BR0210300B1 - processos para produzir e armazenar um produto semi-acabado em forma de tira produzido de material elastomérico reticulável e para produzir pneus para rodas de veìculo, e, pneu para rodas de veìculo. - Google Patents

Description

"PROCESSOS PARA PRODUZIR E ARMAZENAR UM PRODUTO SEMI-ACABADO EM FORMA DE TIRA PRODUZIDO DE MATERIAL ELASTOMÉRICO RETICULÁVEL E PARA PRODUZIR PNEUS PARA RODAS DE VEÍCULO, E, PNEU PARA RODAS DE VEÍCULO"

A presente invenção refere-se a um processo para produzir e armazenar um produto semi-acabado, produzido de material elastomérico.

Mais particularmente, a presente invenção refere-se a um processo para preparar e armazenar um produto semi-acabado em forma de tira, feito de material elastomérico reticulável, que é subseqüentemente usado em um processo para produzir um artigo de borracha, em particular um pneu.

Na presente descrição e nas reivindicações que seguem, a expressão "produto semi-acabado em forma de tira" significa um elemento alongado, que é de comprimento indefinido e predominante, em comparação com as outras duas dimensões (largura e espessura), feito de material elastomérico reticulável, de espessura constante ou variável na direção transversal deste produto semi-acabado, usado, junto com outros elementos, como um componente de um artigo de borracha.

Dito produto semi-acabado pode ser uma fita, isto é, um elemento consistindo unicamente de material elastomérico, ou uma cinta, isto é, um elemento que compreende elementos de reforço filiformes (fios, cordonéis, fibras) pelo menos parcialmente embutidos em um material elastomérico.

Sabe-se que os pneus podem ser preparados por um processo incluindo uma pluralidade de estágios de manufatura. Mais particularmente, dito processo compreende os estágios de preparar, antecipadamente e separados entre si, uma série de produtos semi-acabados, correspondendo às várias partes do pneu, tais como, por exemplo, uma ou mais lonas de carcaça emborrachadas, uma ou mais tiras de correia, a banda de rodagem, as paredes laterais, a camada impermeável a ar feita de material elastomérico ("revestimento") que reveste a superfície interna dos pneus destinados a uso sem um tubo interno (pneus "sem câmara"), a lâmina feita de material elastomérico colocada entre a banda de rodagem e a estrutura de correia, as tiras, feitas de material elastomérico de estreita largura e espessura transversal variável, colocadas sob as bordas da estrutura de correia, ou as fitas, feitas de material elastomérico de estreita largura e espessura constante, dobradas em torno das bordas das tiras de correia. Durante o processo para produzir um pneu, os vários produtos semi-acabados, feitos de material elastomérico, que são combinados para produzir o pneu acabado, são alimentados, em uma seqüência específica de estágios operacionais, dentro de uma máquina de manufatura, geralmente compreendendo pelo menos um tambor de construção, em que os produtos semi-acabados supracitados são gradualmente posicionados e montados entre si, de acordo com técnicas que são bem conhecidas na técnica, como descritas, por exemplo, nas patentes GB 1.495.803 e US 4.484.965.

Os produtos semi-acabados supracitados são usualmente produzidos na forma de uma tira contínua e, antes de serem usados no curso da produção industrial de pneus, são usualmente enrolados na forma de espirais concêntricas superpostas em torno de uma superfície cilíndrica, tal como, por exemplo, o núcleo de um carretei de armazenagem.

Deve ser salientado aqui que a expressão "carretei de armazenagem" não é destinada a ser limitadora mas é usada, para fins de simplificar a descrição, para indicar qualquer tipo de dispositivo, para armazenagem do produto semi-acabado, que pode ser usado como uma alternativa para dito carretei, tal como, por exemplo, um suporte de armazenagem.

O enrolamento total em carretéis de armazenagem é convencionalmente realizado usando-se dispositivos de separação feitos de material anti-grudamento (por exemplo, lâminas de polietileno ou poliéster), que impedem que as espiras enroladas adiram entre si e em seguida tornem-se extremamente difíceis, se não completamente impossíveis, de serem separadas entre si, especialmente após um prolongado período de armazenagem. Além disso, a separação das espiras superpostas, entre as quais fortes forças adesivas podem ter sido criadas, requereriam que uma forte tensão fosse exercida, que poderia mudar as dimensões geométricas dos produtos semi-acabados, ou mesmo fazer com que se rompessem.

O pedido de patente WO 99/62695 descreve uma lâmina de separação híbrida, com uma diferente adesividade em relação ao material elastomérico não vulcanizado, que precisa ser armazenado nos carretéis de armazenagem. Na realidade, durante a armazenagem no carretei, o fenômeno "grudado-no-revestimento" pode ser encontrado, isto é, que no carretei de armazenagem pode haver pontos em que o material elastomérico não vulcanizado adere demasiado à lâmina de separação, provocando, assim, problemas subseqüentes no desenrolamento deste material do carretei de armazenagem. Para evitar o fenômeno supracitado, uma lâmina de separação híbrida é assim usada, como mencionado acima, em que o material mais caro (algodão), com baixa adesividade, é usado na região do carretei de armazenagem (em particular nas regiões mais internas, próximas do núcleo do carretei), onde é mais provável que ocorra um adesão excessiva, entre dita lâmina de separação e o material elastomérico, enquanto o material mais barato (poliéster) é usado nas regiões do carretei de armazenagem (em particular nas regiões mais externas do carretei), onde há pouca probabilidade que ocorra excessiva adesão entre a lâmina de separação e o material elastomérico.

