da camada vedante precursora a base de poliuretano seguido por um aro de roda da banda de rodagem na carcaça do pneu para definir um conjunto de pneumático não vulcanizado.

O conjunto de pneumático não vulcanizado é, então vulcanizado sob condições de calor e pressão. Durante a cura, o precursor vedante a base de poliuretano degrada-se termicamente para conferir uma composição de poliuretano mais fluida, definindo por esse meio, ou criando por esse meio, a camada vedante aí incorporada, propiciando o pneumáti- co com propriedades auto-vedantes.

Em virtude do precedente, é proposto um pneumático tendo capacidade de veda- ção contra variados objetos perfurantes.

Breve Descrição das Figuras

Os desenhos anexos ilustram as modalidades da invenção, nas quais é empregado um compósito de poliuretano e camada de microfibra não tecida, juntamente com a descri- ção geral da invenção descrita acima e a descrição detalhada a seguir, proporcionando a ilustração da invenção;

A figura 1 (Fig 1) é uma vista em seção transversal de um pneumático com um compósito vedante de poliuretano de múltiplas camadas, e

A Figura 2 (Fig 2) é uma vista de uma parte de um compósito precursor vedante a base de poliuretano em múltiplas camadas.

Descrição Detalhada das Figuras

A figura 1 mostra um pneumático 10 tendo a capacidade de vedar perfurações re- sultantes de vários objetos perfurantes, como por exemplo, pregos. O pneumático 10 é composto de paredes laterais 12, uma banda de rodagem de borracha circunferencial exter- na (ou parte da banda de rodagem) 14, uma carcaça de suporte 16, talões de pneumático sem prolongamento espaçados, um compósito de camada vedante incorporado 20 e um revestimento interno de borracha mais interno 22. O compósito da camada vedante 20 é um compósito de múltiplas camadas dotado de uma camada de microfibra não tecida 20A de uma rede de fibras de náilon curtas e não tecidas contendo a camada vedante de poliuretano dentro de sua rede de microfibras e duas camadas da camada vedante de poliuretano 21 e 21A cada camada estando posicionada em lados opostos da referida camada de microfibra contendo poliuretano 20A formando uma configuração em sanduíche da mesma.

As paredes laterais individuais 12 estendem-se radialmente para dentro das bordas externas axiais da parte da banda de rodagem para juntar os respectivos talões de pneumá- tico não prolongáveis 18. A carcaça de suporte 16 age como uma estrutura de apoio para a parte da banda de rodagem 14 e paredes laterais 12 podendo ser construída de vários fila- mentos de lona reforçados de borracha. O compósito da camada vedante 20 fica disposto no sentido para dentro da carcaça de suporte 16 situado adjacente ao revestimento interno de borracha 22. A banda de rodagem circunferencial externa 14 está adaptada para contato com o solo quando o pneu 10 está em uso.

O revestimento interno do pneumático 22 pode ser qualquer revestimento interno de borracha conhecido para uso em pneumáticos 10. Num exemplo, o revestimento interno de borracha 22 pode ser uma composição de borracha de halo-butila contendo curativo de enxofre de uma borracha halo-butila por exemplo, borracha de clorobutila ou borracha de bromobutila. Essa camada de revestimento interno com base em borracha halo-butila, pode conter ainda um ou mais elastômeros a base de dieno curável com enxofre, tal como por exemplo, borracha natural de cis-1,4-poliisopreno, borracha cis-1,4-polibutadieno e borracha de estireno/butadieno ou misturas dos citados. O revestimento interno 22 é normalmente preparado por técnicas de calandragem ou moagem convencionais para formar uma tira de borracha composta não curada de largura adequada, que é, algumas vezes referida com uma tira adesiva. Revestimentos internos do pneu e seus métodos de preparação são do conhecimento daqueles práticos nessa técnica. Quando o pneumático 10 é curado, o reves- timento interno 22 torna-se uma parte co-curada, integral do pneumático 10.

Opcionalmente, a camada de borracha de revestimento interno e/ou camada de borracha da barreira de carcaça do referido pneu pode conter um poliuretano termoplástico (TPU) particularmente um TPU contendo butadieno, ou conter um poliuretano pulverizá- vel(baixo peso molecular) para auxiliar na aderência da camada vedante a base de poliure- tano à camada de borracha de revestimento interno e/ou camada de borracha de barreira da carcaça.

