ES2297509T3 - Neumatico y composicion elastomerica reticulable. - Google Patents
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Abstract
Neumático, que comprende por lo menos un elemento estructural que incluye un material elastomérico reticulable obtenido mediante la reticulación de una composición elastomérica reticulable que comprende: (a) 100 phr de por lo menos un polímero elastomérico dieno; (b) entre 1 phr y 50 phr de por lo menos un material en capas que tiene un grosor de capa individual de entre 0, 01 nm y 30 nm; (c) entre 0, 1 phr y 15 phr de por lo menos un compuesto donador de metileno; (d) entre 0, 4 phr y 20 phr de por lo menos un compuesto aceptador de metileno.
Description
Neumático y composición elastomérica
reticulable.
La presente invención se refiere a un neumático
y a una composición elastomérica reticulable.
Más en particular, la presente invención se
refiere a un neumático que incluye por lo menos un elemento
estructural obtenido mediante el reticulado de una composición
elastomérica reticulable que comprende por lo menos un polímero
elastomérico de dieno, por lo menos un material en capas, por lo
menos un compuesto donador de metileno y por lo menos un compuesto
aceptador de metileno.
Por otra parte, la presente invención también se
refiere a una composición elastomérica reticulable que comprende
por lo menos un polímero elastomérico de dieno, por lo menos un
material en capas, por lo menos un compuesto donador de metileno y
por lo menos un compuesto aceptador de metileno, así como a un
artículo reticulado fabricado obtenido mediante el reticulado de
dicha composición elastomérica reticulable.
En la industria del caucho, en particular en la
de neumáticos para ruedas de vehículos, es una práctica conocida
añadir fibras orgánicas tales como, por ejemplo, fibras de poliamida
(en particular, fibras de poliamida aromática conocidas como
"fibras de aramida"), fibras de poliéster o fibras de
poliolefina, a composiciones elastoméricas, para mejorar sus
propiedades mecánicas (tanto estáticas como dinámicas).
Por ejemplo, la patente US 4.871.004 describe
una composición que comprende un elastómero reticulable y una
cantidad efectiva de fibras de aramida. Ejemplos de elastómeros
reticulables que son útiles para este propósito son: caucho
natural, cis-1,4-poliisopreno,
polibutadieno (en solución o en emulsión), copolímeros de
estireno/butadieno (en solución o en emulsión), cauchos de butil y
cauchos de halobutil, EPDM, cauchos de butadieno/acrilonitrilo,
neopreno, vinil polibutadieno y, en general, polímeros con
propiedades viscoelásticas, o mezclas de los mismos. Dicha
composición se dice que es útil en todos los casos en los cuales se
requieren cauchos con un alto nivel de dureza y/o un alto módulo,
en particular en neumáticos para vehículos (por ejemplo, tal como
rellenos de talón). Una de las razones que justifiquen el uso de las
fibras antes mencionadas es la mejora en la resistencia estructural
del artículo reticulado fabricado.
La solicitud de patente europea EP 0 691 218
describe un componente de neumático para un neumático, que
comprende una composición articulada reforzada, incluyendo dicha
composición una matriz de material elastomérico reticulable que
tiene dispersa en su interior una cantidad efectiva de refuerzo de
fibras parcialmente orientadas que tienen un módulo de menos de 10
GPa, preferentemente menos de 6 GPa. Como realización alternativa,
un componente de neumático puede reforzarse con una mezcla de
fibras parcialmente orientadas y fibras de pulpa fibrilada (es
decir pulpa de Kevlar®). Las fibras parcialmente orientadas pueden
comprender como ejemplos específicos, poliamidas, poliésteres,
poliolefinas, y un polímero seleccionado a partir del grupo
consistente en nailon 6, nailon 46, nailon 66, polietileno,
polipropileno y polietileno-tereftalato (PET). La
composición reticulable reforzada antes mencionada se dice que
tiene una rigidez mejorada sin afectar negativamente a sus
propiedades permanentes tales como, por ejemplo, histéresis y
resistencia a la fatiga.
La solicitud de patente internacional WO
02/24596 a nombre del solicitante describe un neumático con una
capa elastomérica intermedia dispuesta entre la banda de rodadura y
las telas con cintura, donde la capa elastomérica intermedia está
hecha de un material de fibras reforzadas. Dicha capa elastomérica
intermedia puede estar reforzada con fibras cortas de refuerzo
tales como, por ejemplo, fibras de aramida (es decir, pulpa de
Kevlar®) para mejorar su módulo de elasticidad, entre otras
propiedades mecánicas.
Las propiedades mecánicas de las composiciones
elastoméricas también puede mejorarse incrementando la densidad de
reticulación de la composición elastomérica mediante el empleo de
una gran cantidad de azufre; o mediante el uso de una gran cantidad
de negro de carbón, o de negro de carbón muy fino y estructurado que
tiene una alta capacidad de refuerzo.
