ES2354046T3

ES2354046T3 - Neumático radial para automóvil.

Info

Publication number: ES2354046T3
Application number: ES06712085T
Authority: ES
Inventors: Hidenobu Akahane; Hiroyuki Yokokura
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2005-01-31
Filing date: 2006-01-20
Publication date: 2011-03-09
Anticipated expiration: 2026-01-20
Also published as: JPWO2006080253A1; EP1867495B1; WO2006080253A1; US7886791B2; DE602006018120D1; CN100540339C; CN101111396A; EP1867495A1; EP1867495A4; US20080099118A1; JP5134948B2

Abstract

Un neumático radial para un automóvil de turismo que comprende un par de porciones (1) de talón y una carcasa (5) que comprende al menos una capa de la carcasa que se extiende de forma toroidal entre un par de núcleos (4) de talón incorporados en las porciones respectivas de talón y que contienen cordones de fibra orgánica, en el que el cordón de fibra orgánica que constituye la capa de la carcasa es un cordón de fibra de policetona que satisface la siguiente ecuación (I): **Fórmula** en la que σ es un esfuerzo de contracción térmica a 177 C (cN/dtex) y E es un módulo de elasticidad a 25 C bajo una carga de 49 N (cN/dtex) y el cordón de fibra de policetona tiene un coeficiente N1 de torsión de capas definido por la siguiente ecuación (II) de 0,35-0,70 y un coeficiente N2 de torsión de cables definido por la siguiente ecuación (III) de 0,50-0,95: **Fórmula** en las ecuaciones (II) y (III), n1 es un número de torsión de capas (giros/10 cm), n2 es un número de torsión de cables (giros/10 cm), D1 es el dtex del hilo de torsión de capas, D2 es un dtex total, y ρ es un peso específico del cordón de policetona (g/cm 3 ), en el que el esfuerzo de contracción térmica del cordón de fibra de policetona que constituye la capa de la carcasa se desarrolla de manera repetida de forma reversible según una temperatura del neumático.

Description

La presente invención versa acerca de un neumático radial para un automóvil de turismo, y, más en particular, acerca de un neumático para un automóvil de turismo que tiene una durabilidad a velocidad elevada y una estabilidad de dirección mejoradas utilizando fibras 5 orgánicas que tienen excelentes características dinámicas y características de contracción térmica elevada.

En la carcasa del neumático convencional, se utiliza generalmente un cordón de fibra orgánica tal como el rayón, el nailon, el poliéster o similares como un cordón de refuerzo. Sin embargo, dado que estos cordones de fibra orgánica tienen una resistencia inicial reducida al 10 alargamiento, cuando se utilizan estos cordones en la carcasa del neumático, existe un temor de que se puedan deformar los cordones debido al alargamiento durante el uso del neumático. Por lo tanto, tal neumático tiene una posibilidad de deteriorar los rendimientos de la circulación y es difícil de utilizar bajo condiciones severas, tales como una circulación a velocidades muy elevadas. 15

Se conoce un cordón fabricado de fibra de policetona como un cordón que tiene una resistencia inicial elevada al alargamiento. Cuando se aplica tal cordón a la carcasa de un neumático, se mejoran la durabilidad bajo una carga pesada y la estabilidad de dirección de una forma bien equilibrada (véanse los documentos JP-A-2000-190705 y JP-A-2002-307908). Además, se han desarrollado recientemente fibras de policetona que tienen un esfuerzo 20 elevado de contracción térmica (véase el documento JP-A-2004-218189).

Además, se intenta mejorar los cordones de fibra orgánica desde un punto de vista de la estructura de torsión. El cordón de fibra orgánica utilizado para reforzar un miembro de caucho, tal como una carcasa o similar, en el neumático comprende normalmente un hilo de filamentos retorcidos obtenido al someter a torsión de capas hilos en bruto de fibra para formar un hilo de 25 torsión de capas y de torsión de cables adicionalmente una pluralidad de los hilos de torsión de capas. En la actualidad, normalmente se adopta una torsión de equilibrio, de forma que el número de la capa de torsión en la torsión de capas es igual al número del cable de torsión en la torsión de cables.

Se requiere que los cordones de fibra orgánica tengan una rigidez elevada para el fin de 30 reforzar el miembro de caucho. Por el contrario, en el cordón de fibra orgánica que adopta la torsión de equilibrio de uso general, se puede mejorar la rigidez del cordón al reducir el número de torsión, pero se deteriora la resistencia a la fatiga del cordón por medio de la reducción del número de torsión, y, por lo tanto, existe un problema de deteriorar la durabilidad del cordón.

