BR112015008346B1

BR112015008346B1 - tecido de fibra de pneu

Info

Publication number: BR112015008346B1
Application number: BR112015008346-3A
Authority: BR
Inventors: Kürsat Aksoy; Sadettin Fidan
Original assignee: Kordsa Global Endüstriyel Iplik Ve Kord Bezi Sanayi Ve Ticaret Anonim Sirketi
Priority date: 2012-10-18
Filing date: 2013-10-11
Publication date: 2020-11-03
Also published as: EP2909048A2; CN104718089B; KR102136438B1; LU92479B1; US20150283858A1; EP2909048B1; BR112015008346A2; WO2014060822A2; CN104718089A; KR20150070228A; WO2014060822A3; US9688100B2

Abstract

TECIDO DE FIBRA DE PNEU. A presente invenção refere-se a um tecido de fibra de pneu (1) em que as fibras pareadas (2) são usadas como urdiduras e o uso do dito tecido (1) em pneumáticos como reforço de carcaça e de lona de capa. O objetivo da presente invenção é fornecer um tecido de fibra de pneu (1) que possibilita o uso de menos borracha e teor de fibra mais alto em um volume de compósito de fibra e borracha.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a um tecido de fibra de pneu em que as fibras pareadas são usados como a urdidura e o uso do dito tecido em pneumáticos como reforço de lona de capa e carcaça.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Em pneumáticos, os reforços de fibra usados como a carcaça e a lona de capa têm estruturas torcidas e seções transversais circulares (Figura 1) . As direções de torção dos fios e das fibras são expressas com as letras S e Z. Quando o fio torcido ou fibra estiver na posição vertical, caso as flexões de espiral ao redor do eixo geométrico central sejam paralelas à porção intermediária da letra S, são definidas como torção em S (torção similar a S); caso sejam paralelas à porção intermediária da letra Z, são definidas como torção em Z (torção similar a Z).

[003] Em um tecido de fibra de pneu emborrachado (calandrado), há camadas de borracha adicionais nas laterais superiores e inferiores das fibras para fornecer o desempenho requerido do pneu. Por outro lado, a matriz de borracha causa acúmulo de calor e resistência a rolamento sob condições dinâmicas devido a seu comportamento viscoelástico.

[004] A espessura da lona é calculada de acordo com um diâmetro de fibra que tem resistência à ruptura requerida para uma dada força de lona e número otimizado de fibras por comprimento de unidade (epdm). Para reduzir o peso da borracha e do pneu, a espessura da lona deve ser diminuída. Com esse fim, o diâmetro de fibra pode ser reduzido aumentando-se o epdm (contagem de fibras) sem mudar a força de lona de unidade. Porém, o aumento no epdm também significa uma redução no espaçamento entre as fibras, o que pode causar resistência à fadiga por compressão e flexão insuficiente do pneu. Por essa razão, há uma possibilidade muito limitada de aumentar o epdm sem sacrificar a durabilidade de pneu.

[005] De acordo com o documento Patente n- de série U.S. 6.959.534 da Goodyear, para reduzir o custo de torção, as fibras de pneu que têm torções de lona mais baixas do que aquelas de cabos de torção já foram usadas na indústria de pneus como reforço. De acordo com a dita patente, as fibras calandradas e termoendurecidas/imersas são difíceis de processar devido a seus torques residuais, causados pela lona desbalanceada e torções de cabos. Os torques residuais resultam em elevação de pontas e enrolamentos nos tecidos de fibra emborrachado e imerso. Por essa razão, as fibras que têm torções em S ou Z são dispostas alternadamente no tecido, no dito pedido de patente da Goodyear, em vez de tecido de fibra de pneu convencional feito totalmente de fibras torcidas em S.

[006] No pedido é declarado, quando as fibras que têm torções em S e Z desbalanceadas são usadas alternativamente no tecido de fibra, os torques formados em tecido de fibra imerso e calandrado na direção S e Z neutralizariam um ao outro e eliminariam os problemas de processo. No entanto, a dita patente não menciona a superioridade potencial das fibras torcidas em Z e S mútuas em relação à deformação por cisalhamento reduzida entre as mesmas. Além da vantagem técnica, que não foi mencionada, as fibras torcidas desbalanceadas reveladas na patente têm força de ruptura e módulo inferiores em comparação às fibras torcidas balanceadas correspondentes.

[007] As aplicações de fibra alternativas torcidas em Z e S também podem ser vistas em algumas correias de fibra de aço. 0 objetivo nas ditas aplicações é eliminar os problemas de manuseio (enrolamento) das camadas de fibra de aço calandrado.