Sin embargo, las formas anteriores de mejorar
las propiedades mecánicas pueden conducir a una serie de
desventajas.
Por ejemplo, la división de fibras orgánicas
debido a su baja dispersión puede afectar a la capacidad de
procesamiento de las composiciones elastoméricas no reticuladas y,
por lo tanto, a la calidad del producto acabado, tanto en términos
de propiedades mecánicas como de apariencia de la superficie. Esto
puede causar una reducción en su resistencia a la rotura y
desprendimientos de las otras composiciones elastoméricas presentes
en el neumático, tanto durante el proceso de fabricación como
durante el uso del mismo. Por otra parte, la fibras orgánicas
tienen un comportamiento anisotrópico destacable, en concreto éstas
se orientan substancialmente en la dirección de las fuerzas de
rotura ejercida durante la extrusión y el calandrado de la
composición elastomérica no reticulada para formar una capa de
material elastomérico (usualmente denominada "dirección de
calandrado"), para dar al neumático esencialmente un refuerzo
longitudinal, en concreto un refuerzo esencialmente en la dirección
circunferencial del neumático.
Por otra parte, el uso de una gran cantidad de
azufre puede provocar un fenómeno de reversión destacable, que
provoca modificaciones de los rendimientos del neumático durante el
uso. Por otra parte, es sabido que en negro de carbón proporciona
unas propiedades pronunciadas de histéresis a la composición
elastomérica, en concreto un incremento en el calor disipado bajo
condiciones dinámicas, lo que resulta en un incremento en la
resistencia a la rodadura del neumático. Además, una gran cantidad
de negro de carbón incrementa de forma destacada la viscosidad de
la composición elastomérica no reticulada y, en consecuencia, tienen
un impacto negativo en su capacidad de procesado y en su capacidad
de extrusión.
Para superar las desventajas causadas por el uso
del negro de carbón, usualmente se utilizan los llamados rellenos
de refuerzo "blancos", en particular de sílice, en reemplazo
total o parcial del negro de carbón. Sin embargo, a pesar de que el
uso de dichos rellenos de refuerzo conduce a una buena resistencia a
la rotura, éste también comporta una serie de desventajas
esencialmente relacionadas con la pobre afinidad de estos rellenos
respecto a los polímeros elastoméricos comúnmente utilizados en la
fabricación de neumáticos. En particular, para obtener un buen
grado de dispersión de la sílice en la matriz elastomérica, es
necesario someter la composición elastomérica a una acción
prolongada de mezclado termomecánico. Para incrementar la afinidad
de la sílice con la matriz elastomérica es necesario utilizar
agentes de enlace adecuados tales como, por ejemplo, productos
organosilanos que contengan azufre. Sin embargo, la necesidad de
utilizar dichos agentes de enlace coloca una limitación a la
temperatura máxima que puede ser alcanzada durante las operaciones
de mezclado y de procesamiento termomecánico de la composición
elastomérica, para evitar la penalización de una degradación
irreversible del agente de enlace que puede causar un reticulado
prematuro de las composiciones elastoméricas (fenómeno de
prevulcanización).
Por lo tanto, se han encontrado otras formas
para mejorar las propiedades mecánicas de la composiciones
elastoméricas.
Por ejemplo, la patente US 5.840.795 se refiere
a un producto de arcilla tratada que comprende una superficie de
arcilla de caolín hídrica tratada con un sistema multicomponente
consistente en un silano funcional, un compuesto donador de
metileno tal como hexametilenetetramina, y un aceptador
multifuncional de metileno, tal como resorcinol. La arcilla tratada
en superficie antes mencionada puede utilizarse como un relleno de
refuerzo en composiciones elastoméricas que se dicen que
proporcionan artículos fabricados reticulados que tienen unas
propiedades físicas mejoradas tales como módulo, resistencia a la
tensión, a la rotura, al desgaste y/o resistencia al calor
acumulado.
La solicitud de patente europea EP 1 193 085 se
refiere a un neumático con un laminado de caucho/cuerda, una
inserción de flanco y un vértice que incluye la composición de
caucho que comprende, basada en partes en peso de un ingrediente
por 100 partes de peso de elastómero (phr):
(A) 100 phr de por lo menos un elastómero de
base de dieno;
(B) 30 phr a 100 phr de refuerzo en partículas
dispersado en dicho elastómero(s) seleccionado entre
esmectita, preferentemente montmorillonita, partículas de arcilla,
negro de carbón, sílice sintética amorfa y negro de carbón tratado
con sílice, que comprenden:
- (1)
- 1 phr a 10 phr de dicha esmectita intercalada, en capas, fina, sustancialmente de dos dimensiones, preferentemente montmorillonita, partículas de arcilla de las cuales por lo menos una porción de las mismas está en forma de plaquetas finas, planas, dilatadas sustancialmente en dos dimensiones derivadas a partir de dicha arcilla intercalada; y
- (2)
- 20 phr a 99 phr de por lo menos un relleno de refuerzo adicional comprendido por negro de carbón, sílice sintética amorfa y negro de carbón tratado con sílice.
