BR0001297B1

BR0001297B1 - pneumático conformado toroidalmente.

Info

Publication number: BR0001297B1
Application number: BRPI0001297-1A
Authority: BR
Inventors: Filomeno Gennaro Corvasce; Georges Marcel Victor Thielen; Marc Jules Alexis Henoumont
Priority date: 1999-03-23
Filing date: 2000-03-13
Publication date: 2010-04-06
Also published as: JP4521923B2; DE60001512D1; EP1038697B1; CA2297508A1; BR0001297A; JP2000289415A; EP1038697A1; ES2193905T3; DE60001512T2; US6202726B1; US6539996B1

Description

"PNEUMÁTICO CONFORMADO TOROIDALMENTE"

Campo

Esta invenção refere-se a um pneumático possuindoum inserto de borracha em seu costado, axialmente na parteinterna de pelo menos uma lona de carcaça. Tal inserto podeser, por exemplo, um enchimento estendendo-se radialmentepara fora de um núcleo de talão de um pneumático em seu cos-tado. Alternativamente, o inserto pode ser posicionado maisalto na parte do costado do pneumático e para fora do núcleodo talão. Tal inserto é uma composição de borracha contendouma dispersão de polietileno de peso molecular ultra alto euma dispersão de um composto de amido.

Histórico

É algumas vezes desejado prover um pneumático pos-suindo um costado de rigidez relativamente alta para melho-rar o manuseio do pneumático, por exemplo, sua estabilidadede boleamento de canto, quando montado em um aro rigido comoparte da roda de um veiculo. Por exemplo, vide Patentes U.S.números 4.024.901 e 4.067.373.

Freqüentemente, uma resina é adicionada a uma por-ção de enchimento de um costado de pneumático para torná-lomais rigido. Contudo, a adição de uma resina para este fim,conquanto aumente a rigidez da composição de borracha, tam-bém pode afetar adversamente as outras propriedades desejá-veis da composição de borracha, tais como, por exemplo, suaspropriedades de ricochete e ajuste permanente.

Outro processo para aumentar a rigidez de um en-chimento de pneumático é aumentar seu teor de carga de re-forço (por exemplo seu teor de negro de fumo) . Contudo, oaumento do teor de negro de fumo para tal composição de bor-racha, conquanto aumente sua rigidez, pode afetar adversa-mente as propriedades físicas, tais como, por exemplo, suahisterese e, portanto sua propriedade de formação de calor etambém pode aumentar desvantajosamente seu amolecimento emrigidez com propriedade de hi-stória de tensão.

A propriedade de amolecimento em rigidez refere-sea uma diferença comparativa (por exemplo, uma redução) entreuma primeira força (MPa) necessária para aplicação de cercade 0,1% de tensão ao cisalhamento a IOO0C à amostra de bor-racha e uma segunda força (MPa) necessária para a mesma ten-são ao cisalhamento; onde uma tensão ao cisalhamento inter-mediária e significativamente maior (por exemplo: tensão aocisalhamento de cerca de 50%) é aplicada a amostra com umrelaxamento resultante da amostra para seu tamanho original,após aplicação de cada uma das primeira e tensão ao cisalha-mento intermediária. Caso haja apenas uma diminuição apenasmínima, se houver, na segunda força, então pode ser dito queexiste pouco, se algum, amolecimento em rigidez da amostrade borracha curada.

Na prática, é desejado um amolecimento de rigidezbaixo da composição de borracha para o inserto.

Na descrição desta invenção, uma rigidez de umacomposição de borracha curada é uma característica semelhan-te ao módulo, no sentido de que ela é medida em termos deMPa e refere-se a uma força necessária para obter uma tensãoprescrita, ou alongamento, de uma composição de borracha.Na prática, é desejado que uma composição de bor-racha para o inserto tenha uma rigidez relativamente alta oumódulo, em um alongamento de 100%. Conquanto de pouco signi-ficado, é também desejado que ela também tenha um módulo re-lativamente alto de um alongamento maior de 300%.

Para esta invenção, é desejada uma variação na me-todologia de aumento de rigidez para um inserto de costadode pneumático.

Especificamente, é desejado aqui prover um pneumã-tico com um costado possuindo um inserto que possui uma ri-gidez relativamente alta, representado como possuindo umadureza Shore D (23 °C) .em uma faixa de cerca de 35 a cerca50, ainda possuindo também um valor de Ricochete Aquecido aIOO0C de cerca de 65 a cerca de 80, a fim de reduzir a gera-ção de calor na composição de borracha sob condições de tra-balho, como um inserto de costado de pneumático.

Na prática, para composições de borracha relativa-mente rígidas, para o inserto da invenção, os valores de ri-gidez podem estar relacionados em termos de dureza Shore Dao invés de dureza Shore A.

