BR112021011042A2 - Pneumático para caminhonete otimizado - Google Patents

Abstract

pneumático para caminhonete otimizado. a invenção se refere a um pneumático de caminhonete e visa melhorar o compromisso entre a resistência à rodagem e desempenhos antagonistas tais como os diversos tipos de aderência (longitudinal/transversal, sobre solo seco/molhado) e o desgaste. para uma banda de rodagem (2) que compreende elementos em relevo (22) que tem uma altura radial hs pelo menos igual a 6,5 mm e no máximo igual a 11 mm, e que tem uma taxa de entalhamento volúmico tev pelo menos igual a 18 % e no máximo igual a 23 %. a pelo menos uma mistura elastomérica da banda de rodagem (2) tem uma temperatura de transição vítrea tg pelo menos igual a -18°c e no máximo igual a -30°c, uma dureza shore a pelo menos igual a 55 e no máximo igual a 66 e uma perda dinâmica tgd a 23°c pelo menos igual a 0,15 e no máximo igual a 0,29. o pneumático compreende também uma camada intermediárias de mistura elastomérica de uma perda dinâmica tgda a 23°c pelo menos igual a 0,05 e no máximo igual a 0,15, no máximo igual à perda dinâmica tgd dos materiais da banda de rodagem.

Description

“PNEUMÁTICO PARA CAMINHONETE OTIMIZADO”

[0001] A invenção tem como objeto um pneumático radial destinado a equipar um veículo de transporte, chamada usualmente de caminhonete.

[0002] O domínio de pneumático mais especialmente concernido é aquele dos pneumáticos, dos quais a pressão nominal é pelo menos igual a 4 bars e no máximo igual a 6 bars, para um índice de carga pelo menos igual a 110 e no máximo igual a 121, no sentido da norma da European Tyre and Rim Technical Organisation ou “ETRTO”. Por outro lado o diâmetro interno D, que define o diâmetro do aro de montagem do pneumático, é pelo menos igual a 14 polegadas, e no máximo igual a19 polegadas. As dimensões principais dessas aplicações são: 225/70 R15C 112/110S, 225/65 R16C 112/110R, 235/65 R16C 115/113R, 205/75 R16C 110/108R, 195/75 R16C 110/108R, 225/75 R16C 121/120 R, 215/75 E16C 116/114R, 215/75 R16RC 113/111R, 235/65 R16C 121/119R. A invenção é aplicável a elas assim como às outras dimensões desse tipo de aplicação.

[0003] No que se segue, e por convenção, as direções circunferencial XX’, axial YY’ e radial ZZ’ designam respectivamente uma direção tangente à superfície de rodagem do pneumático de acordo com o sentido de rotação do pneumático, uma direção paralela ao eixo de rotação do pneumático e uma direção perpendicular ao eixo de rotação do pneumático. Por “radialmente interior”, respectivamente “radialmente exterior”, são entendidos “mais próximo do eixo de rotação do pneumático”, respectivamente “mais afastado do eixo de rotação do pneumático”. Por “axialmente interior”, respectivamente “axialmente exterior”, são entendidos “mais próximo do plano equatorial do pneumático”, respectivamente “mais afastado do plano equatorial do pneumático”, o plano equatorial XZ do pneumático sendo o plano que passa pelo meio da superfície de rodagem do pneumático e que é perpendicular ao eixo de rotação do pneumático.

[0004] De modo geral um pneumático compreende uma banda de rodagem, destinada a entrar em contato com um solo por intermédio de uma superfície de rodagem, e ligada por intermédio de dois flancos a dois talões que asseguram a ligação mecânica entre o pneumático e o aro sobre o qual ele é destinado montado.

Um pneumático radial compreende uma armadura de reforço, que compreende uma armadura de topo, radialmente interior à banda de rodagem, e uma armadura de carcaça, radialmente interior à armadura de topo.

[0005] A banda de rodagem compreende elementos em relevo separados uns dos outros por vazios. A disposição dos elementos em relevo e dos vazios constitui a escultura da banda de rodagem. Os elementos em relevo se estendem radialmente para o exterior a partir de uma superfície de fundo até a superfície de rodagem. Para um pneumático no estado novo, a distância radial entre a superfície de fundo e a superfície de rodagem, é chamada de altura radial dos elementos em relevo e para a altura radial máxima, geralmente medida no plano equatorial, altura de escultura Hs. A proporção de vazios em relação aos elementos em relevo é definida por uma taxa de entalhamento volúmico TEV, igual à relação entre o volume total dos vazios e a soma dos volumes totais respectivos dos vazios e dos elementos em relevo. O volume total dos vazios é a soma dos volumes elementares dos vazios que têm, tipicamente, uma largura axial pelo menos igual a 1 mm, quer dizer vazios que não são simples incisões. As medições de volumes são realizadas por levantamentos de perfil da banda de rodagem do pneumático novo, por exemplo, por laser. O perfil da banda de rodagem tem uma largura axial igual à largura axial da superfície de rodagem em contato com o solo, quando o pneumático, montado em seu aro nominal, é inflado em sua pressão nominal e submetido a sua carga nominal, as ditas condições nominais sendo definidas pela norma ETRTO. Para a banda de rodagem de um pneumático de caminhonete do estado da técnica de referência, os elementos em relevo, no estado novo, têm geralmente uma altura de escultura HS compreendida entre 9,5 e 11 mm e a taxa de entalhamento volúmico TEV é de cerca de 18 %.

[0006] Dentre os vazios da banda de rodagem que têm um volume total Vc, são distinguidos vazios ditos principais, que têm cada um deles uma largura média pelo menos igual a 6 mm e que têm um volume total Vcp. Esses vazios principais têm, em especial, como função estocar a água na área de contato entre a banda de rodagem e o solo e evacuara mesma para fora da área de contato com o objetivo de assegurar um desempenho de hidroplanagem. Nessas gamas, apesar da pressão dos pneumáticos maior do que aquelas dos veículos de turismo e portanto que diminuem o risco, o índice de velocidade é elevado e portanto o risco de aquaplanagem deve ser levado em consideração na concepção. A taxa de entalhamento volúmico é específica, globalmente inferior a aquela dos veículos de turismo e globalmente superior a aquela dos veículos pesados.

