IT201800010731A1 - Corde per strati di rinforzo di pneumatici - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

“CORDE PER STRATI DI RINFORZO DI PNEUMATICI”

La presente invenzione è relativa a uno pneumatico caratterizzato da una particolare tipologia di corde utilizzate negli strati di rinforzo anche conosciuti con la dicitura inglese cap-ply.

Negli ultimi anni una delle priorità nel campo della ricerca sugli pneumatici è stata quella di ridurre il rumore che essi producono sia all’interno sia all’esterno dell’abitacolo.

Una tale necessità si scontra con la tendenza di diminuire il peso degli pneumatici al fine di abbassare la resistenza al rotolamento. Infatti, come è noto ad un tecnico del ramo, un alleggerimento dello pneumatico, nonostante provochi un miglioramento in termini di resistenza al rotolamento, tuttavia comporta un aumento del livello di rumorosità prodotto in esercizio.

Gli inventori della presente invenzione hanno sorprendentemente trovato che se si utilizzano particolari tele rinforzanti nel cap-play dello pneumatico, è possibile ottenere un miglioramento sia in termini di resistenza al rotolamento sia in termini di rumorosità prodotta.

Come noto ad un tecnico del ramo, le tele rinforzanti sono comunemente utilizzate come materiale di rinforzo nella carcassa, nelle cinture e nel cap-ply. Questi ultimi, in particolare, sono disposti tra le cinture e il battistrada.

Oggetto della presente invenzione è uno pneumatico radiale comprendente uno strato interno atto a garantire la tenuta dell’aria di gonfiaggio, una carcassa, un battistrada, almeno una cintura disposta tra la carcassa e il battistrada e un cap-ply disposto tra la cintura e il battistrada e comprendente una tela di rinforzo composta da corde di polietilene tereftalato (PET); detto pneumatico essendo caratterizzato dal fatto che ognuna di dette corde in PET è costituita da un singolo filo avente una densità lineare compresa tra 500 e 3000 dtex.

Preferibilmente, ognuna di dette corde ha una densità lineare compresa tra 1000 e 2000 dtex.

Preferibilmente, ognuna di dette corde ha un fattore di torsione compreso tra 70 e 180; più preferibilmente tra 120 e 160.

Il fattore di torsione è rappresentato dalla seguente formula Tf = a * Nt * T<0.5>, in cui a=8.513*10<-3>, Nt è il livello di torsione (torsioni per metro) e T è la densità lineare (dtex) della corda.

Un ulteriore oggetto della presente invenzione è l’uso di corde a singolo filo aventi una densità lineare compresa tra 500 e 3000 dtex, preferibilmente tra 1000 e 2000 dtex, per la realizzazione di tele di rinforzo per le cinture di uno pneumatico.

Di seguito sono riportati degli esempi realizzativi a puro titolo illustrativo e non limitativo.

Sono stati realizzati tre pneumatici (A - C) che differiscono tra loro per il differente cap-ply utilizzato.

Il cap-ply degli pneumatici B e C comprendono una tela di rinforzo secondo la presente invenzione, mentre lo pneumatico A costituisce un esempio di confronto comprendendo un cap-ply la cui tela di rinforzo è realizzata da corde che non soddisfano i requisiti riportati nelle rivendicazioni allegate. Il cap-ply dello pneumatico A rappresenta la soluzione correntemente adottata.

La tela di rinforzo del cap-ply degli pneumatici B e C è stata realizzata con corde a singolo filo di PET, caratterizzate da una densità lineare compresa nell’intervallo tra 1000 e 2000 dtex e da un fattore di torsione compreso nell’intervallo tra 70 e 140.

Differentemente, la tela di rinforzo del cap-ply dello pneumatico A è stata realizzata, secondo la prassi comunemente adottata, con corde a doppio filo di PET.

Ognuno dei fili di PET ha una densità lineare pari a 1100 dtex e un numero di fattore di torsione pari a 104.

Ognuna delle cinture è realizzata inglobando la tela tra due strati di mescola in gomma.

In Tabella I è riportata in phr la composizione della mescola utilizzata per la realizzazione del cap-ply.

TABELLA I

La gomma naturale è la gomma di origine naturale 1,4-cis poliisoprene.

L’accelerante di vulcanizzazione è TBBS (N-tert-butyl-2-benzothiazylsulphenamide).

I cap-ply così realizzati sono stati sottoposti a misure di modulo elastico e di durabilità.

Il modulo elastico delle corde è stato misurato utilizzando un analizzatore meccanico dinamico (DMA). Il valore è calcolato in base al storage modulus misurato a 160°C, sotto un precarico di 10N e una frequenza di 52 Hz.

La valutazione della durabilità è stata basata sul metodo di fatica sotto descritto.