Historicamente, um pneumático é um composto de vá-rios componentes, cada um servindo a uma função única e es-pecífica e funcionando cooperativamente para obter um de-sempenho desejado do pneumático. Em um aspecto, uma carcaçade pneumático pode conter uma ou mais lonas de carcaça dereforço. Uma lona de carcaça é tipicamente uma camada contí-nua de cordões paralelos revestidos com borracha que esten-dem-se a partir de talão a talão e funcionam como um elemen-to de reforço de um pneumático. As lonas são geralmente en-volvidas ao redor do talão, pelo que, travando o talão den-tro da carcaça. Tais lonas de reforço de carcaça são bem co-nhecidas dos versados na técnica.

Em um aspecto da invenção, um inserto de costadode pneumático pode ser um enchimento de pneumático. 0 termo"enchimento" como usado aqui refere-se a uma cunha de borra-cha localizada primeiramente na região de costado inferior,estendendo-se radialmente para fora do núcleo de talão dopneumático para dentro do costado do pneumático, geralmenteentre uma lona da carcaça e sua porção de redobra. Uma por-ção de enchimento de um pneumático é bem conhecida dos ver-sados na técnica.

Breve Descrição dos Desenhos

O inserto do costado do pneumático pode ser des-crito por meio de exemplo e com referência ao desenho anexo,onde:

Figura 1 é uma vista em seção transversal, parci-al, de um pneumático com um primeiro inserto de uma composi-ção de borracha em sua região de costado, mostrado como umenchimento adjacente a uma lona de carcaça e a um núcleo detalão e um segundo inserto em sua região de costado espaçadodo núcleo de talão.

Descrição e Sumário da Invenção

De acordo com esta invenção, é provido um pneumá-tico conformado toroidalmente, que é compreendido de doisnúcleos de talão espaçados relativamente e não extensivos,uma banda de rodagem circunferencial projetada para contataro solo, costados estendendo-se dos núcleos de talão para abanda de rodagem e carcaça, que contém os núcleos de talão ecostados, compreendidos de pelo menos uma lona reforçada comcordão suportando a banda de rodagem e estendendo-se do nú-cleo de talão para o núcleo de talão; onde um inserto de umacomposição de borracha é justaposto a pelo menos uma das di-tas lonas de carcaça na região de costado do pneumático, ca-racterizado pelo fato do inserto ser uma composição de bor-racha compreendida de, com base em 100 partes em peso doelastômero(s):

(A) 100 phr de pelo menos um elastômero seleciona-do de homopolímeros e copolímeros de composição de dienoconjugado é de hidrocarbonetos possuindo de 4 a 6 átomos decarbono e copolímeros de hidrocarbonetos conjugados possuin-do de 4 a 6 átomos de carbono e estireno e alfa-metilestireno, preferivelmente estireno;

(B) cerca de 5 a cerca de 50, alternativamentecerca de 15 a cerca de 40 phr de um polietileno de peso mo-lecular ultra alto em partículas, possuindo um número médiode peso molecular médio na faixa de cerca de 4,5 a cerca de8, alternativamente cerca de 5 a 8, milhão e possuindo umponto de fusão de acordo com o Processo ISO número 306 emuma faixa de cerca de 130 °C a cerca de 150 °C, disperso den-tro da composição de borracha do inserto;

(C) cerca de 5 a cerca de 40, alternativamentecerca de 5 a cerca de 3 0 phr de um composto de amido em par-tículas/plastificante disperso dentro da composição de bor-racha do inserto;(D) cerca de 10 a cerca de 50 phr de pelo menosuma carga de reforço selecionada de negro de fumo, sílicaprecipitada, aluminossilicato e negro de fumo modificadopossuindo unidades de silanol sobre sua superfície dispersasdentro da composição de borracha do inserto;

(E) um agente de acoplamento para sílica, alumi-nossilicato, negro de fumo modificado e composto de amido,conforme possa ser o caso, possuindo uma porção reativa comunidades silanol contidas na superfície da sílica, aluminos-silicato e o negro de fumo modificado e unidades hidroxilacontidas no composto de amido, conforme possa ser o caso, eoutra porção interativa com o elastômero(s);

onde o amido é composto de unidades de amilose eunidades de amilopectina em uma razão de 15/85 a cerca de35/65, alternativamente cerca de 20/80 a cerca de 30/70, epossui um ponto de amolecimento em uma faixa de cerca de180 0C a cerca de 22 0 °C; onde o composto de ami-do/plastificante possui um ponto de amolecimento em uma fai-xa de cerca de IlO0C a cerca de 1700C e onde o plastificanteé um plastificante polimérico possuindo um ponto de amoleci-mento de menos que cerca de 160°C; onde os pontos de amole-cimento são determinados de acordo com ASTM número D1228.

Adicionalmente, de acordo com esta invenção, acomposição de inserto de borracha em seu estado vulcanizadopor enxofre, possui um valor de rigidez Shore D a 23 0C emuma faixa de cerca de 35 a cerca de 50, um módulo de 100% a230C em uma faixa de cerca de 3 a cerca de 9 MPa e um valorde Ricochete Aquecido a 100°C em uma faixa de cerca de 50 acerca de 85.

