ES2198232T3 - Mejora de la duracion de neumaticos de carcasa radial por utilizacion de composiciones especificas cohesivas y de baja histeresis. - Google Patents
Mejora de la duracion de neumaticos de carcasa radial por utilizacion de composiciones especificas cohesivas y de baja histeresis.Info
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Abstract
Cubierta de neumático cuya zona baja comprende una composición de caucho de relleno interno que comprende una carga reforzante, caracterizada porque dicha composición es a base a de caucho natural o poliisopreno sintético con mayoría de cadenas cis-1, 4, y porque dicha carga reforzante está constituida: i. bien por una carga blanca de tipo sílice y/o alúmina que comprende funciones de superficie SiOH y/o AlOH elegida entre el grupo formado por las sílices precipitadas o de pirólisis, alúminas o aluminosilicatos, o incluso negros de carbono modificados durante o después de la síntesis de forma que se recubra al menos parcialmente la superficie de funciones SiOH y/o AlOH, de superficie específica comprendida entre 30 y 260 m2/g empleada con una tasa superior o igual a 15 pce e inferior o igual a 40 pce, ii. o bien por una mezcla de negro de carbono de superficie específica BET comprendida entre 30 y 160 m2/g y una carga blanca descrita en (i), en la que la tasa global de carga es superior o igual a 15 pce e inferior o igual a 50 pce y la tasa en pce de carga blanca es superior a la tasa de negro de carbono en pce menos 5.
Description
Mejora de la duración de neumáticos de carcasa
radial por utilización de composiciones específicas cohesivas y de
baja histéresis.
La presente invención se refiere a la utilización
de composiciones de caucho destinadas a la fabricación de cubiertas
de neumáticos como composiciones elastómeras de relleno interno,
también denominadas mezclas de cojín neumático, en la zona baja
del neumático.
Los neumáticos de carcasa radial para vehículos
de motor que llevan cargas pesadas a velocidades más o menos
elevadas, en particular aquellos para vehículos de peso pesado,
tienen un armazón constituido por refuerzos o tejidos de hilos
metálicos revestidos de elastómeros, a saber en la zona baja uno o
varios cables de talón, una armadura de carcasa que va de un cable
de talón a otro y a la corona, y una armadura de corona que
comprende dos o varios tejidos de corona. Este armazón está
consolidado por composiciones elastómeras. Entre los neumáticos de
carcasa radial, los destinados a equipar los vehículos que llevan
cargas pesadas a velocidades más o menos elevadas, en particular
aquellos para vehículos de peso pesado, se conciben para poder ser
recauchutados varias veces cuando la banda de rodadura en contacto
con el suelo se desgasta, lo que implica disponer de carcasas
recauchutables que no hayan sufrido daños importantes después del
desgaste de una o varias bandas de rodadura.
Sin embargo, puede ocurrir que la duración de
vida del neumático se acorte por aparición de un daño en el perfil
de goma de relleno, por ejemplo una rotura, que puede a
continuación propagarse hasta la superficie interna o externa del
neumático provocando desechar la cubierta.
Es deseable que la cohesión de las mezclas de
goma de relleno interno sea lo más elevada posible para evitar o
reducir estos comienzos de deterioro.
Es conocido por el profesional que las
composiciones elastómeras de relleno interno sufren deformaciones en
cada vuelta de rueda, deformaciones que provocan un calentamiento
elevado nefasto para la duración de vida de dichas composiciones.
En efecto, a las temperaturas de funcionamiento a menudo superiores
a 100ºC, las propiedades mecánicas y el refuerzo de degradan con el
tiempo por envejecimiento termoquímico y/o
termo-oxidante, teniendo como consecuencia una
resistencia menor a las agresiones mecánicas.
Por lo tanto es deseable para eliminar, o por lo
menos minimizar al máximo, los riesgos de rotura de las mezclas
elastómeras de relleno interno, es decir desprovistas de refuerzo,
que estas mezclas posean a la temperatura de funcionamiento del
neumático una cohesión mecánica elevada y unas características de
pérdidas por histéresis lo más bajas posible.