A Patente U.S. No. 5.004.635 refere-se ao uso de uma lâmina de separação de diferente espessura, que, além de impedir os fenômenos de adesão entre as espiras de material elastomérico não vulcanizado, enroladas em um carretei de armazenagem, também impede qualquer esmagamento ou distorção de dito material. Dita lâmina de separação consiste de uma base, por exemplo, polietileno, uma cobertura, por exemplo, poliéster, e um material de enchimento compressível, colocado entre a base a cobertura, por exemplo, fibras de poliéster.

Entretanto, com base na experiência da Requerente, o uso de dispositivo de separação, como descrito acima, tem muitos inconvenientes, tais como, por exemplo: a presença de estágios de processamento adicionais, durante a produção do produto semi-acabado ou durante o processo para manufatura do produto acabado (aplicação e subseqüente remoção de dita folha de separação); a necessidade de se trabalhar em velocidades de desenrolamento que não sejam demasiado elevadas; a possibilidade de avarias da maquinaria, devido à presença de dita folha de separação; a necessidade de maquinaria dedicada a sua aplicação e subseqüente remoção. Ditos inconvenientes têm um impacto negativo tanto sobre os custos de produção como sobre a produtividade total, conduzindo a um aumento nos tempos de produção para o produto semi-acabado e o produto acabado.

A Requerente, assim, encarregou-se do problema de evitar o uso de dito dispositivo de separação. Um primeiro caminho foi aquele de incluir, no material elastomérico, uma cera parafínica, para reduzir a adesividade de dito material. Entretanto, neste caso, embora a adesividade diminuísse e o enrolamento do produto semi-acabado em um carretei de armazenagem fosse aceitável, surgiram problemas de desenrolamento do produto semi-acabado do carretei, devido a lacerações de dito produto durante dito desenrolamento, em particular quando a velocidade de desenrolamento aplicada era elevada. Além disso, quando ditos produtos semi-acabados foram usados em um processo de manufatura de pneu, surgiram problemas devidos a sua fraca adesividade aos elementos subjacentes. Especificamente, foram observadas dificuldades durante a manufatura do pneu, por causa do deslizamento dos produtos semi-acabados no tambor de construção, e mesmo problemas de separação do pneu acabado.

A Requerente então entendeu que não somente era necessário reduzir a adesividade do material elastomérico reticulável do produto semi- acabado, mas que também era necessário não se ter um impacto negativo sobre as propriedades de dito material e, em particular, sobre a "resistência verde", a fim de que não surgissem problemas durante o enrolamento e subseqüente desenrolamento do produto semi-acabado sobre/do carretei de armazenagem. Além disso, era necessário, particularmente quando utilizando ditos produtos semi-acabados na produção de pneus, que não fossem encontrados problemas de fraca adesividade e, assim, de insuficiente adesão aos elementos subjacentes, com conseqüentes problemas, tanto no estágio de manufatura (deslizamento dos produtos semi-acabados no tambor de construção) como no produto acabado (fraca adesão entre os elementos adjacentes pode provocar fenômenos de separação e, assim, solapar as qualidades de desempenho e a duração do pneu).

A Requerente verificou agora que é possível superar os inconvenientes mencionados acima e enrolar totalmente em carretéis de armazenagem produtos semi-acabados, feitos de do material elastomérico reticulável, em particular para a produção de pneus, sem necessidade de utilização de lâminas separadoras e sem se ter um impacto negativo sobre as propriedades de dito material. A Requerente realmente verificou que, a adição de pelo menos um polialquenâmero ao material elastomérico reticulável, torna possível obter-se um produto semi-acabado, cuja adesividade e resistência verde permitem que seja enrolado em um carretei de armazenagem, sem a utilização de uma lâmina separadora, e seja subseqüentemente desenrolado de dito carretei sem ser lacerado, mesmo quando forem usadas elevadas velocidades de desenrolar. Além disso, dito produto semi-acabado pode ser usado no processo de manufaturar pneus sem criar problemas de adesão, em particular problemas de adesão insuficiente, no tambor de construção ou no pneu acabado. Conseqüentemente, a adição de dito polialquenâmero torna possível controlar tanto a adesividade como a resistência verde do material elastomérico e reduzir os tempos de manufatura, tanto para o produto semi- acabado como para o produto acabado.

De acordo com um primeiro aspecto, a presente invenção refere-se, assim, a um processo para a produção e armazenagem de um produto semi-acabado em forma de tira, produzido de do material elastomérico reticulável, que inclui:

preparar uma composição elastomérica;

- conformar dita composição elastomérica para obter um produto semi-acabado em forma de tira;

enrolar completamente dito produto semi-acabado em forma de tira em um carretei de armazenagem;

caracterizado pelo fato de que pelo menos um polialquenâmero é adicionado durante o estágio de preparar dita composição elastomérica.

De acordo com uma versão preferida, dito produto semi- acabado é uma fita consistindo de uma composição elastomérica reticulável, compreendendo pelo menos um polialquenâmero.