Adicionalmente, de acordo com esta invenção, oinserto é um enchimento onde o enchimento estende-se radial-mente para fora do núcleo de talão dentro da região de cos-tado associada do pneumático. Na prática, o enchimento podeter substancialmente a forma de um crescente entrucado comsua porção entrucada justaposta em relação ao núcleo do ta-lão.

Alternativamente, o inserto pode ser justaposto ae axialmente para dentro de pelo menos uma lona de carcaçana região de costado do pneumático e espaçada do núcleo dotalão.

Na prática, foi observado que o uso de um ami-do/plastificante em combinação com as inclusões de polieti-leno de peso molecular ultra alto (UHMWPE) (micro disper-sões) pode se usado para obter um módulo mais alto da compo-sição de borracha em tensões intermediárias (por exemplo:100 alongamentos %) acredita-se ser devido, pelo menos emparte, as interações de elastômero aumentado/UHMWPE) compos-to de amido.

Para a finalidade desta invenção, acredita-se queuma contribuição significante de micro inclusão, ou disper-são, de polietileno de peso molecular ultra alto (UHMWPE) épara promover um módulo significativamente maior da composi-ção de borracha em tensões relativamente grandes (por exem-plo: alongamento a 10 0%).

O benefício de tais propriedades, a saber, os va-lores de módulo de 100% relativamente alto, bem como, valorde ricochete aquecido desejavelmente alto, rigidez de durezaShore D relativamente alta e baixo amolecimento em rigidezpara o inserto de costado e enchimento desta invenção, deveprover um pneumãtico com uma ou mais características de ma-nuseio melhoradas.

Na prática, a carga de reforço pode ser compreen-dida de, por exemplo, cerca de 10 a cerca de 50 phr de negrode fumo e cerca de 20 a 30 phr de sílica precipitada e/oualuminossilicato. Alternativamente, tal carga de reforçopode ser compreendida de, por exemplo, (i) negro de fumo so-zinho, (ii) cerca de 20 a cerca de 3 0 phr de negro de fumo ecerca de 10 a cerca de 60 phr de sílica precipitada e/oualuminossilicato e cerca de 5 a 20 phr do composto de amido,(iii) cerca de 30 a cerca de 50 phr de negro de fumo e cercade 10 a cerca de 3 0 phr do composto de amido ou (iv) cercade 15 a cerca de 3 0 phr de negro de fumo, cerca de 20 a cer-ca de 40 phr de negro de fumo modificado e cerca de 5 a cer-ca de 30 phr de composto de amido.

Deve ser apreciado que um agente de acoplamentodeve ser tipicamente usado em combinação com a sílica preci-pitada, aluminossilicato com o negro de fumo modificado ecom o composto de amido para ajudar no acoplamento de taiscargas para o elastômero(s) e assim, para melhorar seu efei-to de reforço de elastômero. Tais acopladores são aquelesque possuem uma porção reativa com a superfície da sílica,aluminossilicato e negro de fumo de carbono modificado (porexemplo, com grupos silanol sobre a superfície do mesmo) oucom superfície do composto de amido (por exemplo, grupos hi-droxila) e outra porção interativa com o elastômero(s).

A filosofia de utilização dos agentes de acopla-mento para tal finalidade é bem conhecida dos versados natécnica.

Para o composto de amido, deve ser apreciado que oamido foi previamente sugerido para uso em produtos de bor-racha, incluindo compostos de amido/plastificante. Por exem-plo, vide a Patente U.S. número 5.762.63 9.

O amido propriamente, possui, tipicamente, um pon-to de amolecimento de cerca de 2000C ou acima, é consideradoaqui como tendo um uso algo limitado em muitos produtos deborracha, primariamente devido ao fato das composições deborracha serem normalmente processadas por combinação preli-minar das borrachas com vários ingredientes em temperaturasem uma faixa de cerca de 140°C à cerca de 170°C, geralmentepelo menos cerca de 1600C e algumas vezes até 180°C, que nãoé uma temperatura alta o bastante para fazer com que o amido(com temperatura de amolecimento de pelo menos cerca de200°C) funda efetivamente e combine eficazmente com a compo-sição de borracha. Como resultado, as partículas de amidotendem a permanecer em domínios individuais, ou grânulos,dentro da composição de borracha, ao invés de como uma com-binação mais homogênea.

Assim, é considerado aqui que tal desvantagem deponto de amolecimento tenha limitado gravemente o uso deamido como uma carga, especificamente como uma carga de re-forço, para muitos produtos de borracha.

É considerado aqui, que o uso de uma composição deamido/plastificante ou composições, com um ponto de amoleci-mento significativamente inferior aquele do amido sozinhopode permitir que o amido seja mais facilmente misturado eprocessado no equipamento de processamento de elastômeroconvencional.

O amido é tipicamente representado como um políme-ro de carbohidrato possuindo unidades de repetição de amilo-se (unidades de anidroglucopiranose ligadas por ligaçõesglucosídicas) e amilopetina, uma estrutura de cadeia ramifi-cada, como é bem conhecido dos versados na técnica. Tipica-mente, amido é composto de cerca de 2 5% de amilose e cercade 75% de amilopectina. (The Condensed Chemical Dictionary,Ninth Edition (1977)), revisto por G.G. Hawley, publicadopor Van Nostrand Reinhold Company, página 813). 0 amido podeser um polissacarídeo de reserva em plantas, tais como, porexemplo, amido, batatas, arroz e trigo como fontes típicascomerciais.