El profesional enfrentado al problema del
compromiso calentamiento mínimo-cohesión elevada a
alta temperatura ha propuesto numerosas soluciones. Así, se ha
propuesto utilizar composiciones elastómeras de relleno interno, es
decir mezclas de cojín neumático, relativamente poco histeréticas en
forma de:
- i.
- composiciones a base de caucho natural puro o en mezcla con polibutadieno, siendo la carga reforzante un negro de carbono con una superficie específica preferentemente inferior a 110 m^{2}/g y utilizado con una tasa de aproximadamente 25 pce (partes en peso por cien partes de elastómero), como se describe en la patente US 3.392.773,
- ii.
- composiciones a base de caucho natural puro o en mezcla con polibutadieno reforzado con una mezcla de negro de carbono y de sílice, siendo las tasas habituales de negro de carbono de 30 a 35 pce y las de sílice de 10 a 15 pce,
- iii.
- composiciones a base de caucho diénico y de polibutadieno 1,2-sindiotáctico como se describe en la solicitud de patente JP-A-94/092.108.
- iv.
- composiciones a base de caucho natural, eventualmente en mezcla con otro elastómero diénico, que comprenden negro de carbono y fibras de polímero termoplástico como se describe en la solicitud de patente JP-A-95/330.960.
La solicitante ha descubierto que es posible
obtener un compromiso calentamiento-cohesión
mejorado y una excelente resistencia a las solicitaciones mecánicas
con deformaciones elevadas utilizando una composición elastomérica
de relleno interno:
- i.
- a base de caucho natural o de poliisopreno sintético con mayoría de cadenas cis-1,4, utilizado puro o en mezcla con otro elastómero diénico,
- ii.
- reforzado con:
- -
- bien una carga clara elegida entre las sílices de precipitación o de pirólisis que comprenden funciones SiOH en superficie, alúminas de precipitación que comprenden funciones AlOH en superficie, un silicoaluminato natural o de precipitación que comprende en superficie a la vez grupos SiOH y AlOH, siendo dicha carga clara utilizada con una tasa de 15 pce a 40 pce y preferentemente de 20 pce a 35 pce,
- -
- o bien una mezcla de carga clara como se describe anteriormente y de negro de carbono cuya superficie específica BET está comprendida entre 30 y 160 m^{2}/g, preferentemente entre 90 y 150 m^{2}/g y cuya estructura DBP está comprendida entre 80 y 160 ml/100 g. La tasa global de carga es \geq 15 pce y \leq 50 pce y la tasa de carga clara en pce es superior o igual a la del negro de carbono en pce menos 5 pce. La medida de superficie específica BET se efectúa según el método de Brunauer, Emmet y Teller descrita en ``The Journal of the American Chemical Society'', vol. 60, pág. 309, febrero 1938, correspondiente a la norma NFT 45.007 de noviembre de 1987.
En el caso de utilización de carga clara, es
necesario utilizar un agente de acoplamiento y/o recubrimiento
elegido entre los agentes conocidos por el profesional. Como
ejemplos de agentes de acoplamiento preferidos, se pueden citar los
alcoxisilanos sulfurados del tipo polisulfuro de
bis-(3-trialcoxisililpropilo), y entre estos
principalmente el tetrasulfuro de
bis-(3-trietoxisililpropilo) comercializado por la
Sociedad Degussa con las denominaciones Si69 para el producto
líquido puro y X50S para el producto sólido (mezcla 50/50 en peso
con negro N330). Como ejemplos de agentes de recubrimiento se
pueden citar un alcohol graso, un alquilalcoxisilano, tal como un
hexadeciltrimetoxi- o trietoxisilano respectivamente comercializados
por la Sociedad Degussa con las denominaciones Si116 y Si216,
difenilguanadina, un polietilenglicol, un aceite de silicona
eventualmente modificado por medio de funciones OH o alcoxi. El
agente de recubrimiento y/o de acoplamiento se utiliza en una
relación ponderal con relación a la carga \geq1/100 y
\leq20/100, y preferentemente comprendida entre 2/100 y
15/100.
