BR112016024388B1

BR112016024388B1 - processos para produção de pneus para rodas de veículos e para tratamento de uma câmara expansível para vulcanização de pneu e aparelhos de moldagem, câmara expansível para vulcanização de pneu e aparelhos de moldagem, e, aparelho para vulcanização e moldagem de pneus para rodas de veículos

Info

Publication number: BR112016024388B1
Application number: BR112016024388-9A
Authority: BR
Inventors: Albert Berenguer; Luca Castellani; Riccardo MICELI
Original assignee: Pirelli Tyre S.P.A.
Priority date: 2014-04-30
Filing date: 2015-04-28
Publication date: 2021-07-06
Also published as: EP3137273B1; EP3137273A1; CN106457709B; BR112016024388A2; CN106457709A; WO2015166411A1

Abstract

PROCESSOS PARA PRODUÇÃO DE PNEUS PARA RODAS DE VEÍCULOS E PARA TRATAMENTO DE UMA CÂMARA EXPANSÍVEL PARA VULCANIZAÇÃO DE PNEU E APARELHOS DE MOLDAGEM, CÂMARA EXPANSÍVEL PARA VULCANIZAÇÃO DE PNEU E APARELHOS DE MOLDAGEM, E, APARELHO PARA VULCANIZAÇÃO E MOLDAGEM DE PNEUS PARA RODAS DE VEÍCULOS. É descrito um processo para produção de pneus para rodas de veículos, compreendendo a cobertura da superfície externa de uma câmara expansível (9) para a vulcanização do pneu de aparelhos de moldagem com uma composição de polissiloxano substancialmente reticulável A, composição esta que contém pelo menos um polissiloxano cíclico como solvente, e a subsequente reticulação da composição é executada pelo menos três vezes. Também é descrito um processo para tratamento de uma câmara expansível (9), bem como a câmara expansível (9) para a vulcanização de pneu e aparelhos de moldagem assim tratado.

Description

[001] A presente invenção refere-se a um processo para a produção de pneus para rodas de veículos.

ESTADO DA TÉCNICA

[002] Um pneu para rodas de veículo compreende geralmente uma estrutura de carcaça compreendendo pelo menos uma lona de carcaça tendo abas de terminal respectivamente opostas engatadas com estruturas de ancoragem anulares respectivas, integradas nas zonas normalmente identificadas com o nome de "talões".

[003] A estrutura de carcaça está associada a uma estrutura de correia compreendendo uma ou mais camadas de correia, situadas em sobreposição radial uma em relação à outra e em relação à estrutura de carcaça, tendo cordonéis de reforço têxteis ou metálicos. Na posição radialmente externa em relação à estrutura de correia, é aplicada uma banda de rodagem, esta também compreende material elastomérico como outros produtos semiacabados que formam o pneu.

[004] As paredes laterais respectivas são também aplicadas na posição axialmente exterior sobre as superfícies laterais da estrutura de carcaça, cada uma delas estendida formam uma das bordas da banda de rodagem até à respectiva estrutura de ancoragem anular.

[005] No pneu, a porção de coroa é identificada como uma porção de pneu onde a banda de rodagem está arranjada, axialmente compreendida entre as suas duas bordas da mesma.

[006] Nos pneus de tipo "sem tubo", uma camada de cobertura impermeável de ar normalmente denominada “revestimento”, cobre as superfícies internas do pneu.

[007] Após a construção do pneu cru, atuado por meio da montagem/construção dos respectivos componentes, é executado um tratamento de moldagem e vulcanização que visa determinar a estabilização estrutural do pneu por meio da reticulação das composições elastoméricas, bem como, se necessário, conferir ao mesmo pneu um padrão de rodagem desejado e possíveis marcas gráficas nas paredes laterais.

[008] Para tal finalidade, de acordo com um tipo de método para moldar e vulcanizar um novo pneu cru denominado "à pressão de ajuste", o pneu cru é introduzido em um molde e pressionado contra as paredes internas do dito molde por meio de uma câmara expansível, também denominada câmara de vulcanização.

[009] A câmara expansível está arranjada dentro do próprio pneu e tem pelo menos uma borda circunferencial que carrega apêndices de ancoragem a respectivas partes do molde.

[0010] A expansão da câmara expansível é obtida por meio da introdução de um fluido quente pressurizado (gás ou vapor) dentro da mesma, de modo que a dita câmara expansível seja colocada em contato com a superfície interior do pneu e seja comprimida contra as paredes da cavidade de moldagem, com transmissão simultânea do calor necessário para a reticulação.

[0011] Após a vulcanização ser completa, a câmara expansível é despressurizada e o molde está aberto, de modo que seja permitida a remoção do pneu e o arranjo do molde em um novo ciclo de vulcanização.

[0012] Um movimento mútuo da superfície de contato externa da câmara expansível e da superfície radialmente interior do revestimento do pneu cru pode ser frequentemente verificado tanto durante a etapa de expansão da câmara como durante a deflação e Remoção da câmara do pneu após o pneu ter sido moldado e vulcanizado.

[0013] Durante a última operação, a superfície da câmara expansível tende a permanecer ligada à superfície radialmente interior do revestimento. A separação das duas superfícies acionadas no final do ciclo de vulcanização pode causar danos locais da câmara e envolver falhas no pneu. Uma redução da duração da câmara expansível e uma produtividade reduzida dos pneus podem seguir.

[0014] A patente US 7.896.633 descreve uma câmara expansível para reticulação de produtos de borracha compreendendo uma camada interior e uma camada exterior, compreendendo essa camada exterior uma borracha de silicone.

[0015] A patente US 4.359.340 descreve uma composição lubrificante para utilização na cobertura de câmaras de vulcanização compreendendo polidimetilsiloxano e silano.