Le corde di materiale organico sono affogate in una matrice di gomma in maniera tale da realizzare degli strati paralleli di corde. In questo modo è realizzato un campione di gomma per il test. Il campione di gomma ha una larghezza di 50 mm, una lunghezza di 500 mm e una altezza di 5,5 mm.

Il numero di corde è 50/50 mm; la distanza tra le corde è di 2,5 mm; la distanza tra il centro delle corde e la superficie è 1,5 mm. Successivamente, il campione di gomma è appeso su di una puleggia e un carico di 50 Kg/inch è applicato nella direzione dell’asse della corda, e la tensione e la forza di compressione sono applicate ciclicamente con una frequenza di 100 rpm, aumentando il numero di cicli fino a che non si raggiunga una degradazione della forza tensile dell’80%. La durabilità è poi calcolata sulla base del numero di cicli necessari per il raggiungimento della condizione di cui sopra.

I cap-ply di cui sopra sono stati utilizzati per realizzare tre pneumatici (A - C) che si differenziano tra loro solamente per il diverso cap-ply utilizzato.

I penumatici A - C sono stati sottoposti a misure di resistenza al rotolamento, di rumore e di peso.

La resistenza al rotolamento è stata misurata secondo la norma ASTM D5992.

La misura del rumore è stata realizzata in una stanza semi-anecoica di dimensioni: 8m (lunghezza) x 6m (larghezza) x 3,5m (altezza), certificata ISO 3744 (Sound Power Test). Lo pneumatico è stato caricato mediante un porta-pneumatico su un tamburo ricoperto con un guscio di resina che simula l’asfalto usato per i test di omologazione PBN all’esterno. La strumentazione di misura è composta da 11 microfoni spaziati angolarmente allo stesso modo per valutare la direttività del rumore. Un algoritmo (sviluppato dalla Richiedente) permette di calcolare il predetto valore di PBN all’aperto (r<2>=0,9) a 80 Km/h.

Nella Tabella II sono riportate le caratteristiche tecniche delle corde, dei rispettivi cap-ply e dei rispettivi pneumatici. Allo scopo di mostrare più chiaramente i vantaggi dell’invenzione, in Tabella II alcuni valori sono indicizzati al relativo valore dell’esempio di confronto (cap-ply di A) e alvune caratteristiche dello pneumatico sono indicate come variazione del rispettivo valore dello pneumatico A preso come riferimento (Ref.).

TABELLA II

Tali misure hanno verificato che i pneumatici B e C: (i) hanno una resistenza al rotolamento inferiore di 2% rispetto a quella dello pneumatico A; (ii) producono un rumore inferiore di 0,4 – 0,7 dB a quello prodotto dallo pneumatico A; (iii) hanno un peso inferiore di quello dello pneumatico A.

Dai dati sopra riportati appare evidente come sorprendentemente il cap-ply comprendente le corde secondo l’invenzione conferisca allo pneumatico risultante un miglioramento in termini di resistenza al rotolamento unitamente a un minore emissione di rumore.

In particolare, vale la pena sottolineare che l’invenzione va contro il preconcetto per cui più basso è il peso di uno pneumatico più grande è il rumore prodotto.

Claims (8)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1. Pneumatico radiale comprendente uno strato interno atto a garantire la tenuta dell’aria di gonfiaggio, una carcassa, un battistrada, almeno una cintura disposta tra la carcassa e il battistrada e un cap-ply disposto tra la cintura e il battistrada e comprendente una tela di rinforzo composta da corde di PET; detto pneumatico essendo caratterizzato dal fatto che ognuna di dette corde in PET è costituita da un singolo filo avente una densità lineare compresa tra 500 e 3000 dtex.
2. 2. Pneumatico secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che ognuna di dette corde ha una densità lineare compresa tra 1000 e 2000 dtex.
3. 3. Pneumatico secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che ognuna di dette corde ha un fattore di torsione compreso tra 70 e 180.
4. 4. Pneumatico secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che ognuna di dette corde ha un fattore di torsione per metro compreso tra 120 e 160.
5. 5. Uso di corde a singolo filo aventi una densità lineare compresa tra 500 e 3000 dtex per la realizzazione di tele di rinforzo per le cinture di uno pneumatico.
6. 6. Uso secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che dette corde hanno una densità lineare compresa tra 1000 e 2000 dtex.
7. 7. Uso secondo la rivendicazione 5 o 6, caratterizzato dal fatto che dette corde hanno un fattore di torsione compreso tra 70 e 180.
8. 8. Uso secondo la rivendicazione 5 o 6, caratterizzato dal fatto che dette corde hanno un fattore di torsione compreso tra 120 e 160.