ES2209295T3 - Procedimiento para fabricar, moldear y curar neumaticos para ruedas de vehiculos. - Google Patents

Abstract

En un proceso para fabricar, moldear y vulcanizar neumáticos para ruedas de vehículos sin una cámara de vulcanización, puede tener muchos inconvenientes a partir del contacto directo entre el neumático sin tratar y el fluido a presión admitido con el fin de crear la presión necesaria del material elastómero contra las paredes del molde de vulcanización. De acuerdo con la presente invención, dichos inconvenientes se evitan por la inclusión en el proceso de fabricación de neumáticos de una etapa de tratamiento de la superficie interna del neumático sin tratar, con el fin de impedir la permeabilización del fluido a presión dentro de la estructura del neumático. Dicho tratamiento puede llevarse a cabo mediante la asociación de al menos una capa de material elastomerico prevulcanizado con la superficie interna del neumático sin tratar.

Description

Procedimiento para fabricar, moldear y curar neumáticos para ruedas de vehículos.

La presente invención se refiere a un procedimiento para fabricar, moldear y curar neumáticos para ruedas de vehículos. Más particularmente, la presente invención se refiere a un procedimiento para fabricar, moldear y curar neumáticos para ruedas de vehículos en los que se prevé la admisión de fluido bajo presión directamente en contacto con el neumático en crudo, es decir, en ausencia de una ampolla de vulcanización.

En un ciclo para la producción de neumáticos para ruedas de vehículos se prevé que, posteriormente a un procedimiento de fabricación en el que los diferentes componentes del neumático se hacen y se montan, debe realizarse un procedimiento de moldeado y curado para el propósito de darle al neumático en crudo una conformación geométrica deseada y un diseño particular a la banda de rodadura, y posteriormente estabilizar esta conformación mediante vulcanización del material elastómero que forma el propio neumático.

Para este propósito, el neumático en crudo se encierra en una cavidad de moldeo definida dentro de un molde de vulcanización y cuya forma coincide con la de la superficie externa del neumático que se ha de obtener.

Dentro del ámbito de la presente descripción, mediante "neumático en crudo" se indica el producto que se obtiene después de la etapa de fabricación en la que los diferentes componentes del neumático se montan y el material elastómero todavía no se ha sometido a curado. Mediante "superficie externa" se indica la superficie del neumático que está a la vista una vez se ha montado dicho neumático sobre la llanta de la rueda, mientras que por "superficie interna" se indica la superficie del neumático que está en contacto con el fluido de hinchado del propio neumático.

En uno de los procedimientos de moldeado más ampliamente utilizados, se prevé que se hinche una ampolla de vulcanización hecha de caucho con vapor y/u otro fluido calentado a alta presión se inserte en el neumático en crudo encerrado en la cavidad de moldeo. De esta manera, el neumático se presiona convenientemente contra las paredes internas de la cavidad de moldeo y se refuerzan en la conformación geométrica impuesta al mismo, como resultado del proceso de reticulación al cual se somete el material elastómero que forma el propio neumático. La reticulación se realiza gracias al suministro de calor transferido desde el vapor a través de la ampolla, así como desde las paredes del molde.

Como la ampolla de vulcanización es un elemento deformable debido a su propia naturaleza, su uso implica varios inconvenientes tales como imperfecciones geométricas en el neumático como resultado de posibles distorsiones sufridas por la propia ampolla, la formación de rebabas, en particular en los talones, debido al escape no deseado de parte del material elastómero en los instantes iniciales del proceso de vulcanización. Además, la inercia térmica típica del material que forma la ampolla de vulcanización representa un impedimento para la transferencia térmica al neumático mediante el fluido admitido en la propia ampolla.

También se conocen procedimientos de curado en los que vapor u otro fluido de calentamiento bajo presión se introduce directamente en el interior del neumático encerrado en la cavidad de moldeo, en ausencia de la ampolla de vulcanización. Los procedimientos de moldeado sin la ayuda de las ampollas de vulcanización mencionadas anteriormente se describen, por ejemplo, en las patentes US-4.236.883, 4.400.342, 5.127.811 y 5.597.429.

Según otros procedimientos de moldeado se prevé que, en lugar de la ampolla de vulcanización hinchable, se coloque un soporte toroidal rígido que tiene la misma configuración que la superficie interna del neumático que se ha de obtener en el interior del propio neumático. Por ejemplo, un procedimiento de este tipo se describe en la patente europea EP-242.840, en la que se utiliza un soporte toroidal rígido para imponer la forma final y los tamaños al neumático encerrado en el molde. Según la descripción de la patente anterior, el diferente coeficiente de expansión térmica entre el soporte toroidal metálico y el material elastómero del cual está hecho el neumático en crudo se utiliza para conseguir una presión de moldeo apropiada.