[0007] Esses vazios principais são qualificados de vazios substancialmente circunferenciais, ou longitudinais, quando a linha média dos mesmos forma com a direção circunferencial XX’ do pneumático um ângulo igual no máximo a 45°. Eles são qualificados de vazios substancialmente axiais, ou transversais, quando a linha média dos mesmos forma com a direção circunferencial XX’ do pneumático um ângulo pelo menos igual a 45°.

[0008] A banda de rodagem compreende pelo menos um material polimérico de tipo mistura elastomérica, quer dizer um material polimérico obtido por misturação de pelo menos um elastômero, de pelo menos uma carga reforçadora e de um sistema de reticulação. Na maior parte das vezes, a banda de rodagem é constituída por uma mistura elastomérica única.

[0009] Uma característica física usual de uma mistura elastomérica é sua temperatura de transição vítrea Tg, temperatura na qual a mistura elastomérica passa de um estado de borracha deformável para um estado vítreo rígido. A temperatura de transição vítrea Tg de uma mistura elastomérica é geralmente determinada por ocasião da medição das propriedades dinâmicas da mistura elastomérica, em um analisador de viscosidade por exemplo de tipo Metravib VA4000, de acordo com a norma ASTM D 5692-96. A medição das propriedades dinâmicas é realizada em uma amostra de mistura elastomérica vulcanizada, quer dizer cozida até uma taxa de conversão de pelo menos 90 %, a amostra tendo a forma de uma peça de teste cilíndrica que tem uma espessura igual a 2 mm e uma seção igual a 78,5 mm2. É registrada a respostas da amostra de mistura elastomérica a uma solicitação sinusoidal em cisalhamento simples alternado, que tem uma amplitude crista-crista igual a 0,7 MPa e uma frequência igual a 10 Hz. É efetuada uma varredura em temperatura com velocidade de elevação em temperatura constante de +1,5°C/min.

Os resultados explorados são geralmente o módulo complexo de cisalhamento dinâmico G*, que compreende uma parte elástica G’ e uma parte viscosa G’’, e a perda dinâmica tgδ, igual à relação G’’/G’. A temperatura de transição vítrea Tg é a temperatura na qual a perda dinâmica tgδ atinge um máximo por ocasião da varredura em temperatura. O comportamento mecânico de uma mistura elastomérica pode ser caracterizado, em modo estático, por sua dureza Shore A, medida de acordo com as normas DIN 53505 ou ASTM 2240, e em modo dinâmico, por seu módulo complexo de cisalhamento dinâmico G*, tal como precedentemente definido, a uma temperatura dada, tipicamente a 23°C.

[0010] A dissipação térmica, ou histerese, de uma mistura elastomérica pode ser caracterizada, em modo estático, por sua perda a 60°C, que é uma perda de energia a 60°C, medida por ressalto com energia imposta medida no sexto choque e cujo valor, expresso em %, é a relação entre a diferença entre a energia fornecida e a energia restituída e a energia fornecida. Ela pode também ser caracterizada, em modo dinâmico, por sua perda dinâmica tgδ, tal como precedentemente definida, a uma temperatura dada, tipicamente a 23°C.

[0011] O material da banda de rodagem de um pneumático de caminhonete do estado da técnica de referência é uma mistura elastomérica que tem uma temperatura de transição vítrea Tg igual a -23°C, uma dureza Shore A de 68 e mais e uma perda dinâmica tgδ a 23°C de cerca de 0,30.

[0012] A armadura de topo, radialmente interior à banda de rodagem e na maior parte das vezes, radialmente exterior à armadura de carcaça, compreende, radialmente do exterior para o interior, uma armadura de guarnecimento que compreende pelo menos uma camada de guarnecimento e uma armadura de trabalho que compreende pelo menos três camadas de trabalho.

[0013] A armadura de topo tem como função retomar ao mesmo tempo as solicitações mecânicas de inflação, geradas pela pressão de inflação do pneumático e transmitida pela armadura de carcaça, e as solicitações mecânicas de rodagem, gerada pela rodagem do pneumático sobre um solo e transmitidas pela banda de rodagem. A armadura de trabalho tem como função específica a de conferir ao pneumático rigidez de acordo com as direções circunferencial, axial e radial e, em especial, comportamento de estrada. A presença de três camadas de trabalho permite proteger o pneumático contra os choques e a oxidação das camadas de trabalho que são radialmente as mais interiores que são as mais solicitadas em tensão, a camada de trabalho que é a mais radialmente exterior desempenhando o papel de camada de proteção mesmo se em numerosos casos, somente sua posição no pneumático permite distinguir a mesma da camada de trabalho radialmente interior e adjacente que tem com frequência o mesmo tipo de reforços com o mesmo passo, que formam com o eixo longitudinal XX’, o mesmo ângulo. A armadura de guarnecimento tem como função específica a de trazer uma rigidez circunferencial suplementar em relação à armadura de trabalho, para limitar as deformações radiais do pneumático.

[0014] A armadura de guarnecimento, para um pneumático para caminhonete, compreende na maior parte das vezes uma só camada de guarnecimento. Uma camada de guarnecimento compreende reforços geralmente feitos de têxtil, por exemplo feitos de poliamida alifática tal como o nylon, revestidos com uma mistura elastomérica e paralelos entre si. Os reforços formam, com a direção circunferencial XX’ do pneumático, um ângulo AF, medido no plano equatorial XZ do pneumático, no máximo igual a 5°, em valor absoluto.

[0015] A armadura de trabalho, para um pneumático de caminhonete com esse índice de carga, compreende usualmente três camadas de trabalho, radialmente superpostas, que compreendem reforços metálicos revestidos com uma mistura elastomérica, paralelos entre si em cada camada. As duas camadas de trabalho que são as mais radialmente interiores são cruzadas formando assim, com a direção circunferencial XX’ do pneumático, ângulos (AT1, AT2), medidos no plano equatorial XZ do pneumático, cujo valor absoluto é geralmente de 22°. A camada mais radialmente exterior forma, com a direção circunferência XX’ do pneumático, um ângulo (AT3), medido no plano equatorial XZ do pneumático, do qual o valor é substancialmente igual, com exceção das variações de fabricação e de medição, ao valor do ângulo (AT2) formado pela camada de trabalho que lhe é adjacente. Essa disposição é favorável para a resistência à corrosão.