La composición de caucho antes mencionada se
dice que tiene unos módulos mejorados de rigidez y de tensión con
sólo un pequeño incremento de los valores Tan delta.
La solicitud de patente US 2003/0004250 se
refiere a una composición de caucho de bajo peso que comprende (1)
un grupo amino que contiene un polímero elastomérico, donde dicho
grupo amino que contiene el polímero elastomérico contiene desde
aproximadamente un 0,1% en peso hasta aproximadamente 20% en peso de
un monómero que contiene un grupo amino, y (2) desde
aproximadamente 0,1 phr hasta aproximadamente 25 phr de una arcilla
de silicato en capas 2:1. La composición de caucho antes mencionada,
que tiene una resistencia a la tensión y una elongación a la rotura
mejoradas, se dice que es útil en la fabricación de artículos de
caucho tales como cintas de transmisión de potencia y neumáticos,
en particular bandas de rodadura y flancos de neumáticos.
Sin embargo, también el uso de dicho material en
capas puede ocasionar algunas desventajas.
El solicitante ha advertido que, en particular
en el caso de composiciones elastoméricas que usualmente requieren
un alto refuerzo tales como aquellas utilizadas, por ejemplo, para
fabricar rellenos de talón, inserciones de flancos, subcapas de
banda de rodadura, bases de banda de rodadura, el uso de un material
en capas como relleno de refuerzo puede no ser suficiente para
lograr las propiedades deseadas.
Para lograr más refuerzo, puede utilizarse una
gran cantidad de material en capas. Sin embargo, pueden encontrarse
algunas desventajas en las composiciones elastoméricas así
obtenidas, tales como, por ejemplo, una disminución en su
resistencia a la rotura y desprendimientos de las otras
composiciones elastoméricas presentes en el neumático, en
particular durante el uso del mismo. Por otra parte, en particular
en el caso del material en capas previamente tratado con un agente
compatibilizador (por ejemplo, un amonio cuaternario o sal de
fosfonio) puede producirse un reticulado prematuro de dicha
composiciones elastoméricas (fenómeno de prevulcanización).
El solicitante se ha enfrentado con el problema
de proporcionar composiciones elastoméricas que tengan propiedades
mecánicas mejoradas tanto estáticas (en particular, el módulo de
tensión) y dinámicas (en particular, el módulo elástico). Los
resultados anteriores deben lograrse sin ocasionar efectos no
deseados sobre otras propiedades tales como:
- la viscosidad, en particular valores de
viscosidad demasiado altos deben evitarse haciendo de esta forma
posible obtener composiciones elastoméricas con una buena capacidad
de procesado y una buena capacidad de extrusión;
- la histéresis (valores Tan delta), en
particular deben impedirse los valores de histéresis demasiado altos
para evitar tanto una resistencia muy alta a la rodadura y, en
particular en el caso de elementos estructurales internos de un
neumático, temperaturas operativas demasiado altas que pueden
conducir a la degradación de las composiciones elastoméricas con
una consecuente disminución de sus propiedades mecánicas y un
posible fallo del neumático;
- la resistencia la rotura, en particular una
disminución en la resistencia la rotura debe impedirse para evitar
desprendimientos de las otras composiciones elastoméricas presentes
en el neumático, en particular durante el uso del mismo.
El solicitante ha encontrado ahora que es
posible obtener composiciones elastoméricas reticulables que pueden
utilizarse ventajosamente en la producción de productos fabricados
reticulados, en particular en la fabricación de neumáticos, más en
particular en la fabricación de elementos estructurales internos de
un neumático, mediante la adición a la composición elastomérica
reticulable de por lo menos un material en capas en una cantidad no
superior a 50 phr, por lo menos un compuesto donador de metileno y
por lo menos un compuesto aceptador de metileno.
Las composiciones elastoméricas reticuladas así
obtenidas muestran unas propiedades mecánicas mejoradas (tanto
estáticas como dinámicas), obteniéndose dicha mejora sin observar
efectos no deseados sobre sus propiedades permanentes (es decir la
viscosidad, la histéresis y la resistencia la rotura). Por otra
parte, la combinación de un material en capas con un compuesto
donador de metileno y un compuesto aceptador de metileno muestra un
efecto sinérgico, en particular, tanto sobre los valores de módulo
elástico (que se incrementan) como sobre los valores Tan delta (que
disminuyen) de la composiciones elastoméricas reticuladas así
obtenidas.