De acordo com mais uma versão preferida, dito produto semi- acabado é uma cinta compreendendo elementos de reforço filiformes (fios, cordonéis, fibras) pelo menos parcialmente embutidos em uma composição elastomérica reticulável, compreendendo pelo menos um polialquenâmero. Neste caso, o produto é assim um material elastomérico compósito, compreendendo cordonéis de reforço feitos de têxtil, metal ou algum outro material. Mais particularmente, dito material elastomérico compósito compreende cordonéis de reforço, tipicamente feitos de têxtil (por exemplo, raiom, náilon, tereftalato de polietileno) ou feitos de metal (por exemplo, fios de aço que são retorcidos entre si, revestidos com uma liga de metal, por exemplo, ligas de cobre/zinco, zinco/manganês, zinco/molibdênio/cobalto) ou feitos de fibra de vidro, ditos cordonéis sendo mutuamente paralelos e no mesmo plano e sendo revestidos e soldados entre si com um material elastomérico da espessura desejada. Ditos cordonéis de reforço, assim arranjados, são análogos a uma urdidura têxtil, enquanto a presença da trama é opcional, uma vez que o material elastomérico, que os reveste e solda entre si, também serve para manter o arranjo.

De acordo com um outro aspecto, a presente invenção refere- se a um processo para produzir pneus para rodas de veículo, dito processo compreendendo os seguintes estágios:

manufaturar de um pneu verde, compreendendo pelo menos um elemento feito de do material elastomérico reticulável, dito elemento sendo obtido desenrolando-se um produto semi-acabado em forma de tira de um carretei de armazenagem e, em seguida, enrolando-se dito produto sobre um tambor de construção;

moldar o pneu verde em uma cavidade de moldagem definida em um molde de vulcanização;

reticular o material elastomérico pelo aquecimento do pneu a uma dada temperatura por um determinado tempo;

em que dito elemento, feito de do material elastomérico reticulável, compreende pelo menos um polialquenâmero.

De acordo com uma versão preferida, dito desenrolamento é realizado em uma velocidade entre 50 m/min e 400 m/min, preferivelmente entre 250 m/min e 350 m/min.

De acordo com mais um aspecto, a presente invenção refere-se a um pneu para rodas de veículo, compreendendo pelo menos um elemento feito de material elastomérico reticulado, que inclui uma composição elastomérica compreendendo pelo menos um polialquenâmero, em que dito elemento é obtido desenrolando-se um produto semi-acabado em forma de tira de um carretei de armazenagem e, em seguida, enrolando-se dito produto sobre um tambor de construção.

De acordo com mais um aspecto, a presente invenção refere-se a um pneu para rodas de veículo, compreendendo os seguintes elementos:

- pelo menos uma lona de carcaça emborrachada, conformada em uma configuração substancialmente toroidal, cujas bordas laterais opostas são associadas com respectivos arames de talão direito e esquerdo, cada arame de talão sendo incluído em um respectivo talão;

uma estrutura de correia, compreendendo pelo menos uma tira de correia aplicada ao longo da circunferência de dita lona de carcaça emborrachada;

uma banda de rodagem aplicada ao longo da circunferência de dita estrutura de correia;

uma camada de reforço, colocada entre dita estrutura de correia e dita banda de rodagem;

paredes laterais direita e esquerda, aplicadas externamente a dita lona de carcaça, ditas paredes laterais estendendo-se, em uma posição axialmente externa, do respectivo talão para a respectiva borda da estrutura de correia;

em que dita camada de reforço, colocada entre dita estrutura de correia e dita banda de rodagem, compreende uma pluralidade de cordonéis de reforço revestidos e soldados entre si com uma composição elastomérica reticulada, compreendendo pelo menos um polialquenâmero. Preferivelmente, ditos cordonéis de reforço consistem de fibras têxteis.

De acordo com uma versão preferida, o polialquenâmero é um polioctenâmero.

De acordo com mais uma versão preferida, dito polioctenâmero tem as seguintes características:

percentagem de duplas ligações, determinada por espectrometria infravermelha (IV), em configuração trans de pelo menos 60% em mol, preferivelmente entre 75% em mol e 95% em mol;

Viscosidade Mooney ML (1+4) a 125°C, medida de acordo com a norma ASTM D1646, de entre 2 e 20, preferivelmente entre 5 e 15;

ponto de fusão, medido por DSC (calorimetria de varredura diferencial), entre 25°C e 80°C, preferivelmente entre 40°C e 60°C;

temperatura de transição vítrea (Tg)5 medida de acordo com a norma ISO 53 445, entre -90°C e - 50°C, preferivelmente entre -80°C e -60°C;

percentagem de macrociclos com um peso molecular de até 100.000, que pode ser determinada por cromatografia de permeação gel (GPC) DE pelo menos 25% em peso.

Os polialquenâmeros que podem ser usados na presente invenção são produtos que são por si conhecidos e podem ser obtidos por uma reação de metátese, geralmente em solução, de um cicloalqueno escolhido, por exemplo, de ciclopenteno, cicloocteno e ciclododeceno, ou suas misturas, na presença de uma mistura de catalisadores baseada em compostos de metais pertencentes aos subgrupos 5-7 e de metais pertencentes aos grupos principais 1-4 da Tabela Periódica dos Elementos (por exemplo, sistema catalítico de hexacloreto de tungstênio/dicloreto de etilalumínio). Deve ser salientado que as referências à Tabela Periódica dos Elementos referem-se à versão da tabela publicada em "Handbook of Chemistry and Physics", publicada por CRC, 1987 e que o sistema IUPAC foi usado com respeito à definição dos grupos e subgrupos.