[0016] Os reforços metálicos das camadas de trabalho são cabos constituídos por uma união de fios metálicos. A título de exemplo, os reforços metálicos utilizados para o pneumático de caminhonete do estado da técnica, tomado em referência, é um cabo

4.32 constituído por uma união retorcida de quatro fios metálicos que têm cada um deles um diâmetro igual a 0,32 mm.

[0017] Radialmente no interior da armadura de topo, a armadura de carcaça compreende pelo menos uma camada de carcaça que compreende reforços na maior parte das vezes feitos de material têxtil, revestidos com um material elastomérico e paralelos entre si. Os reforços de uma camada de carcaça formam, com a direção circunferencial XX’ do pneumático, um ângulo AC pelo menos igual a 85° e no máximo igual a 95°. Materiais têxteis correntemente utilizados para os reforços de uma camada de carcaça, para um pneumático de caminhonete do estado da técnica, são um poliéster tal como um polietileno tereftalato (PET) ou uma poliamida aromática, tal como a aramida.

[0018] Uma camada de carcaça pode ser revirada ou não revirada. Uma camada de carcaça é dita revirada, quando ela compreende uma parte principal, que liga os dois talões do pneumático entre si, e esse enrola, em cada talão, do interior para o exterior do pneumático em torno de um elemento de reforço circunferencial ou cordonel, para formar um reviramento que tem uma extremidade livre. Uma camada de carcaça é não revirada, quando ela é constituída unicamente por uma parte principal, que liga os dois talões entre si, sem se enrolar em torno de um cordonel.

[0019] Os principais desempenhos visados para um pneumático de caminhonete são, de maneira não exaustiva, as aderências longitudinal e transversal sobre solo molhado e sobre solo seco, o comportamento, em especial em baixa aceleração transversal, o desgaste e a resistência à rodagem.

[0020] Atualmente, os construtores de automóveis expressam uma grande demanda em relação a uma baixa resistência à rodagem, para diminuir o consumo de carburante. Ora é conhecido pelo profissional que uma baixa da resistência à rodagem é feita geralmente em detrimento de outros desempenhos chaves tais como os diversos tipos de aderência (longitudinal/transversal, sobre solo seco/molhado) ou o comportamento e o desgaste.

[0021] Os inventores se deram como objetivo o de melhorar, em relação a um pneumático de caminhonete do estado da técnica tal como precedentemente descrito, o compromisso entre a resistência à rodagem e desempenhos antagonistas tais como os diversos tipos de aderência (longitudinal/transversal, sobre solo seco/molhado) e o desgaste.

[0022] Esse objetivo foi atingido, de acordo com a invenção, por um pneumático para veículo de transporte do qual a pressão nominal é pelo menos igual a 4 bars e no máximo igual a 6 bars, para um índice de carga pelo menos igual a 110 e no máximo igual a 121 que compreende: - uma banda de rodagem, destinada a entrar em contato com um solo por intermédio de uma superfície de rodagem e que compreende elementos em relevo que se estendem radialmente para o exterior a partir de uma superfície de fundo até a superfície de rodagem em uma altura radial máxima Hs, a altura de escultura Hs sendo pelo menos igual a 6,5 mm e no máximo igual a 11 mm, a banda de rodagem compreendendo pelo menos uma referência de desgaste, - os elementos em relevo (22) tendo um volume total Vp e sendo separados por vazios que têm um volume total Vc, uma parte dos vazios sendo vazios principais, que têm cada um deles uma largura média pelo menos igual a 6 mm e o conjunto dos vazios principais tendo um volume total Vcp, - a banda de rodagem tendo uma taxa de entalhamento volúmico TEV, definida como a relação entre o volume total Vc dos vazios e a soma do volume total Vc dos vazios e do volume total Vp dos elementos de relevo, pelo menos igual a 18 % e no máximo igual a 23 %, - a banda de rodagem compreendendo por outro lado pelo menos uma mistura elastomérica que tem uma temperatura de transição vítrea Tg, uma dureza Shore A e uma perda dinâmica tgδ a 23°C, a pelo menos uma mistura elastomérica da banda de rodagem tem uma temperatura de transição vítrea Tg pelo menos igual a -30°C e no máximo igual a -18°C, - uma camada intermediária radialmente interior à banda de rodagem, que compreende por outro lado pelo menos uma mistura elastomérica que tem uma perda dinâmica tgδa a 23°C, - uma armadura de guarnecimento, radialmente interior à camada intermediária, que compreende pelo menos uma camada de guarnecimento que compreende reforços têxteis revestidos com uma mistura elastomérica, paralelos entre si e que formam, com uma direção circunferencial XX’ do pneumático, um ângulo AF, medido no plano equatorial XZ do pneumático, no máximo igual a 5° em valor absoluto, - uma armadura de trabalho, radialmente interior à armadura de guarnecimento, que compreende pelo menos três camadas de trabalho, radialmente superpostas, que compreendem reforços metálicos revestidos com uma mistura elastomérica, paralelos entre si em cada camada e cruzados de uma camada para a seguinte, formando assim, com a direção circunferencial XX’’ do pneumático, um ângulo (AT1, AT2, AT3), medido no plano equatorial XZ do pneumático, do qual o valor absoluto é pelo menos igual a 23° e no máximo igual a 30°, as duas camadas de trabalho que são as mais radialmente exteriores tendo ângulos (AT2, AT3) substancialmente iguais, - uma armadura de carcaça que compreende pelo menos uma camada de carcaça e no máximo duas camadas de carcaça, cada camada de carcaça compreendendo reforços têxteis revestidos com um material elastomérico, paralelos entre si e que formam, com a direção circunferencial XX’ do pneumático, um ângulo AC pelo menos igual a 85° e no máximo igual a 95°, - misturas elastoméricas de reforço de flanco (XX) axialmente exteriores à camada de carcaça que é a mais radialmente exterior de uma espessura axial Epf, medida no ponto que é o mais axialmente exterior do pneumático, - a pelo menos uma mistura elastomérica da banda de rodagem tem uma dureza Shore A pelo menos igual a 55 e no máximo igual a 66 e uma perda dinâmica tgδ a 23°C pelo menos igual a 0,15 e no máximo igual a 0,29, e compreende um elastômero diênico modificado que compreende pelo menos um grupo funcional que compreende um átomo de silício, esse último se situando no seio da cadeia principal do elastômero incluindo as extremidades de cadeia, - a mistura elastomérica da camada intermediária tendo uma perda dinâmica tgδa a 23°C no máximo igual à perda dinâmica tgδ da ou das misturas elastoméricas que constituem a banda de rodagem, a espessura axial Epf sendo pelo menos igual a 3 mm e no máximo igual a 7 mm.