Sin embargo, el proceso descrito en la patente EP-242.840 presenta muchos inconvenientes en su realización práctica. En primer lugar, se requiere un control muy preciso y también muy difícil de los volúmenes del material utilizado en la fabricación del neumático. Además, no es posible imponer al neumático una expansión radial y/o circunferencial apropiada, por ejemplo para conseguir los efectos de carga previa deseada en las estructuras de refuerzo utilizadas en la fabricación del mismo. Finalmente, obtener una transmisión térmica correcta y eficiente en el interior del neumático es bastante difícil.

En la solicitud de patente europea Nº. 98830473.9, presentada al mismo tiempo el 31 de julio de 1998 a nombre del mismo solicitante, se describe un procedimiento de moldeado y curado para un neumático con la ayuda de un soporte toroidal rígido, en el cual la presión necesaria del material elastómero en crudo contra las paredes del molde se produce a través de la admisión de un fluido bajo presión en un espacio interno de difusión creado entre la superficie interna del neumático en crudo y la superficie externa del soporte toroidal. De esta manera, durante la etapa de presionado se impone una expansión radial al neumático por efecto de la admisión de fluido presurizado, con un aumento en la circunferencia del neumático incluida entre el 1,5% y el 2,5%, medida en un plano ecuatorial del propio neumático. La admisión de fluido presurizado se realiza preferiblemente mediante canales de alimentación formados en el soporte toroidal y que terminan en la superficie externa de este último. Durante la admisión del fluido presurizado, el neumático está acoplado de manera sellada en sus bordes circunferenciales internos, entre las paredes de la cavidad de moldeo y la superficie externa del soporte toroidal, para delimitar herméticamente el espacio interno de difusión en los bordes circunferenciales internos del propio neumático. Ventajosamente, la admisión de calor necesario para la vulcanización se realiza mediante la admisión de un fluido de calentamiento en el espacio interno de difusión. Este fluido de calentamiento puede formar o por lo menos ser parte del mismo fluido bajo presión utilizado para realizar la etapa de presionado.

La patente US-2.795.262 describe un procedimiento para formar una carcasa de neumático que comprende la aplicación a la superficie interna no curada de una carcasa una película continua de un elastómero de polímero de silicona y, a continuación, la vulcanización del neumático en un molde de confinación mientras se aplica presión interna mediante un fluido en contacto directo con esta película. El elastómero de silicona evita la filtración del fluido en el interior del neumático en crudo. Este elastómero, sin embargo, es muy incompatible con el caucho que constituye el neumático en crudo. Esto provoca la necesidad de usar promotores de la adhesión para evitar el desprendimiento de la capa de silicona del neumático curado, debiéndose prever, de otra manera, una etapa de retirada de dicho material del neumático. El problema de compatibilidad se siente particularmente cuando se produce un neumático sin tubo, porque la pobre adhesión de la capa podría afectar negativamente al ajuste del neumático sobre la llanta de la rueda, con la consiguiente pobre estanqueidad al aire.

Además, la silicona propuesta por Frank se puede curar menos fácilmente que el material que constituye las otras partes del neumático en crudo. Esto produce la necesidad de una larga etapa de vulcanización previa de la capa de silicona, realizada cuidadosamente para evitar la vulcanización no deseada de los otros materiales del neumático en crudo, antes de la etapa de curado en un molde.

La patente alemana DE 355.909 describe un procedimiento para la fabricación de neumáticos, en el que un líquido bajo presión se coloca en contacto directo con la superficie interna del neumático antes o durante la vulcanización. Antes de la vulcanización, se trata una capa interna de manera que se vuelve impermeable a dicho líquido. Dicho tratamiento se realiza mediante la vulcanización parcial de la(s) capa(s) que forma(n) la capa interna mencionada anteriormente, antes o después de que se superpongan las otras capas que forman el neumático. La composición de dicha capa interna no se describe.

La patente US 3.769.122 describe un procedimiento para formar un revestimiento interno de neumáticos sin tubo, que implica la aplicación a toda la superficie interna de su carcasa del neumático, un revestimiento de cemento de caucho autocurable continuo y que se puede pulverizar de caucho de butilo o caucho de butilo halogenado que tiene un preso molecular de viscosidad promedio entre unos 28.000 y unos 285.000, y que tiene rellenos y curativos para un total de contenido sólido entre el 20 y el 80 por ciento aproximadamente en peso.

La patente US 4.221.253 describe un procedimiento para producir un neumático que contiene componentes, siendo por lo menos dos de los mismos capas de material elastomérico y por lo menos uno de los cuales es curable por irradiación de electrones, cuyo procedimiento comprende el curado parcial de por lo menos una porción de una capa mediante exposición a irradiación de electrones u otra radiación que tiene el mismo efecto de curación sobre el caucho, y el montaje del material elastomérico parcialmente curado con otra capa, y la conformación de las capas a substancialmente la conformación del neumático y el curado de la otra capa de material elastomérico.