Mais detalhes referentes à preparação dos polialquenâmeros supracitados são descritos, por exemplo, por Scott, Calderon, Ofstead, Judy e Ward em "Rubber Chem. and Tech.", 44 (1971) e nas referências citadas ali, e nas patentes US 3.816.358 e US 4.153.772. Exemplos de polialquenâmeros que podem ser usados na presente invenção e que são atualmente comercialmente disponíveis são os produtos Vestenamer® da Degussa-Hüls. O produto Vestenamer® 8012 é particularmente preferido.

De acordo com uma versão preferida, o polialquenâmero está presente em uma quantidade entre 3 ppc e 40 ppc, preferivelmente entre 5 ppc e 30 ppc, mesmo mais preferivelmente entre 8 ppc e 25 ppc.

Para fins da presente descrição e das reivindicações, a expressão "ppc" destina-se a indicar as partes em peso de um dado componente da composição elastomérica por 100 partes em peso da base polimérica, que inclui pelo menos um polímero elastomérico, como definido abaixo, e pelo menos um polialquenâmero como definido acima.

A composição elastomérica que pode ser usada, de acordo com a presente invenção, também compreende pelo menos um polímero elastomérico, escolhido de borrachas naturais ou sintéticas com propriedades elastoméricas, escolhidas de: borracha natural; homopolímeros e copolímeros de butadieno, de isopreno ou de 2-clorobutadieno, tais como, por exemplo, polibutadieno (BR), poliisopreno (IR), estireno-butadieno (SBR), nitrila- butadieno (NBR)5 policloropreno (CR); copolímeros de etileno/propileno (EPM); terpolímeros de etileno/propileno/dieno não-conjugado (EPDM) (tal como, por exemplo, norborneno, ciclooctadieno ou diciclopentadieno); ou misturas deles. Os seguintes são preferidos: borracha natural, estireno/butadieno (SBR), nitrila-butadieno (NBR), policloropreno (CR), copolímeros de etileno/propileno (EPM), terpolímeros de etileno/propileno/dieno não conjugado (EPDM) (tais como, por exemplo, norborneno, ciclooctadieno ou diciclopentadieno), ou misturas deles.

Dita composição elastomérica pode também compreender um sistema de vulcanização baseado em enxofre, escolhido daqueles comumente usados para elastômeros de dieno, geralmente compreendendo um agente de vulcanização baseado em enxofre, junto com um ou mais ativadores e/ou aceleradores de vulcanização.

O agente de vulcanização mais vantajosamente usado é enxofre, ou moléculas contendo enxofre (doadores de enxofre), com aceleradores e ativadores que são conhecidos daqueles hábeis na técnica.

Ativadores que são particularmente eficazes são compostos de zinco e, em particular, ZnO, ZnCO3 e sais de zinco de ácidos graxos saturados ou insaturados, contendo de 8 a 18 átomos de carbono, tais como, por exemplo, estearato de zinco, que são preferivelmente formados in situ na mistura de ZnO e ácido graxo. Outros ativadores podem ser escolhidos de:

BiO3 PbO, Pb3O4, PbO2 e suas misturas.

Aceleradores comumente usados podem ser escolhidos de: ditiocarbamatos, guanidina, tiouréia, tiazóis, sulfenamidas, tiuranos, aminas, xantatos e similares, ou misturas deles.

Além disso, a composição elastomérica pode compreender pelo menos uma carga de reforço (por exemplo, negro de fumo, sílica, alumina, aluminossilicatos, carbonato de cálcio, caulim e similares, ou misturas deles), além de outros componentes convencionais, tais como antioxidantes, agentes antienvelhecimento, agentes de proteção, plastificantes, compatibilizadores para a carga de reforço, adesivos, agentes anti-ozônio, resinas modificadoras, lubrificantes (por exemplo, óleos minerais, óleos vegetais, óleos sintéticos e similares, ou misturas deles).

A composição elastomérica reticulável que pode ser usada de acordo com a presente invenção pode ser preparada de acordo com os processos conhecidos na técnica. Por exemplo, dita preparação pode ser realizada misturando-se entre si os vários ingredientes, que são escolhidos em função do produto semi-acabado particular, que se deseja obter. A mistura pode ser realizada, por exemplo, usando-se um misturador aberto do tipo de moinho aberto ou um misturador interno, do tipo com rotores tangenciais (Banbury) ou rotores de intertravamento (Intermix) ou em misturadores contínuos do tipo Ko-Kneader (Buss) ou tipo de dois parafusos co-rotativos ou contra-rotativos. As condições operacionais sob as quais o processo é realizado também dependem do tipo de ingredientes que precisam ser misturados entre si e são conhecidas daqueles hábeis na técnica.

Uma vez a composição elastomérica reticulável tenha sido preparada, dita composição é formada a fim de obter-se um produto semi- acabado em forma de tira, por exemplo, na forma de uma fita ou cinta. A moldagem do material elastomérico pode ser realizada por estiramento, perfilagem, calandragem ou extrusão. As condições operacionais sob as quais o processo é realizado dependem do produto semi-acabado particular que se deseja obter e são conhecidas daqueles hábeis na técnica. No caso de moldagem de uma cinta, como mencionado acima, é necessário realizar o acoplamento entre o material elastomérico e os elementos de reforço (fios, cordonéis ou fibras): neste caso também, as técnicas usadas e as condições operacionais, sob as quais o processo é realizado, dependem do produto semi- acabado particular que se deseja obter e são conhecidas daqueles hábeis na técnica.

