BRPI0600165B1 - processo de produção de um pneumático com um selante embutido - Google Patents
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Abstract
"processo de produção de um pneumático" um processo e um aparelho para produzir um pneumático com um selante embutido é proporcionado. o processo inclui as etapas de montar um pano-forro interno em um tambor de construção de pneumático, extrusão de uma composição selante em tiras tendo costados cuneiformes, cortar a tira a um comprimento desejado, montar o selante no pano-forro interno, e estratificar um ou mais componentes do pneumático sobre o selante.
Description
"PROCESSO DE PRODUÇÃO DE UM PNEUMÁTICO COM UM SELANTE EMBUTIDO" CAMPO TÉCNICO
Esta invenção se refere a um processo e a um aparelho para produzir e aplicar um selante de furo em componentes de pneumático montados em um tambor de construção de pneumático.
DEFINIÇÕES "Relação de aspecto" significa a relação de uma altura de seção de pneumático para a sua largura da seção. "Axial" e "axialmente" significam as linhas ou direções que são paralelas ao eixo de rotação do pneumático. "Talão" ou "núcleo de talão" significa geralmente que em parte do pneumático compreendendo um elemento de carga de ruptura anular, os talões radialmente internos são associados com a retenção do pneumático no aro, sendo envolvidos pelos cordões de lona e moldados, com ou sem outros elementos de reforço, tais como cobre-talões, protetores de unhas de borracha e agentes antiatrito. "Estrutura de correia" ou "correias de reforço" significam pelo menos duas camadas ou lonas anulares de cordões paralelos, tecidas ou não tecidas, subjacentes à banda de rodagem, não ancoradas no talão e tendo ambos os ângulos dos cordões direito e esquerdo na faixa de 17° a 21° com relação ao plano equatorial do pneumático. "Pneumático de lonas obliquas" significa que os cordões de reforço na lona da carcaça se estendem diagonalmente através do pneumático de talão em talão em torno de um ângulo de 25 - 65° com relação ao plano equatorial do pneumático, os cordões das lonas se estendendo em ângulos opostos em camadas alternadas. "Amortecedores" ou "amortecedores de pneumáticos" significam o mesmo que correia ou estrutura de correia ou correias de reforço. "Carcaça" significa um laminado de material de lona de pneumático e outros componentes de pneumático cortados a um comprimento adequado para união, ou já unido, em uma forma cilíndrica ou toroidal. Outros componentes podem ser adicionados à carcaça antes desta ser vulcanizada para criar o pneumático moldado. "Circunferencial" significa linhas ou direções se estendendo ao longo do perímetro da superfície da banda de rodagem anular, perpendicular à direção axial; pode também referir—se à direção dos conjuntos de curvas circulares adjacentes, cujos raios definem a curvatura axial da banda de rodagem, como de uma visão em seção transversal. "Cordão" significa um dos filamentos de reforço, incluindo fibras, que são usados para reforçar as lonas. "Pano-forro interno" significa a camada ou camadas de elastômero, ou outro material, que formam a superfície interna de um pneumático sem câmara e que contêm o fluido de inflação dentro do pneumático. "Insertos" significam o reforço crescente, ou em forma de cunha, usado tipicamente para reforçar os costados de pneumáticos do tipo que roda vazio; também refere-se à inserto de forma não crescente elastomérico que fica subjacente à banda de rodagem. "Lona" significa uma camada reforçada com cordões de cordões paralelos revestidos com elastômero, dispostos radialmente ou de outro modo. "Radial" e "radialmente" significam direções radialmente na direção ou para longe do eixo de rotação do pneumático. "Estrutura de lonas radiais" significa que a uma ou mais lonas da carcaça, ou que pelo menos uma lona, tenha cordões de reforço orientados a um ângulo entre 65 e 90° com relação ao plano equatorial do pneumático. "Pneumático de lonas radiais" significa um pneumático limitado circunferencialmente ou cintado, no qual os cordões das lonas, que se estendem de talão em talão, são dispostos em ângulos dos cordões entre 65° e 90° com relação ao plano equatorial do pneumático. "Costado" significa uma porção de um pneumático entre a banda de rodagem e o talão. "Chanfro" ou "ângulo de chanfradura" se refere ao ângulo de corte de uma lâmina com relação ao material sendo cortado; o ângulo de chanfradura é medido com relação ao plano do material plano sendo cortado. "Estrutura laminada" significa uma estrutura não vulcanizada feita de uma ou mais camadas de componentes do pneumático ou elastoméricos, tais como pano-forro interno, costados e camada de lona adicional.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A estrutura, a operação e a vantagem da invenção vão ficar mais evidentes por consideração da descrição apresentada a seguir, feita em conjunto com os desenhos em anexo, em que: A Figura 1 é uma vista esquemática de uma seção transversal do pneumático com selante; e A Figura 2 é uma vista esquemática de uma seção transversal das camadas de selante, barreira e pano-forro interno.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