En la percepción del solicitante, los procedimientos sin una ampolla de vulcanización tal como se ha descrito anteriormente, en los cuales se prevé un contacto directo entre el neumático en crudo y un fluido bajo presión, pueden provocar muchos inconvenientes debidos a la infiltración del propio fluido en la estructura del neumático todavía no vulcanizado. De hecho, la infiltración del fluido puede, por ejemplo, provocar separaciones entre las capas de la mezcla adyacentes, o interferir adversamente en los procesos de adhesión entre el material elastómero y las estructuras de refuerzo metálicas o textiles, o incluso promover fenómenos de corrosión en los materiales de refuerzo metálicos.

Según la presente invención, estos inconvenientes se evita mediante la inclusión de una etapa de tratamiento realizada en la superficie interna del neumático en crudo en el procedimiento de fabricación del neumático, de manera que dicha etapa evita la infiltración del fluido bajo presión en la estructura del neumático.

Más particularmente, la presente invención se refiere, por lo tanto, a un procedimiento para la fabricación, moldeado y curado de neumáticos para ruedas de vehículos, que comprende las características indicadas en la reivindicación 1.

Otras características preferidas de la invención se definen en las reivindicaciones 2 y 3.

En la percepción del solicitante, el grado de vulcanización previa de la capa asociada con la superficie interna del neumático es adecuada para obtener una suficiente resistencia mecánica para la difusión y penetración del fluido bajo presión, y al mismo tiempo una alta resistencia a la fatiga, en particular durante las primeras etapas de moldeado del neumático, en particular durante las primeras etapas de moldeadas del neumático, para evitar la formación de fisuras y grietas.

En mayor detalle, la etapa de tratamiento de la superficie interna del neumático en crudo comprende las siguientes etapas: formar dicha por lo menos una capa de un material elastómero en crudo sobre una superficie externa de un soporte toroidal, cuya forma coincide substancialmente con la forma de la superficie interna del neumático; fabricar el neumático en crudo sobre el soporte toroidal llevando dicha capa de material elastómero en crudo; prevulcanizar la capa de material elastómero en crudo antes de la introducción del neumático en crudo en el molde de vulcanización.

La formación de la capa de material elastomérico en crudo se consigue aplicando una composición líquida vulcanizable en forma de una emulsión acuosa en la superficie externa del soporte toroidal.

La prevulcanización de la capa de elastómero se realiza, por lo menos parcialmente, durante la fabricación de los neumáticos (1) sobre el soporte toroidal.

En mayor detalle, la prevulcanización de la capa de elastómero se realiza mediante transferencia de calor a la propia capa de elastómero a través del calentamiento del soporte toroidal.

Preferiblemente, el calentamiento del soporte toroidal se consigue por lo menos parcialmente mediante el uso del propio soporte toroidal en un ciclo de moldeado y vulcanización previo de un neumático.

Preferiblemente, el sistema de vulcanización dentro de la emulsión acuosa es adecuado para estar activo durante la etapa de fabricación del neumático en crudo.

Según una forma de realización de la presente invención, el sistema de vulcanización que está presente en la emulsión acuosa está completa, y por lo tanto activa, ya en el momento de que la emulsión acuosa se aplica al soporte toroidal.

Según una realización alternativa de la presente invención, el sistema de vulcanización que está contenido en la emulsión acuosa se puede activar solamente cuando se lleva en contacto con el material elastómero en crudo que constituye la capa más interna del neumático. De esta manera, se evita una prevulcanización no deseada de la emulsión acuosa antes de su aplicación al soporte toroidal. En otras palabras, la emulsión acuosa es estable en el tiempo, de manera que se puede preparar y almacenar según los requerimientos de producción, incluso un largo tiempo antes de su aplicación real, haciendo este hecho la realización industrial del procedimiento más fácil.

Según una forma preferida de realización, la solución acuosa se aplica mediante inmersión o, preferiblemente, mediante pulverización y posterior evaporación del solvente (aquí, agua contenida en la emulsión). De esta manera, se puede obtener una capa prevulcanizada de alta compacidad y uniformidad sin necesidad de usar ningún solvente orgánico que, tal como es conocido, puede crear problemas de polución de residuos y ambiental y, por lo tanto, la aplicación del procedimiento se hace inconveniente desde un punto de vista industrial.

Después de que se haya realizado el tratamiento de la superficie interna del neumático tal como se ha descrito anteriormente, se realizan las etapas de fabricación, moldeado y curado según la técnica conocida.