Según un primer aspecto, la presente invención
se refiere a un neumático que comprende por lo menos un elemento
estructural que incluye un material elastomérico reticulado obtenido
mediante el reticulado de una composición elastomérica reticulable
que comprende:
(a) 100 phr de por lo menos un polímero
elastomérico de dieno;
(b) desde 1 phr hasta 50 phr, preferentemente
desde 2 phr hasta 40 phr, más preferentemente desde 5 phr hasta 30
phr, de por lo menos un material en capas que tiene un grosor de
capa individual de entre 0,01 nm y 30 nm, preferentemente de entre
0,05 nm y 15 nm;
(c) desde 0,1 phr hasta 15 phr, preferentemente
desde 0,3 phr hasta 10 phr, de por lo menos un compuesto donador de
metileno;
(d) desde 0,4 phr hasta 20 phr, preferentemente
desde 0,8 phr hasta 15 phr, de por lo menos un compuesto aceptador
de metileno.
Para los propósitos de la presente invención y
de las reivindicaciones adjuntas, el término "phr" indica las
partes en peso de un componente dado de la composición elastomérica
reticulable por 100 partes en peso del polímero elastomérico de
dieno.
Para los propósitos de la presente invención y
de las reivindicaciones adjuntas, excepto donde se indique otra
cosa, todo los números expresan sumas, cantidades, porcentajes,
etc., debe entenderse que son modificadas en todos los casos por el
término "aproximadamente". También, todos los rangos incluyen
cualquier combinación de los puntos máximo y mínimo descritos e
incluyen cualquier rango intermedio entre los mismos, que pueden o
no enumerarse específicamente aquí.
Según una realización preferida, el neumático
comprende:
- una estructura de carcasa substancialmente de
forma toroidal, que tiene unos bordes laterales superpuestos
asociados con respectivas estructuras de talón derecha e izquierda,
comprendiendo dichas estructuras de talón por lo menos un núcleo de
talón y por lo menos un relleno de talón;
- una estructura de cintura aplicada en una
posición radialmente externa respecto a dicha estructura de
carcasa;
- una banda de rodadura radialmente superpuesta
sobre dicha estructura de cintura;
- un par de flancos aplicados lateralmente sobre
lados opuestos respecto a dicha estructura de carcasa;
- por lo menos un elemento estructural
seleccionado a partir de un relleno de talón, una inserción de
flanco, una subcapa de banda de rodadura, una base de banda de
rodadura que incluye un material elastomérico reticulado obtenido
mediante el reticulado de una composición elastomérica reticulable
antes descrita.
Según una realización preferida adicional, dicha
inserción de flanco se extiende radialmente desde la posición
correspondiente a la estructura de talón hasta una posición
correspondiente a un borde lateral de la banda de rodadura. Dicha
inserción de flanco usualmente se utiliza en el caso de neumáticos
de movilidad extendida tales como, por ejemplo, neumáticos que
funcionan deshinchados.
Según una realización preferida adicional, dicha
subcapa de la banda de rodadura es una capa de material
elastomérico reticulado aplicada en una posición radialmente interna
respecto a dicha banda de rodadura.
Según una realización preferida adicional, dicha
banda de rodadura es de construcción de tapa y base y comprende una
capa radialmente interna o base de la banda de rodadura y una capa
radialmente externa o tapa de la banda de rodadura.
Preferentemente, dicha capa radialmente interna o base de la banda
de rodadura tiene un grosor de por lo menos un 10%, preferentemente
de entre un 20% y un 70%, respecto al grosor total de la banda de
rodadura.
Preferentemente, dicho elemento estructural
tiene un módulo elástico dinámico (E'), medido a 70ºC, no menor de
5 MPa, más preferentemente entre 8 MPa y 80 MPa.
Preferentemente, dicho elemento estructural
tiene un módulo de tensión al 100% de elongación (módulo 100%) no
inferior a 3 MPa, preferentemente de entre 4 MPa y 20 MPa.
Preferentemente, dicho elemento estructural
tiene una dureza IRHD, medida a 23ºC no inferior a 65, más
preferentemente entre 70 y 95.
El módulo de tensión puede medirse según el
estándar ISO 37:1994. El módulo dinámico elástico (E') puede
medirse utilizando un dispositivo dinámico Instron en el modo
tracción-compresión. La dureza IRHD puede medirse
según el estándar ISO 48:1994. Detalles adicionales referidos a los
procedimientos de medición antes mencionados se darán en los
ejemplos adjuntos.