Referindo-se agora à Figura 1, ilustra-se uma vista em seção transversal de um pneumático auto-selante construído de acordo com a invenção. O pneumático 2 inclui costados 3, uma carcaça de pneumático de suporte 4, um par de talões 5, um pano-forro interno 6, uma camada selante 7, uma camada de barreira 9 e uma banda de rodagem circunferencial externa 8. Os costados 3 se estendem radialmente para dentro das bordas externas axiais da porção banda de rodagem 8, para unirem-se aos respectivos talões. A carcaça 4 age como uma estrutura de suporte para a banda de rodagem e os costados e é compreendida de uma ou mais camadas de lona. A camada selante 7 é mostrada disposta entre o pano-forro interno 6 e uma camada de barreira 9. A camada selante 7 pode ser também disposta em diferentes locais, como descrito em mais detalhes abaixo. A região da banda de rodagem 8 forma uma região de corda da carcaça. Na região interna da banda de rodagem, há geralmente uma ou mais correias 18. A região superficial da banda de rodagem forma um modelo de banda de rodagem. A camada selante 7 pode compreender composições poliméricas, como descrito na patente U.S. 4.895.610, que é aqui incorporada por referência na sua totalidade. As composições poliméricas descritas nela incluem a seguinte composição em peso: 100 partes de um copolimero de borracha butilica, cerca de 10 a cerca de 40 partes de negro de fumo, cerca de 5 a cerca de 35 partes de poliisobutileno, cerca de 5 a cerca de 35 partes de um extensor de óleo, cerca de 0 a cerca de 1 parte de enxofre, e de cerca de 1 a 8 partes de um agente de vulcanização de peróxido. Uma segunda composição polimérica inclui a seguinte composição em peso: 100 partes de um copolimero de borracha butilica, cerca de 20 a cerca de 30 partes de negro de fumo, cerca de 8 a cerca de 12 partes de poliisobutileno, cerca de 8 a cerca de 12 partes de um extensor de óleo, cerca de 0,1 a cerca de 0,4 parte de enxofre, e de cerca de 2 a 4 partes de um agente de vulcanização de peróxido. A camada selante 7 também pode compreender uma composição polimérica colorida, como descrito no pedido de patente pendente U.S. 10/917.620, depositado em 13 de agosto de 2004, que é aqui incorporada por referência na sua totalidade. A composição polimérica colorida é compreendida, com base em partes em peso por 100 partes em peso da dita borracha butilica parcialmente despolimerizada, exclusive de negro de fumo: (A) uma borracha butilica parcialmente despolimerizada por organoperóxido, como um copolimero de isobutileno e isopreno, em que a dita borracha butilica, antes dessa despolimerização, é compreendida de cerca de 0,5 a cerca de 5, de preferência dentro de uma faixa de 0,5 por cento de unidade derivada de isopreno, e, correspondentemente, de cerca de 95 a cerca de 99,5, de preferência, dentro de uma faixa de 99 a 99,5 por cento em peso de unidades derivadas de isobutileno; (B) enchimento de reforço particulado compreendido de: (1) cerca de 20 a cerca de 50 phr (partes por cento) de silica amorfa sintética, de preferência, silica precipitada; ou (2) cerca de 15 a cerca de 30 phr de silica amorfa sintética, de preferência, silica precipitada, e cerca de 5 a cerca de 20 phr de argila, de preferência, argila caulim; ou (3) cerca de 15 a cerca de 30 phr de silica amorfa sintética, de preferência, silica precipitada, e cerca de 5 a cerca de 20 phr de carbonato de cálcio; (4) cerca de 15 a cerca de 30 phr de silica amorfa sintética, de preferência, silica precipitada, e cerca de 5 a cerca de 15 phr de argila, de preferência, argila caulim, e cerca de 5 a cerca de 15 phr de carbonato de cálcio; (C) de zero a 6, alternativamente, cerca de 0,5 a cerca de 5 phr de fibras orgânicas curtas; (D) um colorante diferente de um para cor preta, em que o dito colorante é selecionado de pelo menos um de pigmentos orgânicos, pigmentos inorgânicos e corantes, de preferência, de pigmentos orgânicos e pigmentos inorgânicos; e (E) de zero a cerca de 20, alternativamente cerca de 2 a cerca de 14 phr de óleo de processamento de borracha, de preferência, um óleo de processamento de borracha tendo um teor aromático máximo de cerca de 15 por cento em peso e, de preferência, um teor naftênico em uma faixa de cerca de 35 a cerca de 45 por cento em peso e, de preferência, um teor parafinico em uma faixa de cerca de 45 a cerca de 55 por cento em peso.