Por otra parte, se adopta un procedimiento en el que se utiliza una fibra de poliamida 35

aromática que tiene una resistencia elevada como un hilo en bruto en el cordón que tiene una resistencia inicial elevada al alargamiento, y se mejora una resistencia deficiente a la fatiga por compresión, que es un inconveniente de la fibra de poliamida aromática, al cambiar el equilibrio entre la torsión de capas y la torsión de cables. Sin embargo, incluso en los cordones producidos por medio de este procedimiento sigue habiendo lugar para mejorar la resistencia a 5 la fatiga (véase el documento JP-U-63-19581).

En la actualidad, se exigen neumáticos de mayor rendimiento, y también aumenta la necesidad de desarrollo de neumáticos que tengan una durabilidad a altas velocidades y una estabilidad de dirección mejoradas. También se llama la atención a la revelación del documento JP-A-2004-308024. 10

Un objetivo de la invención es proporcionar neumáticos radiales para automóviles de turismo en los que se elimina el fenómeno de empuje hacia fuera y de reblandecimiento del neumático debido al aumento de la temperatura durante una circulación a altas velocidades para mejorar la estabilidad de dirección durante la circulación a altas velocidades.

Los inventores han llevado a cabo diversos estudios para conseguir el anterior objetivo y han 15 encontrado que se pueden solucionar los anteriores problemas utilizando cordones de fibra de policetona con un esfuerzo elevado de contracción térmica a una temperatura elevada e intervalos especificados de coeficiente de torsión de capas y de coeficiente de torsión de cables en una carcasa de un neumático radial para un automóvil de turismo. La invención se ha llevado a cabo en base a dichos conocimientos. 20

Es decir, la invención proporciona un neumático radial para un automóvil de turismo que comprende un par de porciones de talón y una carcasa que comprende al menos una capa de la carcasa que se extiende de forma toroidal entre un par de núcleos de talón incorporados en las porciones respectivas de talón y que contienen cordones de fibra orgánica, en el que el cordón de fibra orgánica que constituye la capa de la carcasa es un cordón de fibra de 25 policetona que satisface la siguiente ecuación (I):

)(.....02,02,101,0IyE

[en la que  es un esfuerzo de contracción térmica a 177C (cN/dtex) y E es un módulo de 30 elasticidad a 25C bajo una carga de 49 N (cN/dtex)] y el cordón de fibra de policetona tiene un coeficiente N1 de torsión de capas definido por la siguiente ecuación (II) de 0,35-0,70 y un coeficiente N2 de torsión de cables definido por la siguiente ecuación (III) de 0,50-0,95:

35 N1=n1´(0,125´D1/r)1/2´10-3.....(II)

N2=n2´(0,125´D2/r)1/2´10-3.....(III)

[en las ecuaciones (II) y (III), n1 es un número de torsión de capas (giros/10 cm), n2 es un número de torsión de cables (giros/10 cm), D1 es el dtex del hilo de torsión de capas, D2 es un dtex total, y  es un peso específico del cordón de policetona (g/cm3)]. Preferentemente, el 5 cordón de fibra de policetona que constituye la capa de la carcasa tiene un esfuerzo de contracción térmica a 100C no superior a 0,07 cN/dtex y un esfuerzo de contracción térmica a 130C no inferior a 0,40 cN/dtex;

Preferentemente, el cordón de fibra de policetona que constituye la capa de la carcasa tiene sustancialmente una unidad de repetición representada por la siguiente fórmula general (IV): 10

imagen1

[en la que A es una porción derivada de un compuesto insaturado polimerizado con enlaces insaturados, y puede ser la misma o distinta en cada una de las unidades de repetición]; y en la que A en la fórmula (IV) es más preferentemente un grupo etileno; 15

Según la invención, el esfuerzo de contracción térmica del cordón de fibra de policetona que constituye la capa de la carcasa se desarrolla de manera repetida de forma reversible según una temperatura del neumático.

Según la invención, se pueden proporcionar neumáticos radiales para automóviles de turismo en los que se elimina el fenómeno de empuje hacia fuera y de reblandecimiento del 20 neumático debido al aumento de la temperatura durante una circulación a altas velocidades para mejorar la estabilidad de dirección durante la circulación a altas velocidades.

En el dibujo adjunto, la FIG. 1 es una vista en corte transversal de una realización del neumático según la invención.