[0023] Uma mistura elastomérica de banda de rodagem de baixa histerese contribui para uma baixa resistência à rodagem, esse efeito sendo reforçado pela altura radial limitada dos elementos em relevo de banda de rodagem. Por outro lado é necessário nesse tipo de aplicação para atingir os desempenhos desejados de dispor sob a banda de rodagem de uma camada intermediária da qual a perda dinâmica é também baixa e no máximo igual a aquela da ou das misturas elastoméricas compreendidas na banda de rodagem e previstos para estar em contato com o solo de rodagem durante uma utilização normal do pneumático em um veículo.

[0024] Por outro lado, uma mistura elastomérica de banda de rodagem com a dureza diminuída e portanto mais macia, permite aumentar a aderência sobre solo molhado mas degrada o comportamento. No entanto o impacto negativo da mistura elastomérica macia sobre o comportamento é pelo menos em parte compensado pelo compromisso entre a altura radial dos elementos em relevo e banda de rodagem e as propriedades dos materiais.

[0025] No que diz respeito à temperatura de transição vítrea Tg, uma faixa de valores ampla permite ajustar o compromisso entre a resistência à rodagem e a aderência sobre solo molhado: uma temperatura de transição vítrea Tg de preferência baixa é favorável ao desempenho resistência à rodagem, enquanto que uma temperatura de transição vítrea Tg de preferência elevada é favorável à aderência. Assim uma altura de escultura pequena da ordem de 8 mm associada a uma temperatura de transição vítrea Tg baixa permitirá um desempenho em resistência à rodagem máxima sem degradar a aderência. Uma altura de escultura em torno de 10 mm associada a uma temperatura de transição vítrea Tg baixa permitirá um desempenho em resistência à rodagem muito bom ao mesmo tempo em que melhora a aderência e o desgaste se o material associado o permite. Essas soluções são realizáveis na medida em que a banda de rodagem compreende um elastômero diênico modificado que compreende pelo menos um grupo funcional que compreende um átomo de silício, esse último se situando no seio da cadeia principal do elastômero incluindo as extremidades de cadeia.

[0026] Assim a ou as misturas elastoméricas da banda de rodagem têm uma temperatura de transição vítrea Tg pelo menos igual a -30°C e no máximo igual a - 18°C. Essa faixa de valores de temperatura de transição vítrea Tg permite atingir um compromisso satisfatório entre a resistência à rodagem e a aderência sobre solo molhado, com o ponto de funcionamento especial dos pneumáticos de caminhonete. A temperatura de transição vítrea Tg é suficientemente elevada para ser favorável à aderência sobre solo molhado mas suficientemente baixa, o que é favorável à resistência à rodagem, às pressões e às cargas de utilização desses pneumáticos.

[0027] Nesse tipo de veículos frequentemente utilizados para fazer deslocamentos na cidade, os pneumáticos são submetidos a contatos sobre os flancos ao longo das calçadas. Isso necessita de um cuidado mais especial na concepção dos flancos do pneumático, e notadamente na espessura axial Epf das misturas elastoméricas de reforços de flancos que constituem as misturas elastoméricas radialmente exteriores à camada de carcaça que é a mais axialmente exterior, isso ao mesmo tempo em que otimiza essa espessura a fim de não deteriorar o desempenho em resistência à rodagem.

[0028] Finalmente, um volume total Vcp do conjunto dos vazios principais adaptado à pressão desses pneumáticos contribui para uma boa aderência sobre solo molhado, em especial com uma grande altura de água, graças a seu efeito de estocagem e de evacuação da água.

[0029] De acordo com outras variantes, o grupo funcional se situa na cadeia elastomérica principal, nesse caso se dirá que o elastômero diênico é acoplado ou ainda funcionalizado no meio de cadeia. O átomo de silício do grupo funcional liga nesse caso os dois ramos da cadeia principal do elastômero diênico. De acordo com essas variantes, o átomo de silício do grupo funcional é substituído por pelo menos uma função alcóxi, eventualmente totalmente ou parcialmente hidrolisada em hidroxila.

[0030] De acordo com as variantes da invenção de acordo com as quais o grupo funcional compreende uma função silanol na extremidade de cadeia, o grupamento funcional pode ser uma função silanol ou ainda um grupamento polissiloxano que tem uma extremidade silanol. Elastômeros diênicos modificados que correspondem são descritos notadamente nos documentos EP 0 778 311 A1, WO 2011/042507 A1.

[0031] De acordo com uma qualquer das variantes da invenção de acordo com as quais o átomo de silício do grupo funcional é substituído por pelo menos uma função alcóxi, eventualmente totalmente ou parcialmente hidrolisada em hidroxila, o átomo de silício pode também ser substituído, diretamente ou por intermédio de um radical hidrocarbonado divalente, por pelo menos uma outra função que compreende pelo menos um heteroátomo escolhido dentre N, S, O, P. De preferência, o átomo de silício é substituído por pelo menos uma outra função por intermédio de um radical hidrocarbonado divalente, mais preferencialmente alifático linear com C1-C18. É possível, a título de exemplo, citar dentre essas outras funções, as aminas primárias, secundárias ou terciarias, cíclicas ou não, os isocianatos, as iminas, os cianos, os tióis, os carboxilatos, os epóxidos, as fosfinas primarias, secundárias ou terciárias. A outra função é de preferência uma amina terciária, mais preferencialmente um grupamento dietilamino- ou dimetilamino-. A função alcóxi é de preferência metóxi, etóxi, butóxi ou propóxi. Elastômeros diênicos modificados que correspondem a essas variantes são descritos notadamente nos documentos WO 2009/133068 A1, WO 2015/018743 A1.