O produto semi-acabado na forma de tiras, produzido do material elastomérico reticulável que é assim obtido, é então submetido a um estágio de resfriamento, que pode ser realizado de várias maneiras, tais como, por exemplo: imersão de dito produto semi-acabado em um líquido de resfriamento, por exemplo, água em temperatura ambiente; ou passando-se dito produto semi-acabado sobre uma série de tubos em espiral, em que circula água fria.

Uma vez resfriado, o produto semi-acabado em forma de tira produzida de material elastomérico, é enrolado em um carretei de armazenagem.

Na ocasião de uso, o produto semi-acabado supracitado, enrolado no carretei de armazenagem, pode ser desenrolado e usado sem surgir quaisquer problemas e, quando usado para manufaturar pneus, ele pode aderir aos elementos subjacentes, tanto durante a manufatura como no pneu acabado.

A presente invenção será agora ilustrada com mais detalhes por meio de numerosas versões ilustrativas, com referência à Fig. 1 anexa, que é uma vista em seção transversal de uma parte de um pneu feito de acordo com a presente invenção.

"a" indica uma direção axial e "r" indica uma direção radial. Para simplicidade, a Fig. 1 mostra somente uma parte do pneu, a parte restante não representada sendo idêntica e simetricamente disposta com respeito à direção radial "r".

O pneu (100) compreende pelo menos uma lona de carcaça emborrachada (101), cujas bordas laterais opostas são associadas com os respectivos arames de talão (102). A associação entre a lona de carcaça (101) e os arames de talão (102) é usualmente obtida dobrando-se para trás as bordas laterais opostas da lona de carcaça (101) em torno dos arames de talão (102), a fim de formar as chamadas retro-dobras de carcaça (101a), como mostrado na Fig. 1.

Alternativamente, os arames de talão convencionais (102) podem ser substituídos por um par de inserções anulares circunferencialmente inextensíveis, formadas de elementos alongados dispostos em espirais concêntricas (não representados na Fig. 1) (vide, por exemplo, os pedidos de patente européia EP 928.680 e EP 928.702). Neste caso, a lona de carcaça (101) não é retro-dobrada em torno de ditas inserções anulares, o acoplamento sendo provido por uma segunda lona de carcaça (não representada na Fig. 1) aplicada externamente sobre a primeira.

A lona de carcaça emborrachada (101) geralmente consiste de uma pluralidade de cordonéis de reforço, dispostos paralelos entre si e pelo menos parcialmente revestidos com uma camada de material elastomérico.

Estes cordonéis de reforço são usualmente feitos de têxteis (por exemplo, raiom, náilon ou tereftalato de polietileno). Em alguns casos, ditos cordonéis de reforço são cordonéis feitos de metal (por exemplo, fios de aço retorcidos entre si), revestidos com uma liga metálica (por exemplo, ligas de cobre/zinco, zinco/manganês, zinco/molibdênio/cobalto e similares).

A lona de carcaça emborrachada (101) é usualmente do tipo radial, isto é, incorpora cordonéis de reforço dispostos em uma direção substancialmente perpendicular em relação a uma direção circunferencial. Cada arame de talão (102) é encerrado em um talão (103), definido ao longo de uma borda circunferencial interna do pneu (100), com que o pneu contata em um aro (não representado na Fig. 1) fazendo parte de uma roda de veículo. O espaço definido por cada retro-dobra de carcaça (101a) contém uma carga de talão (104), em que os arames de talão (102) são embutidos. Uma tira antiabrasiva (105) é usualmente colocada em uma posição axialmente externa em relação à retro-dobra de carcaça (101a).

Uma estrutura de correia (106) é aplicada ao longo da circunferência da lona de carcaça emborrachada (101). Na versão específica da Fig. 1, a estrutura de correia (106) compreende duas tiras de correia (106a, 106b), que incorporam uma pluralidade de cordonéis de reforço, tipicamente cordonéis de metal, paralelos entre si em cada tira e intersectando com respeito à tira adjacente, orientadas a fim de formar um ângulo predeterminado em relação a uma direção circunferencial. A estrutura de correia (106) pode opcionalmente compreender pelo menos uma camada de reforço (106c) a zero graus, comumente conhecida como uma "cinta 0o", que pode ser produzida de acordo com a presente invenção, colocada sobre a tira de correia mais radialmente mais externa (106b), que geralmente incorpora uma pluralidade de cordonéis de reforço, tipicamente cordonéis têxteis, dispostos em um ângulo de alguns graus em relação a uma direção circunferencial e revestidos e fundidos entre si por meio de um material elastomérico.

Uma parede lateral (108) é também aplicada externamente sobre a lona de carcaça emborrachada (101), esta parede lateral estendendo- se, em uma posição axialmente externa, do talão (103) à borda da estrutura de correia (106).

Uma banda de rodagem (109), cujas bordas laterais encontram as paredes laterais (108), é aplicada circunferencialmente em uma posição radialmente externa à estrutura de correia (106). Externamente, a banda de rodagem (109) tem uma superfície de rolamento (109a) projetada para entrar em contato com o solo. Sulcos circunferenciais, ligados por entalhes transversais (não representados na Fig. 1), de modo a definir uma pluralidade de blocos de vários formatos e tamanhos, distribuídos sobre a superfície de rolamento (109a), são geralmente feitos nesta superfície (109a), que é representada na Fig. 1, por simplicidade, como sendo lisa.