[0016] A patente US 8.101.279 descreve emulsões lubrificantes para utilização em câmaras de vulcanização de cobertura e/ou pneus crus compreendendo polissiloxano, mas que, ao contrário das descritas em US 4.359.340, não emitem hidrogênio; tais emulsões desempenham funções lubrificantes ou funcionam como iniciadores e assim facilitam a ligação com a superfície do composto da câmara, dependendo da maior ou menor quantidade de óleo de polissiloxano não reativo contido nela.

[0017] Os pedidos de patente US 2009/114327, EP 0399526 A2, EP 0160537 A2 e as patentes US 4.533.305 e US 4.431.452 descrevem um processo para a formação de um pneu que compreende a reaplicação de uma composição lubrificante à câmara de vulcanização expansível após o primeiro ciclo de vulcanização, para restaurar as propriedades lubrificantes da composição que se deterioraram após o primeiro ciclo de vulcanização.

[0018] A patente US 4.863.650 descreve um processo para a formação de um pneu compreendendo a cobertura de uma câmara com uma película de liberação de multicamadas. Cada camada da película de liberação utilizada neste processo é produzida pela cobertura da superfície externa da câmara com uma solução compreendendo uma mistura de polissiloxano cujo solvente é uma mistura de um clorofluorcarbono (Frigen 113) e hidrocarbonetos.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0019] As leis de segurança atuais não permitem o uso de solventes inflamáveis e/ou tóxicos.

[0020] Além disso, as políticas ecológicas implementadas pelo Requerente nos seus processos têm estimulado a procura de soluções de produção que tendem, por exemplo, a estender a eficácia dos equipamentos e/ou a limitar o desperdício de materiais.

[0021] Observou-se que a lubrificação da câmara de vulcanização expansível e/ou dos pneus crus, se excessivamente frequente, pode poluir, e se excessivamente reduzida pode levar à redução da duração da câmara expansível e/ou a presença de falhas na produção de pneus.

[0022] Endereçou-se o problema de como prevenir ou pelo menos limitar a presença de substâncias inflamáveis e/ou tóxicas no ciclo de produção, tais como hidrocarbonetos ou halocarbonetos, e ao mesmo tempo aumentar a eficácia da câmara de vulcanização expansível em termos de número de pneus produzidos antes da substituição da câmara expansível, mantendo uma qualidade elevada dos pneus produzidos e reduzindo simultaneamente a presença de substâncias poluentes no ciclo de produção.

[0023] Verificou-se que, provendo um tratamento de multicamadas na câmara de vulcanização expansível por meio da utilização de uma composição de polissiloxano em polissiloxano cíclico como solvente, é possível prover um processo de acordo com as leis de segurança atuais, mantendo ou melhorando simultaneamente as propriedades essenciais da própria composição, tais como: - a viscosidade, adequadamente baixa, de modo que seja possível aplicar uniformemente a composição e dar películas com espessuras baixas e - a uniformidade, devido à capacidade otimizada de solubilização das moléculas de polissiloxano.

[0024] Verificou-se assim que é possível prover um processo de tratamento de multicamadas de proteção para a câmara em conformidade com normas de segurança as atuais, assegurando simultaneamente o desempenho elevado da própria câmara.

[0025] A presente invenção refere-se, portanto, de acordo com um primeiro aspecto, a um processo para a produção de pneus para rodas de veículos, compreendendo: a) formar um pneu verde em um tambor de formação b) arranjar uma câmara de vulcanização expansível; c) conformar, moldar e vulcanizar o pneu cru; em que arranjar uma câmara de vulcanização expansível compreende: b1) que cobre a superfície externa da dita câmara de vulcanização expansível com uma composição de polissiloxano substancialmente reticulável A compreendendo A1) pelo menos um óleo de polissiloxano reativo tendo grupos OH, A2) pelo menos um agente de reticulação compreendendo pelo menos dois grupos funcionais capazes de reagir com o óleo de polissiloxano reativo A1) e A6) e pelo menos um polissiloxano cíclico como solvente, b2) reticular a dita composição de polissiloxano substancialmente reticulável A na câmara expansível; b3) repetir pelo menos uma vez as operações b1) e b2) acima ditas, consecutivamente, antes de iniciar a vulcanização do primeiro pneu verde.

[0026] Verificou-se que operando de acordo com o processo da presente invenção, a separação entre a câmara expansível e a superfície radialmente interior do revestimento do pneu é facilitada, existe uma extensão do tempo de vida da câmara e a qualidade dos pneus produzidos é melhorada, em particular com referência ao revestimento

[0027] Em particular, observou-se que com o processo de acordo com a presente invenção o deslizamento e a separação da câmara expansível e o pneu durante e no final do processo de vulcanização, são facilitadas, desta forma a câmara expansível é menos sujeita a torção e quebra e pode vantajosamente ser usada para um maior número de ciclos de produção. Os dois oi mais tratamentos de cobertura e reticulação com a composição de polissiloxano substancialmente reticulável A na câmara expansível, além de fornecer propriedades de separação/deslizamento durante a vulcanização do pneu, criam uma película em multicamadas que é bastante espessa substancialmente uniformemente distribuída na superfície da câmara expansível. O tratamento repetido melhora o grau de reticulação da composição de polissiloxano que, portanto, tende a permanecer na câmara durante todo o ciclo operativo da própria câmara.

[0028] Os dois ou mais tratamentos e reticulação correspondente da composição de polissiloxano também parecem reduzir a deformabilidade da câmara expansível e assegurar uma cobertura melhorada da câmara expansível também na zona nas ranhuras do pneu.

[0029] De acordo com a Requerente, estas zonas são particularmente críticas uma vez que na zona da câmara em contato com a borda do pneu foram encontrados fenómenos de rigidez e de abrasão devido a fenómenos oxidativos e ao enxofre libertado pelo composto de enchedor de talão. Devido ao processo de acordo com a invenção, tais fenómenos de endurecimento e abrasão da câmara expansível são consideravelmente reduzidos ou eliminados.