[0032] A modificação do elastômero diênico por pelo menos um grupo funcional que compreende um átomo de silício, não exclui uma outra modificação do elastômero por exemplo na extremidade de cadeia por uma função amina introduzida por ocasião da iniciação da polimerização, tal como descrito em WO 2015/08774 A1, WO 2015/018772 A1.

[0033] Preferencialmente, o elastômero diênico modificado de acordo com a invenção é um polímero de 1,3-butadieno, mais preferencialmente um copolímero de 1,3-butadieno e de estireno (SBR).

[0034] O elastômero diênico modificado de acordo com a invenção pode ser, de acordo com diferentes variantes, utilizado sozinho na mistura elastomérica ou em mistura com pelo menos um outro elastômero diênico convencionalmente utilizado em pneumático, seja ele em estrela, acoplado, funcionalizado por exemplo com estanho ou com silício, ou não.

[0035] Também do ponto de vista de sua composição química, a mistura elastomérica da banda de rodagem de acordo com a invenção compreende uma resina plastificante de tipo resina termoplástica a uma taxa pelo menos igual a 20 pce.

[0036] Preferencialmente a armadura de carcaça pode ser constituída por uma camada de carcaça revirada e introduzida. Nesse caso o reviramento da camada de carcaça volta de cada talão, atravessa os flancos do pneumático na direção do topo. Se a extremidade livre da camada de carcaça é axialmente interior à extremidade axial de uma das camadas da armadura de topo, ela é dita introduzida. Essa solução é especialmente interessante na utilização de pneumático para caminhonete para resistir à pressão interna e otimizar a massa do pneumático.

[0037] Um outro modo de realização preferido é que a armadura de carcaça seja constituída por duas camadas de carcaça para melhorar a resistência ao choque contra as calçadas ao mesmo tempo em que facilita a fabricação comparativamente a outras soluções.

[0038] A taxa de entalhamento volúmico TEV da banda de rodagem é pelo menos igual a 18 % e no máximo igual a 23 %. Essa faixa de valores de taxa de entalhamento permite garantir um bom desempenho em aderência sobre solo molhado, graças a uma taxa de entalhamento de banda de rodagem suficientemente elevada para compensar uma altura de escultura limitada. Preferencialmente, a taxa de entalhamento volúmico TEV da banda de rodagem é pelo menos igual a 19 % e no máximo igual a 23 %.

[0039] Preferencialmente, para obter um bom equilíbrio entre desempenho em hidroplanagem e em comportamento, os vazios principais são orientados de acordo com a direção circunferencial, preferencialmente, a banda de rodagem compreende pelo menos 3 no máximo 4 vazios principais circunferenciais.

[0040] Vantajosamente, a banda de rodagem compreende vazios, que formam um ângulo com a direção longitudinal pelo menos igual a 40° com o eixo longitudinal XX’, que têm uma largura variável e de um valor médio no máximo igual a 2 mm. A largura média no máximo igual a 2 mm permite que esses vazios se fechem na passagem do contato com o solo de rodagem e manter apesar desses vazios uma rigidez da banda de rodagem favorável à resistência à rodagem. O caráter variável dessa espessura permite aumentar esse efeito.

[0041] Vantajosamente de um lado e de ouro do plano equatorial, o ponto que é o mais axialmente exterior da camada de guarnecimento é axialmente exterior ao ponto que é o mais axialmente exterior da camada de trabalho que é a mais radialmente exterior. Essa arquitetura é favorável ao enrijecimento da estrutura e portanto ao comportamento.

[0042] De acordo com um modo de realização preferido da armadura de guarnecimento, os reforços têxteis da pelo menos uma camada de guarnecimento da armadura de guarnecimento compreendem uma poliamida aromática, tal como a aramida. A aramida tem um módulo de extensão elevado e portanto uma pequena deformabilidade, o que é favorável a uma função de guarnecimento do pneumático.

[0043] De acordo com uma primeira variante do modo de realização preferido da armadura de guarnecimento, os reforços têxteis da pelo menos uma camada de guarnecimento da armadura de guarnecimento compreendem uma combinação de uma poliamida aromática, tal como a aramida, e de uma poliamida alifática, tal como o nylon. Tais reforços são também chamados de reforços híbridos e apresentam a vantagem de ter um comportamento mecânico em extensão dito “de módulo duplo”, caracterizado por um baixo módulo de extensão, aquele do nylon, e portanto uma grande deformabilidade, para pequenos alongamentos, e um módulo de extensão elevado e portanto uma menor deformabilidade, para grandes alongamentos.

[0044] De acordo com uma variante do modo de realização preferido da armadura de guarnecimento, os reforços têxteis da pelo menos uma camada de guarnecimento da armadura de guarnecimento compreendem uma combinação de uma poliamida aromática, tal como a aramida, e de um poliéster, tal como o polietileno tereftalato

(PRT). Tais reforços são também reforços híbridos que apresentam a mesmas vantagens que aqueles descritos precedentemente.

[0045] Em uma variante, o ponto que é o mais radialmente exterior da camada intermediária é radialmente exterior ao ponto que é o mais radialmente interior da superfície de fundo da banda de rodagem que é o mais próximo, e preferencialmente radialmente interior ao ponto que é o mais radialmente exterior da referência de desgaste. Essa variante é muito favorável à resistência à rodagem pois ela diminui a histerese média do bloco de topo ao mesmo tem em que garante que só um material projetado para esse uso está em contato com o solo de rodagem.

[0046] Vantajosamente, a camada intermediária é perfilada em suas extremidades axiais e de uma espessura radial média pelo menos igual a 3 mm e no máximo igual a 5 mm. Essa progressividade da espessura da camada intermediária permite uma gestão axial das rigidezes da banda de rodagem. Na proximidade do plano equador, sob os elementos em relevo, a camada intermediária tem a espessura máxima e essa espessura pode ser variável para decrescer sob os vazios principais e aumentar ou não sob os elementos em relevo da banda de rodagem axialmente decalados do plano equador. É preferido que a espessura decresça progressivamente e continuamente nas extremidades da camada intermediária a fim de compensar a perda de rigidez das camadas de trabalho em razão dos efeitos de borda de suas próprias extremidades axiais. Para uma resistência à rodagem equilibrada com o comportamento, será preferida uma espessura compreendida entre 3 e 5 mm.