Según una realización preferida adicional, la
presente invención se refiere a una composición elastomérica
reticulable que comprende:
(a) 100 phr de por lo menos un polímero
elastomérico de dieno;
(b) entre 1 phr y 50 phr, preferentemente entre
2 phr y 40phr, más preferentemente entre 5 phr y 30 phr, de por lo
menos un material en capas que tienen un grosor de capa individual
de entre 0,01 nm y 30 nm, preferentemente de entre 0,05 nm y 15
nm;
(c) entre 0,1 phr y 15 phr, preferentemente
entre 0,3 phr y 10 phr, de por lo menos un compuesto donador de
metileno;
(d) entre 0,4 phr y 20 phr, preferentemente
entre 0,8 phr y 15 phr, de por lo menos un compuesto aceptador de
metileno.
Según una realización preferida adicional, dicha
composición elastomérica reticulable puede comprender además (e)
por lo menos un relleno de refuerzo de negro de carbón.
Según una realización preferida adicional, dicha
composición elastomérica reticulable puede comprender además (f)
por lo menos un agente de enlace silano.
Según una realización preferida adicional, dicha
composición elastomérica reticulable puede comprender además (g)
fibras discontinuas.
Según un aspecto adicional, la presente
invención se refiere a un artículo reticulado fabricado obtenido
mediante el reticulado de una composición elastomérica reticulable
antes indicada.
Según una realización preferida, el polímero
elastomérico de dieno (a) puede seleccionarse a partir de los
comúnmente utilizados en materiales elastoméricos reticulables de
azufre, que son particularmente adecuados para producir neumáticos,
es decir a partir de polímeros o copolímeros elastoméricos con una
cadena de insaturados a que tiene una temperatura de transición
vítrea (T_{g}) generalmente por debajo de 20ºC, preferentemente
en el rango de entre 0ºC y -110ºC. Estos polímeros o copolímeros
puede ser de origen natural o pueden obtenerse mediante
polimerización en solución, polimerización en emulsión o
polimerización en fase gas de una o más diolefinas conjugadas,
opcionalmente mezcladas con por lo menos un comonómero seleccionado
a partir de monovilarenos y/o comonómeros polares en una cantidad
no mayor del 60% en peso.
Las diolefinas conjugadas generalmente contienen
entre 4 y 12, preferentemente entre 4 y 8 átomos de carbono, y
puede seleccionarse, por ejemplo, a partir del grupo que comprende:
1,3-butadieno, isopreno,
2,3-dimetil-1,3-butadieno,
1,3-pentadieno, 1,3-hexadieno,
3-butil-1,3-octadieno,
2-fenil-1,3-butadieno,
o mezclas de los mismos. Particularmente se prefieren
1,3-butadieno o isopreno.
Opcionalmente, los monovinilarenos que pueden
utilizarse como comonómeros generalmente contienen entre 8 y 20,
preferentemente entre 8 y 12 átomos de carbono, y puede
seleccionarse, por ejemplo, a partir de: estireno,
1-vinilnaftaleno; varios derivados de alquil,
cicloalquil, aril, alquilaril o arilalquil de estireno tales como,
por ejemplo, \alpha-metilestireno,
3-metilestireno, 4-propilestireno,
4-ciclohexilestireno,
4-dodecilestireno,
2-etil-4-benzilestireno,
4-p-tolilestireno,
4-(4-fenilbutil)estireno, o mezclas de los
mismos. Particularmente se prefiere el estireno.
Los comonómeros polares que pueden opcionalmente
utilizarse puede seleccionarse, por ejemplo, a partir de:
vinilpiridina, vinilquinolina, ácido acrílico y ésteres ácidos
alquilacrílico, nitrilos, o mezclas de los mismos, tales como, por
ejemplo, metil acrilato, etil acrilato, metil metacrilato, etil
metacrilato, acrilonitrilo, o mezclas de los mismos.
Preferentemente, el polímero elastomérico dieno
(a) puede seleccionarse, por ejemplo, a partir de:
cis-1,4-poliisopreno (natural o
sintético, preferentemente caucho natural),
3,4-poliisopreno, polibutadieno (en particular
polibutadieno con un alto contenido 1,4-cis),
opcionalmente copolímeros halogenados isopreno/isobuteno,
copolímeros 1,3-butadieno/acrilonitrilo, copolímeros
estireno/1,3-butadieno, copolímeros
estireno/isopreno/1,3- butadieno, copolímeros
estireno/1,3-butadieno/acrilonitrilo, o mezclas de
los mismos.
Según una realización preferida, dicha
composición elastomérica reticulable comprende por lo menos un 10%
en peso, preferentemente entre un 20% en peso y un 100% en peso,
respecto al peso total de por lo menos un polímero elastomérico
dieno (a), de cis-1,4- poliisopreno natural o
sintético.
