ES2248466T3 - Neumatico. - Google Patents
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Abstract
Neumático vulcanizado que presenta una parte de banda de rodadura (1) que comprende una capa superficial de caucho (3) situada en la parte exterior de la parte de la banda de rodadura en dirección radial de dicho neumático y presenta una resistencia específica de 108 Ù.cm o superior después de curado por vulcanización, y unos elementos de caucho conductor (2) que son alargados en dirección circunferencial y que comprenden una composición de caucho con una resistencia específica de 106 Ù.cm o inferior y con los cuales se sustituyen porciones de la capa superficial de caucho, en el que los elementos de caucho conductor (2) están realizados en un caucho que es de un tipo diferente al del caucho de otras partes de la parte de la banda de rodadura (1), estando dispuestos los elementos de caucho conductor (2) en unas partes de la parte de la banda de rodadura (1) que se extienden desde la superficie exterior en dirección radial del neumático de la capa superficial del caucho hasta una superficieinterior en dirección radial del neumático de la parte de caucho de la banda de rodadura, y los elementos de caucho conductor están formados discontinuamente tanto en la dirección circunferencial del neumático como en la dirección del sentido de la anchura del neumático, no solamente en la superficie exterior de la capa superficial de caucho sino también en la superficie interior de la parte de la banda de rodadura.
Description
Neumático.
La presente invención se refiere a un neumático,
y en particular a un neumático antiestático que presenta una
durabilidad mejorada.
Anteriormente se utilizaba generalmente el negro
de carbón como agente de refuerzo de los neumáticos. Sin embargo, en
los últimos años se vienen exigiendo mejoras en la economía de los
automóviles y se han centrado numerosos estudios en la forma de
reducir la resistencia a la rodadura de los neumáticos. Por tanto,
se han desarrollado tipos de caucho para la banda de rodadura cuyas
formulaciones contienen una menor cantidad de negro de carbón que
causa pérdidas de histéresis y la utilización de la sílice como
material de refuerzo. Los tipos de caucho para las bandas de
rodadura que contienen sílice como material de refuerzo proporcionan
un aumento de la facilidad de frenado sobre firmes mojados (referida
en lo sucesivo como tracción sobre mojado) y reducción de la
resistencia a la rodadura. Sin embargo, los tipos de caucho de
bandas de rodadura que contienen sílice presentan el problema de que
la resistencia eléctrica de los mismos es más alta que la de los
tipos de caucho de las bandas de rodadura que contienen negro de
carbón exentos de sílice, y se acumulan la electricidad procedente
de la carrocería del automóvil y la generada por la fricción interna
durante la deformación del caucho.
Para resolver el problema de la acumulación de
electricidad estática, se han propuesto, por ejemplo en las memorias
de la patente europea nº 705722 y de la patente europea nº 718126,
neumáticos con su superficie cubierta de una capa de caucho
conductor. Sin embargo, estos neumáticos presentan el problema de
que la conductividad eléctrica disminuye cuando se produce la
abrasión del caucho de la banda de rodadura de los periodos
intermedios a finales de la vida del neumático.
En la memoria de patente europea nº 681931 se ha
propuesto un neumático antiestático que comprende un elemento de
caucho conductor dispuesto en dirección circunferencial del
neumático. En las memorias de la patente estadounidense nº 5.518.055
y de la patente europea nº 658452, se han propuesto neumáticos
antiestáticos que comprenden unos elementos de caucho conductor
dispuestos entre la parte de la banda de rodadura de los mismos y
los flancos. Sin embargo estos neumáticos presentan el problema de
que son débiles para resistir una fuerza aplicada en dirección
transversal, puesto que presentan la estructura que se ilustra en la
Figura 6 de los dibujos adjuntos en la cual unos elementos de caucho
conductor 20 que tienen la misma anchura que el espesor del caucho
de la banda de rodadura 10 están situados entre las partes de la
banda de rodadura 10, y tiende a producirse una separación en los
límites que determinan los elementos de caucho conductor 20 y las
partes de la banda de rodadura, como se ilustra en la Figura 7.
Cuando se produce la separación en la parte del neumático, dicha
separación se extiende en sentido circunferencial por todo el
neumático, y la durabilidad del mismo se reduce
considerablemente.
La presente invención tiene como objetivo
proporcionar un neumático que presenta no solamente excelentes
efectos de descarga de la electricidad estática sino también
excelente durabilidad.