[0047] De preferência a camada intermediária é constituída por uma mistura elastomérica de uma perda dinâmica tgδa a 23°C pelo menos igual a 0,05 e no máximo igual a 0,15.

[0048] Nessas gamas para facilitar a utilização dos pneumáticos, é preferido que nenhum sentido de montagem privilegiado seja indicado.

[0049] É o equilíbrio entre a temperatura de transição vítrea Tg, a rigidez da mistura elastomérica da banda de rodagem, das perdas dinâmicas das misturas elastoméricas da banda de rodagem e da camada intermediária, associado a uma escultura e a uma arquitetura otimizadas que permite obter os desempenhos melhorados de resistência à rodagem, aderência e de comportamento. As outras características enunciadas permitem melhorar ainda mais o compromisso de desempenho procurado.

[0050] Convém adaptar o conjunto desses parâmetros de concepção às pressões e cargas usuais desse tipo de veículos notadamente nas temperaturas obtidas na superfície de contato.

[0051] Em conclusão, a combinação das características essenciais da invenção permite mesmo trazer, sem degradar a aderência, um melhor compromisso entre a resistência à rodagem e o desgaste.

[0052] A invenção é ilustrada pela figura 1, figura de um corte em perspectiva de um pneumático de acordo com a invenção, não representada na escala e descrita abaixo.

[0053] A figura 1 representa um corte meridiano em perspectiva, em um plano meridiano YZ, de um pneumático para veículo de caminhonete de acordo com a invenção. O pneumático compreende, o mais radialmente no exterior, uma banda de rodagem 2, destinada a entrar em contato com um solo por intermédio de uma superfície de rodagem 21 e compreendendo elementos em relevo 22 que se estendem radialmente para o exterior a partir de uma superfície de fundo 23 até a superfície de rodagem 21 em uma altura de escultura Hs do pneumático, pelo menos igual a 6,5 mm e no máximo igual a 11 mm. Os elementos em relevo 22 têm um volume total Vp e são separados por vazios 24 que têm um volume total Vc. Uma parte dos vazios 24 são vazios principais, que têm cada um deles uma largura média pelo menos igual a 6 mm e o conjunto dos vazios principais tendo um volume total Vcp. A banda de rodagem 2 tem uma taxa de entalhamento volúmico TEV, definida como a relação entre o volume total Vc dos vazios 24 e a soma do volume total Vc dos vazios 24 e do volume total Vp dos elementos em relevo 22, pelo menos igual a 18 % e no máximo igual a 23 %. A banda de rodagem 2 é constituída por um elastômero diênico modificado que compreende pelo menos um grupo funcional que compreende um átomo de silício, esse último se situando no seio da cadeia principal do elastômero incluindo as extremidades da cadeia. Essa mistura elastomérica tem uma temperatura de transição vítrea Tg pelo menos igual a -30°C e no máximo igual a -18°C, uma dureza Shore A pelo menos igual a 55 e no máximo igual a 66 e uma perda dinâmica tgδ a 23°C pelo menos igual a 0,15 e no máximo igual a 0,29. O pneumático compreende por outro lado, uma camada intermediária 6 que compreende uma mistura elastomérica e que é posicionada radialmente no interior da banda de rodagem 2 e da qual a perda dinâmica tgδa a 23°C é pelo menos igual a 0,05 e no máximo igual a 0,15 e no máximo igual à perda dinâmica tgδ a 23°C do ou dos materiais da banda de rodagem. O pneumático compreende também uma armadura de guarnecimento 3, radialmente interior à camada intermediária 6 e que compreende uma camada de guarnecimento 31, uma armadura de trabalho 4, radialmente interior à armadura de guarnecimento 3 e que compreende duas camadas de trabalho (41, 42) radialmente superpostas, e, finalmente, uma armadura de carcaça 5 que compreende uma camada de carcaça 51.

[0054] A camada de guarnecimento 31 compreende reforços têxteis 311 revestidos com uma mistura elastomérica, paralelos entre si e que formam, com a direção circunferencial XX’ do pneumático, um ângulo AF, medido no plano equatorial XZ do pneumático, no máximo igual a 5° em valor absoluto. As três camadas de trabalho (41, 42, 43) compreendem cada uma delas reforços metálicos (411, 421, 431) revestidos com uma mistura elastomérica, paralelos entre si em cada camada. As duas camadas que são as mais radialmente interiores são cruzadas, e seus reforços metálicos formam, com a direção circunferencial XX’ do pneumático, um ângulo (AT1, AT20, medido no plano equatorial XZ do pneumático, do qual o valor absoluto é pelo menos igual a 23° e no máximo igual a 30°. Os reforços metálicos da camada de trabalho que é a mais radialmente exterior (43) formam, com a direção circunferencial XX’ do pneumático, um ângulo (AT3), medido no plano equatorial XZ do pneumático, do qual o valor é substancialmente igual a aquele do ângulo formado pelos reforços metálicos (421) da camada de trabalho adjacente (42). A camada de carcaça 51 compreende reforços têxteis 511 revestidos com um material elastomérico, paralelos entre si e que formam, com a direção circunferencial XX’ do pneumático, um anulo AC pelo menos igual a85° e no máximo igual a 95°.

[0055] A invenção foi mais especialmente estudada para um pneumático de caminhonete de dimensão 235/65R16, de uma pressão nominal de 4,75 b e de um índice de carga de 115. Um pneumático de referência Ref foi comparado com dois pneumáticos Inv1 e Inv2 de acordo com a invenção.