En el neumático radial para un automóvil de turismo según la invención, el cordón de fibra 25 orgánica que constituye la capa de la carcasa es un cordón de fibra de policetona que satisface la siguiente ecuación (I):

)(.....02,02,101,0IyE

30

[en la que  es un esfuerzo de contracción térmica a 177C (cN/dtex) y E es un módulo de

elasticidad a 25C bajo una carga de 49 N (cN/dtex)], y se requiere que el cordón de fibra de policetona satisfaga un coeficiente N1 de torsión de capas definido por la siguiente ecuación (II) de 0,35-0,70 y un coeficiente N2 de torsión de cables definido por la siguiente ecuación (III) de 0,50-0,95:

5

N1=n1´(0,125´D1/r)1/2´10-3.....(II)

N2=n2´(0,125´D2/r)1/2´10-3.....(III)

[en las ecuaciones (II) y (III), n1 es un número de torsión de capas (giros/10 cm), n2 es un 10 número de torsión de cables (giros/10 cm), D1 es el dtex del hilo de torsión de capas, D2 es un dtex total, y  es un peso específico del cordón de policetona (g/cm3)].

El esfuerzo de contracción térmica  a 177C del cordón de fibra de policetona utilizado en el presente documento es un esfuerzo generado a 177C en el cordón cuando se calienta una muestra del cordón de fibra de policetona que tiene una longitud fija de 25 cm y sometido a un 15 tratamiento normal de inmersión antes de la vulcanización a una tasa creciente de temperatura de 5C/minuto, mientras que el módulo de elasticidad E a 25C bajo una carga de 49 N del cordón de fibra de policetona es un módulo de elasticidad como una unidad de cN/dtex calculada a partir de una línea tangencial a 49 N en la curva S-S por medio de un ensayo de tracción del cordón según JIS. 20

El cordón de fibra de policetona utilizado en la invención tiene excelentes características dinámicas, tales como una resistencia elevada y un módulo de elasticidad elevado, pero también tiene un esfuerzo elevado de contracción térmica y una contracción por calor seco y desarrolla una propiedad de contracción intensa bajo calor.

Preferentemente, la policetona, que es una materia prima del cordón de fibra de policetona 25 utilizado en la invención, es una policetona que tiene sustancialmente una unidad de repetición representada por la fórmula (IV). Además, entre las policetonas, es preferente una policetona en la que no menos del 97% molar de la unidad de repetición es 1-oxotrimetileno [-CH2-CH2-CO-], es más preferente una policetona en la que no menos del 99% molar es 1-oxotrimetileno, y lo más preferente es una policetona en la que el 100% molar es 1-oxotrimetileno. 30

En la policetona, que es una materia prima del cordón de fibra de policetona, los grupos cetona pueden estar enlazados parcialmente entre sí o las porciones derivadas del compuesto insaturado pueden estar enlazadas entre sí, pero es preferente que una relación de la disposición alternativa de la porción derivada del compuesto insaturado y del grupo cetona sea no menos del 90% en masa, más preferentemente no menos del 97% en masa, y lo más 35

preferentemente un 100% en masa.

Lo más preferente es que el compuesto insaturado que forma A en la fórmula (IV) sea etileno, y puede ser un hidrocarburo insaturado distinto de etileno, tal como propileno, buteno, penteno, ciclopenteno, hexeno, ciclohexeno, hepteno, octeno, noneno, deceno, dodeceno, estireno, acetileno, aleno o similares; un compuesto que contiene un enlace insaturado tal 5 como acrilato de metilo, metacrilato de metilo, acetato de vinilo, acrilamida, metacrilato de hidroxietilo, ácido undecilénico, undecenol, 6-clorohexano, N-vinilpirrolidona, dietiléster de ácido sulfonilfosfórico, estirenosulfonato de sodio, alilsulfonato de sodio, vinilpirrolidona, cloruro de vinilo o similares; etcétera.

Como el grado de polimerización de la policetona, es preferente que una viscosidad límite () 10 definida por la siguiente fórmula:

imagen2

[en la que t es un tiempo de paso de hexafluoroisopropanol que tiene una pureza de no menos del 98% a 25C a través de un tubo de viscosidad, y C es una masa (g) de un soluto en 100 mL de la disolución diluida] se encuentre en un intervalo de 1 a 20 dL/g, más preferentemente entre 2 y 10 dL/g, aún más preferentemente entre 3 y 8 dL/g. Cuando la viscosidad límite se 15 encuentra en el anterior intervalo, se puede obtener un cordón de fibra de policetona de alta resistencia, pero también se puede eliminar la incidencia de problemas tales como el cardado, la rotura y similares en las etapas de hilatura, de secado y de estirado. Además, el tiempo de síntesis del polímero está controlado hasta un intervalo apropiado, y se puede disolver el polímero resultante en un disolvente, y, por lo tanto, se pueden obtener fibras de policetona 20 que tienen una capacidad de hilatura, unas propiedades y una productividad excelentes.