Otras características y ventajas se harán más evidentes a partir de la siguiente descripción detallada de una forma preferida de realización de la presente invención. Dicha descripción se tomará a partir de ahora, a modo de ejemplo no limitativo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

- La figura 1 muestra una vista en sección transversal de un neumático encerrado en el interior de un molde de vulcanización;

- la figura 2 muestra una vista esquemática en perspectiva de un aparato que se utiliza para realizar la etapa de tratamiento de la superficie interna de un neumático, para realizar el procedimiento según la invención.

Con referencia particularmente a la figura 1, un neumático 1 hecho de material elastómero en crudo, previamente fabricado de cualquier manera conveniente para un técnico en la materia, está encerrado en un molde de vulcanización 2 asociado con una prensa de vulcanización indicada en general mediante la referencia numérica 3.

En el ejemplo mostrado, el molde 2 tiene una mitad inferior 2a y una mitad superior 2b en acoplamiento con una placa de lecho 3a y una porción de cierre 3b de la prensa 3 respectivamente.

Cada una de las mitades inferior 2a y superior 2b del molde 2 respectivamente presentan una caja de moldeo inferior 4a y superior 4b, y una corona de sectores superior 5a e inferior 5b.

Las mitades inferior 2a y superior 2b son desplazables entre sí entre una condición abierta, en la cual están separadas entre sí en una dirección axial, y una posición cerrada, mostrada en la figura 1, en la cual están cerradas entre sí para formar una cavidad de moldeo 6 cuyas paredes internas, definidas por las cajas de moldeo 4a, 4b y mediante los sectores 5a, 5b, reproducen la conformación geométrica de una superficie externa 1a del neumático 1 que se ha obtener.

En mayor detalle, las cajas de moldeo 4a, 4b están diseñadas para formar las superficies externas de los flancos opuestos 7 del neumático 1, mientras que los sectores 5a, 5b están diseñados para formar la llamada banda de rodadura 8 del propio neumático, en el cual se crean una serie de cortes longitudinales y transversales dispuestos de manera adecuada según un diseño deseado de la banda de rodadura.

Al cerrar el molde 2, cada uno de los bordes circunferenciales internos 7a del neumático 1 está acoplado de manera sellada contra las porciones circunferenciales internas de las cajas de moldeo inferior y superior 4a y 4b, por ejemplo, mediante elementos de anclaje expansibles (no representados en la figura 1) que se obtienen por ejemplo tal como se describe en la patente US 5.127.811. De esta manera, el neumático 1 estará acoplado de manera sellada contra las paredes de la cavidad de moldeo 6, para mantener la superficie externa 1a herméticamente aislada respecto a una superficie interna 1b del propio neumático hasta que, al acabarse el ciclo de moldeado y curado, el propio molde se lleve otra vez a su condición abierta.

Cuando se ha completado el cierre del molde 2, se introduce un fluido bajo presión en el espacio definido por la superficie interna 1b del neumático 1, y bajo la acción de este fluido, la superficie externa 1a del neumático se presiona contra las paredes de la cavidad de moldeo 6 para provocar que la banda de rodadura 8 sea penetrada de manera segura y completa por las porciones elevadas previstas en los sectores 5a, 5b, determinando así la formación correcta del diseño de la banda de rodadura sobre el neumático.

Al mismo tiempo que la introducción del fluido bajo presión, se realiza la administración de calor al neumático 1 para provocar el reticulado del material elastómero del cual está hecho dicho neumático.

La administración de calor al neumático en crudo 1 se realiza ventajosamente mediante la admisión de un fluido de calentamiento, preferiblemente vapor bajo presión. En conclusión, el fluido de calentamiento consiste en, o por lo menos comprende, el mismo fluido bajo presión que se utiliza durante la etapa de presionado de la superficie externa 1a del neumático en crudo 1 contra la cavidad de moldeo 6.

La admisión del vapor o de otro fluido de calentamiento bajo presión se puede realizar por ejemplo a través de uno o más canales de suministro 9, 10 dispuestos en el interior de la prensa de vulcanización 3 y que se abren en la cavidad de moldeo 6.

Se puede introducir más vapor bajo presión en las cavidades 11a, 11b, 12a, 12b formadas cerca de las respectivas cajas de moldeo 4a, 4b y los sectores 5a, 5b para provocar la transmisión de calor desde el exterior del neumático 1, a través de las paredes del molde 2.

El procedimiento según la invención implica la ejecución de una etapa preliminar de tratamiento de la superficie interna 1b del neumático 1 antes de que este último se introduzca en el molde 2, o en cualquier caso, antes de la introducción de fluido de calentamiento bajo presión al interior del propio neumático.

En mayor detalle, dicho tratamiento se pone en la práctica mediante la asociación de por lo menos una capa de material elastómero prevulcanizado, aproximadamente representado mediante la línea de trazos 13 en la figura 1, con la superficie interna 1b del neumático 1.