[008] O documento de patente numerado GB243705 presente no estado da técnica, é relativo a tecido de reforço de pneu que tem fibras (urdiduras) lado a lado que tem direções de torção opostas. 0 objetivo possível pode ser balancear torques de fibra residuais, o que pode resultar em elevação de pontas ou enrolamentos no tecido durante o processamento. Não obstante, o mesmo não menciona a vantagem potencial de fibras lado a lado com direção de torção oposta no desempenho do pneu, especialmente resistência à fadiga por compressão e flexão. 0 outro ponto fraco desse documento de referência é a falta de espaçamento (rebite) entre as tiras pareadas. Tais tecidos sem qualquer rebite não funcionam em tiras radiais ou enviesadas e resultam em rompimentos de fibras sob compressão e flexão.

[009] Outro documento de patente presente no estado da técnica, EP1491365, não apresenta qualquer semelhança com fibras pareadas. A fim de se obter uma fibra, 2 ou 3 fios são torcidos na direção Z, e então esses fios torcidos são torcidos todos juntos na direção oposta (direção S) . 0 tratamento de RFL, que é mencionado no documento n- EP11491365, já é um processo bem conhecido para se obter adesão entre fibra e borracha. Entretanto, esse documento não menciona quaisquer fibras lado a lado de torção alternativa. De modo semelhante, o documento de patente numerado EP1731333 propõe a mesma solução técnica para o mesmo problema da técnica; mas não menciona as fibras pareadas.

[010] O documento n2 FR568042, que é outro documento de patente no estado da técnica, é relativo a tecido de reforço de pneu que tem fibras (urdiduras) lado a lado que têm direções de torção opostas. No relatório descritivo desse documento, o objetivo explicado é balancear torques de fibra residuais. Atualmente, as fibras têxteis usadas em reforço de pneu não mostram qualquer torque residual que influencie o processamento de modo negativo

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[011] O objetivo da presente invenção é fornecer um tecido de fibra de pneu que tem fibras pareadas torcidas opostas, a saber, as fibras torcidas em S e Z como pares.

[012] Outro objetivo da presente invenção é fornecer um tecido de fibra de pneu em que a deformação por cisalhamento seja reduzida dentro e entre as fibras pareadas sob condições dinâmicas.

[013] Um objetivo adicional da presente invenção é fornecer um tecido de fibra de pneu que permite usar menos borracha e teor mais alto de fibras em um dado volume de compósito de fibra e borracha (fibras mais finas).

[014] Um outro objetivo da presente invenção é fornecer um tecido de fibra de pneu que permite que um pneumático seja mais leve do que os convencionais.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[015] "Um tecido de fibra de pneu" desenvolvido para cumprir os objetivos da presente invenção é ilustrado nas figuras anexas, em que:

[016] A Figura 1 é a vista lateral e a vista em corte superior da arte anterior.

[017] A Figura 2 (a) é a vista lateral e a vista em corte superior do tecido de fibra de pneu que tem fibras pareadas com torções similares.

[018] (b) é a vista lateral e a vista em corte superior da fibra individual pareada que tem torções similares.

[019] A Figura 3 (a) é a vista lateral e vista em corte superior do tecido de fibra de pneu que tem fibras pareadas com torções opostas.

[020] (b) é a vista lateral e a vista em corte superior da fibra individual pareada que tem torções opostas.

[021] A Figura 4 (a) é a vista dos movimentos angulares das cortas torcidas de modo similar sob compressão.

[022] (b) é a vista dos movimentos angulares das fibras torcidas de modo oposto sob compressão.

[023] A Figura 5 (a) é a vista das direções de tensão de superfície das fibras torcidas de modo similar sob compressão.

[024] (b) é a vista das direções de tensão de superfície de fibras torcidas de modo oposto sob compressão.

[025] A Figura 6 (a) é a vista dos movimentos angulares das fibras torcidas de modo similar sob tensão.

[026] (b) é a vista dos movimentos angulares das fibras torcidas de modo oposto sob compressão.

[027] A Figura 7 (a) é a vista das direções de tensão de superfície das fibras torcidas de modo similar sob tensão.

[028] (b) é a vista das direções de tensão de superfície das fibras torcidas de modo oposto sob compressão.

[029] A Figura 8 (a) é a vista da estrutura de fibra que tem torção de fio em Z/torção de fibra em S.

[030] (b) é a vista da estrutura de fibra que tem torção de fio em S/ torção de fibra em Z.