Las composiciones elastómeras de relleno interno
o mezclas de cojín neumático según la invención, dispuestas en la
zona baja, son por ejemplo perfiles situados axialmente al exterior
de la vuelta de la armadura de carcasa, los perfiles de refuerzo de
los rodetes del neumático dispuestos entre la vuelta de la armadura
de carcasa y el perfil de refuerzo del rodete dispuesto radialmente
por encima del cable del talón y adyacente a dicho cable del talón
y/o axialmente al exterior de la vuelta de la armadura de
carcasa.
Entre los elastómeros diénicos que pueden ser
utilizados en mezcla con el caucho natural o un poliisopreno
sintético con mayoría de cadenas cis-1,4, se pueden
citar un polibutadieno (BR) preferentemente con mayoría de cadenas
cis-1,4, un copolímero de
estireno-butadieno (SBR) en disolución o emulsión,
un copolímero de butadieno-isopreno (BIR) o bien
incluso un terpolímero de
estireno-butadieno-isopreno (SBIR).
Estos elastómeros pueden ser elastómeros modificados durante la
polimerización o después de la polimerización por medio de agentes
de ramificación, como un divinilbenceno, o agentes de estrella,
tales como carbonatos, compuestos de
halógeno-estaño y compuestos de
halógeno-silicio, o incluso por medio de agentes de
funcionalización que conducen a un injerto en la cadena o en el
extremo de la cadena de funciones oxigenadas carbonilo, carboxilo o
bien una función amina como por ejemplo por acción de la dimetil- o
de la dietilaminobenzofenona. En el caso de mezclas de caucho
natural o de poliisopreno sintético con mayoría de cadenas
cis-1,4 con uno o varios elastómeros diénicos,
mencionados anteriormente, el caucho natural o el poliisopreno
sintético se utiliza preferentemente con una tasa mayoritaria y más
preferentemente con una tasa superior a 70 pce.
Cuando se utiliza una carga clara como única
carga reforzante, las propiedades de histéresis y de cohesión se
obtienen utilizando una sílice precipitada o pirógena, o bien una
alúmina precipitada o bien aún un aluminosilicato de superficie
específica BET comprendida entre 30 y 260 m^{2}/g. De forma
preferente, se utiliza una tasa de carga que va de 20 a 35 pce. Como
ejemplos no limitativos de este tipo de carga, se pueden citar las
sílices KS404 de la Sociedad Akzo, Ultrasil VN2 o VN3 y BV3370GR de
la Sociedad Degussa, Zeopol 8745 de la Sociedad Huber, Zeosil 175MP
o Zeosil 1165MP de la Sociedad Rhodia, HI-SIL 2000
de la Sociedad PPG, etc.
En caso de mezcla de negro de carbono con una
carga clara, se utiliza de forma preferente una tasa de carga clara
que va de 25 a 40 pce.
Como otros ejemplos de cargas reforzantes que
tienen la morfología y las funciones de superficie SiOH y/o AlOH de
los materiales de tipo sílice y/o alúmina anteriormente descritas y
que pueden ser utilizadas según la invención reemplazando parcial
o totalmente a éstas, se pueden citar los negros de carbono
modificados bien durante la síntesis por adición al aceite de
alimentación del horno de un compuesto de silicio y/o aluminio, o
bien después de la síntesis añadiendo, a una suspensión acuosa de
negro de carbono en una disolución de silicato y/o de aluminato de
sodio, un ácido de forma que se recubra al menos parcialmente la
superficie del negro de carbono de funciones SiOH y/o AlOH. Como en
el caso de cargas claras anteriores, la superficie específica de la
carga está comprendida entre 30 y 260 m^{2}/g, y la tasa global
de carga de material de tipo sílice y/o alúmina es superior o igual
a 15 pce, preferentemente superior a 25 pce, e inferior o igual a
35 pce; como ejemplos no limitativos de este tipo de cargas
carbonadas con funciones SiOH y/o AlOH en la superficie, se pueden
citar las cargas tipo CSDP descritas en la Conferencia Nº24 del
Meeting ACS, Rubber División, Anaheim, California,
6-9 de mayo de 1997, así como las de la solicitud
de patente EP-A-0 799854.