É considerado aqui que o uso de uma composição deamido/plastificante, ou composições com um ponto de amoleci-mento significativamente inferior aquele do amido sozinho,permite que o amido seja facilmente misturado e processadono equipamento de processamento de elastômero convencional.

Na prática desta invenção, pode ser desejado usaro composto de amido/plastificante, por exemplo, como um es-coamento livre, pó seco ou em um escoamento livre, uma formapelotizada a seco. Na prática, é desejado que o plastifican-te sintético propriamente seja compatível com o amido e pos-sua um ponto de amolecimento inferior ao ponto de amoleci-mento do amido, de modo a causar o amolecimento da combina-ção do plastificante e amido em um ponto inferior aquele doamido sozinho. Este fenômeno de combinações de polímeroscompatíveis de pontos de amolecimento diferentes possuindoum ponto de amolecimento inferior ao ponto de amolecimentomais alto do(s) polímero(s) individua(l)(is) na combinação éconhecido pelos versados na técnica.

Para a finalidade desta invenção, o efeito plasti-ficante do composto de amido/plastificante (significando umponto de amolecimento do composto inferior aquele ponto deamolecimento do amido) pode ser obtido através do uso de umplastificante polimérico, tal como, por exemplo, poli(álcooletilenovinila) com um ponto de amaciamento inferior a 160°C.

Outros plastificantes e suas misturas são contemplados parauso nesta invenção, contanto que eles possuam pontos de amo-lecimento inferiores ao ponto de amolecimento do amido e,preferivelmente, inferior a 160°C, que podem ser, por exem-plo, um ou mais copolímeros e copolímeros hidrolizados dosmesmos, selecionados de copolímeros de etileno-acetato devinila possuindo um teor molar de acetato de vinila de cercade 5 à cerca de 90, alternativamente de cerca de 20 à cercade 70%, copolímeros de acrilato etileno-glicidal e copolíme-ros de etileno-anidrido maleico. Conforme declarado aqui an-teriormente, formas hidrolisadas de copolímeros são tambémcontempladas. Por exemplo, os copolímeros de etileno-álcoolvinila correspondentes e terpolímeros de etileno álcool deacetato de vinila podem ser contemplados, à medida que elestenham um ponto de amaciamento inferior aquele do amido epreferivelmente inferior a 160°C.

Em geral, a combinação de amido e plastificanteenvolve o que é considerado ou tido como sendo interaçõesquímicas e/ou físicas relativamente fortes entre amido eplastificante.

Em geral, o composto de amido/plastificante possuiuma razão de peso desejada de amido para plastificante emuma faixa de cerca de 0,5/1 a cerca de 4/1, alternativamentecerca de l/l a cerca e 2/1, à medida que a composição deamido/plastificante possui a faixa de ponto de amolecimentonecessária e, preferivelmente, é capaz de ser um escoamentolivre, pó seco ou pelotas extrusadas, antes de ser misturadocom o elastômero(s) .

Exemplos representativos de plastificantes sinté-ticos são, por exemplo, poli(álcool etilenovinila) , acetatode celulose e diésteres de ácidos orgânicos dibásicos, â me-dida que eles tenham um ponto de amolecimento suficientemen-te abaixo do ponto de amolecimento do amido ao qual eles sãocombinados, de modo que o composto amido/plastificante pos-sui a faixa de ponto de amolecimento desejado.

Preferivelmente o plastificante sintético é sele-cionado de pelo menos um de poli(álcool etilenovinila) eacetato de celulose.

Por exemplo, o poli(álcool etilenovinila) mencio-nado anteriormente pode ser preparado por polimerização deacetato de vinila para formar um poli(vinilacetato) que éentão hidrolizado (catalisado por ácido ou base) para formaro poli(álcool etilenovinila). Tal reação de acetato de vini-Ia e hidrolização do produto resultante é bem conhecida dosversados na técnica.

Por exemplo, copolímeros de álcool vinila/etileno(razão molar 60/40) podem convencionalmente ser obtidos emforma de pó e pelota em pesos moleculares e cristalinidadesdiferentes, tais como, por exemplo, um peso molecular decerca de 11700 com um tamanho de partícula médio de cerca de11,5 micra ou um peso molecular (média de peso) de cerca de60.000 com um diâmetro médio de partícula de menos de 50 mi-era. Como alternativa, eles podem ser compactados em pelotase então combinados com amido em temperatura elevada acima doponto de fusão do copolímero propriamente.

Várias combinações de amido e copolímeros de álco-ol etilenovinila podem então ser preparadas de acordo com osprocedimentos de mistura bem conhecidos dos versados na téc-nica. Por exemplo, pode ser utilizado um procedimento deacordo com uma recitação na publicação de patente de Bastio-Ii, Belloti e Del Trediu intitulada "A Polymer CompositionIncluding Destructured Starch An Etilene Copolymer" , PatenteU.S. número 5.403.374.