Uma tira feita de material elastomérico (110), comumente conhecida como uma "mini-parede lateral", pode opcionalmente estar presente na zona da união entre as paredes laterais (108) e a banda de rodagem (109), esta mini-parede lateral geralmente sendo obtida por coextrusão com a banda de rodagem e permitindo uma melhoria na interação mecânica entre a banda de rodagem (109) e as paredes laterais (108). Alternativamente, a parte extrema da parede lateral (108) cobre diretamente a borda lateral da banda de rodagem (109). Uma subcamada, que forma com a banda de rodagem (109) uma estrutura comumente conhecida como uma "cobertura e base" (não representada na Fig. 1), pode opcionalmente ser colocada entre a estrutura de correia (106) e a banda de rodagem (109).

Uma camada de material elastomérico (111), que serve como uma "lâmina de fixação", isto é, uma lâmina capaz de prover a conexão entre a banda de rodagem (109) e a estrutura de correia (106), pode ser colocada entre a banda de rodagem (109) e a estrutura de correia (106).

No caso de pneus sem câmara, uma camada de borracha (112), geralmente conhecida como um "revestimento", que provê a necessária impermeabilidade para o ar de inflação do pneu, pode também ser provida em uma posição radialmente interna em relação à lona de carcaça emborrachada (101).

O processo para produzir o pneu de acordo com a presente invenção pode ser realizado de acordo técnicas e empregando-se aparelho que são conhecidos na técnica, como descrito, por exemplo, nas patentes EP 199.064, US 4.872.822 e US 4.768.937, dito processo incluindo pelo menos um estágio de manufatura do pneu verde e pelo menos um estágio de vulcanização deste pneu.

Mais particularmente, o processo para produzir o pneu compreende os estágios de preparar, antecipada e separadamente um do outro, uma série de produtos semi-acabados correspondendo às várias partes do pneu, que são então combinadas entre si usando-se uma máquina de manufatura adequada, como definido acima. O pneu verde, assim obtido, é então passado para os estágios subseqüentes de moldagem e vulcanização. Para este fim, um molde de vulcanização é usado, que é projetado para receber o pneu sendo processado dentro de uma cavidade de moldagem tendo paredes contramoldadas, que definem a superfície externa do pneu, quando a reticulação está completa.

Processos alternativos, para produzir um pneu ou partes de um pneu, sem utilizar produtos semiacabados, são descritos, por exemplo, nos pedidos de patente supracitados EP 928.680 e EP 928.702.

O pneu verde pode ser moldado introduzindo-se um fluido pressurizado dentro do espaço definido pela superfície interna do pneu, a fim de comprimir a superfície externa do pneu verde contra as paredes da cavidade de moldagem. Em um dos métodos de moldagem largamente praticados, uma câmara de vulcanização, feita de material elastomérico, enchida com vapor e/ou outro fluido sob pressão, é inflada dentro do pneu fechado dentro da cavidade de moldagem. Desta maneira, o pneu verde é empurrado contra as paredes internas da cavidade de moldagem, assim obtendo a desejada moldagem. Alternativamente, a moldagem pode ser realizada sem uma câmara de vulcanização expansível, provendo-se dentro do pneu um suporte metálico toroidal, conformado de acordo com a configuração da superfície interna do pneu a ser obtida (como descrito, por exemplo, na patente EP 242.840). A diferença no coeficiente de expansão térmica entre o suporte de metal toroidal e o material elastomérico bruto é explorada para obter-se uma adequada pressão de moldagem.

Neste ponto, o estágio de vulcanização do material elastomérico bruto presente no pneu é realizado. Para este fim, a parede externa do molde de vulcanização é colocada em contato com um fluido de aquecimento (geralmente vapor), de modo que a parede externa alcance uma temperatura máxima geralmente entre 100°C e 230°C. Simultaneamente, a superfície interna do pneu é aquecida à temperatura de vulcanização, utilizando-se o mesmo fluido pressurizado usado para comprimir o pneu contra as paredes da cavidade de moldagem, aquecida a uma temperatura máxima entre 100°C e 250°C. O tempo requerido para obter um grau satisfatório de vulcanização por toda a massa do material elastomérico pode variar, em geral, entre 3 min e 90 min e depende principalmente das dimensões do pneu. Quando a vulcanização está completa, o pneu é removido do molde de vulcanização.

A presente invenção será ainda ilustrada abaixo por meio de numerosos exemplos de preparação, que são dados para fins puramente indicativos e sem qualquer limitação desta invenção.

EXEMPLOS 1-4

As composições dadas na Tabela 1 foram preparadas como segue (as quantidades são dadas em ppc).

Todos os componentes dados na Tabela 1, exceto quanto a enxofre, CTP5 HMM e TBBS, foram misturados juntos em um misturador interno do tipo de laboratório com rotores tangenciais (Banbury) modelo PL 1.6 da Pomini, girado a cerca de 75 rpm. Após cerca de 3 minutos e, em qualquer caso, logo que a temperatura alcance 150°C, dita composição foi descarregada do misturador (l2 estágio).

Após resfriar à temperatura ambiente (cerca de 23°C), dita composição é colocada em um misturador de moinho aberto de laboratório e os componentes restantes, isto é, ZnO, enxofre, CTP, HMMM e TBBS, são adicionados (22 estágio). A composição é descarregada de dito misturador quando a temperatura alcança 90°C.

TABELA 1

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(*): Comparativo.