Outras composições poliméricas selantes, que podem ser utilizadas pela invenção, são descritas na patente U.S. 6.837.287, que é aqui incorporada por referência na sua totalidade.
Além disso, qualquer composição polimérica selante também pode ser usada com a invenção, que tem uma composição de borracha butilica e um agente de vulcanização de organoperóxido, que fica ativado em altas temperaturas acima de 100°C.
Uma primeira modalidade de produção de um pneumático é descrita a seguir. A composição polimérica selante é misturada usando um misturador Banbury, em um local remoto opcional da fábrica de construção de pneumático ou na fábrica de construção de pneumático. Após a composição polimérica ser misturada, a composição polimérica é depois laminada e conformada em folhas do material, em que as folhas são separadas entre elas por panos-forro revestidos com silicone. Um exemplo de um pano-forro revestido com silicone, que vai se separar da composição polimérica, é um pano de fibra de vidro não tecido revestido com silicone (revestido em ambos os lados do pano-forro), produzido pela Precision Coating Co., Inc., de Dedham, MA e vendido com o nome comercial S/W 10. Outro exemplo de um pano-forro, que vai se separar da composição polimérica, é um pano de náilon revestido com siloxano, produzido pela Highland Industries. A seguir, as folhas da composição polimérica selante são separadas do pano-forro e alimentadas a um ou mais laminadores ou cilindros de calandra aquecidos, que quebram o composto e o amolecem por aquecimento. Um ou mais dos laminadores pode ou podem ser corrugado(s) opcionalmente. Os cilindros são preferivelmente aquecidos a uma temperatura suficiente para impedir aderência ao selantes aos cilindros. O um ou mais laminadores produz (em) uma tira continua de composição polimérica selante com uma largura de 15,2 a 22,8 centímetros (6 a 9 polegadas) de largura. A seguir, a tira contínua de composição polimérica selante é alimentada como tira a uma extrusora do tipo rosca de alimentação quente, na qual a composição polimérica selante é aquecida a cerca de 93,3 a cerca de 104, 4°C (cerca de 200 a cerca de 220°F), particularmente, na faixa de cerca de 101,7 a cerca de 102,8°C (cerca de 215 a cerca de 217°F). A extrusora tem uma matriz para formar uma composição polimérica selante na sua forma final, que é mostrada na Figura 2. A forma final do selante tem uma forma de seção transversal que tem superfícies superior e inferior, que são aproximadamente paralelas, com costados angulados ou cuneiformes. O ângulo das bordas cuneiformes varia de cerca de 15 a cerca de 30 graus. A largura não curada do selante é cerca de 15,2 centímetros (6 polegadas) a cerca de 22,8 centímetros (9 polegadas), ou uma largura suficiente para estender-se de ombro a ombro do pneumático. A espessura não curada do selante é cerca de 0,635 centímetro (0,25 polegada), embora a faixa da espessura e da largura possa variar, dependendo da aplicação. A espessura não curada pode variar de cerca de 0,13 centímetro (0,05 polegada) a cerca de 1,90 centímetro (0,75 polegada). Por exemplo, se o selante for usado em um pneumático para carros de passeio, uma espessura não curada de cerca de 0,32 centímetro (0,125 polegada) pode ser desejada, enquanto que para um pneumático para caminhão, uma espessura não curada de cerca de 0,635 centímetro (0,25 polegada) pode ser desejada.