Los presentes inventores concentraron su atención
en la disposición de los elementos de caucho conductor, y se
comprobó como resultado de extensos estudios que el objetivo
anterior puede conseguirse con los medios que se exponen a
continuación. La presente invención se ha desarrollado sobre la base
de este conocimiento.
A continuación se describe el neumático según la
presente invención.
El neumático de la presente invención comprende
una porción de banda de rodadura que incluye una capa superficial de
caucho dispuesta en dirección radial de dicho neumático en la parte
exterior de la banda de rodadura y tiene una resistencia específica
de 10^{8} \Omega.cm o más después del curado por vulcanización,
y elementos de caucho conductor que comprenden una composición de
caucho con una resistencia específica de 10^{6} \Omega.cm o
menos y con los cuales se sustituyen unas porciones de la capa
superficial de caucho, en el que los elementos de caucho conductor
que están dispuestos en porciones de la capa superficial de caucho
que se extienden desde una superficie exterior a una superficie
interior en la dirección radial de dicho neumático, son
discontinuos tanto en la dirección circunferencial de dicho
neumático en la superficie exterior de la capa superficial de caucho
así como en la superficie interior en la dirección radial de dicho
neumático, presentando preferentemente los elementos de caucho
conductor una anchura de 0,1 a 3,0 mm, y están dispuestos
preferentemente de tal forma que por lo menos algunos de los
elementos de caucho conductor están situados dentro de la zona de la
superficie de dicho neumático que está en contacto con la superficie
de la carretera.
En este neumático, es preferible que los
elementos de caucho conductor se hallen situados por lo menos en
tres posiciones que se encuentren en una zona de la superficie de
dicho neumático que esté en contacto con la superficie de la
carretera y que estén situados en la misma sección transversal en la
dirección transversal de dicho neumático.
Es preferible que la longitud de los elementos de
caucho conductor en la dirección circunferencial de dicho neumático
sea igual o inferior a la longitud de una zona de la superficie de
dicho neumático que esté en contacto con la superficie de la
carretera. Es más preferible que la longitud de los elementos de
caucho conductor en la dirección circunferencial de dicho neumático
sea 1/12 o menos de la longitud de la circunferencia de dicho
neumático. También es preferible que los elementos de caucho
conductor tengan una anchura de 0,5 a 2,0 mm.
La parte de la banda de rodadura puede tener una
estructura formada por lo menos por dos capas que comprenden una
capa superficial de caucho que se encuentra situada en la parte
exterior de la banda de rodadura en dirección radial de dicho
neumático y una capa de caucho interior que se encuentra dispuesta
en la parte interior de la banda de rodadura en dirección radial de
dicho neumático y presenta una resistencia específica de 10^{6}
\Omega.cm o inferior después de ser curado por vulcanización.
Es preferible que los elementos de caucho
conductor están formados por un cemento de caucho que presente un
resistencia específica de 10^{6} \Omega.cm o inferior después de
su curado por vulcanización.
El neumático de la presente invención está
previsto de tal modo que, cuando se forman caminos conductores por
la disposición de los elementos de caucho conductor en la parte de
la banda de rodadura, los elementos de caucho conductor se
encuentran separados entre sí en dirección circunferencial con
porciones de la banda de rodadura dispuestas entre los elementos de
caucho conductor en dirección circunferencial, y no en forma de un
elemento único de caucho conductor en torno a la circunferencia
completa.
Debido a la estructura explicada, la fuerza en
dirección transversal del neumático se dispersan efectivamente, y el
movimiento de los elementos de caucho conductor y la deformación del
caucho en los límites de los mismos queda suprimida evitando la
separación de los elementos de caucho conductor. En consecuencia, la
durabilidad del neumático mejora.
El neumático de la presente invención presenta
una excelente capacidad de descarga de la electricidad estática y,
gracias a las estructuras que se han descrito, no permite que la
misma se acumule durante la extensión del periodo de vida de la
utilización del neumático. Por tanto puede evitarse la generación de
chispa, y reducir el ruido en los aparatos de radio de los
automóviles. Además, la separación de la parte de la banda de
rodadura y de los elementos de caucho conductores puede evitarse con
una dispersión efectiva de la fuerza aplicada al neumático en
dirección transversal, con lo que la durabilidad del neumático
mejora notablemente.
La invención se describirá con mayor detalle
haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales
la Figura 1 representa una vista en perspectiva
seccionada que muestra un ejemplo de un neumático que no hace
referencia a la presente invención.
La Figura 2 representa una vista en perspectiva
seccionada que muestra un ejemplo de un neumático que no hace
referencia a la presente invención.