Referindo-se novamente aos desenhos, opcionalmente, a borracha 22 do revesti- mento interno pode, portanto, conter algum poliuretano termoplástico contendo butadieno (TPU) como por exemplo, TPU 7840™ da Sartomer Company, Inc, misturado aí para pro- mover aderência da camada de borracha de revestimento interno 22 à camada vedante de poliuretano 20.

O compósito 20 da camada vedante incorporado, antes da vulcanização do pneu- mático 10, pode ser aqui referido como uma camada vedante precursora. A composição de poliuretano do compósito da camada vedante 20 pode incluir um material elastomérico de poliuretano auto-curável podendo conter por exemplo, 4,4'-diisocianato de difenil metileno (MDI) e óxido de polialquileno glicol. As composições de poliuretano adequadas para a ca- mada vedante precursora 23 tendo uma densidade reticulada na faixa de cerca de 0,3 a 0,6 milisegundos-¹, podem ser obtidas, por exemplo, de Novex, Ind of Wadsworth, Ohio.

Com a vulcanização do pneu a uma temperatura elevada, a composição de poliure- tano tendo uma densidade de reticulação na faixa de 0,2 a cerca de 0,5 milisegundos 1 de- grada-se termicamente para conferir uma composição de poliuretano mais fina, ou seja, uma composição de poliuretano tendo um grau de fluidez algo mais alto propiciando o pneumáti- co 10 com propriedades auto-vedantes definindo o compósito de camada vedante incorpo- rado 20.

O compósito de camada vedante incorporado resultante 20 pode ainda incluir um colorante no poliuretano proporcionando uma camada vedante incorporada colorida diferen- te do preto com a capacidade de identificar visivelmente, uma perfuração feita. Essa perfu- ração pode estender-se através de uma camada de revestimento interno de borracha de cor preta, banda de rodagem do pneu de borracha de cor preta, e/ou camada da parte lateral colorida de preto para a camada vedante incorporada por um fluxo fixo de uma parte da ca- mada vedante incorporada de uma cor que não o preto, por meio da perfuração para formar uma vedação contrastante de uma cor diferente da preta em uma superfície visível do reves- timento interno colorido de preto, banda de rodagem ou parte lateral do pneu.

O corante pode incluir dióxido de titânio, Por exemplo, o corante da camada vedan- te 20 pode ser dióxido de titânio onde se deseja uma camada vedante colorida de branco. Ainda, esse corante pode incluir dióxido de titânio como um abrilhantador da cor junto com pelo menos um pigmento orgânico que não o preto e/ou pigmento ou corante inorgânico diferente do preto. Vários corantes podem ser empregados para dar um cor diferente do preto para a camada vedante 20 São representativos desses corantes por exemplo,m co- rantes de cor amarelo como o pigmento Diarylide Yellow™ da PoIyOne Coporation and A- krosperse E-6837™, pigmento Yellow EPMB de batelada dominante com uma EPR (borra- cha de etileno/propileno) de Akrochem Company.

A composição precursora de poliuretano antes da construção do pneu 10, pode ser preparada, misturando junto os componentes de poliuretano. O compósito 20 precursor vedante a base de poliuretano em múltiplas camada com a carga particulada e/ou camada de microfibra não tecida é auto-suportável de modo a permitir sua incorporação ao pneu não vulcanizado sem se afastar das técnicas de construção de pneu padrões e sem emprego de equipamento de construção de pneumáticos caros e complicados.

A camada compósita vedante precursora 20, antes da construção do pneumático 10, pode ser formada em uma folha que pode ser cortada em tiras, por exemplo, e a seguir ser posicionada em um aparelho construtor de pneumático 30, no modo de um tambor de construção de pneumático, e particularmente, em uma camada de revestimento interno do pneumático de borracha no tambor de construção de pneumático, durante o processo de construção do pneumático, O processo de construção de pneumático está descrito em mais detalhe adiante.