Particularmente con referencia a la figura 2, la etapa de tratamiento de la superficie interna 1b se realiza preferiblemente como una etapa preliminar de un procedimiento de fabricación del neumático 1 sobre un soporte toroidal 14, por ejemplo realizándose dicho procedimiento de fabricación tal como se describe en las solicitudes de patente europea Nº. 97830633.0 ó 97830731.2, a nombre del mismo solicitante, según las cuales la formación y/o montaje de los diferentes componentes del neumático, tales como las telas de carcasa, las estructuras de refuerzo de los talones, las capas de cintura, los flancos y la banda de rodadura, se realizan directamente sobre un soporte toroidal rígido cuya forma coincide substancialmente con la forma de la superficie interna del neumático que se ha de obtener.

Según la invención, el tratamiento de la superficie interna 1b del neumático 1 se puede realizar, por lo tanto, mediante la formación o aplicación a una superficie externa 14a del soporte toroidal 14 de por lo menos una capa de material elastómero en forma de una emulsión acuosa que, durante las siguientes etapas de fabricación del neumático, se prevulcaniza hasta que alcanza este grado de prevulcanización, al introducir el neumático 1 en el molde de vulcanización 2, de manera que la infiltración del fluido de calentamiento bajo presión en el interior de la estructura del neumático se evita de manera eficiente.

Para conseguir un grado suficiente de prevulcanización de la emulsión acuosa antes de que el neumático 1 se introduzca en el molde, es conveniente que la mezcla de material elastómero que forma la capa prevulcanizada esté formulada para conseguir la reticulación a temperaturas relativamente bajas, aproximadamente no superiores a 150ºC, y preferiblemente incluidas entre 80ºC y 120ºC, durante un periodo de tiempo no superior a 45 minutos, y preferiblemente incluido entre 20 y 35 minutos.

Para conseguir dicho resultado, la emulsión acuosa comprende una base polimérica y un sistema de vulcanización tal como se describe a partir de ahora.

Como base polimérica se puede utilizar un polímero que se selecciona entre: caucho natural (NR), caucho natural epoxi (ENR), cloropreno, copolímeros acrilonitrilo-butadieno (NBR), caucho butil halogenado (XIIR) (en particular caucho clorobutil o bromobutil), copolímero estireno-butadieno (SBR), copolímeros isobutileno/p-metil-estireno, copolímeros isobutileno/p-metil-estireno halogenados, polibutadieno, o mezclas de los mismos. Más particularmente, la base polimérica se selecciona preferiblemente entre: copolímeros estireno/butadieno, cloropreno, caucho natural, copolímeros acrilonitrilo-butadieno o mezclas de los mismos, por ejemplo una mezcla entre SBR y NR, con una relación en peso de SBR/NR generalmente incluida entre 80:20 y 20:80.

Preferiblemente, la emulsión acuosa se obtiene, por ejemplo, mezclando la base polimérica en forma de látex con el sistema de vulcanización, en presencia de sulfactantes, para estabilizar la emulsión, y opcionalmente de agentes estabilizantes. Se pueden utilizar como sulfactantes productos conocidos en la técnica para la estabilización de látex, tales como sales ácidas grasas, sulfonatos alquil y similares. La cantidad de base polimérica que está presente en la emulsión está generalmente incluida entre el 20 y el 60% en peso, preferiblemente entre el 30 y el 50% en peso.

El sistema de vulcanización comprende por lo menos un acelerador de vulcanización seleccionado en el grupo que comprende: diariocarbamatos, tiouramos, compuestos de tiazol, o mezclas de los mismos.

Como acelerador de la vulcanización, se prefiere particularmente una mezcla que comprende: 1 a 20 phr, preferiblemente de 2 a 15 phr, de un ditrocarbamato o tiouramo; 0,5 a 10 phr, preferiblemente entre 1 y 5 phr, de un compuesto de tiazol (phr = partes en peso basadas en 100 partes en peso de caucho).

Para aumentar más la velocidad de vulcanización y/o disminuir la temperatura necesaria para conseguir un grado de vulcanización previa suficiente, los aceleradores de vulcanización indicados anteriormente se pueden añadir ventajosamente con un co-acelerador que contiene nitrógeno seleccionado por ejemplo del grupo que comprende: N-ciclohexil-N-etilamina, difenilguanidina, y similares, en cantidades generalmente incluidas entre 2 y 15 phr, preferiblemente entre 5 y 10 phr.

Entre los ditiocarbamatos se prefieren particularmente N,N-dialquil-ditiocarbamatos y N-alquil-N-aril-ditricarbamatos de zinc, bismuto, cadmio, plomo, cobre, selenio, telurio o hierro tales como: N-fenil-N-etil-ditiocarbamato de zinc, N,N-dietil-ditiocarbamato de zinc y similares o mezclas de los mismos.