[0056] A banda de rodagem do pneumático de referência Ref compreende elementos em relevo que se estendem radialmente em uma altura de escultura Hs igual a 10 mm. A taxa de entalhamento volúmico TEV da banda de rodagem é igual a 19 %. A mistura elastomérica da banda de rodagem tem uma temperatura de transição vítrea Tg igual a -23°C, uma dureza Shore A igual a 68 e uma perda dinâmica tgδ a 23°C igual a 0,29. O pneumático de referência Ref não compreende uma camada intermediária radialmente no interior da banda de rodagem. A armadura de guarnecimento compreende uma camada de guarnecimento da qual os reforços têxteis são feitos de nylon de título 140/2 (união de 2 overtors de 140 tex cada um, 1 tex sendo a massa em g de 1000 m de fio) e repartidos na camada de guarnecimento com uma densidade de 98 fios/dm. A armadura de trabalho compreende três camadas de trabalho radialmente superpostas. Os reforços metálicos de fórmula 4.32 (união retorcida de quatro fio metálicos que têm cada um dele um diâmetro igual a 32 mm) da camada de trabalho que é radialmente a mais interior e da camada de trabalho que é radialmente a mais exterior são repartidos com um passo iguala 1,4 mm e formam, com a direção circunferencial XX’ do pneumático, um ângulo (AT1, AT2, AT3), medido no plano equatorial XZ do pneumático, respectivamente igual a +22° e -22°, -22°. A espessura radial média EpT de cada camada de trabalho é igual a 1,23 mm. A armadura de carcaça é constituída por duas camadas de carcaça das quais os reforços têxteis são feitos de polietileno tereftalato (PET) de título 144/2 (união de 2 overtors de 144 tex cada um), com uma torção de 420 voltas/m e repartidos na camada de carcaça com uma densidade de 104 fios/dm. A espessura das misturas elastoméricas de reforço de flanco axialmente exteriores à camada de carcaça que é a mais radialmente exterior de uma espessura axial Epf, medida no ponto que é axialmente o mais exterior do pneumático, é igual a 3.7 mm.

[0057] A banda de rodagem do pneumático de acordo com a invenção Inv1 compreende elementos em relevo que se estendem radialmente em uma altura de escultura Hs igual a 8,6 mm. A taxa de entalhamento volúmico TEV da banda de rodagem é igual a 21 %. A mistura elastomérica da banda de rodagem tem uma temperatura de transição vítrea Tg igual a -20°C, uma dureza Shore A igual a 64 e uma perda dinâmica tgδ a 23°C igual a 0,27. O pneumático de acordo com a invenção compreende por outro lado uma camada intermediária, radialmente no interior da banda de rodagem e radialmente no exterior da armadura de guarnecimento, constituída por uma mistura elastomérica que tem uma perda dinâmica tgδ a 23°C igual a 0,14. As armaduras de guarnecimento e as camadas de trabalho e de carcaça não são modificadas entre o pneumático de referência Ref e o pneumático de acordo com a invenção Inv1, com exceção do ângulo das camadas de trabalho dos quais o valor (AT1, At2, AT3), medido no plano equatorial XZ do pneumático, é respectivamente igual a +24° e -24°, -24°.

[0058] A banda de rodagem do pneumático de acordo com a invenção Inv2 compreende elementos em relevo que se estendem radialmente em uma altura de escultura Hs igual a 8,2 mm. A taxa de entalhamento volúmico TEV da banda de rodagem é igual a 21 %. A mistura elastomérica da banda de rodagem tem uma temperatura de transição vítrea Tg igual a -28°C, uma dureza Shore A igual a 64 e uma perda dinâmica tgδ a 23°C igual a 0,21. O pneumático de acordo com a invenção compreende por outro lado uma camada intermediária, radialmente no interior da banda de rodagem e radialmente no exterior da armadura de guarnecimento, constituída por uma mistura elastomérica que tem uma perda dinâmica tgδ a 23°C igual a 0,11. As armaduras de guarnecimento e as camadas de trabalho e de carcaça não são modificadas entre o pneumático de referência Ref e o pneumático de acordo com a invenção Inv2, com exceção do ângulo das camadas de trabalho dos quais o valor (AT1, At2, AT3), medido no plano equatorial XZ do pneumático, é respectivamente igual a +24° e -24°, -24°.

[0059] A banda de rodagem do pneumático de referência Ref não compreende elastômero diênico modificado que compreende pelo menos um grupo funcional, é uma mistura elastomérica clássica para esse tipo de aplicação. As bandas de rodagem dos pneumáticos de acordo com a invenção Inv1 e Inv2 compreendem um elastômero diênico modificado que compreende pelo menos um grupo funcional que compreende um átomo de silício, esse último se situando na ponta de cadeia.

[0060] Os pneumáticos Inv1 e Ref foram submetidos a diversos testes e medições comparativos. Os resultados, apresentados abaixo, são expressos respectivamente para Inv1 em relação a Ref (referência ou base 100): - Resistencia à rodagem: -1,3 kg/t - Aderência longitudinal (distância de frenagem) sobre solo seco (base 100): 100 - Aderência longitudinal (distância de frenagem) sobre solo molhado (base 100): 105 - Desempenho desgaste (desgaste médio) (base 100): 110

[0061] Em relação ao pneumático Ref do estado da técnica tomado em referência, o pneumático Inv1 de acordo com a invenção apresenta uma diminuição da resistência à rodagem de 1,3 kg/t, com desempenhos em aderência longitudinal pelo menos equivalentes, melhorados sobre solo molhado e um ganho em desgaste de 10 %.

[0062] Os pneumáticos Inv2 e Ref foram submetidos a diversos testes e medições comparativos. Os resultados, apresentados abaixo, são expressos respectivamente para Inv2 em relação a Ref (referência ou base 100): - Resistencia à rodagem: -1,9 kg/t - Aderência longitudinal (distância de frenagem) sobre solo seco (base 100): 100 - Aderência longitudinal (distância de frenagem) sobre solo molhado (base 100): 99 - Desempenho desgaste (desgaste médio) (base 100): 80

[0063] Em relação ao pneumático Ref do estado da técnica tomado em referência, o pneumático Inv2 de acordo com a invenção apresenta desempenhos em aderência longitudinal equivalentes mas uma diminuição da resistência à rodagem de 1,9 kg/t valorizável junto a clientes especialmente atentos ao consumo de carburante apesar da diminuição do desempenho em desgaste.