Outros plastificantes podem ser preparados, porexemplo, e à medida que eles possuam os requisitos de compa-tibilidade de Tg e amido apropriados, por reação de um oumais ácidos dibásicos orgânicos apropriados com diol(is)alifático ou aromático em uma reação que pode, algumas ve-zes, ser referida como "reação de esterificação em condensa-ção" . Tais reações de esterificação são bem conhecidas pelosversados na técnica.Na prática, os elastômeros para o inserto pode serselecionados de, por exemplo, eis 1,4-poliisopreno, eis 1,4-polibutadieno, copolímeros de estireno/butadieno, polibuta-dieno vinílico superior contendo de 35 a 90% de grupos 1,2-vinílicos e copolímeros de isopreno/butadieno.

Na prática, a presente invenção refere-se a umpneumático. Pneumático convencionalmente significa um dispo-sitivo mecânico laminado de forma geralmente toroidal (ge-ralmente uma tora aberta) possuindo talões e uma banda derodagem e feitos de borracha, químicos tecido e aço ou ou-tros materiais. Quando montado na roda de um veículo a mo-tor, o pneumático através de sua banda de rodagem provê tra-ção e contém o fluido que sustenta a carga do veículo. Apresente invenção refere-se a ambos pneus de lona inclinadae radial. Preferivelmente, a presente invenção é um pneumá-tico de lona radial. "Lona radial" significa um pneumáticocircunferencialmente restrito ou cinturado no qual os cor-dões da lona de carcaça que estendem-se de talão a talão sãocolocados nos ângulos do cordão entre 650C e 900C com rela-ção ao plano equatorial do pneumático.

Para um entendimento completo da invenção, é feitareferência aos desenhos anexos.

O desenho anexo é uma vista em seção transversalde uma porção de um pneumático (1) , incluindo uma porção desua carcaça com o núcleo de talão incluído (2), costado (3)e lonas de carcaça de reforço (4 e 5) , juntamente com umabanda de rodagem circunferencial (6).

Especificamente, o costado do pneumático (3) con-tém duas lonas de carcaça reforçadas com cordão de aço (4 e5) com uma porção de redobra (5A) e uma extremidade terminal(5B).

"Cordão de aço" significa um ou mais elementos dereforço, formados por um ou mais filamentos/fios de aço quepodem ou não ser torcidos ou de outra forma conformados eque podem incluir, adicionalmente, fios assim formados, osquais fios podem ou não também ser conformados, do quais écompreendida a lona de carcaça do pneumático.

Um enchimento (7) está em proximidade imediata âredobra da lona de carcaça (5-A) incluindo a área acima donúcleo de talão (2) e é encapsulada pela lona de carcaça (5)e redobra de lona de carcaça.

De acordo com um aspecto desta invenção, é providoum pneumático possuindo um enchimento (7) na região da redo-bra de lona de carcaça (5A) , bem como um inserto de costado(8) espaçado do núcleo de talão (2) ; onde a borracha no en-chimento (7) e inserto de costado (8) está acima da composi-ção de borracha curada com enxofre descrita acima para estainvenção.

Conquanto o desenho ilustra a presença de ambos oenchimento especificado (7) e o inserto de costado (8), deveser entendido que o enchimento (7) e o inserto de costado(8) podem ser usados juntos no mesmo pneumático e podem serusados individualmente em uma construção de pneumático.

Para esta invenção, um componente essencial é oinserto para costado como uma composição de borracha quecontém ambos a dispersão de polietileno de peso molecularultra alto e composto de amido.

Exemplos representativos de tais polietilenos depeso molecular ultra alto são aqueles obtidos como, porexemplo, várias classificações GUR, tais como, por exemplo,GUR 412 0 uma marca registrada da Hoechst GmbH.

Em geral, o polietileno de peso molecular ultraalto pode ser utilizado, por exemplo, como uma poliolefinaem pó.

É prontamente entendido pelos versados na técnicaque as composições de borracha usadas para o inserto destainvenção, especificamente como um enchimento para um costadode pneumático, compostas por processos geralmente conhecidosna técnica de compostagem de borracha, tais como, mistura devárias borrachas constituintes vulcanizáveis de enxofre comvários materiais aditivos usados geralmente, tais como, porexemplo, coadjuvantes de cura, tais como, enxofre, ativado-res, retardantes e aceleradores, aditivos de processamento,tais como, óleos, resinas incluindo resinas de pegajosidade,reforço em partículas, tal como discutido aqui anteriormen-te, e plastificantes, cargas, pigmentos, ácido graxo, óxidode zinco, ceras, antioxidantes e antiozonantes, agentes depeptização. Como sabido pelos versados na técnica, dependen-do do uso pretendido do material vulcanizado de enxofre evulcanizável de enxofre (borrachas), os aditivos mencionadosacima são selecionados e geralmente usados em quantidadesconvencionais, a menos que de outra forma prescrito aqui.