Como un procedimiento para formar fibras de policetona son preferentes (1) un procedimiento que comprende las etapas de hilatura de una fibra sin estirar y someterla a un estirado en caliente de múltiples etapas en el que se lleva a cabo un estirado final en la etapa de estirado en caliente de múltiples etapas a una temperatura y con una relación de estiraje 25 especificadas, y (2) un procedimiento que comprende las etapas de hilatura de una fibra sin estirar, sometiéndola a estirado en caliente y luengo a un enfriamiento rápido bajo una tensión elevada. Al formar la fibra de policetona por medio del procedimiento (1) o (2), se pueden obtener filamentos deseables adecuados para la producción del cordón de fibra de policetona.

El procedimiento para hilar la fibra sin estirar de policetona no está limitado en particular, 30 sino que puede adoptar los procedimientos conocidos convencionalmente. En concreto, se mencionan un procedimiento de hilatura en mojado utilizando un disolvente orgánico tal como el hexafluoroisopropanol, el m-cresol o similares, como se da a conocer en los documentos JP-

A-H02-112413, JP-A-H04-228613 y JP-A-H04-505344, y un procedimiento de hilatura en mojado utilizando una disolución acuosa de sal de cinc, de sal cálcica, de tiocianato, de sal férrica o similares, como se da a conocer en los documentos WO99/18143, WO00/09611, JP-A-2001-164422, JP-A-2004218189 y JP-A-2004-285221.

Por ejemplo, en el procedimiento de hilatura en mojado que utiliza el disolvente orgánico, se 5 disuelve un polímero de policetona en hexafluoroisopropanol, m-cresol o similar, a una concentración del 0,25 al 20% en masa y se extrude a través de una tobera para hilar para formar una fibra y luego se elimina el disolvente en un baño sin disolvente de tolueno, etanol, isopropanol, n-hexano, isooctano, acetona, metil éter cetona o similar, por lo que se puede obtener la fibra sin estirar de policetona después del lavado. 10

Por otra parte, en el procedimiento de hilatura en mojado que utiliza la disolución acuosa, se disuelve el polímero de policetona en una disolución acuosa de sal de cinc, de sal cálcica, de tiocianato, o similar, a una concentración del 2 al 30% en masa y se extrude desde una tobera para hilar a un baño de coagulación de 50 a 130C para llevar a cabo una hilatura en gel, y luego se desala y se seca para obtener la fibra sin estirar de policetona. En la disolución 15 acuosa que disuelve el polímero de policetona, es preferible utilizar una mezcla de un haluro de cinc y de un haluro de un metal alcalino o de un metal alcalino térreo. En el baño de coagulación se puede utilizar agua, una disolución acuosa de una sal metálica, o un disolvente orgánico, tal como acetona, metanol o similar.

El procedimiento para estirar la fibra sin estirar es, preferentemente, un procedimiento de 20 estirado en caliente en el que se estira la fibra sin estirar al calentarla hasta una temperatura superior a la temperatura de transición del estado vítreo de la fibra sin estirar. Además, el estirado de la fibra sin estirar en el anterior procedimiento (2) se puede llevar a cabo en una etapa, pero es preferible llevar a cabo un estirado de múltiples etapas.

El procedimiento de estirado en caliente no está limitado en particular, y puede adoptar un 25 procedimiento de mover la fibra, por ejemplo, en un rodillo térmico o una placa térmica, etcétera. En este momento, la temperatura de estirado en caliente se encuentra, preferentemente, en un intervalo de 110C hasta (la temperatura de fusión de la policetona), y la relación total de estirado es, preferentemente, no menos de 10 veces.

Cuando se lleva a cabo la formación de la fibra de policetona por medio del procedimiento 30 (1), la temperatura en la etapa final de estirado del estirado de múltiples etapas se encuentra, preferentemente, en un intervalo de 110C hasta (la temperatura de estirado en la etapa de estirado justo antes de la etapa final de estirado - 3C). Cuando se lleva a cabo la formación de la fibra de policetona por medio del procedimiento (2), la tensión aplicada a la fibra después del estirado en caliente se encuentra, preferentemente, en un intervalo de 0,5 a 4 cN/dtex, y la tasa 35

de enfriamiento en el enfriamiento rápido es, preferentemente, no menos de 30C/segundo, y la temperatura del extremo de enfriamiento en el enfriamiento rápido es, preferentemente, no superior a 50C.

El procedimiento de enfriamiento rápido de la fibra de policetona estirada en caliente no está limitado en particular, y puede adoptar los procedimientos conocidos convencionalmente. En 5 concreto, es preferente un procedimiento de enfriamiento que utiliza un rodillo. Además, la fibra de policetona obtenida de esta manera tiene una retención grande de la deformación elástica, de forma que es preferible que la fibra esté sometida normalmente a un tratamiento de calor de relajación, de forma que se hace la longitud de la fibra más corta que la longitud de la fibra después del estirado en caliente. En este momento, la temperatura del tratamiento de calor de 10 relajación se encuentra, preferentemente, en un intervalo de 50 a 100C y la relación de relajación se encuentra, preferentemente, en un intervalo de 0,980 a 0,999.