Como otras cargas que pueden ser igualmente
utilizadas para obtener las composiciones diénicas de relleno
interno que tienen las propiedades de refuerzo e histéresis según
la invención, se pueden utilizar mezclas de uno o varios negros de
carbono con una o varias de las otras cargas ya mencionadas que
tengan funciones SiOH y/o AlOH en superficie, estando comprendida
la tasa global de carga entre 15 y 50 pce, preferentemente
comprendida entre 20 y 45 pce, y la tasa de carga con funciones
SiOH y/o AlOH de superficie superior o igual la tasa de negro de
carbono menos cinco.
Finalmente, con el objetivo de mejorar la
utilización y/o los costes de las composiciones según la invención
sin que las características de histéresis y de cohesión se
modifiquen fundamentalmente, la carga o las mezclas de cargas
reforzantes descritas anteriormente pueden reemplazarse en parte por
una carga menos reforzante como un carbonato de calcio triturado o
precipitado, un caolín, etc., con la condición de reemplazar x pce
de carga reforzante por x + 5 partes de carga menos reforzante,
siendo x inferior a 15 pce.
Las composiciones según la invención pueden
reticular por la acción del azufre, peróxidos o bismaleimidas con o
sin azufre. Pueden contener igualmente otros constituyentes
habitualmente utilizados en mezclas de caucho, como plastificantes,
pigmentos, antioxidantes, aceleradores de reticulación, tales como
derivados de benzotiazol, y difenilguanidina.
Las composiciones según la invención se pueden
preparar según procedimientos conocidos de trabajo termomecánico de
los constituyentes en una o varias etapas. Se pueden obtener, por
ejemplo, por trabajo termomecánico en una etapa en un mezclador
interno que dura de 3 a 7 minutos con una velocidad de rotación de
paletas de 50 vueltas por minuto, o en dos etapas en un mezclador
interno que duran respectivamente 3 a 5 minutos y 2 a 4 minutos
seguidas de una etapa de acabado efectuada a aproximadamente 80ºC
durante la cual se incorporan el azufre y el acelerador, en el caso
de una composición reticulada con azufre.
La invención se ilustra con los ejemplos que
siguen.
En todos los ejemplos, salvo otra indicación, las
composiciones se dan en partes en peso.
En estos ejemplos, que pueden ser según la
invención o no, las propiedades de las composiciones se evalúan como
sigue:
La viscosidad Mooney ML(1+4) se mide según
la norma ASTM D-1646.
Las medidas de reometría se efectúan por medida
del par en un reometro de Monsanto modelo 100S. Se destinan a seguir
el proceso de vulcanización determinando el tiempo T0 en minutos
que corresponde al retraso de vulcanización y el tiempo T99 en
minutos que corresponde a 99% del par máximo medido.
Se miden los módulos de alargamiento a 100%
(MA100) y a 300% (MA300) según la norma
ISO37-1977.
Estos índices se miden a 23ºC o 100ºC. Se
determina la tensión de rotura (FR) en MPa y el alargamiento a la
rotura (AR) en %.
Estos índices se miden a 100ºC. Se determina la
fuerza (FRD) en Mpa y el alargamiento de ruptura (ARD) en % sobre
una probeta de dimensiones 10x105x2,5 mm cortada en el centro de su
longitud con una profundidad de 5 mm.
Las pérdidas histeréticas (PH), o histéresis, se
miden por rebote a 60º según la norma ISO R17667 y se expresan en
%.
Este ejemplo tiene por objetivo comparar entre sí
las composiciones a base de caucho naturalreforzadas con sílice como
carga mayoritaria en relación con composiciones testigo a base de
negro de carbono mayoritario. Estas composiciones se dan en la
tabla 1. Utilizan, en el caso del ensayo 1, una composición a base
de sílice mayoritaria y de negro de carbono con el agente de
recubrimiento para la sílice Si116 (hexadeciltrimetoxisilano de
Degussa), en el caso del ensayo 2, una composición a base de sílice
mayoritaria y de negro de carbono con sílice de polidimetilsiloxano
de peso molecular próximo a 400 (PDMS) como agente de
recubrimiento, en el caso del ensayo 3, una composición a base de
negro de carbono mayoritario y de sílice unido al elastómero con el
agente de unión X50S de Degussa, y en el caso del ensayo 4 una
composición a base de N330. Los ensayos 3 y 4 son representativos de
composiciones conocidas que sirven de referencia. Todas estas
composiciones son vulcanizables con azufre.