Uma extrusora de alimentação a frio também pode ser utilizada, eliminando a necessidade para preaquecimento da composição polimérica selante. Os controles da temperatura interna da extrusora de alimentação a frio podem ser utilizados para aquecer a composição na faixa de cerca de 93,3 a cerca de 104,4°C (cerca de 200 a cerca de 220°F), particularmente, na faixa de cerca de 101,7 a cerca de 102,8°C (cerca de 215 a cerca de 217°F). A descarga da extrusora é alimentada a uma correia-transportadora. A composição polimérica selante extrudada pode ser depois opcionalmente aspergida com água ou gás resfriado, para resfriar a composição polimérica selante abaixo de cerca de 37,8°C (100°F). O selante extrudado pode ser depois cortado a um comprimento com uma faca aquecida ou faca ultra-sônica e depois a composição pode ser armazenada em caçambas de armazenamento ou coletores de retenção de bandejas de aço.
Durante todo o processamento do selante antes da vulcanização, prefere-se que a temperatura do selante fique abaixo da temperatura de ativação do peróxido.
Em uma segunda modalidade da invenção, uma extrusora de bomba de engrenagem pode ser utilizada, eliminando a necessidade para preaquecimento da composição polimérica selante. A variação da velocidade da extrusora pode controlar independentemente a temperatura da composição selante. Além disso, a bomba de engrenagem é um dispositivo de volume constante, que vai permitir a aplicação da composição selante diretamente no tambor de construção de pneumático. Uma vantagem da extrusora de bomba de engrenagem é a de propiciar a partida e a interrupção da saida de extrudado, sem perder material.
Uma terceira modalidade de um processo de fabricação para produzir um pneumático com uma camada selante é descrita a seguir. Primeiro, a composição polimérica selecionada para uso na camada selante 7 é misturada em um misturador Banbury. A composição polimérica é depois alimentada a uma extrusora, ou uma extrusora de alimentação quente ou uma extrusora de alimentação fria. A extrusora tem um mecanismo de alimentação de rosca e uma matriz. A matriz é moldada para formar uma forma de seção transversal do selante extrudado, como mostrado na Figura 2. A forma da seção transversal do selante é aproximadamente um retângulo alongado com bordas externas chanfradas ou anguladas. A saida de tira da extrusora tem uma largura na faixa de cerca de 15,2 a cerca de 20,3 centímetros (cerca de 6 a cerca de 8 polegadas). A tira é extrudada em um pano espaçador, que tem espaçadores na parte lateral do pano, para garantir que a composição não fica deformada, quando laminada e armazenada em um carretei. O carretei pode ser depois transportado para o tambor de construção de pneumático, no qual a composição selante é cortada no comprimento desejado e montada no pneumático. A camada selante em todas as modalidades descritas acima pode ser posicionada entre o pano-forro interno e a camada de barreira, ou entre o pano-forro interno e a carcaça. Prefere-se que a camada selante seja completamente embutida ou encapsulada entre as camadas de borracha, para impedir migração do selante. A camada selante embutida pode ser, por exemplo, posicionada entre uma camada de borracha de pano-forro interno de pneumático e uma carcaça de pneumático, ou entre duas das camadas de borracha do pano-forro interno de pneumático, em que a dita camada selante pode: (A) estender-se de um ombro do pneumático pela região de abaulamento do pneumático; (B) ser posicionada em pelo menos uma região da área do ombro e estender-se para pelo menos uma porção da porção costado de pneumático adjacente do pneumático; ou (C) estender-se de costado em costado pela região de abaulamento do pneumático.
Quando a camada selante é posicionada entre uma primeira camada de borracha e uma segunda camada de borracha, prefere-se que a união selante seja localizada em um local diferente da união das primeira e segunda camadas. Prefere- se também que a união selante seja esticada,, antes da segunda camada de borracha ser adicionada sobre ela. A espessura da camada de composição selante pode variar bastante em um pneumático contendo selante de furo não vulcanizado. Geralmente, a espessura da camada de composição selante pode variar de cerca de 0,13 cm (0,05 polegada) a cerca de 1,90 cm (0,75 polegada) . Em pneus de carros de passeio, deseja-se normalmente que a composição selante tenha uma espessura de cerca de 0,32 cm (0,125 polegada), enquanto que para pneumáticos de caminhão, uma espessura igual ou superior a cerca de 0,635 cm (0,25 polegada) pode ser desejada.