Entre las compuestos de tiazol se prefieren particularmente 2-mercaptobezotiazol (MBT), 2-mercaptobezotiazol disulfuro (MBTS), N-ciclohexil-2-benzotiazil-sufenamida (CBS), 2-ciclohexil-2-benzotiazil-sufenamida (DCBS), N-terbutil-2-benzotiazil-sufenamida (TBBS), N-morfolina-2-benzotiazil-sufenamida (MBS), N-terbutil-ditrobenzotiazol (TBSI) y similares, o mezclas de los mismos.

Además, los rellenos comúnmente utilizados para las mezclas vulcanizadas de azufre tales como ZnO, negro de carbono, caolín, carbonato de calcio, sílice, silicatos y similares se pueden añadir a la emulsión acuosa, así como adyuvantes de la vulcanización (ácido esteárico, por ejemplo), antioxidantes, estabilizadores y similares.

Para evitar que el material elastómero que se utiliza para formar la capa prevulcanizada 13 se reticule espontáneamente antes de su aplicación al soporte toroidal 14, no se añade azufre, que es uno de los componentes esenciales para el proceso de vulcanización, a la emulsión acuosa. De esta manera, la vulcanización previa de la emulsión acuosa solamente se produce cuando está última se lleva en contacto con una mezcla vulcanizable que contiene azufre, tal como el revestimiento. De hecho, la cantidad de azufre presente en la interfaz emulsión acuosa/revestimiento se considera suficiente para obtener un grado de reticulación previa suficiente de la emulsión acuosa, que puede permitir la estanqueidad al agua de la superficie interna 1b del neumático 1.

En el caso de una emulsión acuosa que contiene un sistema de vulcanización completo, una composición típica es la siguiente:

Componente		phr
SBR/NR	100
(relación en peso 70:30 en la parte seca)
Negro de carbono	5
Caolín	10
ZnO	0,05
2-mercaptobenzotiazol	0,1
Zinc N,N-dietil-ditiocarbamato		0,1
Caseinato de potasio		0,5
Oleato de potasio	0,5
Azufre	0,5
6-PPD	2

Tal como se ha indicado anteriormente, después de la aplicación de la emulsión acuosa y de la evaporación del solvente, se aplica preferiblemente una capa de revestimiento, usualmente en forma de una fina lámina 15, a la capa de material obtenida de esta manera para cubrir la superficie externa 14a del tambor toroidal 14.

La composición del revestimiento se puede seleccionar entre las conocidas en la técnica para este tipo de elemento del neumático. Por ejemplo, como base de polímero se puede utilizar un caucho de butilo, en particular un copolímero isobuteno/isopreno o un isobuteno/p-metil-estireno, en forma halogenada o no. Preferiblemente, el caucho de butilo se utiliza en una forma halogenada, opcionalmente mezclada con caucho natural (NR), opcionalmente un caucho natural epoxi (ENR), o con caucho de butilo no halogenado. Como sistema de vulcanización para el revestimiento, se puede usar por ejemplo azufre mezclado con acelerador de tioazol, por ejemplo seleccionado entre los indicados anteriormente.

Tal como se ha mostrado previamente, para mejorar la co-vulcanización entre la capa prevulcanizada y la superficie interna del neumático, se puede prever una capa intermedia que comprende una composición vulcanizable de la misma formulación que la del revestimiento para la aplicación sobre la capa de emulsión acuosa y antes de la aplicación del propio revestimiento.

Una composición típica para la capa intermedia es la siguiente:

Componente		phr
Caucho bromobutilo	100
Negro de carbono	60
ZnO	2
Ácido esteárico	1
Azufre	1
MBTS	2
Aceite aromático	10
6-PPB	0,5

La aplicación de la capa intermedia se puede conseguir por ejemplo mediante la rotación del tambor toroidal 14, previamente tratado con la emulsión acuosa, teniendo dicho tambor toroidal 14 su parte inferior sumergida en la solución diseñada para constituir la propia capa intermedia, y mediante la posterior evaporación del solvente.

Por ejemplo, en la figura 2 se muestra esquemáticamente un aparato 16 adecuado para formar la capa prevulcanizada 13 según el procedimiento de la presente invención.

Dicho aparato 16, que puede estar convenientemente integrado en una línea de fabricación de neumáticos, comprende una estructura de guía 17 a lo largo de la cual, mediante cualesquiera medios convenientes para un técnico en la materia, se hacen mover uno o más soportes toroidales 14, sobre cada uno de los cuales se va a formar un neumático 1 respectivo, hacia delante según un movimiento por pasos.

A lo largo de la estructura de guía 17, cada soporte toroidal 14 encuentra una primera estación de aplicación 18 en la que la emulsión acuosa se suministra a una o más boquillas de suministro 19, o medios equivalentes, para aplicarse de manera uniforme mediante pulverización a la superficie externa 14a del propio soporte toroidal, que se acciona en rotación de cualquier manera conveniente para un técnico en la materia.