A carcaça do pneu 16, em geral, pode ser qualquer carcaça de pneu convencional para uso nos pneumáticos 10. Em geral, a carcaça de pneu 16 inclui uma ou mais camadas de lonas e/ou filamentos para agirem como uma estrutura de suporte para a parte de banda de rodagem 14 e partes laterais 12. O restante dos componentes do pneu, tais como por exemplo, a banda de rodagem do pneu 14, partes laterais 12 e talões do pneumático de reforço 16, também em geral podem ser selecionados daquele convencionalmente conheci- dos na técnica. A carcaça do pneu 16, banda de rodagem do pneu 14 e talões de pneumá- tico 16 e os métodos de preparação são bem conhecidos dos de prática nessa técnica.

O pneumático da Figura 1 pode ser preparado construindo-se o compósito da ca- mada vedante precursora 20 em um conjunto de pneu não vulcanizado usando-se um tam- bor de construção de pneu e técnicas de construção de pneu convencionais. De modo mais específico, a camada de revestimento interno de borracha que fica mais interna 22 está pri- meiramente situada ou posicionada no tambor do pneu, de modo a ser enrolada em torno dele, com o restante do pneu não curado 10 sendo a seguir, construído sobre ele.

A camada de compósito vedante precursora em múltiplas camadas 20, que é auto- suportável está posicionada diretamente no revestimento interno de borracha 22. Sua es- pessura pode variar no pneu não vulcanizado dependendo um pouco do grau de vedação da perfuração desejado e do tamanho e tipo do pneu e o uso a que se destina. Em geral, a espessura varia de cerca de 0,13 cm (0,05 polegadas) a cerca de 1,9 cm (0,75 polegadas). Em pneu de carro de passageiro, a camada vedante precursora pode ter uma espessura de cerca de 0,32 cm (0,125 polegadas) enquanto que, para pneus de caminhão, camada ve- dante precursora 23 pode ter uma espessura de cerca de 0,76 cm (0,3 polegadas). A cama- da vedante incorporada 20 está em geral, situada na região transversa do pneu 10 podendo incluir um colorante de modo a ficar de uma cor diferente do preto, contrastando com o re- vestimento interno, banda de rodagem ou parte lateral de cor preta, desse modo podendo ser visualizado uma perfuração no pneu.

Finalmente, a carcaça do pneu 16 está situada ou disposta para fora, do compósito de camada vedante precursor 20 e a banda de rodagem do pneu de borracha 14 posiciona- da na carcaça do pneu 16, definindo assim, o conjunto de pneu não vulcanizado. Após o pneumático não vulcanizado ser montado, o pneu é conformado e curado usando-se um ciclo de cura de pneu normal. Durante a cura, a composição de poliuretano é termicamente degradada para dar uma composição de poliuretano similar a um gel e pega- josa propiciando o pneumático 10 com propriedades auto-vedantes definindo o compósito de camada vedante incorporado 20.

Geralmente, o pneu pode ser curado em uma ampla faixa de temperatura. Por e- xemplo, pneus de passageiro podem ser curados a uma temperatura, na faixa de, por e- xemplo, cerca de 130°C a cerca de 170°C, e pneus de caminhão podem ser curados a uma temperatura, na faixa de, por exemplo, cerca de 150°C a cerca de 180°C. Desse modo, a temperatura de cura pode variar, por exemplo, de cerca de 130°C a cerca de 180°C, para um desejado período de tempo. Num exemplo, o conjunto de pneu é curado em um molde adequado a uma temperatura na faixa de cerca de 150°C a cerca de 175°C, durante um período de tempo suficiente para degradar termicamente o poliuretano formando assim, o compósito de camada vedante incorporado 20 dotado de propriedades de vedação de per- furações.

Após a vulcanização a composição de poliuretano do vedante incorporado 20 pro- picia o pneumático 10 com melhores propriedades auto-vedantes.

Exemplos não limitantes das peças de teste do pneumático 10 com o compósito vedante incorporado 20 de acordo com a descrição detalhada serão agora apresentados. Esses exemplos têm a finalidade de ilustração apenas, não devendo ser vistos como Iimitan- tes do escopo da invenção, ou da maneira em que esta deva ser praticada. Outros exem- plos serão considerados por uma pessoa de prática comum na técnica.