La composición elastomérica reticulable antes
mencionada puede comprender opcionalmente por lo menos un polímero
elastomérico de una o más monoolefinas con un comonómero olefínico o
derivado del mismo (a'). Las monoolefinas pueden seleccionarse a
partir de: etileno y \alpha-olefinas generalmente
conteniendo entre 3 y 12 átomos de carbono, tales como, por
ejemplo, propileno, 1-buteno,
1-penteno, 1-hexeno,
1-octeno, o mezclas de los mismos. Se prefieren los
siguientes: copolímeros entre etileno y una
\alpha-olefina, opcionalmente con un dieno;
homopolímeros de isobuteno o copolímeros del mismo con pequeñas
cantidades de un dieno, que opcionalmente están por lo menos
parcialmente halogenados. El dieno opcionalmente presente
generalmente contiene entre 4 y 20 átomos de carbono y es
seleccionado preferentemente a partir de:
1,3-butadieno, isopreno,
1,4-hexadieno, 1,4-ciclohexadieno,
5-etilideno-2-norborneno,
5-metileno-2-norborneno,
vinilnorborneno, o mezclas de los mismos. Entre éstos, los
siguientes son particularmente preferidos: copolímeros de
etileno/propileno (EPR) o copolímeros de etileno/propileno/dieno
(EPDM); poliisobuteno; cauchos de butil; cauchos de halobutil, en
particular cauchos de clorobutil o bromobutil; o mezclas de los
mismos.
También puede utilizarse un polímero
elastomérico de dieno (a) o un polímero elastomérico (a')
funcionalizado mediante la reacción con agentes terminales
adecuados o agentes de enlace. En particular, los polímeros
elastoméricos de dieno obtenidos mediante polimerización aniónica
en presencia de un iniciador órganometálico (en particular un
iniciador organolitio) puede funcionalizarse mediante la reacción de
los grupos organometálicos residuales derivados del iniciador con
agentes terminales o agentes de enlace tales como, por ejemplo,
iminas, carbodiiminas, alquiltin halidas, benzofenonas sustituidas,
alcoxisilanos o ariloxisilanos (ver, por ejemplo, la patente
europea EP 0 451 604, o las patentes US 4.742.124 y US
4.550.142).
También puede utilizarse un polímero
elastomérico dieno (a) o un polímero elastomérico (a') que incluye
por lo menos un grupo funcional seleccionado a partir de grupos
carboxílicos, grupos carboxilatos, grupos anhídrido, grupos éster,
grupos epoxi.
Preferentemente, dichos polímeros elastoméricos
se incluyen entre un 0,05% en peso hasta un 10% en peso,
preferentemente entre un 0,1% en peso y un 5% en peso, respecto al
peso total del polímero elastomérico de dicho por lo menos un grupo
funcional seleccionado a partir de grupos carboxílicos, grupos
carboxilatos, grupos anhídrido, grupos éster.
En el caso de grupos epoxi, dicho polímeros
elastoméricos preferentemente incluyen menos de 10 mol %,
preferentemente entre 0,1 mol % y 5 mol %, de grupos epoxi respecto
al número total de moles de monómeros presentes en el polímero
elastomérico.
Dicho grupo funcional puede introducirse en los
polímeros elastoméricos mediante los procedimientos conocidos en la
técnica tales como, por ejemplo, durante la producción de los
polímeros elastoméricos mediante copolimerización con por lo menos
un monómero funcionalizado correspondiente que contiene por lo menos
una insaturación etilénica; o mediante la posterior modificación de
los polímeros elastoméricos mediante el injertado de dicho por lo
menos un monómero funcionalizado en presencia de un iniciador de
radical libre (por ejemplo, un peróxido orgánico).
Preferentemente, dicho grupo funcional puede
introducirse en los polímeros elastoméricos a través de un proceso
que comprende:
- suministrar por lo menos un polímero
elastomérico y por lo menos un monómero funcionalizado conteniendo
por lo menos una insaturación etilénica en por lo menos un
extrusor;
- mezclar y ablandar dicha mezcla para obtener
un polímero elastomérico que incluye por lo menos un grupo
funcional; descargar el polímero elastomérico tenido en la etapa
anterior desde dicho por lo menos un extrusor.
Los monómeros funcionalizados que pueden
utilizarse ventajosamente incluyen, por ejemplo, ácidos
monocarboxílicos o dicarboxílicos que contengan por lo menos una
insaturación etilénica o derivados de los mismos, en particular
sales, anhídrido o ésteres.
Son ejemplos de ácidos monocarboxílicos o
dicarboxílicos que contienen por lo menos una insaturación
etilénica o derivados de los mismos: ácido maleico, ácido fumárico,
ácido citracónico, ácido itacónico, ácido acrílico, ácido
metacrílico, y sales, anhídridos o ésteres derivados de los mismos,
o mezclas de los mismos. Particularmente se prefiere el anhídrido
maleico.