[0030] De acordo com uma modalidade, o processo para a produção de pneus para rodas de veículos compreende c1) selecionar pelo menos um pneu cru cada n pneus crus, em que n é um número inteiro inferior a 60; c2) cobrir porções de superfície radialmente interior do revestimento do dito pelo menos um pneu cru selecionado com uma segunda composição de polissiloxano substancialmente não reticulável B compreendendo B1) pelo menos um óleo de polissiloxano não reativo.

[0031] Preferivelmente a cobertura da superfície radialmente interior do revestimento de pelo menos um pneu cru com uma da camada de material elastomérico impermeável excluindo a parte de coroa.

[0032] Preferivelmente, o número inteiro n pode, por exemplo, ser selecionado com base no tipo de pneu a ser tratado e/ou definido no momento após a inspeção realizada em um pneu vulcanizado.

[0033] Com a expressão "óleo de polissiloxano reativo" se quer dizer um óleo de silicone ou um polissiloxano que, em condições de utilização, reaja quimicamente com pelo menos um outro constituinte da composição.

[0034] Com o termo vulgarmente utilizado "silicone", ou o termo mais correto "polissiloxano", os polímeros inorgânicos são identificados com base em uma cadeia de oxigênio-silicone e grupos funcionais orgânicos R ligados aos átomos de silício.

[0035] Com a expressão "óleo de polissiloxano não reativo" se quer dizer um óleo de silicone ou um polissiloxano que, nas condições de preparação e utilização, substancialmente não reaja quimicamente com os constituintes da primeira e/ou segunda composição de polissiloxano.

[0036] Com o termo "solvente", se quer dizer um componente capaz por exemplo de dissolver, e/ou dispersar, e/ou emulsionar, e/ou diluir os componentes da primeira e/ou segunda composição de polissiloxano.

[0037] Com a expressão "fase volátil", se quer dizer uma fase constituída principalmente por solvente e possivelmente compreendendo outros componentes voláteis tais como polissiloxanos reativos e não reativos, ou produtos de degradação e/ou reticulação.

[0038] Com a expressão "película em multicamada" dita à câmara expansível da presente invenção, se quer dizer uma cobertura que pode ser obtida após a aplicação e reticulação de uma primeira composição de polissiloxano substancialmente reticulável A executada pelo menos duas vezes.

[0039] A presente invenção pode ter pelo menos uma das seguintes características preferidas, tomadas separadamente ou em combinação com as outras.

[0040] A primeira composição de polissiloxano substancialmente reticulável A pode ser aplicada à superfície externa da câmara expansível antes de ser montada no vulcanizador ou mesmo depois da dita câmara ter sido montada no vulcanizador antes ou durante a etapa de pré-aquecimento.

[0041] A primeira composição de polissiloxano substancialmente reticulável A e/ou a segunda composição de polissiloxano substancialmente não reticulável B podem ser aplicadas por meio de uma esponja, por pulverização ou espalhamento ou por meio de outros sistemas adequados.

[0042] Preferivelmente, as operações b1) e b2) são realizadas pelo menos três vezes. Preferivelmente, a cobertura da superfície externa da dita câmara de vulcanização expansível é realizada em 100% da superfície externa da câmara.

[0043] Preferivelmente após b1), o processo compreende b11) remoção de pelo menos uma fase volátil da dita primeira composição de polissiloxano substancialmente reticulável A. Mais preferivelmente, a câmara expansível é preferivelmente deixada secar à temperatura ambiente.

[0044] Preferivelmente, b2) pode ser realizada por aquecimento ou à temperatura ambiente, possivelmente na presença de um catalisador de reticulação. Preferivelmente, a reticulação ocorre por aquecimento em uma temperatura de pelo menos 120°C, preferivelmente em uma temperatura não superior a 180°C; mais preferivelmente a reticulação ocorre por aquecimento em uma temperatura compreendida entre 150°C e 170°C durante um período compreendido entre 30 minutos e 2 horas; ainda mais preferivelmente em uma temperatura compreendida entre 155°C e 165°C durante um período compreendido entre 30 minutos e 90 minutos.

[0045] Preferivelmente, no final da reticulação a câmara expansível é resfriada, preferivelmente à temperatura ambiente (a cerca de 20-25°C).

[0046] Preferivelmente, a câmara expansível é resfriada durante um tempo que pode variar entre 1 hora e 24 horas.

[0047] Preferivelmente, para cada camada única da película de multicamadas da câmara expansível pelo menos 10 g/m2, preferivelmente não mais de 50 g/m2 da primeira composição de polissiloxano substancialmente reticulável A são aplicados, ainda mais preferivelmente entre cerca de 14 g/m2 e cerca de 42 g/m2 da primeira composição de polissiloxano substancialmente reticulável A são aplicados, dita composição compreendendo também o solvente em uma quantidade igual a pelo menos 50% em peso, preferivelmente a pelo menos 60% em peso, mais preferivelmente a pelo menos 75% em peso em relação ao peso total da própria composição.

[0048] Preferivelmente, para cada camada única da câmara expansível, a aplicação da dita primeira composição de polissiloxano substancialmente reticulável A e/ou a remoção da dita pelo menos uma fase volátil da dita primeira composição de polissiloxano A são realizadas de maneira que após a cruzamento a espessura restante de cada camada única da película de multicamadas da câmara expansível é de pelo menos 3 micrômetros, preferivelmente menos de 14 micrômetros.

[0049] Preferivelmente, a aplicação da dita primeira composição de polissiloxano substancialmente reticulável A e/ou a remoção da dita pelo menos uma fase volátil da dita primeira composição de polissiloxano A são realizadas de forma que, após reticulação no final do tratamento de A câmara de vulcanização expansível, a espessura total restante da película de multicamadas da câmara expansível é superior a 6 micrômetros, preferivelmente inferior a 50 micrômetros, ainda mais preferivelmente compreendido entre 9 micrômetros e 40 micrômetros.