La Figura 3 representa una vista en perspectiva
seccionada que muestra ejemplo de un neumático que no hace
referencia a la presente invención.
La Figura 4A representa una vista en sección en
perspectiva que muestra un ejemplo de una forma de realización
preferida del neumático de la presente invención, en la que los
elementos de caucho conductor están dispuestos a través del espesor
completo de la capa de caucho superficial. La figura 4B representa
una vista en sección en perspectiva que muestra otro ejemplo de una
forma de realización preferida del neumático de la presente
invención, en la que los elementos de caucho conductor están
dispuestos a través del espesor completo de una capa de caucho
superficial y de una capa interior. La Figura 4C representa una
vista en sección en perspectiva que muestra otro ejemplo de una
forma de realización preferida del neumático de la presente
invención, en la que está dispuesta una parte del elemento de caucho
conductor a través del espesor completo de una capa de caucho
superficial y de una capa interior.
La Figura 5 representa una vista en perspectiva
seccionada que muestra esquemáticamente una parte de la banda de
rodadura de un neumático convencional.
La Figura 6 representa una vista en perspectiva
seccionada que muestra esquemáticamente una parte de la banda de
rodadura utilizada en un ejemplo comparativo.
La Figura 7 representa una vista en perspectiva
seccionada que muestra esquemáticamente la separación en una parte
de la banda de rodadura del neumático del ejemplo comparativo.
La Figura 8 es un dibujo esquemático de un
aparato utilizado en los ejemplos para la medición de la resistencia
específica.
Las Figuras 9A y 9B muestran vistas de un aparato
para la medición de la resistencia específica y un esquema que
indica el procedimiento de medición.
La composición de caucho utilizada para los
elementos de caucho conductor de la presente invención consiste en
una composición de caucho con una resistencia específica de 10^{6}
\Omega.cm o inferior. Dicho de otro modo, la composición de caucho
utilizada para los elementos de caucho conductor tiene una
resistencia específica que es 1/100 o inferior de la de la
composición de caucho utilizada para la parte de la banda de
rodadura que presenta una resistencia específica de 10^{8}
\Omega.cm o superior. Cuanto menor sea la resistencia específica
mejor es el comportamiento. Una resistencia específica de 10^{3}
\Omega.cm o inferior es más preferible para obtener un notable
efecto antiestático.
Desde el punto de vista de la durabilidad es
preferible que el caucho de dieno utilizado en la composición del
caucho de los elementos de caucho conductor de la presente
invención, que tienen una resistencia específica de 10^{6}
\Omega.cm o inferior, comprendan por lo menos un caucho
seleccionado de caucho de estireno-butadieno (SBR),
caucho de butadieno (BR), y caucho natural (NR).
Es preferible que la composición de caucho para
los elementos de caucho conductor incluya negro de carbón que tenga
un área superficial específica medida por la adsorción de nitrógeno
(N_{2}SA) de 80 m^{2}/g o más, más preferiblemente de 130
m^{2}/g o más, y una absorción de ftalato de dibutilo (DBP) de 100
ml/100 g o más, más preferiblemente 110 ml/100 g o más. En esta
composición de caucho, puede mejorarse la durabilidad de la capa de
caucho que forma los caminos que soportan la carga y puede
mantenerse el efecto antiestático hasta las etapas finales de la
duración de la vida del neumático utilizando negro de carbón que
presente un pequeño diámetro de partícula y alta estructura como se
ha descrito anteriormente. La N_{2}SA y la DBP se miden según los
procedimientos de la ASTM D3037-89 y ASTM
D24-9014, respectivamente.
Si la cantidad de negro de carbón utilizado es
inferior a 40 partes en peso por 100 partes en peso de caucho de
dieno, las propiedades de refuerzo del negro de carbón resultan
insuficientes. Si dicha cantidad excede de las 100 partes en peso,
el caucho resulta excesivamente duro después de la vulcanización y
aparecen grietas si no se utiliza suficiente suavizador, pero si se
utiliza suavizador en exceso se reduce la resistencia a la
abrasión.
Como componentes además del negro de carbón,
pueden utilizarse los ingredientes que se utilizan generalmente en
los productos del caucho, tales como agentes vulcanizantes,
aceleradores de vulcanización, aceleradores auxiliares de
vulcanización, suavizadores y antioxidantes en las cantidades
habitualmente utilizadas con los productos de caucho.