\newpage
Las características de los constituyentes son las
siguientes:
* Caucho natural peptizado de Mooney ML (1+4) a
100ºC igual a 60.
* Antioxidante: N-(1,3-dimetil
butil)N'-fenil
p-fenilendiamina.
* Azufre soluble.
* Agentes aceleradores de vulcanización.
Las composiciones de los ensayos 1 a 4 se
obtienen por utilización de todos los ingredientes, salvo el azufre
y los aceleradores, por un trabajo termomecánico en una etapa en un
mezclador interno que dura aproximadamente 4 minutos con una
velocidad de rotación de las paletas de 50 vueltas por minuto hasta
alcanzar una temperatura de caída de 170ºC seguida de una etapa de
acabado efectuada a 80ºC, durante la cual se incorporan el azufre y
los aceleradores de vulcanización.
| Composición | Ensayo 1 | Ensayo 2 | Ensayo 3 | Ensayo 4 |
| Ejemplo | Ejemplo | Testigo | Testigo | |
| Caucho natural | 100 | 100 | 100 | 100 |
| UVN3 | 35 | 35 | 15 | - |
| Negro N330 | 5 | 5 | - | 35 |
| Negro N347 | - | - | 40 | - |
| X50S | - | - | 3 | - |
| Si116 | 5,00 | - | - | - |
| PDMS | - | 2,00 | - | - |
| ZnO | 7,00 | 7,00 | 7,00 | 2,10 |
| Ac. Esteárico | 1,00 | 1,00 | 2,00 | 1,40 |
| Antoxidante | 1,50 | 1,50 | 1,50 | 0,70 |
| Azufre | 1,75 | 1,75 | 1,80 | 1,75 |
| Aceleradores | 1,50 | 1,51 | 1,25 | 1,00 |
La vulcanización se efectúa a 140ºC durante un
tiempo suficiente para alcanzar 99% del par máximo en el
reómetro.
Se comparan entre sí las propiedades de estas
cuatro composiciones. Los resultados se recogen en la tabla 2.
| Composición | Ensayo 1 | Ensayo 2 | Ensayo 3 | Ensayo 4 |
| Ejemplo | Ejemplo | Testigo | Testigo | |
| Caucho natural | 100 | 100 | 100 | 100 |
| UVN3 | 35 | 35 | 15 | - |
| Negro N330 | 5 | 5 | - | 35 |
| Negro N347 | - | - | 40 | - |
| X50S | - | - | 3 | - |
| Si116 | 5,00 | - | - | - |
| PDMS | - | 2,00 | - | - |
| MA100 | 1,0 | 1,2 | 2,9 | 1,7 |
| PH60º | 13,5 | 15 | 18 | 12 |
| Índice de rotura a 100ºC AR% | 800 | 780 | 490 | 630 |
| Índice de desgarre a 100ºC ARD% | 510 | 500 | 230 | 80 |
Se constata que la cohesión de las composiciones
1 y 2 según la invención, cohesión evaluada por el alargamiento de
ruptura a 100ºC en el ensayo de desgarro es bastante superior a la
de las composiciones testigo 3 y 4 no conformes con la
invención.