Após os pneumáticos de borracha não vulcanizados desta invenção terem sido montados, são vulcanizados usando um ciclo de cura de pneumático normal. Os pneumáticos desta invenção podem ser curados em uma ampla gama de temperaturas. Por exemplo, os pneumáticos de carros de passeio podem ser curados a uma temperatura variando de cerca de 130°C a cerca de 170°C e os pneumáticos de caminhões podem ser curados a uma temperatura variando de cerca de 130°C a cerca de 170°C. Desse modo, uma temperatura de cura pode variar, por exemplo, de cerca de 130°C a cerca de 170°C e por um periodo de tempo (por exemplo, de cerca de 10 a cerca de 45 minutos ou mais, dependendo um pouco do tamanho do pneumático e do grau de despolimerização desejado da borracha butilica, bem como da espessura da própria camada selante) e suficiente para despolimerizar pelo menos parcialmente a dita camada precursora selante para a propriedade fisica do módulo de armazenamento (G') mencionada acima. Na prática, um período de tempo usado para vulcanizar os pneumáticos, em um molde adequado, pode ter, por exemplo, uma duração de cerca de 10 a 14 minutos para um pneumático para carros de passeio e por cerca de 25 a cerca de 55 minutos para um pneu de caminhão.
Ainda que determinados modalidades e detalhes representativos tenham sido mostrados com a finalidade de ilustrar a invenção, vai-se considerar que há ainda na técnica que várias variações e modificações podem ser feitas nela, sem que se afaste do espírito ou âmbito da invenção.
Claims (5)
1. Processo de produção de um pneumático com um selante embutido, CARACTERIZADO por compreender as etapas de montar um pano-forro interno (6) em um tambor de construção de pneumático e extrudar uma composição selante compreendendo colorante diferente de um para cor preta, em que o dito colorante é selecionado de pelo menos um dentre pigmentos orgânico, pigmentos inorgânico e corantes, em pelo menos uma tira (7), cortar a pelo menos uma tira (7) em um comprimento desejado, montar a pelo menos uma tira cortada no comprimento sobre o pano-forro interno (6); e estratificar um componente de pneumático (9) sobre a pelo menos uma tira (7) cortada no comprimento montado sobre o pano-forro interno (6), a tira tendo uma largura que se estende de ombro a ombro do pneumático ou uma largura na faixa de 15,2 a 22,8 cm e uma espessura de 0,13 a 1,9 cm.
2. Processo de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o selante tem uma largura na faixa de cerca de 15,2 a 20,3 cm.
3. Processo de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o selante é colorido.
4.
Processo de acordo com a reivindicação 1, em que o selante é CARACTERIZADO por: com base em partes em peso por 100 partes em peso da dita borracha butilica parcialmente despolimerizada, exclusive de negro de fumo, (A) uma borracha butilica parcialmente despolimerizada por organoperóxido, como um copolimero de isobutileno e isopreno, em que a dita borracha butilica, antes dessa despolimerização, é compreendida de cerca de 0,5 a 5 por cento de unidades derivadas de isopreno, e, correspondentemente, de cerca de 95 a 99,5 por cento em peso de unidades derivadas de isobutileno; (B) enchimento de reforço particulado compreendido de: (1) de 20 a 50 phr de silica amorfa sintética; ou (2) de 15 a 30 phr de silica amorfa sintética, de preferência silica precipitada, e cerca de 5 a 20 phr de argila; ou (3) de 15 a 30 phr de silica amorfa sintética e cerca de 5 a 20 phr de carbonato de cálcio; ou (4) cerca de 15 a 30 phr de silica amorfa sintética e cerca de 5 a 15 phr de argila e cerca de 5 a 15 phr de carbonato de cálcio; (C) de zero a 6 phr de fibras orgânicas curtas; (D) um colorante diferente de um para cor preta, em que o dito colorante é selecionado de pelo menos um dentre pigmentos orgânicos, pigmentos inorgânicos e corantes; e (E) de zero a 20 phr de óleo de processamento de borracha.
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| CN101003186A (zh) | 2007-07-25 |
| CN100548650C (zh) | 2009-10-14 |
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