En la presente invención, es preferible que los
elementos de caucho conductor referidos anteriormente estén
construidos de un cemento de caucho que presente una resistencia
específica de 10^{6} \Omega.cm o inferior después de la
vulcanización. Puede utilizarse agua como disolvente para el cemento
de caucho, pero es preferible desde el punto de vista de la
estabilidad de la calidad que se utilice principalmente como
disolvente del cemento de caucho un disolvente orgánico. Ejemplos de
disolventes orgánicos son el hexano, éter de petróleo, heptano,
tetrahidrofurano (THF), y ciclohexano. Entre todos estos disolventes
es preferible el hexano. En cemento de caucho se vierte dentro de
unos cortes dispuestos de forma discontinua en la circunferencia de
la capa superficial de caucho con el fin de llenar dichos cortes con
el cemento. Los cortes se efectúan por medios cortantes, tales como
un cortador. El cemento de caucho presenta la ventaja de que los
cortes pueden llenarse con facilidad.
La composición de caucho utilizada para la parte
de la banda de rodadura de la presente invención, incluye elementos
de relleno que contienen por lo menos sílice con lo cual se
satisfacen en alto grado el buen comportamiento sobre firme mojado y
la posibilidad de conseguir la máxima economía de combustible y,
como resultado de este ajuste en la formulación la resistencia
específica de la composición de caucho llega a ser de 10^{8}
\Omega.cm o más.
Como componente de caucho utilizado en la
composición del caucho de la parte de la banda de rodadura de la
presente invención, pueden utilizarse tipos de caucho sintéticos o
de caucho naturales aislados o mezclados. Ejemplos de caucho
sintéticos son caucho de poliisopreno (IR), caucho de polibutadieno
(BR), caucho de estireno-butadieno (SBR), caucho de
butilo, y caucho de butilo halogenado. De entre estos tipos de
caucho se usa preferiblemente el SBR, tal como el SBR obtenido
mediante polimerización en emulsión y el SBR obtenido mediante
polimerización en solución, y más preferible es el uso del SBR
extendido con aceite.
El material de relleno usado en la presente
invención comprende negro de carbón y sílice.
Como negro de carbón puede usarse un negro de
carbón con un área superficial específica de adsorción de nitrógeno
(N_{2}SA) de 80 m^{2}/g o superior y una absorción de fatlato de
dibutilo (DBP) de 100 cm^{3}/100g o superior. No obstante, el
negro de carbón no está particularmente limitado.
Como sílice, es preferible la utilización de
sílice sintética preparada por el procedimiento de precipitación.
Ejemplos concretos de dicha sílice comprenden "NIPSIL AQ"
fabricada por Nippon Silica Kogyo Co., Ltd.; "ULTRASIL VN3" y
"BV3370GR" fabricada por la compañía alemana Degussa AG.,
"RP1165MP", "ZEOSIL 165GR", y "ZEOSIL 175VP",
fabricadas por Rhône Poulenc Company, y "HISIL 233", "HISIL
210", y"HISIL 255" fabricadas por la compañía PPG. Sin
embargo, la sílice utilizada no se limita a estos ejemplos.
En la presente invención, la composición de
caucho para la banda de rodadura comprende además, preferiblemente,
un agente de acoplamiento de silano. Como el enlace físico entre la
sílice y el caucho es más débil que el enlace entre el negro de
carbón y el caucho, la resistencia a la abrasión del neumático
disminuye. El agente de acoplamiento de silano se utiliza para
aumentar el enlace entre la sílice y el componente de caucho con el
fin de obtener buena resistencia a la abrasión con mayor
seguridad.
Ejemplos de agentes de acoplamiento de silano
incluyen tetrasulfuro de
bis(3-trietoxisililpropilo), tetrasulfuro
de bis(2-trietoxisililetilo),
tetrasulfuro de
bis(3-trimetoxisililpropilo), tetrasulfuro de
bis(2-trimetoxisililetilo),
3-mercaptopropil-trimetoxisilano,
3-mercaptopropiltrietoxisilano,
2-mercaptoetiltrimetoxisilano,
2-mercaptoetil-trietoxisilano,
3-nitropropiltrimetoxisilano,
3-nitropropiltrietoxisilano,
3-cloropropil-trimetoxisilano,
3-cloropropiltrietoxisilano,
2-cloroetiltrimetoxisilano,
2-cloroetiltrietoxisilano, tetrasulfuro de
3-trimetoxisililpropil-N,N-dimetiltiocarbamoil,
tetrasulfuro de
3-trietoxisililpropil-N,N-dimetiltiocarbamoil,
tetrasulfuro de
2-trietoxisililetil-N,N-dimetiltiocarbamoil,
tetrasulfuro de 3-trimetoxisililpropilbenzotiazol,
3-trietoxisililpropilbenzotiazol, monosulfuro
metacrilato de 3-trietoxisililpropilo, y monosulfuro
metacrilato de 3-trimetoxisililpropilo. De entre
estos agentes de acoplamiento de silano son preferibles el
tetrasulfuro de bis(3-trietoxisililpropilo) y
el tetrasulfuro de
3-trimeotxisililpropilbenzotiazol.
