Una cubierta neumática (10) que comprende un par de porciones (11),

izquierda y derecha, de talón anular, un par de paredes (12),izquierda y derecha, laterales conectadas a las porciones de talón, una banda de rodadura (13) situada entre las paredes laterales, un capa (2) de carcasa de refuerzo compuesta por lo menos de una capa de carcasa toroidal que se extiende entre las porciones de talón, y una capa (3) de cinturón de refuerzo compuesta de dos o más capas (3a, 3b) de cinturón dispuestas en la periferia exterior de la corona de la capa de carcasa, caracterizada porque la capa de carcasa es una tela revestida de caucho obtenida disponiendo cuerdas de para-aramida en paralelo, y las cuerdas de para-aramida satisfacen la relación representada por las siguientes fórmulas (I) a (III):

E ≤ 32,14 x T- 236 (I)

E ≥ 150 (II)

T ≥ 19 (III)

en las que E representa el módulo de elasticidad (cN/dtex) a 25ºC bajo una carga de 49 N, y T representa la resistencia a la tracción (cN/dtex).

Cubierta Neumática

Campo técnico

La presente invención se refiere a una cubierta neumática (de aquí en adelante, a veces denominada simplemente "neumático") , en particular, una cubierta neumática que tiene un material de cuerda mejorado como refuerzo.

Antecedentes de la técnica En general, una cubierta neumática tiene una estructura constituida por un armazón, a saber, una capa de carcasa toroidal que se extiende desde una de un par de porciones de talón hasta la otra, y capas de cinturón circundantes o capas de refuerzo del cinturón que refuerzan el área de contacto con el suelo y se obtienen cauchutando varios tipos de refuerzos.

En particular, las cuerdas de capa de carcasa están compuestas principalmente de poli (tereftalato de etileno) (PET) como fibra de poliéster o rayón como fibra de celulosa. Los medios conocidos para disminuir el número de capas manteniendo la resistencia de la carcasa incluyen el uso de fibra de poliamida (aramida) para-aromática para formar las cuerdas de la capa.

Usualmente, cada una de las capas del cinturón tiene una estructura estratificada constituida de capas de material (capa de cinturón) tratado compuesta cada una de una tela revestida de caucho obtenida disponiendo cuerdas de refuerzo en paralelo, y las cuerdas de refuerzo están hechas de fibra de aramida de modo que los cinturones resultantes tienen un peso reducido. Sin embargo, las capas del cinturón reforzadas por las cuerdas de aramida tienen baja rigidez. Es costumbre de este modo que por lo menos una de las capas del cinturón, cuyo número es usualmente dos o más, esté constituida de una capa de cinturón formada usando cuerdas de aramida y que por lo menos una de las capas del cinturón restantes esté constituida por un material tratado formado usando cuerdas de acero.

Las capas del cinturón de neumáticos radiales para coches de pasajeros están constituidas principalmente por lo menos de dos cintas de acero oblicuas y algunas veces contienen una capa superior (cap layer) o capas de estratificación (Iayering layers) que son telas revestidas con caucho formadas usando cuerdas de refuerzo tales como cuerdas de nailon y están sustancialmente dispuestas en paralelo a la circunferencia del neumático. Estas capas se desea que aseguren la estabilidad de la conducción, en particular, para mejorar la durabilidad por la prevención de la separación de las capas del cinturón (se ve una separación seria especialmente cerca de los bordes de las capas del cinturón) que ocurre durante la conducción a alta velocidad. Los medios conocidos para prevenir la deformación del área de contacto con el suelo durante la conducción a alta velocidad incluyen el uso de fibra que tiene alta rigidez y mantiene su elasticidad incluso cuando se calienta, tal como fibra de aramida, como material de la capa superior o capas de estratificación.

Los ejemplos de una técnica para mejorar un cinturón de neumático incluyen uno descrito en el documento de patente 1: se produce una cubierta neumática que tiene un peso reducido, durabilidad mejorada, y resistencia al desgaste mejorada, en la que por lo menos uno de los materiales tratados que constituyen un cinturón de neumático es una tela revestida de caucho obtenida disponiendo cuerdas de aramida en paralelo de modo que están a un ángulo oblicuo con respecto al ecuador del neumático; por lo menos uno de los materiales tratados restantes es una tela revestida de caucho obtenida disponiendo monofilamentos de acero en paralelo de modo que están en ángulo oblicuo con respecto al ecuador del neumático y pueden cruzar las cuerdas de aramida; y el intervalo de los monofilamentos de acero usados en paralelo en los materiales tratados está en el intervalo de 0, 10 a 0, 50 mm.

