BRPI0905137A2 - método e aparelho para construir um pneumático com um selante de furo - Google Patents

Abstract

MéTODO E APARELHO PARA CONSTRUIR UM PNEUMáTICO COM UM SELANTE DE FURO. é divulgado um pneumático com um selante incorporado que compreende: costados, uma carcaça de pneumático de suporte composta por uma ou mais camadas de lona, um par de talões e uma banda de rodagem circunferencial externa, em que os costados se estendem radialmente para dentro das bordas externas axiais da parte da banda de rodagem para se unir nos respectivos talões, e uma camada de selante disposta entre o panoforro interno e uma camada de cobertura, a carcaça do pneumático tendo uma camada radialmente mais interna, em que o selante fica localizado sobre o dito revestimento permeável a gás, e tendo uma primeira borda externa e uma segunda borda externa, em que, em cada lado do dito selante contiguo à primeira borda externa e à segunda borda externa, há duas ou mais camadas de pano-forro interno de borracha de butila.

Description

"MÉTODO E APARELHO PARA CONSTRUIR UM PNEUMÁTICO COM UMSELANTE DE FURO"

Este pedido reivindica o benefício do pedido provisório US 61/140.133, depositadoem 23 de dezembro de 2008, e o incorpora pela referência.

Campo Técnico

Esta invenção diz respeito a um método e aparelho para fazer um pneumático comum selante de furo.

Antecedentes da Invenção

É conhecido na tecnologia anterior aplicar vedações de furo feitas de borracha oumaterial plástico de vedação de furo na parte da coroa do pneumático, de forma que, quan-do um objeto afiado, tal como um prego, furar o "pneumático, o selante de furo do pneumáti-co forme uma vedação ao redor do furo. Selantes de furo de pneumático desta naturezatendem a ser bastante espessos, e têm uma espessura da ordem de cerca de quatro a seisvezes a espessura de um pano-forro interno típico. Assim, da forma mostrada na figura 1,camadas adicionais do pano-forro interno 20 são usadas para prender o selante de furo 7 nolugar. Estas camadas extras de pano-forro interno aumentam os custos e o peso ao pneu-mático, e podem contribuir adicionalmente para o aumento do calor. Assim, uma melhorconstrução de um pneumático com uma camada de selante de furo é desejada.

Definições

"Razão de Aspecto" significa a razão da altura da seção de um pneumático pelasua largura da seção.

"Axial" e "axialmente" significam as linhas ou direções que são paralelas ao eixogeométrico de rotação do pneumático.

"Carcaça" significa um laminado do material da lona do pneumático e de outroscomponentes do pneumático cortado no comprimento adequado para emenda, ou já emen-dado, em uma forma cilíndrica ou toroidal. Componentes adicionais podem ser adicionadosna carcaça antes de ela ser vulcanizada para criar o pneumático moldado.

"Circunferencial" significa linhas ou direções que se estendem ao longo do períme-tro da superfície da banda de rodagem anular perpendicular à direção axial. Ele tambémpode dizer respeito à direção dos jogos das curvas circulares adjacentes cujos raios definema curvatura axial da banda de rodagem visualizada em seção transversal.

"Cordonel" significa um dos fios reforçados, incluindo fibras, que são usados parareforçar as lonas.

"Pano-forro interno" significa a camada ou camadas de elastômero ou outro materi-al que forma a superfície interior de um pneumático sem câmara de ar e que contém o fluidode inflação no pneumático.

"Lona" significa uma camada reforçada com cordonel de cordonéis revestidos comelastômero, radialmente desdobrados ou de outra forma paralelos.

"Radial" e "radialmente" significam direções radialmente voltadas para a direção oupara longe do eixo geométrico de rotação do pneumático.

"Estrutura de Lona Radial" significa as uma ou mais lonas da carcaça ou que pelomenos uma lona tem cordonéis de reforço orientados em um ângulo entre 65 0 e 90 ° emrelação ao plano equatorial do pneumático.