[0050] Considera-se que as espessuras e/ou as quantidades de composição reticulada que são demasiado baixas podem não ser suficientes para isolar a superfície da câmara e para aumentar o número de ciclos de vulcanização que podem ser realizados.

[0051] Considera-se também que a deposição de uma espessura elevada e/ou uma elevada quantidade da primeira composição de polissiloxano substancialmente reticulável A não permite uma reticulação correta através de toda a espessura da cobertura, com o consequente risco de delaminação e/ou separação da camada.

[0052] Preferivelmente, a película de multicamadas da câmara de vulcanização expansível compreende pelo menos duas, preferivelmente pelo menos três, camadas de composição de polissiloxano reticulado radialmente sobrepostas umas às outras e sobre a câmara expansível.

[0053] Preferivelmente, a película de multicamadas da câmara de vulcanização expansível é obtida submetendo a câmara a pelo menos dois, preferivelmente pelo menos três, tratamentos consecutivos de cobertura com a primeira composição de polissiloxano substancialmente reticulável A e reticulação dos mesmos na câmara antes A dita câmara está montada no aparelho de vulcanização ou antes do início de um ciclo de vulcanização.

[0054] Preferivelmente, a dita primeira composição de polissiloxano substancialmente reticulável A compreende: A3) pelo menos um óleo de polissiloxano não reativo.

[0055] Preferivelmente, a razão em peso entre o óleo não reativo A3) e o óleo polissiloxano reativo A1) é inferior a 1, preferivelmente está compreendida entre 0,01 e 0,7.

[0056] Preferivelmente, a dita primeira composição de polissiloxano substancialmente reticulável A compreende: A4) um catalisador de reticulação.

[0057] Preferivelmente, a dita primeira composição de polissiloxano substancialmente reticulável A compreende: A5) pelo menos uma resina de polissiloxano possuindo grupos hidroxila condensáveis e unidades siloxílicas.

[0058] Considera-se que a inclusão de uma resina de polissiloxano A5) na primeira composição de polissiloxano substancialmente reticulável A permite a ligação tridimensional das cadeias de polissiloxano em uma película coerente sólida e a formação de ligações entre a composição de polissiloxano e a superfície da câmara expansível.

[0059] Preferivelmente, a dita primeira composição de polissiloxano substancialmente reticulável A compreende A6) pelo menos um solvente.

[0060] Preferivelmente na primeira composição A de polissiloxano substancialmente reticulável, os substituintes orgânicos ligados ao átomo de silício do óleo polissiloxano reativo A1) são selecionados independentemente dentre alquila C1-C6 linear ou ramificada, cicloalquila C3-C8, C2- C8, cicloalquenila C5-C8 linear ou ramificada, opcionalmente substituída por hidroxila e/ou amina opcionalmente substituída com alquila, alquenila ou cicloalquila, e/ou halogêneo e/ou ciano.

[0061] Na primeira composição de polissiloxano substancialmente reticulável A, preferivelmente os substituintes orgânicos ligados ao átomo de silício do óleo de polissiloxano reativo A1) são independentemente alquila C1-C6 linear ou ramificada.

[0062] Na primeira composição de polissiloxano substancialmente reticulável A, preferivelmente o peso molecular do óleo de polissiloxano A1) reativo é superior a 590 Dalton, mais preferivelmente é maior do que 1000 Dalton.

[0063] Na primeira composição de polissiloxano substancialmente reticulável A, o agente de reticulação A2) é preferivelmente um organotrialcoxissilano, um organotriacicloxissilano, um organotrioxissilano ou um silicato de tetra alquila; mais preferivelmente tal agente de reticulação A2) é metiltrimetoxissilano, metiltrietoxissilano, etiltrietoxissilano ou viniltrimetoxissilano, ainda mais preferivelmente é metiltrietoxissilano.

[0064] A primeira composição de polissiloxano substancialmente reticulável A pode conter um segundo agente de reticulação A2) possuindo grupos funcionais Si-H, por exemplo metil-hidrogênio-silano, dimetil- hidrogênio-silano e polimetil-hidrogênio-silano.

[0065] Preferivelmente, a primeira composição de polissiloxano substancialmente reticulável A compreende: pelo menos dois agentes de reticulação diferentes A2) compreendendo pelo menos dois grupos funcionais capazes de reagir com o óleo de polissiloxano reativo A1); Ainda mais preferivelmente os ditos agentes de reticulação A2) diferentes são metiltrietoxissilano e polimetil- hidrogênio-silano.

[0066] Preferivelmente, na primeira composição A de polissiloxano substancialmente reticulável, os substituintes orgânicos ligados ao átomo de silício do óleo polissiloxano não reativo A3) são selecionados independentemente entre alquila C1-C6 linear ou ramificada, cicloalquila C3C8, alquenila C2-C8 linear ou ramificado, arila C6-C10, alquilarileno C6-C15 e arilalquileno C6-C15, mais preferivelmente dentre alquila C1-C6, alquileno C6C15 e arilalquileno C6-C15.

[0067] Na primeira composição de polissiloxano substancialmente reticulável A, preferivelmente o peso molecular do óleo de polissiloxano não reativo A3) é superior a 590 Dalton, preferivelmente é maior do que 1000 Dalton.

[0068] Preferivelmente, o catalisador de reticulação A4) é um composto organometálico, mais preferivelmente um composto organometálico de titânio, zircônio ou estanho, mais preferivelmente de estanho (Sn), ainda mais preferivelmente tal catalisador é diacetato de octilestanho, di-hexanoato de octilestanho ou dilaurato de octilestanho.