Quantidades típicas de resinas de pegajosidade,caso usadas, compreendem 1 a 20 phr. Tais coadjuvantes deprocessamento podem incluir, por exemplo, óleos de processa-mento aromáticos, naftênicos e/ou parafínicos. Quantidadestípicas de antioxidantes compreendem cerca de 1 à cerca de 5phr. Antioxidantes representativos podem ser, por exemplo,difenil-p-fenilenodiamina, 1,2-dihidro-2,2,4 -trimetilquinolina polimerizada e outros, tais como, porexemplo, aqueles revelados no The Vanderbílt Rubber Handbo-ok, (1990), páginas 343-362. Quantidades típicas de antiozo-nantes compreendem cerca de 1 a 5 phr. Antiozonantes repre-sentativos podem ser, por exemplo, aqueles revelados no TheVanderbilt Rubber Handbook, (1990), páginas 343-367. Quanti-dades típicas de ácidos graxos, caso usados, que podem in-cluir ácido esteárico compreendem cerca de 0,5 a cerca de 3phr. Quantidades típicas de oxido de zinco compreendem cercade 2 a cerca de 5 phr. Quantidades típicas de ceras compre-endem cerca de 1 a cerca de 5 phr. Freqüentemente, ceras mi-crocristalinas são usadas. Quantidades típicas de peptizado-res compreendem cerca de 0,1 a cerca de 1 phr. Pepetizadorestípicos podem ser, por exemplo, dissulfeto de pentaclorotio-fenol e dibenzamidodifenila. A presença e quantidades rela-tivas dos aditivos acima são consideradas não como sendo umaspecto da presente invenção, a menos que de outra formaprovido aqui, que é mais primariamente dirigido a utilizaçãoda combinação de uma dispersão de polietileno de peso mole-cular ultra alto e composto de amido na composição de borra-cha para o inserto de costado desta invenção.

A vulcanização é conduzida em presença de agentede vulcanização de enxofre. Exemplos de agentes de vulcani-zação de enxofre incluem, por exemplo, enxofre elementar(enxofre livre) ou agentes de vulcanização doadores de enxo-fre, por exemplo, um dissulfeto de amina, polissulfeto poli-mérico ou adutos de olefina enxofre. Geralmente, o agente devulcanização de enxofre é enxofre elementar. Conforme conhe-cido dos versados na técnica, agentes de vulcanização de en-xofre são usados em uma quantidade variando de cerca de 1,5a cerca de 4 phr, alternativamente de cerca de 2 a cerca de4 phr ou, mesmo em algumas circunstâncias, até cerca de 8phr. Para um módulo maior para composição de borracha, enxo-fre em uma quantidade de cerca de 4 a cerca de 6 phr podeser usado.

Aceleradores são usados para controlar o tempoe/ou temperatura necessários para vulcanização e para aper-feiçoar as propriedades do vulcanizado. Em uma concretiza-ção, um sistema acelerador simples pode ser usado, isto é,acelerador primário. Convencional e preferivelmente, um ace-lerador primário é usado em quantidades variando de cerca de0,5 a cerca de 2,4 phr. Em outra concretização, as combina-ções de dois ou mais aceleradores que são geralmente usadosem quantidade maior (0,5 a 1,0 phr) e um acelerador secundá-rio, que é geralmente usado em quantidades menores (0,05 a0,50 phr) a fim de ativar e aperfeiçoar as propriedades dovulcanizado. Combinações destes aceleradores são conhecidaspor produzirem um efeito sinergístico nas propriedades fi-nais e são algo melhores do que aqueles produzidos por usode cada acelerador sozinho. Além disto, os aceleradores deadição retardada podem ser usados, os quais não são afetadospor temperaturas de processamento normais, porém produzemuma cura satisfatória em temperaturas de vulcanização co-muns . Tipos apropriados de aceleradores que podem ser usadosna presente invenção são aminas, dissulfetos, guanidinas,tiouréias, tiazóis, tiuramas, sulfenamidas, ditiocarbamatose xantatos. Preferivelmente, o acelerador primário é umasulfenamida. Se um segundo acelerador for usado, o acelera-dor secundário é preferivelmente um composto guanidina, di-tiocarbamato ou tiurama.

O pneumático pode ser construído, conformado, mol-dado e curado por vários processos que serão prontamenteaparentes aos versados em tal técnica.

O pneumático preparado desta invenção é convencio-nalmente conformado e curado pelos processos conhecidos dosversados em tal técnica.

A invenção pode ser melhor entendida com referên-cia aos exemplos que se seguem, nos quais as partes e por-centagens são em peso, a menos que de outra forma especifi-cado.

EXEMPLO -I

Composições de borracha são preparadas contendo osmateriais mostrados na Tabela 1, os quais apresentam umacomposição de borracha de Controle como Amostra A, bem comocomposições de borracha como Amostras B, CeD que contêm,de forma diversa, uma dispersão de um polietileno de pesomolecular ultra alto em partículas (UHMWPE) e composto deamido.