Además, la fibra de policetona tiene, preferentemente, una estructura cristalina, en la que la cristalinidad es del 50-90% y la orientación de los cristales no es menor del 95%. Cuando la cristalinidad es inferior al 50%, la formación de la estructura de fibra es insuficiente y no se 15 obtiene suficiente resistencia, pero también existe un temor de que la propiedad de contracción y la estabilidad dimensional bajo calor se vuelvan inestables. Por lo tanto, la cristalinidad es preferentemente del 50-90%, más preferentemente del 60-85%.

El cordón de fibra de policetona puede preparase al retorcer filamentos fabricados de la policetona. El número de haces de filamentos que van a ser retorcidos no está limitado en 20 particular, sino que es preferentemente un cordón de filamentos retorcidos obtenido al retorcer dos haces de filamentos, teniendo cada uno una finura de 500-300 dtex. Por ejemplo, el anterior haz de filamentos es sometido a torsión de capas y luego los dos haces de torsión de capas son sometidos a torsión de cables en una dirección opuesta, por lo que se puede obtener un cordón retorcido. 25

Los cordones de fibra de policetona obtenidos de esta manera son cauchutados para obtener un material compuesto de cordón/caucho utilizado en la capa de la carcasa. El caucho de revestimiento para el cordón de fibra de policetona no está limitado en particular, y se puede utilizar un caucho de revestimiento utilizado en una capa de refuerzo de cinta convencional. Además, se puede tratar el cordón de fibra de policetona con un adhesivo para mejorar la 30 adhesividad con el caucho de revestimiento antes del cauchutado de los cordones de fibra de policetona.

El esfuerzo de contracción térmica del cordón de fibra de policetona obtenido de esta manera es de aproximadamente 4 veces el esfuerzo de contracción térmica del nailon 6,6 y de aproximadamente 10 veces el del tereftalato de polietileno como un material convencional de 35

fibra. Por lo tanto, es posible reducir el peso al reducir en gran medida la cantidad utilizada de fibras.

Para utilizar de la forma más eficaz la característica de contracción térmica elevada de la fibra de policetona, es deseable que la temperatura de procesamiento y la temperatura del producto en uso sean temperaturas cercanas a una temperatura que indica un esfuerzo 5 máximo de contracción térmica (denominado más adelante como temperatura máxima de contracción térmica).

Cuando se utiliza como un material de fibra para el refuerzo con caucho, tal como una cinta, un cordón para neumáticos, o similar, es deseable que la temperatura máxima de contracción térmica se encuentre en un intervalo de 100-250C, más preferentemente entre 150-240C, 10 porque la temperatura de procesamiento, tal como la temperatura de tratamiento de RFL o la temperatura de vulcanización es de 100-250C y la temperatura en la generación de calor del material, tal como un neumático o una cinta durante un uso repetido o durante un giro a altas velocidades es de 100-200C.

Se requiere que el cordón de fibra de policetona que tiene las características de contracción 15 térmica elevada, como se han mencionado anteriormente, satisfaga la condición de la ecuación (I) de la invención. Dado que el cordón de fibra de policetona tiene un gran esfuerzo de contracción térmica a temperaturas elevadas, dado que la temperatura del neumático aumenta durante una circulación a altas velocidades, se genera suficiente esfuerzo de contracción térmica en el cordón para desarrollar un efecto de aro, por lo que se elimina el empuje hacia 20 fuera de la porción de reborde debido a la fuerza centrífuga. Por lo tanto, cuando se aplica el cordón de fibra de policetona que satisface la ecuación (I) a la capa de la carcasa de un neumático radial para un automóvil de turismo, se puede obtener una excelente estabilidad de dirección durante la circulación a altas velocidades.

En la invención, se deduce que   -0,01E + 1,2 en la ecuación (I) como sigue. Dado que 25 existen una fuerza que elimina un cambio de la forma del neumático en el estado de circulación a altas velocidades, una resistencia F1 desarrollada de forma pasiva por la capa de la carcasa contra una influencia exterior (por ejemplo, variación de la tensión y la deformación) y una resistencia F2 desarrollada de forma activa por la capa de la carcasa debido a una generación de calor. Es decir, se requiere que una suma de F1 y de F2 sea superior a un cierto nivel para 30 eliminar de forma eficaz el cambio de la forma del neumático durante una circulación a altas velocidades. Cuando las relaciones contribuyentes de la F1 y la F2 son, respectivamente,  y  (en la que  > 0 y  > 0), se deduce la siguiente ecuación:

35 a´F1+b´F2>g

(en la que  es un valor estándar en base a un tamaño de neumático o a una velocidad y  > 0). En este caso, un factor principalmente dominante de F1 incluye una rigidez EC del cordón en el cordón de la capa, mientras que un factor principalmente dominante de F2 incluye un esfuerzo de contracción térmica HF del cordón de la capa. Al sustituir EC como F1 y HF como F2 en la anterior ecuación se deduce la siguiente ecuación: 5

//ECHF

Cuando se utiliza el esfuerzo de contracción térmica  a 177C del cordón de la capa como HF y se utiliza el módulo de elasticidad E a 25C bajo una carga de 49 N del cordón de la capa, se 10 requiere que el esfuerzo de contracción térmica  se encuentre en un dominio superior del gradiente (-/)  módulo de elasticidad E + segmento interceptado (/). Los inventores han estudiado y descubierto que cuando el gradiente (-/) es -0,01 y el segmento interceptado (/) es 1,2, o cuando el esfuerzo de contracción térmica  y el módulo de elasticidad E satisfacen la relación de   -0,01E + 1,2, se puede eliminar de forma eficaz el cambio de la 15 forma del neumático durante una circulación a altas velocidades.

En el neumático según la invención, el cordón de fibra de policetona tiene, preferentemente, un esfuerzo de contracción térmica  a 177C no superior a 1,5 cN/dtex. Cuando el esfuerzo de contracción térmica  a 177C del cordón de fibra de policetona supera 1,5 cN/dtex, la fuerza de contracción durante la vulcanización se vuelve excesivamente grande, y como resultado se 20 provocan un desorden de los cordones y un desorden del caucho dentro del neumático para causar un deterioro de la durabilidad y de la uniformidad. Además, lo más preferente es que el cordón de fibra de policetona tenga un esfuerzo de contracción térmica  a 177C no superior a 1,40 cN/dtex, más preferentemente no superior a 1,00 cN/dtex con vistas a evitar el cambio de la forma debido a la contracción extrema durante la circulación a altas velocidades. Además, el 25 cordón de fibra de policetona tiene, preferentemente un esfuerzo de contracción térmica  a 177C no menos de 0,10 cN/dtex, más preferentemente no menos de 0,20 cN/dtex, aún más preferentemente superior a 0,4 cN/dtex con vistas a eliminar de forma eficaz el cambio de la forma durante una circulación a altas velocidades.

Además, el cordón de fibra de policetona tiene, preferentemente, un módulo de elasticidad E 30 a 25C bajo una carga de 49 N no menos de 30 cN/dtex con vistas a evitar un cambio grande de la forma debido a la presión interna, más preferentemente no menos de 90 cN/dtex con vistas a proporcionar una buena estabilidad de la forma. Además, el cordón de fibra de policetona tiene, preferentemente un módulo de elasticidad E a 25C bajo una carga de no más de 170 cN/dtex con vistas a garantizar suficientemente una resistencia a la fatiga, más 35

preferentemente un módulo de elasticidad E no superior a 160 cN/dtex con vistas a proporcionar una buena resistencia a la fatiga.

Como otro factor en la invención, se requiere que el cordón de fibra de policetona sea un hilo de dos filamentos obtenido al someter a torsión de capas hilos en bruto de fibra de policetona con un coeficiente N1 de torsión de capas definido por la ecuación (II) y al someter a torsión de 5 cables a una pluralidad de los hilos de torsión de capas con un coeficiente N2 de torsión de cables definido por la ecuación (III) en una dirección opuesta a la torsión de capas y el coeficiente N1 de torsión de capas definido por la ecuación (II) en el cordón de fibra de policetona se encuentra en un intervalo de 0,35-0,70 y el coeficiente N2 de torsión de cables definido por la ecuación (III) se encuentra en un intervalo de 0,50-0,95. 10

Cuando se utiliza el cordón de fibra de policetona que tiene el coeficiente de torsión de capas y el coeficiente de torsión de cables de los intervalos definidos anteriormente como el cordón en la invención, se pueden obtener cordones que tienen una resistencia a la fatiga, una rigidez a la tracción y una resistencia del cordón excelentes, y, por lo tanto, se pueden obtener cordones de la capa de la carcasa que equilibran muy bien la resistencia del cordón y la 15 resistencia a la fatiga.

Además, es deseable que el cordón de fibra de policetona que constituye la capa de la carcasa en la invención tenga un esfuerzo de contracción térmica a 100C de no más de 0,07 cN/dtex y un esfuerzo de contracción térmica a 130C de no menos de 0,40 cN/dtex. El límite inferior del esfuerzo de contracción térmica a 100C no está limitado en particular, y 20 normalmente es de aproximadamente 0,01 cN/dtex. Por otra parte, el límite superior del esfuerzo de contracción térmica a 130C no está limitado en particular, y normalmente es de aproximadamente 0,6 cN/dtex.