Los ejemplos de una técnica para mejorar la capa superior o capas de estratificación incluyen uno descrito en el documento de patente 2: se produce un neumático que está bien equilibrado respecto al ruido en la carretera, resistencia al rodamiento, y rendimiento de la parte plana, en el que la capa superior está dividida a lo largo de la dirección de su anchura en una parte central y dos partes de los extremos; la parte central está reforzada por cuerdas de nailon trenzado que tienen una torsión predeterminada y una finura predeterminada y establecida con un número más bajo de incrustaciones de modo que el módulo de tracción en la dirección de la circunferencia del neumático por anchura unidad es igualo más bajo de 17 GPa/cm; y cada una de las partes de los extremos tiene un módulo de elongación en la dirección de la circunferencia del neumático de 35 GPa/cm o más alto y una anchura en el intervalo de 8 a 24 mm.

Documento de patente 1: publicación de solicitud de patente japonesa sin examinar No. H10-166812 (Reivindicaciones y otras secciones) .

Documento de patente 2: publicación de solicitud de patente japonesa sin examinar No. 2004-224074 (Reivindicaciones y otras secciones) .

También se llama la atención hacia la descripción de los documentos JP-A-401240305 y WQ-A-2006077978.

Descripción de la invención

Problemas a resolver por la invención Sin embargo, los materiales tratados usados en las capas descritas anteriormente son todos insuficientes y tienen los siguientes problemas.

Respecto a la capa de carcasa, el uso de fibra de aramida comúnmente disponible para disminuir el número de capas manteniendo la resistencia de la carcasa da como resultado insuficiente resistencia a la fatiga; sin embargo, el uso de una estructura torsionada o similares para mejorar la resistencia a la fatiga estropea la resistencia, haciendo por ello cuestionable la durabilidad del neumático resultante. Más específicamente, las capas de carcasa conocidas tienen el riesgo de romperse debido a la disminución de resistencia que ocurre en la porción externa del talón durante un ensayo de durabilidad del talón en un tambor. Esta situación ha conducido a la demanda de una técnica para producir una capa de carcasa que tiene durabilidad favorable a pesar de un número disminuido de capas para un peso reducido y gasta menos energía de deformación y otros tipos de energía.

Respecto a la capa de cinturón, el uso de cuerdas de aramida provoca que ocurra una disminución problemática de resistencia durante la conducción en un tambor: la fibra de aramida comúnmente disponible provoca que ocurra una disminución de resistencia en el fondo de los surcos del dibujo y en los extremos de los cinturones de acero, y de este modo la durabilidad del neumático cae por debajo del de las cuerdas de acero. Esta situación ha conducido a demandar una técnica para producir una capa de cinturón que tenga durabilidad favorable a pesar de un peso reducido, gaste menos energía de deformación y otros tipos de energía, y ofrezca favorable estabilidad de conducción.

Respecto a la capa de refuerzo del cinturón contenida en la estructura de capa/capa superior, el uso de fibra de aramida como materiales de refuerzo puede provocar que se suelten los hombros del neumático durante el moldeado de ellos. Durante la conducción, estos hombros de neumático sueltos provocan que ocurra un aumento de compresión, que conduce a una disminución de la resistencia, dando como resultado por ello la rotura. Además, la fibra de aramida comúnmente disponible tiene un módulo de elasticidad demasiado alto y de este modo da solo un área de contacto con el suelo insuficiente de los neumáticos durante la conducción a baja velocidad. Una solución a este problema es un incremento del número de torsión; la verdad es que, esta solución disminuye el módulo de elasticidad, pero disminuye la resistencia también, disminuyendo finalmente por ello la durabilidad del neumático. Esta situación ha conducido a demandar una técnica para producir una cubierta neumática que tenga una capa de refuerzo del cinturón que tenga alta resistencia, un bajo módulo de elasticidad, y excelente resistencia a la fatiga.

En estas circunstancias, se desea que la presente invención resuelva los anteriores problemas y consiga los siguientes objetivos: proporcionar una cubierta neumática que tenga una capa de carcasa que tiene durabilidad favorable a pesar de un número disminuido de capas para un peso reducido y gaste menos energía de deformación y otros tipos de energía; para proporcionar una cubierta neumática que tiene una capa de cinturón que tiene durabilidad favorable a pesar de estar hecha de fibra orgánica y un peso reducido para disminuir la resistencia de rodadura, gasta menos energía de deformación... [Seguir leyendo]

1. Una cubierta neumática (10) que comprende un par de porciones (11) , izquierda y derecha, de talón anular, un par de paredes (12) , izquierda y derecha, laterales conectadas a las porciones de talón, una banda de rodadura (13) situada entre las paredes laterales, un capa (2) de carcasa de refuerzo compuesta por lo menos de una capa de carcasa toroidal que se extiende entre las porciones de talón, y una capa (3) de cinturón de refuerzo compuesta de dos o más capas (3a, 3b) de cinturón dispuestas en la periferia exterior de la corona de la capa de carcasa, caracterizada porque la capa de carcasa es una tela revestida de caucho obtenida disponiendo cuerdas de para-aramida en paralelo, y las cuerdas de para-aramida satisfacen la relación representada por las siguientes fórmulas (1) a (111) :

E ~ 32, 14 x T-236 (1)

E 150 (11)

T~19 (11I)

en las que E representa el módulo de elasticidad (cN/dtex) a 25'C bajo una carga de 49 N, Y T representa la resistencia a la tracción (cN/dtex) .