Este ejemplo tiene por objetivo comparar las
composiciones reforzadas con sílice como carga mayoritaria haciendo
variar la naturaleza de los agentes de unión y de recubrimiento,
estando el sistema de vulcanización ajustado para que las rigideces
de módulos de elongación a 100% sean bastante próximas para sacar
conclusiones fiables en cuanto a los efectos de los parámetros
estudiados. Las composiciones según la invención se dan en la tabla
3. Utilizan, en el caso de los ensayos 5, 6 y 7 composiciones con
sílice en una tasa de 30 pce como carga única, con respectivamente
un agente de acoplamiento X50S, un agente de recubrimiento de
polietilenglicol de peso molecular 4.000 y otro agente de
recubrimiento de polidimetilsiloxano. En el caso de los ensayos 8 a
12, la carga reforzante está constituida por una mezcla de sílice y
de 5 pce de N330.
| Composición | Ensayo | Ensayo | Ensayo | Ensayo | Ensayo | Ensayo | Ensayo | Ensayo |
| 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | |
| Caucho natural | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| UVN3 | 30 | 30 | 30 | 25 | 30 | 35 | 35 | 35 |
| N330 | - | - | - | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| ZnO | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 | 7 |
| Ac. Esteárico | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Antioxidante | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 |
| X50S | 7 | - | - | - | - | - | - | - |
| PEG4000 | - | 4,3 | - | - | - | - | 4,3 | 5 |
| PDMS | - | - | 1,7 | 1,4 | 1,7 | 2,0 | - | - |
| Azufre | 1,75 | 1,75 | 1,75 | 1,75 | 1,75 | 1,75 | 1,75 | 1,75 |
| Aceleradores | 1,51 | 2,00 | 1,51 | 1,51 | 1,51 | 1,51 | 2,00 | 2,00 |
Las composiciones y la vulcanización de los
ensayos 5 a 12 se obtienen en las mismas condiciones que en el
ejemplo 1.
Se comparan entre sí las propiedades de estas
ocho composiciones. Los resultados se recogen en la tabla 4.
| Composición | Ensayo | Ensayo | Ensayo | Ensayo | Ensayo | Ensayo | Ensayo | Ensayo |
| 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | |
| MA100 | 1,27 | 1,16 | 0,93 | 0,96 | 1,00 | 0,98 | 1,25 | 1,37 |
| PH 60º | 9,4 | 9,6 | 11,7 | 11,4 | 12,7 | 15,6 | 11,3 | 13 |
| AR (100ºC) | 733 | 770 | 855 | 813 | 856 | 867 | 762 | 736 |
| ARD(100ºC) | 590 | 371 | 793 | 538 | 726 | 685 | 277 | 307 |
| FRD (100ºC) | 84 | 38 | 60 | 51 | 67 | 62 | 38 | 38 |
Para los ensayos 5, 6 y 7 se constata que, con la
tasa de carga de sílice constante y según la invención, el agente de
acoplamiento X50S proporciona de forma sorprendente resultados de
desgarro enmarcados por los obtenidos con el agente de
recubrimiento PEG4000 y el agente de recubrimiento PDMS.
Para los ensayos 8, 9 y 10, en presencia del
agente de recubrimiento PDMS, con una tasa de negro de 5 pce y una
tasa de sílice creciente de 25 a 35 pce, los mejores resultados de
desgarro se obtienen con la tasa intermedia de sílice de 30 pce.
Comparando los resultados de los ensayos 7 y 9
por una parte y 6 y 11 por otra parte, se observa que 5 pce de negro
de carbono añadidos a 30 pce de sílice no cambian fundamentalmente
los resultados de desgarro en presencia de los agentes de
recubrimiento PDMS o PEG4000.
La comparación de los resultados de los ensayos
11 y 12 muestra que el paso de 30 a 35 pce de sílice en presencia de
5 pce de negro de carbono mejora ligeramente los resultados cuando
se utiliza el agente de recubrimiento PEG 4000 mientras que el
efecto inverso se observa con el agente de recubrimiento PDMS
(ensayos 9 y 10).