[031] Os componentes dados nas figuras são numerados e os números se referem ao seguinte: 1. Tecido de fibra de pneu 2. Fibra pareada 3. Fibra torcida em S 4. Fibra torcida em Z 5. Par de fibras torcido de modo similar 6. Par de fibras torcido de modo oposto 7. Adesivo RFL 8. Fio torcido em S 9. Fio torcido em Z A. Fio de trama 0. Técnica anterior P. Força de tensão ou compressiva R. Direção de movimentação angular das fibras D. Direção de movimento de superfície de fibra

[032] O tecido de fibra de pneu (1), de acordo com a invenção, permite usar menos borracha e teor de fibra mais alto em um dado volume de compósito de fibra e borracha e pode ser usado em pneus de veículo como reforço usando-se as fibras pareadas (2) conectadas uma à outra como urdiduras.

[033] O tecido de fibra de pneu (1), de acordo com a invenção, é produzido a partir de fibras pareadas (2) para ser usado como reforço em pneumáticos. Em fibras pareadas (2) que são preferencialmente usadas, torções de fibras de modo oposto (6) tal como S-Z ou Z-S são usadas (Figura 3a e 3b) . Além disso, as fibras pareadas (2) podem ter torções de fibra similares (5) tal como S-S ou Z-Z (Figura 2a e 2b).

[034] Na modalidade preferida da invenção, a estrutura de fibra pareada (2) é produzida a partir de duas fibras (6) que têm torções de fibra opostas, a saber, S-Z ou Z-S. A deformação por cisalhamento entre as faces mútuas das fibras (6) que têm torções de fibra opostas (SZ ou ZS) é menor do que as fibras em SS ou ZZ convencionais (4, 5, 6 e 7) .

[035] Em uma modalidade preferida da invenção, o adesivo (7) que preenche o espaçamento entre as fibras (3, 4) na fibra pareada (2) é a camada de filme de RFL formada como resultado da imersão do tecido de fibra(2) na solução de RFL. Em tecidos (1) que têm fibras pareadas (2) cada fibra pareada (duas fibras) (2) é interconectada uma à outra por um filme de RFL adequado. Na estrutura do dito tecido de fibra pareada (2) , há um espaçamento desejado entre as tiras de fibra pareada (2) para penetração de borracha para fornecer adesão de borracha e durabilidade de pneu suficientes

[036] Em casos de tensão, compressão e flexão, a deformação por cisalhamento angular entre as faces de fibras pareadas (3, 4) do tipo de fibra torcida de modo oposto em SZ ou ZS (6) é menor do que em aplicações convencionais. Portanto, o espaçamento de fibra adequado entre as fibras pareadas (2) pode ser mais estreito que aquele dos reforços de fibra de pneu atuais (0) que têm todas as cortadas com a direção de torção similar (por exemplo, pares de fibra torcida em S-S (5) . Além disso, em caso de contato mútuo, os pares de fibra torcida de modo oposto SZ ou ZS têm contato de superfície (contato paralelo) entre as fibras pareadas mútuas (2), enquanto a fibra em SS (3) ou a o par de fibras em ZZ (5) têm ponto de contato (contato cruzado).

[037] Em uma modalidade da invenção, as fibras pareadas (2) têm torções balanceadas iguais mas são dispostas em direções opostas.

[038] Em uma modalidade da invenção, as tiras de fibra pareada (2) (combinações de torção de fibra S-S, Z-Z (5) ou S-Z (6)) contêm fibras torcidas desbalanceadas que aplicam torque residual umas nas outras. As torções entre si dentro da fibra pareada (2) aumenta a resistência à separação e estabilidade nas fibras pareadas (2).

[039] Caso haja uma torção desiquilibrada em uma fibra, ou seja, a torção da fibra e fio (lona) sejam diferentes uma da outra, as fibras tentaram girar. A razão para isso é o torque residual causado pela diferença entre as torções. Quando a diferença entre as torções aumenta, o torque residual também aumenta. Caso não haja diferença entre as torções, nenhum torque residual será visto.

[040] Em uma modalidade da invenção, uma das fibras dentro da fibra pareada (2) tem torção desbalanceada que aplica torque residual à outra fibra, enquanto que a outra fibra (aquela que não tem mais torque residual) tem torção balanceada.

[041] Na modalidade preferida da invenção, as fibras usadas na tira da fibra pareada(2) são produzidas a partir de um material polimérico selecionado a partir de um grupo que compreende aramida, raiom, PET, PEN, PA 6,6, PA 4,6 ou híbridos de aramida/náilon.