2. Una cubierta neumática (10) que comprende un par de porciones (11) , izquierda y derecha, de talón anular, un par de paredes (12) , izquierda y derecha, laterales conectadas a las porciones de talón, una banda de rodadura (13) situada entre las paredes laterales, un capa (2) de carcasa de refuerzo compuesta por lo menos de una capa de carcasa toroidal que se extiende entre las porciones de talón, y una capa (3) de cinturón de refuerzo compuesta de dos o más capas (3a, 3b) de cinturón dispuestas en la periferia exterior de la corona de la capa de carcasa, caracterizada porque por lo menos una de las capas del cinturón es una tela revestida de caucho obtenida disponiendo cuerdas de paraaramida en paralelo de modo que las cuerdas de para-aramida están a un ángulo oblicuo con respecto al ecuador del neumático, la capa de cinturón restante es una tela revestida de caucho obtenida disponiendo cuerdas de acero en paralelo de modo que las cuerdas de acero están a un ángulo oblicuo con respecto al ecuador del neumático y que las cuerdas de acero cruzan las cuerdas de para-aramida, y las cuerdas de para-aramida satisfacen la relación representada por las siguientes fórmulas (1) a (111) :

E ~ 32, 14 x T-236 (1)

E 150 (11)

T~19 (11I)

en las que E representa el módulo de elasticidad (cN/dtex) a 25'C bajo una carga de 49 N, Y T representa la resistencia a la tracción (cN/dtex) .

3. Una cubierta neumática (10) que comprende un par de porciones (11) , izquierda y derecha, de talón anular, un par de paredes (12) , izquierda y derecha, laterales conectadas a las porciones de talón, una banda de rodadura (13) situada entre las paredes laterales, un capa (2) de carcasa de refuerzo compuesta por lo menos de una capa de carcasa toroidal que se extiende entre las porciones de talón, y una capa (3) de cinturón de refuerzo compuesta de dos o más capas (3a, 3b) de cinturón dispuestas en la periferia exterior de la corona de la capa de carcasa, así como una capa (4) de refuerzo del cinturón que consiste en tela revestida de caucho obtenida disponiendo cuerdas de refuerzo sustancialmente en paralelo a la circunferencia del neumático, estando constituida dicha capa de refuerzo del cinturón por una capa (4a) superior, situada en un lado exterior radial del neumático de la capa del cinturón para cubrir toda la anchura de la capa de cinturón, y/o capas (4b) de estratificación, situadas en ambos extremos de la capa de cinturón, caracterizada porque las cuerdas de refuerzo que constituyen la capa de refuerzo del cinturón son cuerdas de para-aramida, y las cuerdas de para-aramida satisfacen la relación representada por las siguientes fórmulas (1) a (111) :

E ~ 32, 14 x T-236 (1)

E 150 (11)

T~19 (11I)

en las que E representa el módulo de elasticidad (cN/dtex) a 25'C bajo una carga de 49 N, Y T representa la resistencia a la tracción (cN/dtex) .

4. La cubierta neumática según la reivindicación 3, en la que el número de cuerdas de refuerzo incrustadas que constituyen la capa de refuerzo del cinturón está en el intervalo de 40/50 mm a 70/50 mm.

5. La cubierta neumática según la reivindicación 3 o 4, en la que la capa superior y las capas de estratificación se preparan cada una enrollando repetidamente una lámina del tipo de cinturón en un patrón en espiral, estando constituida la lámina del tipo de cinturón por una o más cuerdas de refuerzo cubiertas de caucho y teniendo una anchura menor que la anchura después de ser enrolladas.

6. La cubierta neumática según la reivindicación 1 o 2, en la que cada una de las cuerdas de para-ara mida está constituida por dos o tres haces de filamentos trenzados y el decitex total está en el intervalo de 3000 dtex a 7000 dtex.

7. La cubierta neumática según una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, en la que cada una de las cuerdas de para-aramida está constituida por dos haces de filamentos trenzados y el decitex total está en el 10 intervalo de 3000 dtex a 7000 dtex.

8. La cubierta neumática según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en la que las cuerdas de paraaramida muestran una relación de contracción térmica igualo menor de 0, 5% cuando se calienta en seco a 150°C durante 30 minutos.

9. La cubierta neumática según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en la que el coeficiente de torsión

Nt de las cuerdas de para-aramida, representado por la fórmula mostrada a continuación, está en el intervalo de 0, 45 a 0, 99:

Nt = 0, 001 x N x'¡ (0, 125 x D/p)

en la que N representa el número de torsión (vueltas/10 cm) , p representa el peso específico de las cuerdas, y O representa el decitex total (dtex) .