Duas peças de teste de pneumático experimentais (Peça de teste n° 1 e n° 2) e uma peça de teste de controle foram preparada para o teste. Cada peça de teste está des- crita abaixo.

Peca de Teste n° 1 (Ver as Figuras 5 e 5A)

As camadas a seguir foram montadas uma em cima da outra

Tiras de banda de rodagem de borracha curável com enxofre calandradas, de 7" χ 7" (cerca de 17,8 χ 17,8 cm) com espessura de 0,1 polegada (cerca de 2,5 mm); borracha calandrada de 4" χ 4" (cerca de 10,2 a cerca de 10,2 cm) com uma espes- sura de cerca de 0,068" cerca de 1,7 mm contendo reforços na forma de filamentos de a - rame;

cinta de tecido impregnado com borracha curável com enxofre de 7" χ 7" (cerca de 17,8 χ 17,8 cm) (alinhada com o arame) de espessura de 0,026 polegada (cerca de 0,7 mm);

compósito vedante precursor a base de poliuretano em múltiplas camadas de 4" χ 4" (cerca de 10,2 a cerca de 10,2 cm) mostrado na Figura 5, tendo uma espessura geral de 0,08 polegadas (cerca de 2 mm) com sua camada de poliuretano mais fina próxima à cama- da de borracha do revestimento interno do pneu;

revestimento intero do pneu de borracha curável com enxofre de 7" χ 7" (cerca de 17,8 χ 17,8 cm) com espessura de 0,03 polegadas (cerca de 8 mm).

A peça de teste laminada supra foi curada durante 35 minutos a 150°C a uma pres- são de cerca de 200 psi (cerca de 1,4 MPa).

Peca de Teste n° 2 (Ver as Figuras 4 e 4A)

A peça de teste foi preparada de acordo com o Teste n° 1, excetuando o fato de que a camada de poliuretano mais espessa foi posicionada próxima à camada de revesti- mento interno do pneu.

Peca do Teste de Controle (Ver as Figuras 3 e 3A)

A peça de teste foi preparada de acordo com a Peça de Teste n° 1 excetuando o fa- to do precursor com base em poliuretano ser de uma camada única, sem a camada de mi- crofibra não tecida, com uma espessura de cerca de 0,08 polegadas (cerca de 2 mm).

Referindo-se à Peça de Teste n° 1, o precursor a base de poliuretano foi obtido de Novex Inc. of Wadsworth, Ohio. Sabe-se que, o vedante precursor a base de poliuretano é composto de 4,4'-diisocianato de difenil metileno (MDI) e óxido de polialquileno glicol. Além disso, a função da densidade de reticulação da composição de poliuretano foi determinada invertendo-se os tempos de relaxamento de RMN no estado sólido. O valor da densidade de reticulação para o poliuretano antes da cura foi de cerca de 0,416 milisegundos-¹ e após a cura era de cerca de 0,344 milisegundos-¹.

As peças de teste curadas foram testadas para avaliar a eficácia de vedação da perfuração. No processo de teste cada peça de teste foi presa no comprimento através de uma câmara aberta de uma caixa, definindo um aparelho de teste de furo de prego na ban- cada, para vedar geralmente, a abertura para a câmara. Cada peça de teste estava situada de modo que, o revestimento interno mais interior estava voltado para a câmara aberta e a banda de rodagem do pneu estava voltada para fora. Na câmara, a pressão do ar pode ser estabelecida através de uma válvula de entrada, mantida e monitorada para simular um pneumático pressurizado. Foi usado um prego para perfurar manualmente, a peça de teste. Cad peça de teste foi submetida à perfuração por pregos de diâmetro e tamanhos variados para se avaliar a perda de pressão do ar após a inserção do prego, remoção e nova inflação (caso necessário). As leituras da pressão do ar em cada etapa foram tomadas após um pe- ríodo de dois minutos. Os resultados do teste de vedação da perfuração são dados na Tabe- la 1 abaixo. Tabela 1

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Observação: a pressão para os testes supra é dada em termos de psi, ou libra por polegada quadrada. A conversão métrica pode ser feita pela relação "100 psi = 0,7 MPa"

Da Tabela 1 pode-se ver que, a Peça de Teste n° 1 apresentou a melhor capacida- de de vedação do buraco feito por prego para o buraco formado pelo prego de maior diâme- tro = 6 mm) seguido pela Peça de Teste do Controle e a seguir Peça de Teste n° 2.