También son ejemplos de agentes de acoplamiento
de silano los compuestos tetrasulfuro de
bis(3-dietoximetilsililpropilo),
3-mercaptopropildimetoximetilsilano,
3-nitropropildimetoximetilsilano, tetrasulfuro de
dimetoximetilsililpropil-N,N-dimetiltio-carbamoil,
y tetrasulfuro de dimetoximetilsililpropilbenzotiazol.
La cantidad de agente de acoplamiento de silano
es preferiblemente de 5 a 20% en peso, más preferiblemente de 10 a
15% en peso, de la cantidad de sílice.
La cantidad de relleno es de 30 a 100 partes en
peso, más preferiblemente de 50 a 90 parte en peso, por 100 partes
en peso de componente de caucho. La cantidad de negro de carbón,
entre los materiales de relleno, es de 0 a 40 partes en peso, más
preferiblemente de 5 a 20 partes en peso, por 100 partes en peso del
componente de caucho. La cantidad de sílice, entre los materiales de
relleno, es de 30 a 100 partes en peso, más preferiblemente 50 a 80
partes en peso, por 100 partes en peso del componente de caucho. Si
la cantidad de sílice es inferior a 30 partes en peso, la fuerza de
rozamiento sobre superficies mojadas es insuficiente. Si la cantidad
de sílice excede de las 100 partes en peso, la resistencia a la
abrasión resulta insuficiente, y además, el procesamiento se hace
difícil.
La composición de caucho para la parte de la
banda de rodadura según la presente invención, puede incluir
propiamente otros ingredientes de composición utilizados
generalmente en la industria del caucho, tales como óxido de cinc,
ácido esteárico, antioxidantes, cera, y agentes de vulcanización, en
una proporción en la que no afecten perjudicialmente a las ventajas
de la presente invención.
La composición de caucho para la parte de la
banda de rodadura de la presente invención puede obtenerse por la
mezcla de los componentes realizada con el uso de un mezclador, como
puede ser un mezclador de rodillos, un mezclador interno o un
mezclador Banbury, vulcanizada después de la formación, y aplicada a
la parte de la banda de rodadura.
A continuación se describe detalladamente la
estructura del neumático de la presente invención.
La Figura 1 es una vista en perspectiva
seccionada que muestra un ejemplo de un neumático que no hace
referencia a la presente invención. Como puede apreciarse en la
Figura 1, en este neumático, en la parte de la banda de rodadura 1
que tiene una resistencia específica de 10^{8} \Omega.cm o más,
se encuentran dispuestos unos elementos de caucho conductor 2, que
son alargados en dirección circunferencial, en por lo menos una
posición en dirección transversal del neumático, y la banda de
rodadura 1 queda dividida en dirección transversal por los elementos
de caucho conductor 2. En la presente invención es importante que
los elementos de caucho conductor 2 tengan un espesor de 0,1 a 3,0
mm, preferentemente de 0,5 a 2,0 mm, y se hallen dispuestos de tal
manera que los elementos de caucho conductor se extienden
discontinuamente a lo largo de la circunferencia del neumático, y
por lo menos algunos de elementos de caucho conductor 2 están
situados en la zona de la superficie del neumático que está en
contacto con la superficie de la carretera. En el neumático
representado en la Figura 1, los elementos de caucho conductor se
hallan dispuestos a ambos lados del centro de forma similar y a la
misma distancia del centro.
Si el espesor de los elementos de caucho
conductor 2 es inferior a 0,1 mm, existe la posibilidad de que la
capa de caucho conductor quede cubierta, durante la vulcanización,
por el caucho de la banda de rodadura por lo que no se obtendría
suficiente conductividad. Si el espesor de los elementos de caucho
conductor excede de 3,0 mm, el comportamiento del neumático con
respecto a la resistencia a la rodadura se deteriora, y se acelera
la formación de un desgaste desigual. Como los elementos de caucho
conductor 2 se extienden discontinuamente a lo largo de la periferia
del neumático, la fuerza que se aplique al neumático en dirección
transversal se dispersa eficazmente y se suprime el movimiento de
los elementos de caucho conductor 2 y la deformación del caucho en
los límites entre los elementos de caucho conductor 2 y la parte de
la banda de rodadura 1 con lo que se evita la separación de los
elementos de caucho conductor 2. Además, como por los menos algunos
de los elementos de caucho conductor 2 se encuentran situados en la
zona de la superficie del neumático que está en contacto con la
superficie de la carretera, siempre puede obtenerse el efecto
antiestático.