NR : borracha natural;

Vestenamer® 8012: polioctenâmero da Degussa-Hüls;

N326: negro de fumo;

Rhenogran Resorcinol® 80: 80% de resorcinol suportado com um excipiente polimérico da Rhein-Chemie (agente de promoção de adesão);

6-PPD: para-fenilenodiamina, Santoflex® 13 da Monsanto (agente protetor);

33% enxofre insolúvel: Crystex® OT33 da Flexsys;

CTP: ciclo-hexiltioftalimida, Vulkalent® G da Bayer (retardante);

HMMM: hexametoximetilenomelamina, Cyrez® 963 da Cytec (doador de metileno);

TBBS: N-t-butil-2-benzotiazilsulfenamida, Vulkacit®NZ da Bayer (acelerador)

Os seguintes testes foram realizados nas composições assim preparadas.

Testes no produto verde

O seguinte foi medido nas composições não reticuladas, obtidas como descrito acima:

"tempo de vulcanização prematura" a 127°C de acordo com a norma ISO 289/1;

Viscosidade Mooney ML (1+4) a IOO0C de acordo com a norma ISSO 289/1;

densidade a 23°C de acordo com a norma ISO 2781.

Os dados obtidos são dados na Tabela 2.

Testes no produto vulcanizado

(a) Propriedades reométricas

As composições obtidas como descrito acima foram subseqüentemente submetidas a análise reométrica MDR (de acordo com a norma ISO 6502), usando-se um reômetro MDR da Monsanto, os testes sendo realizados a 170°C por 30 minutos, com uma freqüência de oscilação de 1,66 Hz (100 oscilações por minuto) e uma amplitude de oscilação de ±0,5°, medindo-se o tempo requerido para obter-se um aumento de 2 unidades reométricas (TS2) e o tempo requerido para alcançar 90% do valor de torque final (T90). Os dados obtidos são dados na Tabela 2. fb) Propriedades mecânicas, deformação elástica e dureza

O seguinte foi medido em amostras das composições obtidas como descrito acima, reticuladas a 170°C por 10 minutos:

as propriedades mecânicas de tração de acordo com a norma ISO 37 (CAI - tensão na ruptura a 100% de alongamento; CR = tensão na ruptura);

a dureza em graus IRHD de acordo com a norma ISO 48;

a deformação elástica (Ε. Y.) de acordo com a norma ISO 4662. Os dados obtidos são dados na Tabela 2.

TABELA 2

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(*) = comparativo

Testes de adesão

As composições dos Exemplos 1 - 4 foram extrusadas usando- se uma extrusora de parafuso único de laboratório, descrito na norma ASTM D2230-96el, equipado com uma matriz com uma seção transversal de saída retangular, tendo as seguintes dimensões: 4 mm χ 35 mm, trabalhando sob as seguintes condições:

velocidade de rotação do parafuso: 90 rpm;

- perfil de temperatura constante a 90°C.

Foram obtidas tiras, que foram permitidas resinar à temperatura ambiente (cerca de 23°C) por 4 horas. Em seguida, de ditas tiras foram obtidas peças de teste retangulares, que tinham as seguintes dimensões: 40 mm χ 35 mm, que foram submetidos ao teste de adesão usando-se um medidor de força Chatillon Modelo DPP-100N em tração e compressão.

Para este fim, duas peças de teste foram usados para cada composição a ser testada. As peças de teste foram aplicadas entre os grampos de dito medidor de força, colocando-se, antes do fechamento dos dois grampos entre si, uma lâmina separadora, feita de polietileno perfurado (diâmetro do furo: 11 mm) entre as duas peças de teste, a fim de assegurar uma seção transversal constante do contato entre elas. As superfícies das duas peças de teste foram colocadas em contato aplicando-se uma carga igual a 40 Ν, em compressão, por 10 segundos. No final dos 10 segundos, a carga foi removida e a força mínima, requerida para separar as duas superfícies, foi medida em Newtons (N), usando-se um medidor de força. Os dados obtidos são dados na Tabela 3.

Testes de Resistência Verde

Os testes de resistência verde foram realizados de acordo com a norma ISO 9026. Os seguintes valores foram medidos:

- M50: carga a 50% de alongamento;

- M100: carga a 100% de alongamento;

- CR: tensão na ruptura.

Os dados obtidos são dados na Tabela 3.

TABELA 3

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(*) = comparativo

EXEMPLO 5

Preparação de uma cinta

As composições dos Exemplos 1 - 4 foram estiradas a 125°C, empregando-se um tensor da companhia Ital, equipado com um parafuso de diâmetro de 90 mm e uma cabeça para emborrachar têxteis. Os fios metálicos, orientados em um ângulo de 90° em relação ao tensor, foram inseridos na cabeça do tensor e foram emborrachados, assim obtendo-se uma cinta. As cintas, assim obtidas, foram então resfriadas em uma unidade de resfriamento composta de 5 tambores, cortadas e coletadas em carretéis com um diâmetro interno de 500 mm e uma capacidade de 7000 - 8000 m, em uma velocidade de 110 m/min.

Os carretéis foram armazenados por 60 h e então desenrolados em uma velocidade de 300 m/min.: os resultados obtidos são dados na Tabela 4. A Tabela 4 mostra a percentagem de material desenrolado sem se tornar lacerado.

TABELA 4

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(*) = comparativo

EXEMPLO 6

As cintas obtidas com as composições dos Exemplos 3 e 4 foram usadas para produzir alguns pneus do tipo P6000 255/60ZR16. Ditas cintas permitiram que os pneus fossem preparados sem dar origem a quaisquer inconvenientes.