Tal como se muestra en la figura 2, la emulsión acuosa que está presente en la solución se presta a alimentarse a las boquillas de suministro o medios equivalentes para obtener la aplicación uniforme de la misma en la superficie externa 14a del soporte toroidal 14 mediante pulverización y la posterior evaporación del solvente acuoso, que se puede promover ventajosamente mediante transferencia de calor a través del soporte toroidal 14.

Para este propósito, el soporte toroidal 14 se puede someter a una etapa de calentamiento previo, que por ejemplo se obtiene con la ayuda de rayos infrarrojos. Alternativamente, el calentamiento previo del soporte toroidal 14 se puede conseguir a través de la introducción del mismo en la cavidad de moldeo 6 durante un ciclo de moldeado y curado anterior de otro neumático. Además, de esta manera todo el aparato, incluida la prensa de vulcanización 3 y el soporte toroidal 14, se puede utilizar mejor en lo que respecta a la explotación del calor.

Después de la primera estación de aplicación, el tambor toroidal 14 encuentra una posible estación intermedia 20 para la aplicación de la capa intermedia citada anteriormente. En esta estación intermedia 20, un tanque 21 desplazable sobre guías verticales 22 y que soporta los componentes del revestimiento en solución se mueve hacia arriba bajo el soporte toroidal 14 hasta que este último está por lo menos parcialmente sumergido en la propia solución.

Siguiendo a la rotación impuesta al tambor 14, se obtiene una aplicación uniforme de los componentes de revestimiento en solución en la superficie externa 14a del propio soporte toroidal.

También en este caso, la rápida evaporación de los solventes se produce al mismo tiempo que la transferencia del soporte toroidal 14 a una segunda estación de aplicación 23, donde se realiza la aplicación del revestimiento en forma de una fina lámina 15.

La fina lámina 15 (revestimiento) puede, por ejemplo, venir desde una unidad de extrusión 24 situada en la segunda estación de aplicación 23, de manera que se deja aplicar para cubrir la superficie externa 14a del soporte toroidal 14 inmediatamente después de salir de la unidad de extrusión.

Cuando se ha completado la aplicación de la fina lámina de revestimiento, el soporte toroidal 14 se retira de la segunda estación de aplicación 23 para someterse, mediante posteriores transferencias a correspondientes estaciones de trabajo (no representadas porque no son relevantes para los propósitos de la invención), a una secuencia de etapas operativas que están previstas en el procedimiento de fabricación del neumático.

Durante la fabricación del neumático, la capa de emulsión acuosa 13 se somete al proceso de vulcanización previa, con la ayuda de suministro de calor que se prevé a través del propio soporte toroidal.

También en este caso, el calentamiento del soporte toroidal para transferir calor a la capa de emulsión acuosa 13 se puede conseguir mediante rayos infrarrojos o medios equivalentes, tales como resistores eléctricos dispuestos en el propio soporte toroidal.

Como se ha descrito previamente, si se prevé la introducción del soporte toroidal 14 en la cavidad de moldeo 6 junto con el neumático que se trabaja, el calentamiento del soporte toroidal también se puede obtener, por lo menos parcialmente, como resultado de su uso en un ciclo de moldeado y curado que se ha realizado previamente en otro neumático.

Para los propósitos de la presente invención, en opinión del solicitante, el grado de vulcanización previa dado a la capa de emulsión acuosa 13 es suficiente si es posible, al final del procedimiento de fabricación del neumático 1 y, en cualquier caso, al introducir el neumático en el molde de vulcanización 2, para obtener una impermeabilización al vapor, o a otro fluido de calentamiento que se utilice, hasta una presión de por lo menos 3 bars, preferiblemente de por lo menos 5 bars.

El solicitante, de hecho, se ha dado cuenta que la etapa más crítica en relación con la expansión del fluido de calentamiento dentro del material elastómero que forma el neumático 1 aparece en los instantes iniciales de la entrada de fluido en el interior del neumático, cuando la presión ejercida por el fluido de calentamiento es relativamente baja (generalmente menor de 5 bars) y el grado de reticulación del material elastómero que forma el neumático es todavía pobre.

Al aumentar la presión del fluido de calentamiento, el material elastómero sufre un tipo de compactación, por efecto de la propia presión, aumentando así la resistencia a la difusión del calor ofrecida por el material.

Por lo tanto, debido a la presencia de la capa prevulcanizada 13, se evita que el vapor o cualquier otro fluido de calentamiento penetre en toda la estructura del neumático 1, exactamente durante las etapas más críticas del proceso de vulcanización.

Así, se elimina cualquier problema de oxidación de las estructuras de metal utilizadas en el neumático, debido a la infiltración del vapor a través del propio neumático y/o a la formación de burbujas de gas cuando se utilizan gases inertes además o en lugar del vapor.