"Pneumático de Lona Radial" significa um pneumático com correia ou circunferen-cialmente restrito no qual os cordonéis da lona, que se estendem de talão para talão, sãocolocados em ângulos de cordonel entre 65 ° e 90 ° em relação ao plano equatorial do pneu-mático.

"Costado" significa uma parte cfé um pnèumático entre a banda de rodagem e o talão.

"Chanfro" ou "ângulo de chanfro" dizem respeito ao ângulo de corte de uma facaem relação ao material que está sendo cortado; o ângulo de chanfro é medido em relaçãoao plano do material chato que está sendo cortado.

"Estrutura do laminado" significa uma estrutura não vulcanizada feita de uma oumais camadas de pneumático ou componentes de elastômeros, tais como o pano-forro in-terno, costados e camada de lona opcional.

Descrição Resumida dos Desenhos

A estrutura, operação e vantagem da invenção ficarão adicionalmente aparentesmediante consideração da seguinte descrição tomada em conjunto com os desenhos ane-xos, em que:

a figura 1 é uma vista esquemática simplificada de uma seção transversal de umlaminado que contém a camada do selante da tecnologia anterior;

a figura 2 é uma vista seccional transversal do laminado que contém o selante dapresente invenção; e

a figura 3 é uma vista seccional transversal de um pneumático curado com barreirada presente invenção.

Descrição Detalhada da Invenção

Agora, em relação à figura 1, é ilustrada uma vista seccional transversal de um la-minado que contém uma camada de selante para formar um pneumático autovedante. Opneumático (não mostrado) pode ser qualquer tipo de pneumático, tais como um pneumáti-co de caminhão, um pneumático de caminhonete ou um pneumático de carro de passeio. Opneumático (não mostrado) inclui costados, uma carcaça de pneumático de suporte, um parde talões e uma banda de rodagem circunferencial externa. Os costados se estendem radi-almente para dentro das bordas externas axiais da parte da banda de rodagem para se unirnos respectivos talões. A carcaça age como uma estrutura de suporte para a banda de ro-dagem e os costados, e é composta por uma ou mais camadas de lona.

Da forma mostrada na figura 2, a carcaça do pneumático da presente invenção temuma camada protetora radialmente mais interna 10 para impedir a contaminação da bexigade cura do pneumático com material selante que, no geral, é semi-sólido. Esta camada pro-tetora pode ser feita de uma borracha de butila ou de uma borracha de uso geral, em virtudede as propriedades de barreira não ser necessárias para esta camada. A camada tambémpode ser material poroso, tipo não tecido, que impedirá a formação de bolha de gases apri-sionados gerados durante a degradação do precursor do selante. A seguir, uma camada deselante incorporado 7 é aplicada por cima da camada protetora 10, ou radialmente para foradela. A camada do selante 7 pode ter uma largura menor do que a largura do rodo 30. Emcada lado da camada do selante 7, doas até três camadas do pano-forro interno 20 feitas deborracha de butila são aplicadas. Uma camada do rodo 30 é aplicada sobre o pano-forrointerno e a camada do selante.

A vantagem em relação à supradescrita construção do pneumático é a economia deborracha de butila. A camada do selante é utilizada para fornecer as propriedades de barrei-ra necessárias em função da sua composição de borracha de butila. Assim, pano-forro in-terno em excesso é eliminado, resultando em menos peso do pneumático, um pneumáticomais econômico e menor geração de calor no pneumático.

Composição do Selante

O selante 7 pode incluir qualquer composição do selante adequada com proprieda-des de barreira conhecidas pelos versados na técnica, tais como composições de borrachaou elastômero e composições de plástico. Uma composição de polímero adequada para usoé descrita na patente US 4.895.610, cuja íntegra é incorporada pela referência. As composi-ções de polímero aqui descritas incluem a seguinte composição em peso: 100 partes de umcopolímero de borracha de butila, cerca de 10 até cerca de 40 partes de negro-de-fumo,cerca de 5 até cerca de 35 partes de um extensor de óleo, e de cerca de 1 até 8 partes deum agente de vulcanização peróxido. Uma segunda composição de polímero inclui a seguin-te composição em peso: 100 partes de um copolímero de borracha de butila, cerca de 20até cerca de 30 partes de negro-de-fumo, cerca de 8 até cerca de 12 partes de um extensorde óleo, e de cerca de 2 até 4 partes de um agente de vulcanização peróxido.