Outros ingredientes, além de enxofre e acelera-dor(es) são misturados em dois estágios de mistura não pro-dutivos seqüenciais, a uma temperatura de cerca de 1700C porcerca de 5 minutos para cada estágio em um misturador deborracha interno. Todos os ingredientes não produtivos foramintroduzidos no primeiro estágio de mistura não produtivo,ou operação. 0 termo "não produtivo" significa sem curativosde enxofre e é um termo bem conhecido dos versados na técnica.

Enxofre e acelerador(es) de cura foram então mis-turados em um estágio de mistura subsequente, freqüentementereferido como um estágio de mistura "não produtivo", em ummisturador de borracha interno por cerca de 2 minutos, a umatemperatura de cerca de 115°C.

A tabela 2 apresenta o comportamento de cura epropriedades do vulcanizado para a Amostra de Controle A etambém Amostras B, CeD.

TABELA 1 <table>table see original document page 21</column></row><table>1 - Borracha natural eis 1,4-poliisopreno

2 - Agente de acoplamento obtido como X50S, uma marca regis-trada de Degussa AG como um composto 50/50 de tetrassulfetode bi(3-trietoxisililpropil) e negro de fumo, portanto, aquantidade do agente de acoplamento real é de 2,5 phr.

3 - Polietileno de peso molecular ultra alto possuindo umpeso molecular de cerca de cinco milhões obtido como GVR412 0 uma marca registrada da Hoechst GmbH.

4 - Composto de amido/plastificante obtido como Mater-Bi1128RR, uma marca registrada da empresa Novamont e entendidacomo sendo um composto de amido e etileno/plastificante deálcool vinílico.

5 - A(s) resina(s) do tipo resorcinol/aldeído fórmico.

6 - Aceleradores de vulcanização foram adicionados e ligei-ramente ajustados para diferentes formulações.

O acelerador para Amostras AeB era um benzotia-zol de butila e para Amostras CeD, os aceleradores usadoseram benzotiazol diciclohexila e do tipo hexametileno.TABELA 2

<table>table see original document page 23</column></row><table>

É prontamente visto da Tabela 2 que o módulo in-termediário (100%), bem como o módulo maior (300%) é pronta-mente melhorado pela presença de micro-inclusão (dispersão)do UHMWPE conforme mostrado pela Amostra B.

É também visto que o módulo intermediário (100%) éadicional e prontamente melhorado pela micro-inclusão (dis-persão) de ambos o UHMWPE e o composto de amido, conformeilustrado pela Amostra C.Adicionalmente, a rigidez da composição de borra-cha é melhorada pela micro-inclusão (dispersão) do UHMWPE ecomposto de amido, conforme mostrado pelas Amostras B e C.

0 amolecimento em rigidez foi substancialmente re-duzido pela micro-inclusão (dispersão) de ambos o UHMWPE e ocomposto de amido conforme mostrado pela Amostra C.

Adicionalmente, a dureza Shore A e dureza Shore Dcomparadas aos valores de Ricochete mostrados na tabela 2ilustram que a adição de um polietileno de peso moleuclarultra alto e composto de amido pode prover valores composi-ções de borracha rígida (dureza) com um valor de histere re-duzido (Ricochete) que são considerados aqui como sendo de-sejáveis para o inserto de costado.

A propriedade de gravidade específica mostrada natabela 2 ilustra que o uso de polietileno de peso molecularultra alto pode também ser usada para reduzir o peso da com-posição de borracha.

Pode ser ressaltado que uma combinação de disper-são de composto de amido e teor de enxofre relativamentealto para Amostra C foi usada para encontrar o Módulo de300% maior mostrado na Tabela 2.

É considerado aqui que o uso da combinação de com-posto de amido e teor de enxofre relativamente alto permitiuque tensões internas criadas pelas inclusões rígidas do po-lietileno de peso molecular ultra alto fossem melhor distri-buídas dentro da composição de borracha e, pelo que, redu-zindo as interações interfaciais em resistências grandes(alongamentos grandes), enquanto mantendo as propriedades detensão e alongamento suficientes.

0 teste de amolecimento em rigidez pode ser conduzido, por exemplo, conforme descrito, determinando-se primeiro um módulo de cisalhamento inicial de 1% (Mpa) a IOO0C

Após o relaxamento da amostra para sua forma original, aamostra de borracha é então estirada 50% em cisalhamento.Após permitir que a amostra relaxe para sua forma original,um segundo módulo de cisalhamento de 1% é determinado para aamostra de borracha. Se o segundo módulo de cisalhamento de1% para a amostra de borracha é substancialmente igual aoprimeiro módulo de cisalhamento de 1% determinado, então aamostra possui um amolecimento muito pequeno, se algum, comhistória de resistência ou amolecimento, em rigidez. Por ou-tro lado,- se o segundo módulo de cisalhamento determinado ésubstancialmente inferior ao valor do primeiro módulo de ci-salhamento determinado, então a amostra de borracha pode terseu amolecimento com história de resistência negativa de"afetado adversamente".