Con referencia a los grupos epoxi, los grupos
epoxi pueden introducirse durante la producción de los polímeros
elastoméricos, mediante copolimerización con por lo menos un
compuesto epoxi que contenga por lo menos una insaturación
etilénica. Son ejemplos de compuestos epoxi que contienen por lo
menos una insaturación etilénica: glicidil acrilato, glicidil
metacrilato, éster monoglicidil de ácido itacónico, éster glicidil
de ácido maléico, éter vinilglicidil, éter alilglicidil, o mezclas
de los mismos.
Alternativamente, es posible introducir los
grupos epoxi mediante la reacción de los polímeros elastoméricos,
en solución, con por lo menos un agente epoxidizante. El agente
epoxidizante es, generalmente, un peróxido, un perácido o un
derivado de los mismos, en particular una sal de los mismos (por
ejemplo, ácido perfórmico, ácido prepropiónico, ácido peracético,
ácido m-cloroperbenzoico, sales metálicas de ácido
peroxibenzoico tales como, por ejemplo, magnesio bis
(2-carboxilato-ácido monoperoxibenzóico) hexahidrato
o, alternativamente, peróxido de hidrógeno en presencia de un ácido
carboxílico o un derivado del mismo, en particular anhídridos por
ejemplo, ácido acético, ácido fórmico, ácido propiónico, anhídrido
acético), opcionalmente mezclados con un catalizador ácido (por
ejemplo ácido sulfúrico).
Detalles adicionales referidos a procesos para
la epoxidización de polímeros elastoméricos se describen, por
ejemplo, en la patente US 4.341.672 o en Shulz et al., en
"Rubber Chemistry and Technology", Vol. 55, páginas 809 y
siguientes.
Preferentemente, los grupos epoxi pueden
introducirse en los polímeros elastoméricos mediante un
procedimiento que comprende:
- suministrar por lo menos un polímero
elastomérico y por lo menos un agente epoxidizante en por lo menos
un extrusor;
- mezclar y ablandar dicha mezcla obteniendo un
polímero elastomérico epoxidizado;
- descargar el polímero elastomérico epoxidizado
obtenido desde dicho por lo menos un extrusor.
Alternativamente, los grupos epoxi pueden
introducirse en los polímeros elastoméricos mediante un
procedimiento que comprende:
- suministrar por lo menos un polímero
elastomérico en por lo menos un extrusor; suministrar por lo menos
un precursor de peróxido de hidrógeno a dicho por lo menos un
extrusor;
- suministrar por lo menos un ácido carboxílico
o un derivado del mismo a dicho por lo menos un extrusor;
- mezclar y reaccionar, en presencia de agua,
dicho por lo menos un polímero elastomérico con dicho por lo menos
un precursor de peróxido de hidrógeno y dicho por lo menos un ácido
carboxílico o un derivado del mismo, para obtener un polímero
elastomérico epoxidizado;
- descargar el polímero elastomérico epoxidizado
tenido desde dicho por lo menos un extrusor.
Preferentemente, el agente epoxidizante puede
seleccionarse a partir de los indicados con anterioridad.
Preferentemente, el precursor de peróxido de
hidrógeno puede seleccionarse, por ejemplo, a partir de persales
(por ejemplo, perborato de sodio mono- y
tetra-hidrato, percarbonato de sodio,
peroximonosulfato de potasio), peróxidos metálicos (por ejemplo,
peróxido de magnesio, peróxido de calcio, peróxido de zinc),
aductos de peróxido de hidrógeno (por ejemplo, urea/aducto peróxido
de hidrógeno), o mezclas de los mismos.
Preferentemente, el ácido carboxílico o un
derivado del mismo puede seleccionarse, por ejemplo, a partir de
ácido acético, anhídrido acético, ácido maléico, anhídrido maléico,
ácido succínico, anhídrido succínico, ácido ftálico, anhídrido
ftálico, o mezclas de los mismos.
Según una realización preferida, el material en
capas (b) puede seleccionarse, por ejemplo, a partir de
filosilicatos tales como: esmectitas, por ejemplo, montmorillonita,
bentonita, nontronita, beidelita, volconscoita, hectorita,
saponita, sauconita; vermiculita; halloisita; sericita; óxidos de
aluminato; hidrotalcita; o mezclas de los mismos. Se prefiere
particularmente la montmorillonita. Estos materiales en capas
generalmente contienen cationes intercambiables tales como sodio
(Na^{+}), calcio (Ca^{2+}), potasio (K^{+}), o magnesio
(Mg^{2+}), presentes en las superficies entre capas.