[0069] Preferivelmente, os substituintes orgânicos da resina A5) são independentemente alquila C1-C6 linear ou ramificada, alquenila C2-C8 linear ou ramificada, cicloalquila C3-C8 e cicloalquenila C5-C8, opcionalmente substituída com um grupo selecionado entre -OR’, - O-CO-R’, um grupo amina, um grupo amídico, um grupo epóxi e um grupo ureido, em que R’ é selecionado dentre alquila C1-C6 linear ou ramificada não substituída, alquenila C2-C8 linear ou ramificada, cicloalquila C3-C8 e cicloalquenila C5C8.

[0070] Preferivelmente, o solvente A6) é um polissiloxano cíclico, tendo preferivelmente um peso molecular inferior a 1000 Dalton, mais preferivelmente inferior a 590 Dalton.

[0071] A fase volátil da primeira composição de polissiloxano substancialmente reticulável A pode representar uma percentagem em peso relativamente ao total de pelo menos 50%, preferivelmente pelo menos 60%, mais preferivelmente pelo menos 70%, ainda mais preferivelmente pelo menos 75%.

[0072] Preferivelmente, a primeira composição de polissiloxano substancialmente reticulável A não contém óleo de polissiloxano não reativo A3) ou contém uma quantidade da mesma, que é menos de 5%, mais preferivelmente menos de 2% em peso em relação ao total.

[0073] Opcionalmente, em b1) podem ser utilizadas composições de polissiloxano tais como as composições de primário descritas no documento US 8.101.299 como primeira cobertura da câmara expansível de modo que seja assegurar uma adesão melhorada à superfície do composto de câmara, para além das etapas de tratamento do processo Da presente invenção.

[0074] A primeira composição de polissiloxano substancialmente reticulável A tem preferivelmente uma viscosidade que é suficientemente baixa de tal modo que esta possa ser aplicada na superfície da câmara expansível de uma maneira uniforme por meio de uma esponja, pulverização ou espalhamento ou outros sistemas adequados. Para fazer isto, tal composição contém componentes com baixa viscosidade ou esta é dispersada em um solvente ou uma emulsão aquosa é alcançada, preferivelmente a emulsão aquosa contém cerca de 75% de água. A fase volátil é preferivelmente eliminada por meio de tratamento térmico em um forno.

[0075] Preferivelmente, a primeira composição de polissiloxano substancialmente reticulável A tem uma viscosidade compreendida entre 50 Centipoise (Cp) e 2000 Cp, mais preferivelmente compreendida entre 75 Cp e 1800 Cp a 21°C.

[0076] A viscosidade pretende ser medida por meio de Brookfield LVT Spindle 2 a 60 RPM a 21°C.

[0077] Preferivelmente, a primeira composição de polissiloxano substancialmente reticulável A tem um resíduo sólido (fase não volátil determinado por meio de TGA até 160°C) compreendido entre 15% e 45%, mais preferivelmente compreendido entre cerca de 20% e 40%.

[0078] A presente invenção refere-se também a uma câmara expansível para aparelhos de vulcanização que podem ser preparados com o processo da presente invenção.

[0079] A presente invenção também se refere a uma câmara expansível para aparelhos de vulcanização e moldagem de pneus para rodas de veículos, possuindo na superfície externa uma película multicamada compreendendo polissiloxano substancialmente reticulado.

[0080] A presente invenção refere-se finalmente a um aparelho de vulcanização e moldagem de pneus, que compreende uma câmara expansível tratada como descrito acima.

[0081] Características e vantagens adicionais serão mais claras a partir da descrição detalhada de uma modalidade preferida, mas não exclusiva de um aparelho para moldagem e vulcanização de pneus para rodas de veículos de acordo com a presente invenção.

DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0082] Tal descrição apresentada a seguir com referência aos desenhos anexos, fornecidos apenas como um exemplo não limitativo, no qual: - a figura 1 ilustra esquematicamente, em seção diametral, um molde de vulcanização em um etapa inicial de um processo de moldagem e vulcanização; - a figura 2 mostra esquematicamente, em meia seção radial, um pneu para rodas de veículo; Com referência à figura 1, o número de referência 1 global indica um molde de vulcanização pertencente a uma instalação de construção de pneus.

[0083] O processo de vulcanização e moldagem é executado pela introdução do pneu cru 100, dentro de uma cavidade de moldagem 2 do molde de vulcanização 1, tendo a dita cavidade 2 uma forma correspondente à forma externa a conferir a O pneu 100 uma vez moldado e vulcanizado.

[0084] O pneu cru 100, uma vez encerrado no molde 1, é pressionado contra as paredes de contenção que têm relevos adequados para determinar a formação de um desenho de banda de rodagem específico.

[0085] Subsequentemente ou ao mesmo tempo que a etapa de prensagem, calor é administrado ao pneu cru 1 de maneira que seja determinada a reticulação do material elastomérico que constitui o próprio pneu.

[0086] Como é visível na figura 1, o molde 1 tem um par de invólucros 3 axialmente opostos que podem ser acoplados mutuamente em um plano equatorial P. Cada um dos invólucros 3 compreende uma superfície de trabalho 4 arranjada para operar sobre talões 103 e sobre paredes laterais 108 do pneu cru 1.

[0087] Os invólucros 3 mutuamente adjacentes no plano equatorial P acima mencionado também definem uma superfície circunferencial 7 arranjada para operar contra a banda de rodagem do pneu cru 100 a ser vulcanizado.

[0088] O pneu cru 100, uma vez encerrado no molde 1, é pressionado contra as paredes de contenção devido a uma câmara de vulcanização expansível 9.