En la invención, el esfuerzo de contracción térmica del cordón de fibra de policetona que constituye la capa de la carcasa se desarrolla de manera repetida, de forma reversible según 25 una temperatura del neumático. En el cordón de fibra de policetona utilizado en la invención, el esfuerzo de contracción térmica aumentó violentamente superando los 110C. Según aumenta la temperatura del neumático durante una circulación a alta temperatura, aumenta el esfuerzo de contracción térmica, y, por lo tanto, se elimina el empuje hacia fuera del reborde durante la circulación a altas velocidades para exhibir una excelente estabilidad de dirección durante la 30 circulación a altas velocidades. Es decir, el esfuerzo de contracción térmica aumenta con el aumento de la temperatura del neumático. La contracción del cordón de fibra de policetona vuelve al estado original a temperatura ambiente y vuelve a desarrollarse a una mayor temperatura. Dicho fenómeno ocurre de forma reversible y se repite durante cada recorrido del neumático. Además, se pueden establecer los efectos entre la circulación normal y la 35

circulación a altas velocidades utilizando el cordón de fibra de policetona en el que la diferencia entre los esfuerzos de contracción térmica a 20C y a 177C es no menos de 0,20 cN/dtex, preferentemente no menos de 0,25 cN/dtex.

En el neumático para automóviles de turismo según la invención, se utiliza el cordón de fibra de policetona en la carcasa del neumático. Dado que el cordón de fibra de policetona tiene una 5 resistencia del cordón y una resistencia a la fatiga muy equilibradas y un esfuerzo elevado de contracción térmica, al utilizar dicho cordón en la carcasa del neumático, se puede mejorar la rigidez de la porción lateral del neumático y se puede mejorar la estabilidad de dirección a altas velocidades.

Se describirá una realización del neumático según la invención con referencia al dibujo 10 adjunto a continuación. La FIG. 1 es una vista en corte transversal de una realización de un neumático para un automóvil de turismo según la invención. El neumático mostrado en la FIG. 1 comprende un par de porciones 1 de talón, un par de porciones laterales 2, una porción 3 de banda de rodadura, una carcasa 5 que se extiende de forma toroidal entre los núcleos 4 de talón incorporados en las porciones respectivas 1 de talón, una cinta 6 dispuesta en un exterior 15 de una porción de corona de la carcasa 5 en una dirección radial del neumático y que comprende al menos dos capas de cinta, una capa 7A de refuerzo de la cinta dispuesta en un exterior de la cinta 6 en la dirección radial del neumático, de forma que cubre toda la cinta 6, y un par de capas 7B de refuerzo de la cinta dispuestas en un exterior de la capa 7A de refuerzo de la cinta en la dirección radial del neumático, de forma que cubren ambas porciones 20 extremas de la cinta 6. Aunque cada una de las capas ilustradas 7A y 7B de refuerzo de la cinta es una capa, pueden ser dos o más capas. Además, un ejemplo del neumático según la invención es un neumático que omite la capa 7A de refuerzo de la cinta y/o la capa 7B de refuerzo de la cinta. En el neumático según la invención, se aplica el cordón mencionado anteriormente de fibra de policetona a la carcasa 5. 25

Se dan los siguientes ejemplos a modo de ilustración de la invención y no se pretende que sean limitaciones de la misma.

Se prepara un neumático radial para un automóvil de turismo (tamaño del neumático: 195/65R15) utilizando cordones de una capa de un material, una estructura y con las propiedades mostrados en la Tabla 1 en una capa de la carcasa. 30

Estabilidad en una circulación real a altas velocidades

Se evalúan los neumáticos radiales para automóviles de turismo en los Ejemplos 1-3 y en los Ejemplos comparativos 1-2 con respecto a sus rendimientos. La prueba se lleva a cabo al 35

hacer circular un vehículo en un recorrido de circuito de prueba de 4 km para evaluar la estabilidad de circulación en línea recta, la estabilidad en viraje, la sensación de rigidez y el rendimiento de la maniobrabilidad como los rendimientos de cuatro elementos. Se evalúa cada resultado de la prueba mediante un procedimiento de 10 puntos, en el que cuanto mayor sea el valor numérico, mejor es el rendimiento. Los resultados se muestran en la Tabla 1. 5

Tabla 1

: Ejemplo comparativo 1 Ejemplo comparativo 2 Ejemplo 1 Ejemplo 2 Ejemplo 3

Material del cordón de la capa: poliéster rayón policetona *1 policetona *1 policetona *1