"La zona de la superficie del neumático que
está en contacto con la superficie de la carretera" citada
anteriormente, se refiere a la zona de la superficie del neumático
que está en contacto con la superficie de la carretera cuando el
neumático está montado en una determinada llanta, inflado a una
determinada presión, y tiene una determinada masa aplicada sobre el
mismo. Estos valores determinados que se han citado son los
siguientes: según la norma de la Asociación de Fabricantes Japoneses
de Neumáticos de Automóvil (JATMA) contenida en el JATMA YEAR BOOK,
(Anuario de la JATMA), 1996, se monta un neumático en una llanta
normal, y se aplica la carga máxima admisible y la presión de aire
que corresponda a esta carga (la máxima presión de aire)
correspondientes al tamaño y número de lonas ("ply rating") del
neumático. Si en el lugar de utilización o de fabricación, se aplica
la norma de TRA o la norma de ETRTO
se utilizaran como los citados valores determinados los valores que correspondan según sea la norma aplicada.
se utilizaran como los citados valores determinados los valores que correspondan según sea la norma aplicada.
En esta forma de realización, el efecto
antiestático puede obtenerse con mayor seguridad cuando los
elementos de caucho conductor que dividen la parte de la banda de
rodadura que tiene una resistencia específica de 10^{8}
\Omega.cm, en dirección transversal, están situados en por lo
menos tres posiciones en la zona de la superficie del neumático que
está en contacto con la superficie de la carretera y en la misma
sección de la parte de la banda de rodadura en dirección transversal
del neumático, como se ilustra en las Figuras 2 y 3. La fuerza
aplicada al neumático en dirección transversal puede dispersarse con
mayor eficacia, y la separación de los elementos de caucho conductor
de la parte de la banda de rodadura puede se evitada con mayor
eficacia cuando la longitud de los elementos de caucho conductor en
dirección circunferencial es igual o inferior a la longitud del área
de la superficie del neumático que está en contacto con la
superficie de la carretera, particularmente cuando la longitud de
los elementos de caucho conductor en dirección circunferencial es de
1/12 o inferior de la longitud de la periferia del neumático. "La
longitud del área de la superficie del neumático que está en
contacto con la superficie de la carretera", a la que se ha hecho
referencia, es la longitud diametral máxima en dirección
perpendicular al eje en la zona del neumático que está en contacto
con la superficie de la carretera cuando el neumático está montado
en una llanta determinada, inflado con una presión de aire
determinada, situado perpendicular a una placa plana, sin girar, y
cargado con una masa determinada. Los valores determinados que se
citan son los valores según las normas de la JATMA descritos
anteriormente, cuando son aplicables las normas JATMA. Cuando en los
lugares de uso o de fabricación, se aplican las normas de TRA o de
ETRTO, los valores determinados citados serán los que correspondan a
estas normas.
En la presente invención, tal como se ha
representado en la Figura 4A, la parte de la banda de rodadura puede
presentar una estructura que consta en por lo menos de dos capas que
comprenden una capa de caucho superficial 3 que está dispuesta en
una parte exterior en la dirección radial del neumático y presenta
una resistencia específica de 10^{8} \Omega.cm o superior y una
capa de caucho interior 4 que está dispuesta en un parte interior en
dirección radial del neumático y presenta una resistencia específica
de 10^{6} \Omega.cm o inferior después del curado por
vulcanización y presenta los elementos de caucho conductor 2
dispuestos en las partes de la capa de caucho superficial 3 que se
extienden en la dirección circunferencial del neumático con el mismo
espesor sustancialmente que la capa de caucho superficial 3. Cuando
la capa de caucho interior 4 presenta una resistencia específica
relativamente grande en el intervalo de 10^{6} \Omega.cm o
inferior después del curado por vulcanización, para alcanzar una
mejor conductividad es preferible que los elementos de caucho
conductor 2 estén dispuestos en las partes que se extienden en la
dirección circunferencial del neumático a través de la capa de
caucho superficial 3 y de la capa de caucho interior 4 con el mismo
espesor sustancialmente que el espesor total de estas capas tal como
se ha representado en la Figura 4B. El objetivo de la presente
invención se alcanza de acuerdo con esta estructura.