Este ejemplo tiene como objetivo comparar
composiciones reforzadas con sílice como carga única o mayoritaria,
siendo la matriz elastomérica a base de caucho natural o puro o en
mezcla con otro elastómero diénico o a base de poliisopreno
sintético con alta tasa de cis-1,4. Estas
composiciones se dan en la tabla 5. Utilizan, en los casos de los
ensayos 13, 14 y 15 del caucho natural cargado con tasas crecientes
de carga. En los casos de los ensayos 16 y 17 el caucho natural del
ensayo 15 se reemplaza por una mezcla de caucho natural con otro
elastómero diénico minoritario, respectivamente un polibutadieno
cis-1,4 (BR cis-1,4) obtenido con un
catalizador a base de titanio y un SBR disolución de Mooney ML
(1+4) igual a 54, de Tg -48ºC cuyo % de cadenas -1,2 es de 24 y el %
de estireno de 16,5. En el caso del ensayo 19 el caucho natural con
30 partes de carga de sílice del ensayo 18 se reemplaza por un
poliisopreno sintético con una tasa elevada de
cis-1,4. En el caso del ensayo 20, no conforme con
la invención, la mezcla de caucho natural y BR
cis-1,4 del ensayo 16 se carga con 30 partes de
N330
| Composición | Ensayo | Ensayo | Ensayo | Ensayo | Ensayo | Ensayo | Ensayo | Ensayo 20 |
| 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | testigo | |
| Caucho natural | 100 | 100 | 100 | 60 | 60 | 100 | - | 60 |
| Poliisopreno cis | - | - | - | - | - | - | 100 | - |
| SBR disolución | - | - | - | - | 40 | - | - | - |
| BR cis-1,4 | - | - | - | 40 | - | - | - | 40 |
| UVN3 | 15 | 15 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | - |
| N330 | - | 15 | 15 | 15 | 15 | - | - | 30 |
| Si116 | 2 | 2 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | - |
| ZnO | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| Ac. Esteárico | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Antioxidante | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 |
| Difenilguanidina | 0,2 | 0,2 | 0,4 | 0,4 | 0,4 | 0,4 | 0,4 | - |
| Azufre | 1,6 | 1,6 | 1,6 | 1,6 | 1,6 | 1,6 | 1,6 | 1,6 |
| Aceleradores | 1,0 | 0,55 | 0,55 | 0,55 | 0,55 | 1,0 | 1,0 | 0,55 |
Las composiciones y la vulcanización de los
ensayos 13 a 20 se obtienen en las mismas condiciones que en el
ejemplo 1.
Se comparan entre sí las propiedades de estas
ocho composiciones. Los resultados se recogen en la tabla 6.
| Composición | Ensayo | Ensayo | Ensayo | Ensayo | Ensayo | Ensayo | Ensayo | Ensayo 20 |
| 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | testigo | |
| Caucho natural | 100 | 100 | 100 | 60 | 60 | 100 | - | 60 |
| Poliisopreno | - | - | - | - | - | - | 100 | - |
| SBR disolución | - | - | - | - | 40 | - | - | - |
| BR cis-1,4 | - | - | - | 40 | - | - | - | 40 |
| UVN3 | 15 | 15 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | - |
| N330 | - | 15 | 15 | 15 | 15 | - | 30 | |
| MA100 | 0,85 | 0,91 | 0,93 | 0,87 | 0,97 | 0,97 | 0,69 | 1,26 |
| PH | 5,4 | 11,0 | 16,5 | 24,4 | 25,2 | 8,2 | 11,5 | 12,8 |
| AR (100ºC) | 834 | 809 | 845 | 864 | 830 | 820 | 857 | 564 |
| ARD (100ºC) | 578 | 359 | 459 | 401 | 474 | 552 | 626 | 146 |
| FRD (100ºC) | 36 | 31 | 41 | 25 | 34 | 36 | 28 | 18 |
Para las composiciones según la invención de los
ensayos 13 a 19, lascaracterísticas de alargamiento de ruptura en
el ensayo de desgarro a 100ºC son muy superiores a las obtenidas
con la composición no conforme con la invención con 30 pce de negro
de carbono. El caucho natural o un poliisopreno sintético
cis-1,4 o una mezcla de caucho natural mayoritario
con otro elastómero diénico permite obtener una cohesión elevada
con la carga de sílice o mezclas de sílice y negro de carbono según
la invención.