Claims (10)

REIVINDICAÇÕES

1. Pneumático para veículo de transporte cuja pressão nominal é pelo menos igual a 4 bars e no máximo igual a 6 bars, para um índice de carga pelo menos igual a110 e no máximo igual a 121 compreendendo: - uma banda de rodagem (2), destinada a entrar em contato com um solo por meio de uma superfície de rodagem (21) e que compreende elementos em relevo (22) que se estendem radialmente para o exterior a partir de uma superfície de fundo (23) até a superfície de rodagem (21) em uma altura radial máxima Hs, a altura de escultura Hs sendo pelo menos igual a 6,5 mm e no máximo igual a 11 mm, a banda de rodagem compreendendo pelo menos uma referência de desgaste, - os elementos em relevo (22) tendo um volume total Vp e sendo separados por vazios (24) que têm um volume total Vc, uma parte dos vazios (24) sendo vazios principais, que têm cada um deles uma largura média (w) pelo menos igual a 6 mm e o conjunto dos vazios principais tendo um volume total Vcp, - a banda de rodagem (2) tendo uma taxa de entalhamento volúmico TEV, definida como a relação entre o volume total Vc dos vazios (24) e a soma do volume total Vc dos vazios (24) e do volume total Vp dos elementos de relevo (22), pelo menos igual a 18 % e no máximo igual a 23 %, - a banda de rodagem (2) compreendendo adicionalmente pelo menos uma mistura elastomérica tendo uma temperatura de transição vítrea Tg, uma dureza Shore A e uma perda dinâmica tgδ a 23°C, a pelo menos uma mistura elastomérica da banda de rodagem (2) tem uma temperatura de transição vítrea Tg pelo menos igual a -30°C e no máximo igual a -18°C, - uma camada intermediária (6) radialmente interior à banda de rodagem (2), que compreende adicionalmente pelo menos uma mistura elastomérica que tem uma perda dinâmica tgδa a 23°C, - uma armadura de guarnecimento (3), radialmente interior à camada intermediária (6), que compreende pelo menos uma camada de guarnecimento (31) que compreende reforços têxteis (311) revestidos com uma mistura elastomérica, paralelos entre si e que formam, com uma direção circunferencial XX’ do pneumático,

um ângulo AF, medido no plano equatorial XZ do pneumático, no máximo igual a 5° em valor absoluto, - uma armadura de trabalho (4), radialmente interior à armadura de guarnecimento (3), que compreende pelo menos três camadas de trabalho (41, 42), radialmente superpostas, que compreendem reforços metálicos (411, 421) revestidos com uma mistura elastomérica, paralelos entre si em cada camada e cruzados de uma camada para a seguinte, formando assim, com a direção circunferencial XX’’ do pneumático, um ângulo (AT1, AT2, AT3), medido no plano equatorial XZ do pneumático, cujo valor absoluto é pelo menos igual a 23° e no máximo igual a 30°, as duas camadas de trabalho mais radialmente exteriores tendo ângulos (AT2, AT3) substancialmente iguais, - uma armadura de carcaça (5) compreendendo pelo menos uma camada de carcaça (51) e no máximo duas camadas de carcaça, cada camada de carcaça compreendendo reforços têxteis (511) revestidos com um material elastomérico, paralelos entre si e que formam, com a direção circunferencial XX’ do pneumático, um ângulo AC pelo menos igual a 85° e no máximo igual a 95°, - misturas elastoméricas de reforço de flanco (XX) axialmente exteriores à camada de carcaça mais radialmente exterior, de uma espessura axial Epf, medida no ponto mais axialmente exterior do pneumático, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma mistura elastomérica da banda de rodagem (2) tem uma dureza Shore A pelo menos igual a 55 e no máximo igual a 66 e uma perda dinâmica tgδ a 23°C pelo menos igual a 0,15 e no máximo igual a 0,29, e compreende um elastômero diênico modificado que compreende pelo menos um grupo funcional que compreende um átomo de silício, esse último se situando no seio da cadeia principal do elastômero incluindo as extremidades de cadeia, em que a pelo menos uma mistura elastomérica da camada intermediária (6) tem uma perda dinâmica tgδa a 23°C no máximo igual à perda dinâmica tgδ da ou das misturas elastoméricas da banda de rodagem, e em que a espessura axial Epf é pelo menos igual a 3 mm e no máximo igual a 7 mm.

2. Pneumático de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a armadura de carcaça (5) é constituída por duas camadas de carcaça (51).

3. Pneumático de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que de um lado e de outro do plano equatorial, o ponto mais axialmente exterior da camada de guarnecimento (31) é axialmente exterior ao ponto mais axialmente exterior da camada de trabalho (42) mais radialmente exterior.

4. Pneumático de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o ponto mais radialmente exterior da camada intermediária (6) é radialmente exterior ao ponto mais radialmente interior da superfície de fundo (23) da banda de rodagem (2) mais próximo, e preferencialmente radialmente interior ao ponto mais radialmente exterior da referência de desgaste.

5. Pneumático de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a camada intermediária (6) é perfilada em suas extremidades axiais e tem uma espessura radial média pelo menos igual a 3 mm e no máximo igual a 5 mm e é constituída por uma mistura elastomérica de uma perda dinâmica tgδa a 23°C pelo menos igual a 0,05 e no máximo igual a 0,15.

6. Pneumático de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a banda de rodagem compreende o elastômero diênico modificado da mistura elastomérica da banda de rodagem (2) que compreende um grupo funcional que compreende um átomo de silício em uma extremidade da cadeia principal do elastômero.

7. Pneumático de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o elastômero diênico modificado da mistura elastomérica da banda de rodagem (2) compreende um grupo funcional que compreende um átomo de silício no meio de cadeia.

8. Pneumático de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma mistura elastomérica da banda de rodagem (2) tem uma temperatura de transição vítrea Tg pelo menos igual a -30°C e no máximo igual a -24°C.

9. Pneumático de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que a banda de rodagem compreende vazios que formam um ângulo com a direção longitudinal pelo menos igual a 40°, que têm uma largura variável de um valor médio no máximo igual a 2 mm.

10. Pneumático de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a altura radial máxima Hs, é pelo menos igual a 7 mm e no máximo igual a 8 mm.