Considera-se isto como significativo no sentido de que a capacidade de vedação do orifício feito por prego ser obviamente intensificada em um modo inesperado pela inclusão da camada de microfibra não tecida, particularmente, onde está em uma posição em proxi- midade mais íntima à camada de borracha do revestimento interno, ou seja, onde a camada de poliuretano mais fina da camada vedante está posicionada próxima à camada de reves- timento interno de borracha, o que é considerado aqui como uma descoberta significativa.

Da Tabela 1 pode-se ver ainda que, a degradação térmica do poliuretano após 30 minutos de tempo de cura é evidenciado por uma redução de sua densidade de reticulação de 0,265 milisegundos-¹ de 0,351 milisegundos-¹.

Vê-se ainda que, a degradação térmica do poliuretano usado para a peça de teste do controle após os 30 minutos de tempo de cura é evidenciada por uma redução de sua densidade de reticulação para 0,244 milisegundos"1 dos 0,333 milisegundos-¹.

Como acima, a Peça de Teste n° 1 apresentou a melhor capacidade de vedação de perfuração por prego, considerando-se um ponto significante no sentido de indicar que a camada vedante de poliuretano mais fina poder ser usada caso uma camada de microfibra não tecida intermediária for usada, particularmente, se for posicionada dentro da camada vedante de poliuretano em proximidade com a camada de borracha do revestimento interno, ou seja, a camada de poliuretano mais fina da camada vedante de poliuretano está posicio- nada próxima à camada do revestimento interno de borracha.

com base nos resultados do teste apresentado na Tabela 1, a propriedade de ve- dação da perfuração da Peça de Teste n° 1 com a camada não tecida em proximidade da camada de revestimento interno ou seja, a camada de poliuretano mais fina posicionada próxima da camada de revestimento interno, foi considerada melhor do que a Peça de Teste do Controle e ainda melhor do que a Peça de teste n° 2 para o prego de maior diâmetro.

Por exemplo, os resultados do teste demonstram que, os orifícios feitos por prego resultantes de uma perfuração feita por prego com um diâmetro de quase Va de uma pole- gada, ou seja, 0,235 polegada (cerca de 0,6 mm) poderiam ser fechados sob as condições do teste onde a camada de microfibra não tecida está em proximidade da camada de borra- cha do revestimento interno, ou seja, de que a camada de poliuretano mais fina da camada vedante de poliuretano é posicionada próxima à camada de revestimento interno de borra- cha, sendo este fato considerado aqui, como uma descoberta significativa.

Com base nos resultados do teste, as propriedades de vedação da perfuração da Peça de teste n° 2, com a camada não tecida posicionada distante da camada do revesti- mento interno (ou seja, da camada de poliuretano mais espessa, em vez da camada de po- liuretano mais fina, da camada vedante posicionada próxima da camada do revestimento interno) são vistas como pelo menos tão boas como a Peça de Teste do Controle para um prego com um diâmetro de 0,136 polegadas (cerca de 0,36 mm) de diâmetro.

O teste calorimétrico de varredura diferencial padrão (DSC) foi realizado na Peça de Teste n° 1, para se avaliar a temperatura de transição vítreas (início e curvatura) do poli- uretano. Os resultados apresentam-se na tabela 2.

Tabela 2 - DSC do Vedante de poliuretano

Poliuretano da peça de teste n° 1 (inicial) 67,4°C

Poliuretano da peça de teste n° 1 (curvatura) 64,7°C

Da tabela 2 pode-se ver que, o vedante de poliuretano não é esperado tornar-se quebradiço a -64°C.

Considera-se isto como significante no sentido de que indica que o vedante de poli- uretano pode ser útil em climas mais frios.

Conseqüentemente, o teste de transição vítrea mostrou que composição de poliu- retano pode ser realizada satisfatoriamente como um vedante de perfuração por prego mesmo se a temperatura for baixa, indicando assim, que a composição de poliuretano pode ser utilizada em uma faixa de temperatura ampla.