Claims (23)

1. Processo para produzir e armazenar um produto semi- acabado em forma de tira produzido de material elastomérico reticulável, que inclui: preparar uma composição elastomérica; conformar dita composição elastomérica para obter um produto semi-acabado em forma de tira; enrolar completamente dito produto semi-acabado em forma de tira em um carretei de armazenagem; caracterizado pelo fato de que pelo menos um polialquenâmero é adicionado durante o estágio de preparar dita composição elastomérica.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do produto semi-acabado ser uma fita consistindo de uma composição elastomérica reticulável, compreendendo pelo menos um polialquenâmero.

3. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do produto semi-acabado ser uma cinta compreendendo elementos de reforço filiformes pelo menos parcialmente embutidos em uma composição elastomérica reticulável, compreendendo pelo menos um polialquenâmero.

4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato do polialquenâmero ser um polioctenâmero.

5. Processo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato do polioctenâmero ter uma percentagem de duplas ligações em configuração trans de pelo menos 60% em mol.

6. Processo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato do polioctenâmero ter uma viscosidade Mooney ML (1+4) a 125°C entre 2 e 20.

7. Processo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato do polioctenâmero ter um ponto de fusão entre 25°C e 80°C.

8. Processo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato do polioctenâmero ter uma temperatura de transição vítrea (Tg) entre -90°C e -50°C.

9. Processo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato do polioctenâmero ter uma percentagem de macrociclos com um peso molecular até 100.000 de pelo menos 25% em peso.

10. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato do polialquenâmero estar presente em uma quantidade entre 3 ppc e 40 ppc.

11. Processo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato do polialquenâmero estar presente em uma quantidade entre 5 ppc e -30 ppc.

12. Processo de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato do polialquenâmero estar presente em uma quantidade entre 8 ppc e -25 ppc.

13. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato da composição elastomérica compreender pelo menos um polímero elastomérico escolhido de: borracha natural; homopolímeros e copolímeros de butadieno, de isopreno ou de 2- clorobutadieno, tais como polibutadieno (BR), poliisopreno (IR), estireno- butadieno (SBR), nitrila-butadieno (NBR), policloropreno (CR); copolímeros de etileno/propileno (EPM); terpolímeros de etileno/propileno/dieno não conjugado (EPDM); ou misturas deles.

14. Processo de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato do polímero elastomérico ser escolhido de: borracha natural, estireno-butadieno (SBR), nitrila-butadieno (NBR), policloropreno (CR), copolímeros de etileno/propileno (EPM), terpolímeros de etileno/propileno/dieno não conjugado (EPDM), ou misturas deles.

15. Processo para produzir pneus para rodas de veículo, compreendendo os seguintes estágios: - manufatura de um pneu verde (100) compreendendo pelo menos um elemento feito de material elastomérico reticulável, dito elemento sendo obtido por desenrolamento de um produto semi-acabado em forma de tira de um carretei de armazenagem e, em seguida, enrolando-se dito produto sobre um tambor de construção; - moldagem do pneu verde (100) em uma cavidade de moldagem definida em um molde de vulcanização; reticulação do material elastomérico pelo aquecimento do pneu (100) a uma dada temperatura por um determinado tempo; caracterizado pelo fato de que dito elemento, feito de material elastomérico reticulável, compreende pelo menos um polialquenâmero.

16. Processo de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato do desenrolamento ser realizado em uma velocidade entre 50 m/min e 400 m/min.

17. Processo de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato do desenrolamento ser realizado em uma velocidade entre 250 m/min e 350 m/min.

18. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações -15 a 17, caracterizado pelo fato do polialquenâmero ser definido em qualquer uma das reivindicações 4 a 12.

19. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações -15 a 18, caracterizado pelo fato da composição elastomérica ser definida na reivindicação 13 ou 14.

20. Pneu para rodas de veículo produzido pelo processo como definido na reivindicação 15, compreendendo os seguintes elementos: pelo menos uma lona de carcaça emborrachada (101), conformada em uma configuração substancialmente toroidal, cujas bordas laterais opostas são associadas com respectivos arames de talão direito e esquerdo (102), cada arame de talão sendo incluído em um respectivo talão (103); uma estrutura de correia (106), compreendendo pelo menos uma tira de correia (106a; 106b) aplicada ao longo da circunferência de dita lona de carcaça emborrachada (101); uma banda de rodagem (109) aplicada ao longo da circunferência de dita estrutura de correia (106); uma camada de reforço (106c), colocada entre dita estrutura de correia (106) e dita banda de rodagem (109); paredes laterais direita e esquerda (108), aplicadas externamente à dita lona de carcaça (101), ditas paredes laterais (108) estendendo-se, em uma posição axialmente externa, do respectivo talão (103) para a respectiva borda da estrutura de correia (106); caracterizado pelo fato de que dita camada de reforço (106c), colocada entre dita estrutura de correia (106) e dita banda de rodagem (109), compreende uma pluralidade de cordonéis de reforço revestidos e soldados entre si com uma composição elastomérica reticulada, compreendendo pelo menos um polialquenâmero.

21. Pneu para rodas de veículo de acordo com a reivindicação -20, caracterizado pelo fato dos cordonéis de reforço consistirem de fibras têxteis.

22. Pneu para rodas de veículo de acordo com a reivindicação -20 ou 21, caracterizado pelo fato do polialquenâmero ser definido em qualquer uma das reivindicações 4 a 12.

23. Pneu para rodas de veículo de acordo com qualquer uma das reivindicações 20 a 22, caracterizado pelo fato da composição elastomérica ser definida na reivindicação 13 ou 14.