Alternativamente, los elementos de caucho conductor pueden estar
dispuestos de tal manera que una parte de los elementos de caucho
conductor esté dispuesta en partes que se extienden a través de la
capa de caucho superficial 3 y de la capa de caucho interior 4 con
el mismo espesor sustancialmente que el espesor total de estas capas
tal como se ha representado en la Figura 4C.
La presente invención se describe concretamente
haciendo referencia a ejemplos y ejemplos comparativos que se
exponen a continuación.
Se prepararon composiciones de caucho utilizadas
para la parte de la banda de rodadura y los elementos de caucho
conductor según las formulaciones que figuran en las Tablas 1 y 2.
Las composiciones de caucho utilizadas para los elementos de caucho
conductor se prepararon en forma de cemento de caucho.
| caucho de cubierta | |
| caucho de estireno butadieno*^{1} | 96 (partes en peso) |
| caucho de butadieno*^{2} | 30 |
| SiO_{2}*^{3} | 60 |
| negro de carbón (N234)*^{4} | 20 |
| agente de acoplamiento de silano*^{5} | 6 |
| ZnO | 3 |
| ácido esteárico | 2 |
| aceite aromático | 10 |
| acelerador de vulcanización (CBS)*^{6} | 1,5 |
| acelerador de vulcanización (DPG)*^{7} | 2 |
| azufre. | 1,5 |
| *1 Fabricado por Japan Synthetic Rubber Co., Ltd.; SBR1712 | |
| *2 Contenido de cis-enlace, 96% | |
| *3 NIPSIL VN3® | |
| *4 N_{2}SA, 126 m^{2}/g; DBP, 125 ml/100g | |
| *5 Fabricado por la compañía Degussa; Si69 | |
| *6 Difenilguanidina |
| composición de caucho | |
| caucho natural | 40 (partes en peso) |
| caucho de estireno butadieno*^{8} | 60 |
| negro de carbón (N134)*^{9} | 60 |
| aceite aromático | 15 |
| ZnO | 2 |
| antioxidante*^{10} | 1 |
| acelerador de vulcanización (DPG) | 0,2 |
| acelerador de vulcanización (NS)*^{11} | 0,8 |
| azufre | 1,5 |
| *8 Fabricado por Japan Synthetic Rubber Co., Ltd.; SBR1500 | |
| *9 N_{2}SA, 146 m^{2}/g; DBP, 127 ml/100g | |
| *10 N-(1,3-dimetilbutil)-N'-fenil-p-fenilendiamina | |
| *11 N-tert-butil-2-benzotiazolilsulfenamida |
El caucho conductor obtenido se utilizó para los
elementos conductores de caucho 2 dispuestos en la parte de la banda
de rodadura 1 en la forma representada en la Figura 4 y en la Figura
6, y se prepararon neumáticos del tamaño 185/65R14.
Como se ha representado en la figura 4C, la banda
de rodadura utilizada presentaba una estructura denominada de
cubierta/base que comprende dos capas 3 que a su vez comprenden una
capa de caucho superficial y una capa de caucho interior 4. La fila
de elementos de caucho conductor 2 dispuesta a lo largo de la línea
central del neumático estaba dispuesta en la parte de la banda de
rodadura hasta el fondo de la capa base. La fila de elementos de
caucho conductor 2 dispuesta sobre cada lado de la fila central
estaba dispuesta en la parte de la banda de rodadura hasta el fondo
de la capa de cubierta y la parte superior de la capa base.
Como se representa en la Figura 5, se preparó un
neumático de la misma estructura que el preparado en la Figura 1 a
excepción de que no se colocaron en su interior elementos de caucho
conductor 2.
Ejemplo comparativo
1
Como se representa en la Figura 6, se preparó un
neumático de la misma estructura que el de la Figura 5 a excepción
de que se situó un único elemento continuo de caucho conductor 20 de
un espesor de 5 mm a lo largo de la línea central de la periferia
del neumático.
La resistencia eléctrica (resistencia específica)
del neumático se obtuvo de la forma siguiente:
Dicha resistencia específica se midió según el
procedimiento de la GERMAN RUBBER INDUSTRY ASSOCIATION, 110 Lámina 3
utilizando un ohmímetro de alta resistencia, modelo HP4339A,
fabricado por Hewlett Packard Company, en la disposición que se
ilustra en la Figura 8. En esta Figura 8, 11 representa el
neumático, 12 representa una placa de acero, 13 representa una placa
aislante y 14 representa el ohmímetro de alta resistencia. Se aplicó
un voltaje de 1.000 V entre la placa de acero 12 colocada sobre la
placa aislante 13 y la llanta del neumático 11.