É proposto, portanto um pneumático 10 dotado de capacidade de vedação contra vários objetos perfurantes.

Desenhos Adicionais

As figuras 3, 4 e 5 (figuras 3, 4 e 5) são vistas em seção transversal de uma parte de uma camada vedante de poliuretano de construção simples do controle (Figura 3) e construção em múltiplas camadas experimentais ou compósito, de vedante a base de poliu- retano (Figuras 4 e 5) tendo uma perfuração por prego prolongando-se ela banda de roda- gem e revestimento interno do pneumático.

AS figuras 3A, 4A e 5A (figuras 3A, 4A e 5A) representam as Figuras 3, 4 e 5, res- pectivamente, com a remoção do prego.

Descrição Detalhada dos Desenhos Adicionais

A figura 3 mostra a seção transversal do pneu 10 sem uma camada de microfibra não tecida no vedante correspondente à Peça de Teste do Controle da Tabela 1, com a per- furação 26 por prego do pneu 10 estendendo-se pela banda de rodagem 14, camada vedan- te 21 e revestimento interno do pneu 22 para a cavidade do pneu.

A figura 3A mostra a seção transversal do pneu 10 da Figura 3 com o prego 26 ten- do sido removido deixando um buraco de prego 28 e uma parte da camada vedante 21 es- tendendo-se para o buraco de prego 28 e saindo da camada da banda de rodagem sobre sua superfície de rodagem.

A figura 4 mostra a seção transversal do pneu 10 da Figura 1 correspondente à Pe- ça de Teste n° 2 na tabela 1 onde o prego 26 perfura o pneu 10, estendo-se através da ban- da de rodagem 14, camada vedante 21, camada de microfibra não tecida 20A, camada ve- dante 21A e revestimento interno do pneu 22 para a cavidade do pneu.

Na Figura 4, para o compósito da camada vedante 21, a camada de microfibra não tecida 20A e camada vedante 21 A, a camada vedante mais espessa 21A está posicionada próxima ao revestimento interno do pneu.

A figura 4 mostra a seção transversal do pneu 10 da Figura 4 correspondente à Pe- ça de Teste n° 2 na Tabela 1, com o prego 26 removido deixando um buraco de prego 28 e uma parte das camadas vedantes 21 e 21A prolongando-se para o buraco de prego 28 com uma proporção significativa dos vedantes, fluindo para o buraco de prego, a maioria dos quais desimpedidos pela camada de microfibra não tecida, e deixando a banda de rodagem sobre sua superfície de rolamento. A figura 5 mostra a seção transversal do pneu 10 correspondente à Peça de Teste n° 1 na Tabela 1 do Exemplo onde o prego 26 perfurando o pneu 10 por prolongamento a- través da banda de rodagem 14, camada vedante 21, camada de microfibra não tecida 20A, camada vedante 21A e revestimento interno do pneu 22 para a cavidade do pneu.

Na Figura 5, para o compósito da camada vedante 21, a camada de microfibra não tecida 20A e camada vedante 21 A, a camada vedante mais delgada 21 é posicionada pró- xima ao revestimento interno do pneu 22 para assim, permitir que a camada de microfibra não tecida 20A esteja em maior proximidade à camada do revestimento interno de borracha 22.

A Figura 5A mostra a seção transversal do pneu 10 da Figura 5, correspondente à Peça de Teste n° 1 na Tabela 1 do Exemplo onde o prego 26 foi removido deixando um bu- raco de prego 28 e uma parte das camadas vedantes 21 e 21A prolongando-se para o bura- co de prego 28 com uma parte da camada de microfibra não tecida formando um tampão a fim de restringir o fluxo das camadas vedantes 21 e 21A a chegar muito profundamente para o buraco de prego 28 e, portanto a vedar mais eficazmente o buraco feito pelo prego.