El soporte toroidal 14 que se utiliza en el ejemplo descrito previamente se puede retirar del neumático 1 antes de su introducción en el molde 2. Alternativamente, el soporte toroidal 14 se puede dejar dentro del neumático 1, por ejemplo para realizar un proceso de vulcanización tal como se ha descrito en la solicitud de patente Europa presentada al mismo tiempo citada nº. 98830473.9 anteriormente, según la cual el fluido de calentamiento se introduce en un espacio interior definido entre la superficie externa del propio soporte toroidal y la superficie interna del neumático.

La ausencia de cualquier elemento rígido o substancialmente rígido en contacto con la superficie interna del neumático durante el proceso de vulcanización ofrece la ventaja de obtener un neumático acabado con una superficie interna perfectamente lisa y uniforme, sin ninguna marca y/o irregularidades dejadas típicamente por las ampollas de vulcanización o los tambores toroidales utilizados en la técnica conocida. Además, la superficie interna del neumático está cubierta con la capa prevulcanizada 13 que, cuando se acaba la vulcanización, ayuda a hacer la estanqueidad al aire del neumático.

Claims (10)

1. Procedimiento para la fabricación, moldeado y curado de neumáticos para ruedas de vehículos, que comprende las siguientes etapas:

- fabricar un neumático en crudo (1) que comprende un material elastómero en crudo;

- cerrar el neumático en crudo (1) en una cavidad de moldeo (6) definida en un molde de vulcanización (2), teniendo dicha cavidad de moldeo (6) paredes cuya forma coincide con la forma de una superficie externa (1a) del neumático (1) cuando la vulcanización se ha completado;

- introducir un fluido bajo presión en el espacio definido por una superficie interna (1b) del neumático (1) para presionar la superficie externa (1a) del neumático en crudo contra las paredes de la cavidad de moldeo (6);

- administrar calor al neumático (1) para producir la vulcanización del material elastómero en crudo;

en el que antes de la etapa de introducir el fluido bajo presión, se consigue una etapa de tratamiento de la superficie interna (1b) del neumático en crudo (1) para proporcionar a dicha superficie interna un tratamiento adaptado para evitar la infiltración de fluido bajo presión al interior del propio neumático,

caracterizado por el hecho de que dicho tratamiento comprende la aplicación de por lo menos una capa (13) de material elastómero en forma de una emulsión acuosa, comprendiendo dicho material elastómero un sistema de vulcanización y una base polimérica seleccionada entre caucho natural, caucho natural epoxi, cloropreno, copolímeros acrilonitrilo-butadieno, caucho butil halogenado, copolímeros estireno-butadieno, copolímeros isobutileno/p-metil-estireno, copolímeros isobutileno/p-metil-estireno halogenados, polibutadieno o mezclas de los mismos.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el sistema de vulcanización comprende ditiocarbamatos, tiouramos, compuestos de tiazol, o mezclas de los mismos.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, en el que los sistemas de vulcanización también comprenden N-ciclohexil-N-etilamina o difenilguanidina.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la etapa de tratamiento de la superficie interna (1b) del neumático en crudo (1) comprende las siguientes etapas: formar dicha por lo menos una capa (13) de un material elastómero en crudo sobre una superficie externa de un soporte toroidal (14), cuya forma coincide substancialmente con la forma de la superficie interna (1b) del neumático; fabricar el neumático en crudo (1) sobre el soporte toroidal (14) llevando dicha capa (13) de material elastómero en crudo; prevulcanizar la capa (13) de material elastómero en crudo antes de la introducción del neumático en crudo (1) en el molde de vulcanización (2).

5. Procedimiento según la reivindicación 4, en el que la prevulcanización de la capa de elastómero (13) se realiza, por lo menos parcialmente, durante la fabricación de los neumáticos (1) sobre el soporte toroidal (14).

6. Procedimiento según la reivindicación 5, en el que la prevulcanización de la capa de elastómero (13) se realiza mediante calentamiento del soporte toroidal (14).

7. Procedimiento según la reivindicación 6, en el que el calentamiento del soporte toroidal (14) se consigue por lo menos parcialmente siguiendo al uso del soporte toroidal (14) en un ciclo de moldeado y vulcanización previas de un neumático (1).

8. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el sistema de vulcanización dentro de la emulsión acuosa puede estar activa durante la etapa de fabricación del neumático en crudo.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, en el que el sistema de vulcanización que está presente en la emulsión acuosa está completa, y por lo tanto activa, ya en el momento de que la emulsión acuosa se aplica al soporte toroidal (14).

10. Procedimiento según la reivindicación 8, en el que el sistema de vulcanización que está contenido en la emulsión acuosa se puede activar solamente cuando se lleva en contacto con el material elastómero en crudo que constituye la capa más interna del neumático (1).