En resumen, la utilización de las composiciones
de la invención bien con la carga negro de carbono utilizada con
una tasa próxima a 25 pce, o bien con una carga clara de tipo
sílice y/o alúmina utilizada sola o con una tasa mayoritaria de
aproximadamente 35 pce independientemente del hecho de que se emplee
un agente de acoplamiento o de recubrimiento, permite mostrar que,
con respecto a las composiciones conocidas a base de negro de
carbono utilizado solo o como carga mayoritaria, los efectos de
agresiones mecánicas del tipo deformaciones impuestas son menos
penalizantes y permiten aumentar la duración de vida del neumático,
tanto más cuanto que las composiciones descritas son débilmente
histeréticas, con consecuencias como un menor calentamiento interno
en el transcurso de la rodadura y una degradación térmica y/o
termooxidante disminuida de la armadura de carcasa.
Por supuesto, la invención no está limitada a los
ejemplos de realización anteriormente descritos a partir de los
cuales se pueden considerar otros modos de realización.
Claims (8)
1. Cubierta de neumático cuya zona baja comprende
una composición de caucho de relleno interno que comprende una carga
reforzante,
caracterizada porque dicha composición es
a base a de caucho natural o poliisopreno sintético con mayoría de
cadenas cis-1,4, y porque dicha carga reforzante
está constituida:
- i.
- bien por una carga blanca de tipo sílice y/o alúmina que comprende funciones de superficie SiOH y/o AlOH elegida entre el grupo formado por las sílices precipitadas o de pirólisis, alúminas o aluminosilicatos, o incluso negros de carbono modificados durante o después de la síntesis de forma que se recubra al menos parcialmente la superficie de funciones SiOH y/o AlOH, de superficie específica comprendida entre 30 y 260 m^{2}/g empleada con una tasa superior o igual a 15 pce e inferior o igual a 40 pce,
- ii.
- o bien por una mezcla de negro de carbono de superficie específica BET comprendida entre 30 y 160 m^{2}/g y una carga blanca descrita en (i), en la que la tasa global de carga es superior o igual a 15 pce e inferior o igual a 50 pce y la tasa en pce de carga blanca es superior a la tasa de negro de carbono en pce menos 5.
2. Cubierta de neumático según la reivindicación
1, caracterizada porque dicha carga reforzante está
constituida, en dicho caso (i), por una carga blanca reforzante con
una tasa de 20 a 35 pce.
3. Cubierta de neumático según una de las
reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada porque dicha
composición comprende al menos otro elastómero diénico, estando el
caucho natural o el poliisopreno sintético presente(s) con
una tasa mayoritaria con respecto a la tasa del otro o de los otros
elastómeros diénicos.
4. Cubierta de neumático según la reivindicación
3, caracterizada porque dicho o dichos elastómeros diénicos
se eligen entre un polibutadieno con mayoría de cadenas
cis-1,4, un copolímero de butadieno y estireno en
emulsión o disolución, un copolímero de butadieno e isopreno, un
terpolímero de estireno, butadiento e isopreno.
5. Cubierta de neumático según la reivindicación
3 ó 4, caracterizada porque dicho o dichos elastómeros
diénicos se modifican durante la polimerización o después de la
polimerización por medio de agentes de ramificación, de estrella o
de funcionalización que conducen a un injerto en la cadena o en el
extremo de la cadena de funciones oxigenadas, carbonilo, carboxilo,
o amina.
6. Cubierta de neumático según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque dicha zona
baja comprende uno o varios perfiles formados de dichas
composiciones de relleno interno que se sitúan axialmente en el
exterior de la vuelta de la armadura de carcasa, perfiles de
refuerzo de los rodetes del neumático que se disponen radialmente
por encima del cable de talón y adyacentes a dicho cable del talón,
y carcasa.
7. Cubierta de neumático según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque dicha
composición comprende un agente de acoplamiento y/o recubrimiento
asociado a dicha carga blanca reforzante según una relación en peso
(agente de acoplamiento y/o de recubrimiento/carga blanca
reforzante) que es superior a 1/100 e inferior a 20/100.
8. Cubierta de neumático según la reivindicación
7, caracterizada porque dicha relación en peso (agente de
acoplamiento y/o recubrimiento/ carga blanca reforzante) está
comprendida entre 2/100 y 15/100.
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