Embora a presente invenção tenha sido ilustrada pela descrição de uma ou mais de suas modalidades, e ainda que as modalidades tenham sido descritas em detalhes conside- ráveis, elas não pretendem limitar ou de qualquer modo diminuir o escopo das reivindica- ções apensas a esses detalhes. Vantagens e modificações adicionais se evidenciarão aos versados na técnica. A invenção em seus aspectos mais abrangentes, não está portanto, limitada aos detalhes específicos, produto e método representativo e exemplos ilustrativos mostrados e descritos. Como conseqüência, podem ser feitas outras estimativas desses detalhes sem se afastar do escopo do conceito inventivo geral.

Claims

1. Pneumático, CARACTERIZADO por compreender uma banda de rodagem de borracha circunferencial externa, uma carcaça de suporte contendo uma camada de borra- cha de barreira de carcaça mais interna, e um revestimento interno de borracha dispostos internamente da referida carcaça de suporte e, assim, para o interior da referida camada de borracha de barreira da carcaça; em que o pneu tem um compósito incorporado de camada vedante a base de poliu- retano posicionado entre e adjacente à referida camada de borracha de barreira da carcaça da referida carcaça de suporte e referido revestimento interno de borracha; em que o referido compósito da camada vedante a base de poliuretano é um com- pósito de múltiplas camadas estendendo-se em uma direção circunferencial composto de uma camada de poliuretano espessa e uma camada de poliuretano fina com uma camada intermediária fina posicionada entre as referidas camadas espessa e fina de poliuretano composto de pelo menos um dentre: A) camada de microfibra não tecida contendo o referido poliuretano, B) pigmento particulado, C) fibras curtas separadas, e D) partículas de borracha curadas.

2. Pneu, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato da camada de poliuretano fina do referido compósito vedante em múltiplas camadas ser posicionada adjacente à referida camada de borracha de revestimento interno.

3. Pneu, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos uma camada de borracha da barreira da carcaça e camada de borracha do revesti- mento interno contém um poliuretano termoplástico a base de dieno ou um poliuretano pul- verizável.

4. Pneu de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a re- lação de espessura da camada mais espessa do referido vedante a base de poliuretano para a camada mais fina do vedante a base de poliuretano é de pelo menos 5/1, em que a camada fina intermediária da dita camada de microfibra não tecida fica posicionas entre estas.

5. Pneu, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que a camada de poliuretano fina do compósito vedante em múltiplas camadas fica posicionada adjacente à camada de borracha do revestimento interno para permitir que a camada de microfibra não tecida fique posicionada em estreita proximidade à camada de borracha do revestimento interno.

6. Pneu, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato do compó- sito do vedante a base de poliuretano ser ligado à camada de barreira de borracha por um filme de poliuretano termoplástico contendo dieno posicionado entre o poliuretano do com- pósito e da referida camada de barreira de borracha.

7. Pneu, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo compósito do vedante a base de poliuretano ser ligado ao revestimento interno de borracha por um filme de poliuretano termoplástico contendo dieno posicionado entre o compósito e o revestimento interno de borracha.

8. Pneu de acordo com quaisquer reivindicações 1, 2 e 3, CARACTERIZADO pelo fato da dita camada intermediária é a referida camada de microfibra não tecida dotada de fibras não tecidas curtas compostas por fibras de náilon, poliéster ou poliuretano.

9. Pneu, de acordo com quaisquer reivindicações 1, 2 e 3, CARACTERIZADO pelo fato da camada intermediária ser composta de pigmento particulado composto de pelo me- nos um dentre negro de fumo, pigmento, sílica e borracha curada.

10. Pneu, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato da cama- da intermediária para o compósito constar de uma camada de microfibra não tecida, sendo preparada por despejar um precursor de poliuretano como uma mistura de reação líquida sobre uma camada de microfibra não tecida permitindo que, uma parte da mistura de reação seja impregnada internamente e através da camada de microfibra não tecida formando uma camada fina do precursor de poliuretano abaixo da camada de microfibra não tecida conten- do o precursor de poliuretano, e uma camada de precursor de poliuretano mais espessa no topo da camada de microfibra não tecida permitindo que a mistura de reação reaja a uma temperatura elevada formando um poliuretano semi-sólido contínuo dentro da camada de microfibra não tecida, camada de poliuretano semi-sólido fina abaixo da camada de microfi- bra contendo o poliuretano e uma camada de poliuretano semi-sólido significativamente mais espessa no topo da camada de microfibra.