O selante 7 também pode compreender uma composição de polímero colorida, daforma descrita na patente US 7.073.550, cuja íntegra é aqui incorporada pela referência. Acomposição de polímero colorida é composta, com base nas partes em peso por 100 partesem peso da dita borracha de butila parcialmente despolimerizada exclusiva de negro-de-fumo, por:

(A) uma borracha de butila parcialmente despolimerizada com organoperóxido co-mo um copolímero de isobutileno e isopreno, em que a dita borracha de butila, antes de taldespolimerização, é composta por cerca de 0,5 até cerca de 5, preferivelmente, em umafaixa de 0,5 até um, porcento de unidades derivadas do isopreno, e, correspondentemente,de cerca de 95 até cerca de 99,5, preferivelmente, em uma faixa de 99 até 99,5 porcento empeso, de unidades derivadas de isobutileno;

(B) carga de reforço de particulado composta por:

(1) cerca de 20 até cerca de 50 phr de sílica amorfa sintética, preferivelmente, sílicaprecipitada, ou

(2) cerca de 15 até cerca de 30 phr de sílica amorfa sintética, preferivelmente, sílicaprecipitada, e cerca de 5 até cerca de 20 phr de argila, preferivelmente, argila caulim, ou

(3) cerca de 15 até cerca de 30 phr de sílica amorfa sintética, preferivelmente, sílicaprecipitada, e cerca de 5 atéTèrca de 20 phr de carbonato de cálcio,

(4) cerca de 15 até cerca de 30 phr de sílica amorfa sintética, preferivelmente, sílicaprecipitada, cerca de 5 até cerca de 15 phr de argila, preferivelmente, argila caulim, e cercade 5 até cerca de 15 phr de carbonato de cálcio;

(C) de zero até 6, alternativamente, cerca de 0,5 até cerca de 5, phr de fibras orgâ-nicas curtas

(D) um colorante diferente da cor preta, em que o dito colorante é selecionado apartir de pelo menos um dos pigmentos orgânicos, pigmentos inorgânicos e corantes, prefe-rivelmente, a partir de pigmentos orgânicos e pigmentos inorgânicos;

(E) de zero até cerca de 20, alternativamente, cerca de 2 até cerca de 15, phr deóleo de processamento de borracha, preferivelmente, um óleo de processamento de borra-cha com um conteúdo aromático máximo de cerca de 15 porcento em peso e, preferivel-mente, um conteúdo naftênico na faixa de cerca de 35 até cerca de 45 porcento em peso e,preferivelmente, um conteúdo parafínico na faixa de cerca de 45 até cerca de 55 porcentoem peso.

Uma outra composição de polímero do selante que pode ser utilizada pela invençãoé descrita na patente US 6.837.287, cuja íntegra é, por meio deste, incorporada pela refe-rência.

Adicionalmente, qualquer composição de polímero do selante também pode ser u-sada com a invenção que tem uma composição de polímero com propriedades de barreirade ar.

A espessura do selante pode variar enormemente em um pneumático que contémselante de furo não vulcanizado. No geral, a espessura da camada da composição do selan-te pode variar de cerca de 0,13 cm (0,05 polegada) até cerca de 1,9 cm (0,75 polegada). Empneumáticos de carro de passeio e de caminhão, normalmente, é desejado que a camadada composição do selante tenha uma espessura de cerca de 0,32 cm (0,125 polegada) atécerca de 0,62 cm (0,25 polegada). A largura do selante pode variar, dependendo do tama-nho do pneumático, mas, tipicamente, pode ser na faixa de cerca de 7,62 até 15,24 centíme-tros (3 até 6 polegadas).