Na tabela 2, os valores de amolecimento em rigidezsão reportados como diferenças percentuais entre o valor doprimeiro módulo de cisalhamento e o valor do segundo módulode cisalhamento, conforme referido acima.

Conquanto determinadas concretizações representa-tivas e detalhes tenham sido mostrados com o fim de ilustrara presente invenção, será aparente ao versado na técnica quevárias modificações e alterações podem ser feitas sem fugirdo escopo da presente invenção.

Claims

1. Pneumático conformado toroidalmente (1), com-preendido de dois núcleos de talão (2) espaçados relativa-mente e não extensivos, uma banda de rodagem circunferencial(6) projetada para contatar o solo, costados (3) estendendo-se dos núcleos de talão para a banda de rodagem e carcaça,que contém a banda de rodagem e costados, a carcaça compre-endida de pelo menos uma lona reforçada com cordão (5) es-tendendo-se de núcleo de talão a núcleo de talão; onde uminserto (8) de uma composição de borracha é justaposto axi-almente para dentro de pelo menos uma das ditas lonas decarcaça (6) na região de costado do pneumático (2),CARACTERIZADO pelo fato do inserto ser uma composição deborracha compreendida de, com base em 100 phr do elastômero(s):(A) pelo menos um elastômero selecionado de homo-polimeros e copolimeros de hidrocarbonetos de dieno conjuga-dos possuindo de 4 a 6 átomos de carbono e copolimeros dehidrocarbonetos conjugados possuindo de 4 a 6 átomos de car-bono e estireno;(B) de 5 a 50 phr de um polietileno de peso mole-cular ultra alto em partículas, possuindo um número médio depeso molecular médio na faixa de 4,5 a 8 milhões, com umponto de fusão de acordo com o Processo ISO número 306 emuma faixa de 130°C a 150°C, disperso dentro da composição deborracha do inserto;(C) de 5 a 40 phr de um composto de amido em par-ticulas/plastificante disperso dentro da composição de bor-racha do inserto; e(D) de 10 a 50 phr de pelo menos uma carga de re-forço selecionada de negro de fumo, sílica precipitada, alu-minossilicato e negro de fumo modificado possuindo unidadesde silanol sobre sua superfície;(E) agente de acoplamento para sílica, aluminossi-licato, negro de fumo modificado e composto de amido,conforme possa ser o caso, possuindo uma porção reativa comunidades silanol contidas na superfície da sílica, aluminos-silicato e o negro de fumo modificado e unidades hidroxilacontidas no composto de amido, conforme possa ser o caso, eoutra porção interativa com o elastômero(s);onde o amido é composto de unidades de amilose eunidades de amilopectina em uma razão de 15/85 a- 35/65, alternativamente 20/80 a 30/70, e possui umponto de amolecimento de acordo com o ASTM númeroD1228 na faixa de 180°C a 220°C; onde o compostode amido/plastificante possui um ponto de amolecimentoem uma faixa de IlO0C a 170°C e onde o plastifi-cante é um plastificante polimérico possuindo um pon-to de amolecimento de menos 160°C; onde os pontos deamolecimento são determinados de acordo com ASTM númeroD1228.

2. Pneumático, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato do plastif icante para ami-do/plastif icante ser selecionado de pelo menos um deEVOH, acetato de celulose e qualquer plastificante po-limérico capaz de reduzir o composto de amido/plastificantea temperaturas inferiores a 150°C.

3. Pneumático, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato do amido para o plastificante serselecionado de EVOH e acetato de celulose.

4. Pneumático, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato do inserto serum enchimento (7) justaposto ao núcleo de talão do pneumáti-co (2), entre pelo menos uma lona de carcaça (5) e sua por-ção de redobra (5A) e estendendo-se radialmente para forapara a região de costado do pneumático.

5. Pneumático, de acordo com qualquer uma das rei-vindicações 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato do inserto (8)ser espaçado do núcleo de talão e ser posicionado na regiãode costado do pneumático e justaposto a e radialmente paradentro da lona de carcaça.

6. Pneumático, de acordo com qualquer uma das rei-vindicações precedentes 4 ou 5, CARACTERIZADO pelo fato dacarcaça ser compreendida de pelo menos duas lonas, para asquais, em sua região de costado, uma lona axialmente maisinterna é uma lona reforçada de cordão têxtil sintético demódulo relativamente baixo e uma lona adicional axialmentepara fora da lona mais interna é uma lona reforçada de cor-dão de módulo alto e o inserto (8) é posicionado justapostoa e entre as lonas de carcaça reforçadas de cordão de móduloalto e baixo.

7. Pneumático, de acordo com a reivindicação 6,CARACTERIZADO pelo fato do cordão de módulo inferior ser se-lecionado de pelo menos um de nylon e poliéster e o cordãode módulo alto ser selecionado de pelo menos um de aramida eaço.

8. Pneumático, de acordo com qualquer uma das rei-vindicações precedentes, CARACTERIZADO pelo fato do inserto(8) possuir um valor de rigidez Shore A em uma faixa de 75 a 90 e um valor de Ricochete Aquecido a IOO0C em uma faixa de 65 a 80.