Estructura del cordón (dtex): 1670/2 1670/2 1670/2 1670/2 1670/2

Número de torsión (número de torsión de capas  número de torsión de cables): 39  39 38  38 47  47 39  39 53  53

Esfuerzo de contracción térmica  a 177C (cN/dtex): 0,01 0 0,60 0,51 0,57

Módulo de elasticidad E a 25C bajo una carga de 49 N (cN/dtex): 37 51 123 145 109

[-0,01E + 1,2]: 0,83 0,69 -0,03 -0,25 0,11

Coeficiente N1 de torsión de capas: 0,48 0,47 0,58 0,48 0,66

Coeficiente N2 de torsión de cables: 0,68 0,81 0,82 0,68 0,93

N2/N1: 1,42 1,72 1,41 1,42 1,41

Estabilidad de dirección durante circulación real a altas velocidades

: Ejemplo comparativo 1 Ejemplo comparativo 2 Ejemplo 1 Ejemplo 2 Ejemplo 3

1. Estabilidad de circulación en línea recta: 8 8 9 10 9

2. Estabilidad en viraje: 7 7 9 10 9

3. Sensación de rigidez: 7 7 10 11 10

4. Rendimiento de maniobrabilidad: 7 7 9 10 9

*1: policetona en la que aproximadamente el 100% comprende una unidad de repetición representada por la fórmula (IV) y no menos del 97% de la unidad de repetición es 1-oxotrimetileno.

Como puede verse en la Tabla 1, los neumáticos de los Ejemplos 1-3 que utilizan el cordón de fibra de policetona que satisface las ecuaciones (I), (II) y (III) en la capa de la carcasa son superiores a los neumáticos de los ejemplos comparativos en los cuatro elementos de evaluación (estabilidad de circulación en línea recta, estabilidad de viraje, sensación de rigidez 5 y rendimiento de maniobrabilidad), evaluando la estabilidad durante una circulación real a altas velocidades, y son particularmente excelentes en la sensación de rigidez y en la estabilidad de viraje y en los rendimientos de maniobrabilidad.

Según la invención, se pueden proporcionar neumáticos para automóviles de turismo en los que se elimina el fenómeno de empuje hacia fuera del neumático y de reblandecimiento del 10 neumático debido al aumento de la temperatura durante una circulación a altas velocidades para mejorar la estabilidad en viraje durante una circulación a altas velocidades.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un neumático radial para un automóvil de turismo que comprende un par de porciones (1) de talón y una carcasa (5) que comprende al menos una capa de la carcasa que se extiende de forma toroidal entre un par de núcleos (4) de talón incorporados en las 5 porciones respectivas de talón y que contienen cordones de fibra orgánica, en el que el cordón de fibra orgánica que constituye la capa de la carcasa es un cordón de fibra de policetona que satisface la siguiente ecuación (I):

10 s³-0,01E+1,2ys³0,02.....(I)

en la que  es un esfuerzo de contracción térmica a 177C (cN/dtex) y E es un módulo de elasticidad a 25C bajo una carga de 49 N (cN/dtex) y el cordón de fibra de policetona tiene un coeficiente N1 de torsión de capas definido por la siguiente ecuación (II) de 0,35-0,70 y un coeficiente N2 de torsión de cables definido por la siguiente 15 ecuación (III) de 0,50-0,95:

N1=n1´(0,125´D1/r)1/2´10-3.....(II)

20 N2=n2´(0,125´D2/r)1/2´10-3.....(III)

en las ecuaciones (II) y (III), n1 es un número de torsión de capas (giros/10 cm), n2 es un número de torsión de cables (giros/10 cm), D1 es el dtex del hilo de torsión de capas, D2 es un dtex total, y ρ es un peso específico del cordón de policetona (g/cm3),

en el que el esfuerzo de contracción térmica del cordón de fibra de policetona que 25 constituye la capa de la carcasa se desarrolla de manera repetida de forma reversible según una temperatura del neumático.
2. Un neumático radial reivindicado en la reivindicación 1, en el que el cordón de fibra de policetona que constituye la capa de la carcasa tiene un esfuerzo de contracción 30 térmica a 100C de no más de 0,07 cN/dtex y un esfuerzo de contracción térmica a 130C de no menos de 0,40 cN/dtex.
3. Un neumático radial reivindicado en la reivindicación 1 o 2, en el que el cordón de fibra de policetona que constituye la capa de la carcasa tiene sustancialmente una unidad de 35

repetición representada por la siguiente fórmula general (IV):

imagen1

[en la que A es un resto derivado de un compuesto insaturado polimerizado con enlaces insaturados, y puede ser la misma o distinta en cada una de las unidades de repetición]. 5
4. Un neumático radial para un automóvil de turismo reivindicado en la reivindicación 3, en el que A en la fórmula (IV) es grupo etileno.