Depois que os pneumáticos de borracha pneumáticos não vulcanizados desta in-venção são montados, eles são vulcanizados usando um ciclo normal de cura de pneumáti-co. Os pneumáticos desta invenção podem ser curados em uma ampla faixa de temperaturaque depende, um pouco, do tamanho do pneumático e do grau de despolimerização deseja-do da borracha de butila, bem como da espessura da própria camada do selante, e suficien-te para despolimerizar pelo menos parcialmente a dita camada precursora do selante.

Exemplo 1

Um composto precursor do selante com 1,6 mm de espessura foi obtido. Suas pro-priedades dê' barrefra foram medidas usando Mocon1 e são mostradas na Tabela 1. Então, ocomposto foi aquecido por 23 minutos em 150 °C, e as propriedades de barreira depois daformação do selante foram novamente determinadas e mostradas na coluna 2 da Tabela 1.As propriedades de barreira de uma típica borracha com base em bromobutila de espessura

de 40 mil também são mostradas na Tabela 1.

Tabela 1

Comparação das propriedades de barreira de um pano-forro interno com base embromobutila com aquelas do composto do selante

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A Tabela 1 mostra aquelas propriedades de barreira do selante G1999 em espessu-ra equivalente que são similares às do revestimento de bromobutila. Assim, quatro camadasde pano-forro interno no topo de um selante incorporado espesso (G1999) dispõe em cama-da barreira excessiva na área da coroa do pneumático. O desenho de laminado inédito éproposto para eliminar materiais redundantes dos pneumáticos com selante incorporado.

Embora certas modalidades representativas e detalhes tenham sido mostrados como propósito de ilustração da invenção, percebe-se que ainda há na tecnologia várias mudan-ças e modificações que podem ser feitas sem fugir do espírito ou do escopo da invenção.

Claims (6)

1. Pneumático com um selante incorporado, CARACTERIZADO pelo fato de quecompreende: costados, uma carcaça de pneumático de suporte composta por uma ou maiscamadas de lona, um par de talões e uma banda de rodagem circunferencial externa, emque os costados se estendem radialmente para dentro das bordas externas axiais da parteda banda de rodagem para se unir nos respectivos talões, e uma camada de selante dispos-ta entre o pano-forro interno e uma camada de cobertura, a carcaça do pneumático tendouma camada protetora radialmente mais interna, em que o selante fica localizado sobre odito revestimento permeável a gás e tem uma primeira borda externa e uma segunda bordaexterna, em que em cada lado do dito selante contíguo à primeira borda externa e à segun-dáfborda externa há duas ou mais camadas de pano-forro interno de borracha de butila.

2. Pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato deque uma fina camada de rodo é aplicada sobre o pano-forro interno e a camada do selante.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que oselante tem uma largura na faixa de 15,24 até 25,4 centímetros (6 até 10 polegadas).

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que oselante é colorido.

5.

Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que oselante é composto, com base nas partes em peso por 100 partes em peso da dita borrachade butila parcialmente despolimerizada exclusiva de negro-de-fumo:(A) uma borracha de butila parcialmente despolimerizada com organoperóxido co-mo um copolímero de isobutileno e isopreno, em que a dita borracha de butila, antes de taldespolimerização, é composta por 0,5 até 5 porcento de unidades derivadas de isopreno e,correspondentemente, de 95 até 99,5 porcento em peso de unidades derivadas do isobutileno;(B) carga com reforço de particulado composta por:(1) 20 até 50 phr de sílica amorfa sintética, ou(2) 15 até 30 phr de sílica amorfa sintética, preferivelmente, sílica precipitada, e 5até 20 phr de argila, ou(3) 15 até 30 phr de sílica amorfa sintética e 5 até 20 phr de carbonato de cálcio, ou(4) 15 até 30 phr de sílica amorfa sintética, 5 até 15 phr de argila e 5 até 15 phr decarbonato de cálcio;(C) de zero até 6 phr de fibras orgânicas curtas;(D) um colorante diferente da cor preta, em que o dito colorante é selecionado apartir de pelo menos um de pigmentos orgânicos, de pigmentos inorgânicos e corantes; e(E) de zero até 20 phr de óleo de processamento de borracha.