[0089] A câmara expansível para aparelhos de vulcanização e moldagem de pneus compreende pelo menos uma borracha reticulável selecionada dentre as borrachas naturais ou sintéticas, por exemplo borrachas de isopreno. Preferivelmente, as ditas câmaras expansíveis compreendem um composto com base de borracha butila. A borracha de butila é um copolímero constituído principalmente por isobutileno com pequenas quantidades de monômeros de dieno, com o objetivo de proporcionar insaturação suficiente para permitir que a borracha de butila reticule. Preferivelmente, a borracha de butila é selecionada dentre as borrachas de isobutila; Preferivelmente tais borrachas de isobutila são selecionadas entre homopolímeros de monômero de iso-olefina contendo de 4 a 12 átomos de carbono ou copolímeros obtidos por polimerização de uma mistura compreendendo pelo menos um monômero de iso-olefina contendo de 4 a 12 átomos de carbono e pelo menos um monômero de diolefina conjugado contendo de 4 a 12 átomos de carbono. Preferivelmente, o dito monômero de iso-olefina é selecionado entre os compostos C4-C12, tais como isobutileno, isobuteno, 2-metil-l-buteno, 3-metil- 1-buteno, 2-metil-2-buteno, metil vinil éter, indeno, viniltrimetilssilano, hexeno, 4-metil-l-penteno ou misturas dos mesmos. É preferido o isobutileno.

[0090] Preferivelmente, o dito monômero de diolefina conjugada é selecionado dentre os compostos de C4 a C14, tais como isopreno, 1,3- butadieno, 2,3-dimetil-1,3-butadieno, mirceno, 6,6-dimetil-fulveno, hexadieno, ciclopentadieno, piperileno, ou misturas dos mesmos. É preferido o isopreno.

[0091] Outros monômeros polimerizáveis, tais como estireno, estireno opcionalmente substituído com alquila C1-C4 ou grupos halogêneos, tais como metilestireno, dicloroestireno, podem estar presentes nas borrachas de butila acima mencionadas.

[0092] Mais preferivelmente, as borrachas de butila são selecionadas entre borrachas de butila halogenadas e nitriladas. Ainda mais preferivelmente, as borrachas de butila são selecionadas dentre copolímeros de isobutileno halogenado e p-alquilestireno. Preferivelmente, os ditos copolímeros de isobutileno halogenado e p-alquilestireno são selecionados dentre copolímeros de uma olefina contendo de 4 a 7 átomos de carbono, tal como isobutileno e com um p-alquilestireno, tal como por exemplo p- metilestireno.

[0093] Opcionalmente, o dito composto de base de borracha de butila contém aditivos convencionais, incluindo enchedores, agentes peptizantes, ácido esteárico, aceleradores, agentes de enxofre vulcanizantes, resinas para reticulação, antiozonantes, antioxidantes, óleos de processo, ativadores, iniciadores, plastificantes, óleos diluentes e semelhantes.

[0094] A câmara de vulcanização expansível 9, coberta de acordo com o processo da presente invenção, tem forma substancialmente toroidal.

[0095] A câmara expansível 9 é submetida a um tratamento compreendendo pelo menos dois, preferivelmente pelo menos três ciclos sucessivos para cobertura com a composição de polissiloxano substancialmente reticulável A acima descrita e subsequente reticulação do mesmo de uma maneira a obter uma película de multicamadas constituída por pelo menos duas, preferivelmente pelo menos três camadas com composição de polissiloxano reticulado.

[0096] A câmara de vulcanização expansível 9 tem duas extremidades circunferenciais que suportam respectivos apêndices de ancoragem 10, engatáveis de forma vedante no molde 1, para associar operativamente a câmara expansível 9 com o mesmo molde 1.

[0097] Os apêndices de ancoragem 10 estão conectados ao molde 1 em zonas de ancoragem das superfícies dos invólucros 3 que recebem os talões do pneu cru 100.

[0098] Um duto de fornecimento de vapor, ou outro fluido operativo, obtido no molde 1 escoa no interior da câmara expansível 9, de modo que seja permitida a expansão deste último após a introdução do vapor pressurizado, de modo que o pneu cru 100 seja comprimido contra a parede de contenção do molde 1.

[0099] Tal compressão ocorre preferivelmente de maneira que a superfície radialmente exterior 11 da câmara expansível 9 se aproxime e contacte a superfície radialmente interna 113 do revestimento do pneu cru 100, de acordo com uma sequência de aproximação específica.

[00100] Preferivelmente, na superfície interior 14 da câmara expansível 9, é obtida uma primeira pluralidade de ranhuras 16 em pelo menos uma porção da dita câmara expansível 9.

[00101] Preferivelmente, a dita primeira pluralidade de ranhuras 16 é obtida de acordo com trajetórias que são substancialmente paralelas entre si.

[00102] Preferivelmente, a cobertura das porções pré-definidas da superfície radialmente interior 113 do revestimento do dito pelo menos um pneu cru selecionado com uma segunda composição de polissiloxano substancialmente não reticulável B é realizada nas zonas situadas nas paredes laterais, ainda mais preferivelmente nas zonas situadas nas bordas do pneu e/ou além das bordas em parte da coroa do pneu.

[00103] No final do processo de moldagem e vulcanização, obtém-se um pneu acabado como o mostrado na meia seção radial da figura 2.

[00104] Na figura 2, "a" indica uma direção axial e "X" indica uma direção radial, em particular com X-X é indicada a linha do plano equatorial.

[00105] O pneu 100 para veículos de quatro rodas compreende pelo menos uma estrutura de carcaça, compreendendo pelo menos uma camada de carcaça 101 tendo, respectivamente, abas de terminal opostas engatadas com estruturas de ancoragem anulares respectivas 102, denominadas núcleos de talão, possivelmente associadas a um enchedor de talão 104. O pneu que compreende o núcleo de talão 102 e o material de enchimento 104 forma uma estrutura de talão 103 destinada à ancoragem do pneu em um aro de montagem correspondente, não ilustrado.