La resistencia específica del elemento conductor
2 se obtuvo de la forma siguiente:
Se preparó una muestra en forma de disco. Se
midió la resistencia específica R de una parte que tenía un radio r
= 2,5 cm y un espesor t = 0,2 cm utilizando una caja de verificación
para la medición de la resistencia de los aislantes fabricada por la
Compañía Advantest como se ilustra en la Figura 9.
La resistencia específica \rho se calculó según
la siguiente ecuación:
\rho =
(a/t)R
en donde a representa el área de la
sección (=pxr^{2}), y t representa el espesor. En la Figura 9, A
representa un electrodo principal, B representa un contraelectrodo,
C representa un electrodo de guarda, y t representa el espesor de
la
muestra.
muestra.
En el tambor de prueba del neumático, la
velocidad fue aumentando progresivamente bajo una carga de 420 kg
habiendo regulado la presión interior del neumático a 2,0 kg. Cuando
se produjo la separación en el límite entre los elementos de caucho
conductor y las partes de la banda de rodadura, se midieron la
velocidad en el momento de la separación y la distancia recorrida
antes de producirse la misma. El resultado obtenido con el neumático
de estructura convencional se adoptó como referencia asignándole el
valor 10, y los resultados de la prueba se expresaron como un índice
con respecto a la referencia. Cuanto mayor sea el valor del índice
mejor es el resultado. Los resultados obtenidos se recogen
conjuntamente en la Tabla 3.
| Ejemplo | 1 | ||
| Ejemplo comparativo | 1 | ||
| Estructura convencional | |||
| Elemento de caucho conductor | |||
| Figura nº | Fig. 5 | Fig. 6 | Fig. 4 |
| resistencia específica (\Omega\cdotcm) | - | 10^{6} | 10^{5} |
| anchura (mm) | - | 5 | 1 |
| resistencia eléctrica (\Omega) | 10^{11} | 10^{6} | 10^{8} |
| durabilidad (índice) | 10 | 5 | 9,5 |
Claims (4)
1. Neumático vulcanizado que presenta una parte
de banda de rodadura (1) que comprende una capa superficial de
caucho (3) situada en la parte exterior de la parte de la banda de
rodadura en dirección radial de dicho neumático y presenta una
resistencia específica de 10^{8} \Omega.cm o superior después de
curado por vulcanización, y unos elementos de caucho conductor (2)
que son alargados en dirección circunferencial y que comprenden una
composición de caucho con una resistencia específica de 10^{6}
\Omega.cm o inferior y con los cuales se sustituyen porciones de
la capa superficial de caucho,
en el que los elementos de caucho conductor (2)
están realizados en un caucho que es de un tipo diferente al del
caucho de otras partes de la parte de la banda de rodadura (1),
estando dispuestos los elementos de caucho conductor (2) en unas
partes de la parte de la banda de rodadura (1) que se extienden
desde la superficie exterior en dirección radial del neumático de la
capa superficial del caucho hasta una superficie interior en
dirección radial del neumático de la parte de caucho de la banda de
rodadura, y los elementos de caucho conductor están formados
discontinuamente tanto en la dirección circunferencial del neumático
como en la dirección del sentido de la anchura del neumático, no
solamente en la superficie exterior de la capa superficial de caucho
sino también en la superficie interior de la parte de la banda de
rodadura.
2. Neumático según la reivindicación 1,
caracterizado porque los elementos de caucho conductor (2)
tienen un espesor de 0,1 a 3,0 mm y están dispuestos de tal manera
que por lo menos algunos de los elementos de caucho conductor están
situados dentro de una zona de la superficie de dicho neumático que
se encuentra en contacto con la superficie de la carretera.
3. Neumático vulcanizado según la reivindicación
1, caracterizado porque los elementos de caucho conductor (2)
están dispuestos en por lo menos tres posiciones que están situadas
en una zona de la superficie de dicho neumático que se encuentra en
contacto con la superficie de la carretera y están situados en la
misma sección transversal en dirección transversal de dicho
neumático.
4. Neumático según la reivindicación 1,
caracterizado porque la longitud de los elementos de caucho
conductor (2) en dirección circunferencial de dicho neumático es
igual o inferior a la longitud de una zona de la superficie de dicho
neumático que está en contacto con la superficie de la
carretera.
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