[042] A densidade linear das fibras (3, 4) usadas na fibra pareada (2) está entre 200 e 10.000 dtex. Preferencialmente, o dito valor pode especificamente estar entre 1.000 e 5.000 dtex e especificamente 1.500 e 4.000.

[043] O tecido de fibra de pneu (1), de acordo com a invenção, pode ser usado como reforço para carcaça em e pneus de caminhão leve e veículo de passeio.

[044] O tecido de fibra de pneu (1), de acordo com a invenção, pode ser usado como lona de capa em pneus de veículo de passeio, como tiras enroladas anulares com 0 ou 5 graus em relação ao plano circunferencial.

[045] Na modalidade preferida da invenção, a largura do tecidos de fibra de pneu (1) usados como lona de capa podem mudar entre 5 e 2 5 mm. As ditas tiras podem ser preparadas cortando-se a partir do tecido de fibra que compreende fibras pareadas em largura predeterminada.

[046] Na modalidade preferida da invenção, o número de fibras pareadas (2) em 10 cm muda entre 25 e 110 (50 e 220 fibras/10 cm).

[047] No arcabouço desses conceitos básicos, é possível desenvolver uma ampla variedade de modalidades dos tecidos de fibra de pneu (1) de acordo com a invenção. A invenção não pode ser limitada a exemplos descritos no presente documento e é essencialmente conforme definido nas reivindicações.

Claims

1. TECIDO DE FIBRA DE PNEU (1), que é usado como lona de capa no topo das camadas de cinta de um pneu de veículo de passeio como tiras enroladas que têm uma largura de 5 a 25 mm com ângulos de 0 a 5 graus em relação ao pano circunferencial do pneu, tendo uma pluralidade de fibras, caracterizado por: - fibras pareadas (2) usadas como urdiduras, em que as ditas fibras pareadas (2) são formadas de fibras individuais que são ligadas uma à outra com adesivo RFL e o número das ditas fibras pareadas (2) em 10 cm da dita lona de capa muda entre 25 e 110 (50 a 220 fibras individuais/10 cm) (epdm); - as ditas fibras pareadas (2) terem fibras pareadas torcidas de modo oposto do tipo SZ ou ZS (6).

2. TECIDO DE FIBRA DE PNEU (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelas ditas fibras pareadas (2) terem torções de fibra (5) similares como S-S ou Z-Z.

3. TECIDO DE FIBRA DE PNEU (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelas ditas fibras pareadas (2) que têm menos deformação por cisalhamento sob condições dinâmicas entre as faces mútuas em comparação com as fibras SS convencionais ou pares de fibra torcidos de modo similar ZZ (5) e em que têm torções de fibras opostas (6) tais como S-Z ou Z-S.

4. TECIDO DE FIBRA DE PNEU (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelas ditas fibras pareadas (2) que são localizadas de modo a ter um espaçamento entre as mesmas para permitir a penetração desejada de borracha.

5. TECIDO DE FIBRA DE PNEU (1), de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pela formação de camada de filme de RFL entre as ditas tiras de fibras pareadas (2) que preenchem o dito espaço dentro das ditas fibras pareadas (2) como resultado de mergulhar o dito tecido (1) de fibras pareadas (2)com adesivo RFL (7).

6. TECIDO DE FIBRA DE PNEU (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelas ditas fibras pareadas (2) que compreendem pelo menos uma fibra (3, 4) que tem torções de fio (8, 9) em direção oposta à direção de torção de fibra.

7. TECIDO DE FIBRA DE PNEU (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pela dita fibra pareada (2) que compreende duas fibras, uma das quais tem torção desbalanceada que aplica torque residual à outra fibra, enquanto que a outra fibra no mesmo (que não tem torque residual) tem torção balanceada.

8. TECIDO DE FIBRA DE PNEU (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelas ditas fibras pareadas (2) que têm fibras (3, 4) que são fabricadas a partir de pelo menos um material polimérico selecionado a partir do grupo que compreende aramida, raiom, PET, PEN, PA 6,6, PA 4,6 ou hibridos de aramida/náilon.

9. TECIDO DE FIBRA DE PNEU (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelas ditas fibras pareadas (2), em que as fibras (3, 4) que têm uma densidade linear entre 200 e 10.000 dtex são usadas.

10. TECIDO DE FIBRA DE PNEU (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado por ser usado como reforço de carcaça em pneus de veiculos de passeio