[00106] A estrutura de carcaça é usualmente de tipo radial, isto é, os elementos de reforço da pelo menos uma camada de carcaça 101 são encontrados em planos que compreendem o eixo de rotação do pneu e substancialmente perpendiculares ao plano equatorial do pneu. Os ditos elementos de reforço são geralmente constituídos por cordonéis têxteis, por exemplo, rayon, nylon, poliésteres (por exemplo, naftalato de polietileno (PEN)). Cada estrutura de talão está associada à estrutura de carcaça por meio de flexão para trás das bordas laterais opostos da pelo menos uma camada de carcaça 101 em torno da estrutura de ancoragem anular 102 de modo que seja formar as chamadas voltas da carcaça 101a Como ilustrado na figura 2.

[00107] Em uma concretização, o acoplamento entre a estrutura de carcaça e a estrutura de talão pode ser proporcionado por meio de uma segunda camada de carcaça (não representada na figura 2) aplicada em uma posição axialmente externa em relação à primeira camada de carcaça.

[00108] Uma camada antiabrasiva105 feita com material elastomérico é arranjada em uma posição externa de cada estrutura de talão 103.

[00109] A estrutura de carcaça está associada a uma estrutura de correia 106 que compreende uma ou mais camadas de correia 106a, 106b situadas em sobreposição radial uma em relação à outra e em relação à camada de carcaça, tendo tipicamente cordonéis de reforço têxtil e/ou metálicos incorporados em uma camada de Elastomérica.

[00110] Tais cordões de reforço podem ter uma orientação cruzada em relação a uma direção de extensão circunferencial do pneu 100. Por direção "circunferencial" se quer dizer uma direção direcionada genericamente de acordo com a direção de rotação do pneu.

[00111] Na posição radialmente mais externa em relação às camadas de correia 106a, 106b, é aplicada pelo menos uma camada de reforço circunferencial 106c, vulgarmente conhecida como "correia", compreendendo pelo menos uma camada de correia circunferencial.

[00112] A camada de reforço (cinta circunferencial) tipicamente pode compreender uma pluralidade de cordões de reforço têxtil e/ou metálicos.

[00113] Na posição radialmente externa em relação à estrutura de correia 106, é aplicada uma banda de rodagem 109 feita de composto elastomérico, tal como outros produtos semiacabados que formam o pneu 100.

[00114] As paredes laterais respectivas 108 feitas de composto elastomérico são também aplicadas na posição axialmente exterior sobre as superfícies laterais da estrutura de carcaça, estendendo-se cada uma dentre as bordas laterais 110 da banda de rodagem 109 até à respectiva estrutura de talão 103. A porção de pneu compreendida entre as bordas 110 identificam a porção de coroa C do pneu. A estrutura de correia 106 é preferivelmente estendida a tal porção de coroa C, portanto até as bordas 110 na posição radialmente interior em relação à banda de rodagem.

[00115] Na posição radialmente exterior, a banda de rodagem 109 tem uma superfície de rolamento 109a destinada a entrar em contato com o solo. As ranhuras circunferenciais, que estão ligadas por entalhes transversais (não representados na figura 2) de modo que seja definir uma pluralidade de blocos de várias formas e tamanhos distribuídos na superfície de rolamento 109a, são geralmente obtidos nesta superfície 109a que, para a simplicidade é representada lisa na figura 2.

[00116] Uma subcamada 111 pode ser arranjada entre a estrutura de correia 106 e a banda de rodagem 109.

[00117] Uma camada de material elastomérico 112, geralmente conhecida como "revestimento", provido com uma camada radialmente interna 113, suporta a impermeabilidade necessária ao ar de inflação do pneu, e está tipicamente arranjado em uma posição radialmente mais interna em relação à carcaça 101.

EXEMPLOS

[00118] Duas câmaras de vulcanização expansíveis 9 foram tratadas com a primeira composição de polissiloxano substancialmente reticulável A Mono-Lube® 1100 (ChemTrend Corp.) sobre 100% da sua superfície externa. Tais câmaras expansíveis tinham um diâmetro de 540 mm e foram obtidas por moldagem por injeção e reticulação de borracha de butila e resinas fenólicas com superfície externa não lisa a fim de melhorar o vazamento de ar durante a vulcanização do pneu.

[00119] Antes da cobertura, as câmaras foram limpas de impurezas e preparadas para a deposição da composição A por meio da utilização de um solvente de hidrocarboneto. A cobertura foi aplicada com uma esponja e cerca de 20 g de composição foram aplicados para cada cobertura, obtendo-se uma média de espessura residual, após a remoção da fase volátil e após reticulação, de cerca de 7 micrômetros para cada cobertura.

[00120] Depois de cada cobertura, deixou-se a câmara expansível à temperatura ambiente durante cerca de 30 minutos, depois colocou-se no forno a 160°C durante 1 hora para se obter a reticulação da película de polissiloxano e arrefeceu-se à temperatura ambiente (cerca de 25°C), deixando-o sob ar ambiente durante cerca de 6 horas. O tratamento da câmara expansível compreendendo cobertura com uma composição de polissiloxano substancialmente reticulável A e uma reticulação da mesma sobre a primeira câmara expansível (câmara de comparação) foi realizado uma vez enquanto na segunda câmara expansível (câmara de acordo com a invenção), este foi realizado três vezes sucessivas.

[00121] As câmaras foram montadas em um vulcanizador de tipo "posto de pé" para produzir pneus de tamanho 215/50 R17 tendo como superfície radialmente interior do revestimento de uma formulação de bromobutila e uma formulação de enchedor de talão rico em enxofre (1,2% de enxofre no composto).

[00122] Um pneu cru cada seis pneus foram tratados na superfície radialmente interior do revestimento, nos talões e nas paredes laterais e excluindo a porção de coroa, com a composição de polissiloxano substancialmente não reticulável em solução aquosa Mono-Lube® 8186 (ChemTrend Corp.). Antes de ser vulcanizado, o pneu cru foi deixado à temperatura ambiente até a evaporação total da água; depois, procedeu-se à vulcanização normal dos pneus.

NÚMERO DE CICLOS

[00123] O número de ciclos de vulcanização realizados pela segunda câmara expansível (câmara de acordo com a invenção) era superior a 326 ciclos, sem que a câmara tivesse que ser substituída e com qualidade de pneu ótima; a partir de uma examinação visual, os pneus resultados sem falhas e sem uniformidades na superfície radialmente interior do revestimento. O número de ciclos totais da câmara de comparação expansível, em que apenas um tratamento foi aplicado, era inferior a 200; A utilização da câmara foi de fato interrompida quando se observou danos do revestimento dos pneus.

Claims

1. Processo para produção de pneus para rodas de veículos, caracterizado pelo fato de que compreende: a) formar, sobre um tambor de formação, um pneu cru (100); b) arranjar uma câmara de vulcanização expansível (9); c) conformar, moldar e vulcanizar o pneu cru (100), em que arranjar uma câmara de vulcanização expansível (9) compreende: b1) cobrir a superfície externa (11) da dita câmara de vulcanização expansível com uma composição de polissiloxano reticulável A compreendendo: A1) pelo menos um óleo de polissiloxano reativo possuindo grupos OH, A2) pelo menos um reticulante compreendendo pelo menos dois grupos funcionais capazes de reagir com o óleo de polissiloxano reativo A1), e A6) pelo menos um polissiloxano cíclico como solvente b2) reticular dito composição de polissiloxano reticulável A na câmara expansível; b3) repetir pelo menos uma vez as operações mencionadas acima b1) e b2) consecutivamente, antes de iniciar a vulcanização do primeiro pneu cru.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as operações B1) e B2) são realizadas pelo menos três vezes.

3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que depois de b1), o dito processo compreende: b11) remover de pelo menos uma fase volátil da dita composição de polissiloxano reticulável A.

4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a composição de polissiloxano reticulável A compreende: A3) pelo menos um óleo de polissiloxano não reativo.

5. Processo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que na composição de polissiloxano reticulável A, a razão em peso entre o óleo de polissiloxano A3 não reativo) e o polissiloxano reativo óleo A1) é inferior a 1.

6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a composição de polissiloxano reticulável A compreende: A4) um catalisador de reticulação.

7. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a composição de polissiloxano reticulável A compreende: A5) pelo menos uma resina de polissiloxano possuindo grupos hidroxila condensáveis e unidades siloxílicas.

8. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o peso molecular do solvente A6) é inferior a 1000 Dalton.

9. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o solvente A6) é selecionado entre octametilciclotetrasiloxano, decametilciclopentasiloxano, dodecametilciclohexasiloxano, tetradecametilcicloheptasiloxano, hexadecametilciclooctasiloxano e misturas dos mesmos.

10. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a composição de polissiloxano reticulável A compreende: pelo menos dois agentes de reticulação diferentes A2) compreendendo pelo menos dois grupos funcionais capazes de reagir com o polissiloxano reativo óleo A1).

11. Processo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que os diferentes agentes de ligação cruzada A2) são metiltrietoxisilano e polimetil-hidrogénio-silano.

12. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o peso molecular do polissiloxano reativo óleo A1) ou do óleo de polissiloxano A3 não reativo) é maior do que 590 Dalton.

13. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a composição de polissiloxano reticulável A é aplicada por meio de uma esponja, por pulverização ou espalhando.

14. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que depois de cada aplicação da composição de polissiloxano reticulável A sobre a superfície externa da câmara expansível, a ligação cruzada do reticulável polissiloxano composição A pode ser realizada através de aquecimento ou à temperatura ambiente, eventualmente na presença de um catalisador de reticulação.

15. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a reticulação ocorre por meio de aquecimento a uma temperatura de pelo menos 120 ° C.

16. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a ligação cruzada ocorre durante um tempo compreendido entre 30 minutos e 2 horas.

17. Processo para tratamento de uma câmara expansível para vulcanização de pneu e aparelhos de moldagem, caracterizado pelo fato de que compreende: b1) cobrir a superfície externa da dita câmara de vulcanização expansível com uma composição de polissiloxano reticulável A compreendendo: A1) pelo menos um óleo de polissiloxano reativo possuindo grupos OH, A2) pelo menos um reticulante compreendendo pelo menos dois grupos funcionais capazes de reagir com o polissiloxano reativo óleo A1) A6) pelo menos um polissiloxano cíclico como solvente b2) reticular dita composição de polissiloxano reticulável A na câmara expansível; b3) repetir pelo menos uma vez as mencionadas operações b1) e b2) consecutivamente, antes de iniciar a vulcanização do primeiro pneu cru.

18. Processo para tratamento de uma câmara expansível para vulcanização de pneu e aparelhos de moldagem de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que para cada camada do filme de múltiplas camadas da câmara expansível pelo menos 10 g/m2 e não mais do que 50 g/m2 de uma composição de polissiloxano reticulável A são aplicados.

19. Processo para tratamento de uma câmara expansível para vulcanização de pneu e aparelhos de moldagem de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que para cada revestimento da câmara expansível, o dito pedido de polissiloxano reticulável composição A e a remoção do dito pelo menos uma fase volátil da dita composição de polissiloxano a são realizadas de uma maneira tal que, após a reticulação, a espessura restante de cada camada simples de película com múltiplas camadas da câmara expansível é pelo menos 3 micrômetros.

20. Câmara expansível para vulcanização de pneu e aparelhos de moldagem, caracterizado pelo fato de que tem uma película de multicamadas na superfície externa compreendendo polissiloxano reticulada, preparada de acordo com o processo reivindicado como definido em qualquer uma das reivindicações 17 a 19.

21. Aparelho para vulcanização e moldagem de pneus para rodas de veículos, caracterizado pelo fato de que compreende uma câmara expansível como definido na reivindicação 20.