Para volver al material en capas más compatible
con los polímeros elastoméricos, dicho material en capas (b) puede
tratarse con por lo menos un agente compatibilizador. Dicho agente
compatibilizador es capaz de someterse a reacciones de intercambio
de iones con los cationes presentes en las superficies entre capas
del material inorgánico en capas.
Según una realización preferida, dicho agente
compatibilizador puede seleccionarse, por ejemplo, a partir de
amonio cuaternario o sales de fosfonio que tienen la fórmula general
(I)
En
donde:
- Y representa N o P,
- R_{1}, R_{2}, R_{3} y R_{4}, que
pueden ser idénticos o diferentes, representan un grupo alquil o
hidroxialquil C_{1}-C_{20} lienal o ramificado;
un grupo alquenil o hidroxialquenil C_{1}-C_{20}
lineal o ramificado; un grupo -R_{5}-SH o
R_{5}-NH_{2} en donde R_{5} representa un
grupo alquileno C_{1}-C_{20} lineal o
ramificado; un grupo arilo C_{6}-C_{18}; un
grupo arilalquil o alquilaril C_{7}-C_{20}; un
grupo cicloalquil C_{5}-C_{18}, conteniendo
dicho grupo cicloalquil posiblemente hetero átomos tales como
oxígeno, nitrógeno o azufre;
- X^{n-} representa un anión tal como el ión
cloro, el ión sulfato o el ión fosfato;
- n representa 1, 2 o 3.
El material en capas (b) puede tratarse con el
agente compatibilizador antes de añadirlo a los polímeros
elastoméricos. Alternativamente, el material en capas (b) y el
agente compatibilizador puede añadirse separadamente a los
polímeros elastoméricos.
El tratamiento del material en capas (b) con el
agente compatibilizador puede llevarse a cabo según los
procedimientos conocidos tales como, por ejemplo, mediante una
reacción de intercambio de iones entre el material en capas y el
compatibilizador: se describen detalles adicionales, por ejemplo, en
las patentes US 4.136.103, US 5.747.560 o US 5.952.093.
Ejemplos de material en capas (b) que pueden
utilizarse según la presente invención y que está disponible
comercialmente es el producto conocido con el nombre de Dellite®
67G, Dellite® 72T, Dellite® 43B, de Laviosa Chimica Mineraria
S.p.A.; Cloisite® 25A, Cloisite® 10A, Cloisite® 15A, Cloisite® 20A,
de Southern Clays; Nanofil® 5, Nanofil® 8, Nanofil® 9, de Süd
Chemie; Bentonite® AG/3 de Dal Cin S.p.A.
Según una realización preferida, el compuesto
dador de metileno (c) puede seleccionarse, por ejemplo, a partir
de: hexametilenetetramina (HMT); hexametoximetilmelamina (HMMM);
formaldehido; paraformaldehido; trioxano;
2-metil-2-nitro-1-propanal;
resinas de melamina sustituida tales como resinas oximetilmelamina
N-sustituidas; compuestos glicoluril tales como
glicoluril tetrametoximetil; resinas
urea-formaldehido tales como resinas butiladas
urea-formaldehido; o mezcla de los mismos. Son
particularmente preferidos hexametilenetetramina (HMT) o
hexametoximetilmelamina (HMMM).
Según una realización preferida, el compuesto
aceptador de metileno (d) puede seleccionarse, por ejemplo, a
partir de: resorcinol; catecol; hidroquinona; pirogalol;
floroglucinol; 1-naftol; 2-naftol;
resinas fenólicas obtenidas a partir de la condensación de dicho
fenol opcionalmente sustituido con un aldehído tal como, por
ejemplo, formaldehído, acetaldehído, furfural (por ejemplo, resina
resorcinol-formaldehido); o mezclas de los mismos.
Se prefiere particularmente el resocinol.
Dicho compuesto donador de metileno (c) y dicho
compuesto aceptador de metileno (d) también puede añadirse a la
composición elastomérica reticulable en la forma precondensada
(condensada antes de ser añadida a dicha composición elastomérica
reticulable) tales como, resina
resorcinol-formaldehido, resinas de melamina
sustituidas tales como resinas oximetilmelamina
N-sustituida, o mezclas de los mismos. Dichas
resinas precondensadas son capaces de autoreticularse ya que
contienen diferentes grupos reactivos.
Tal como se describió con anterioridad, dicha
composición elastomérica reticulable puede comprender además (e)
por lo menos un relleno de refuerzo de negro de carbón.
Según la realización preferida, el relleno de
refuerzo de negro de carbón puede seleccionarse a partir de
aquellos que tienen un área de superficie no menor de 20 m^{2}/g
(terminado mediante la absorción CTAB como se describe en el
estándar ISO 6810:1995).
Según una realización preferida, dicho relleno
de refuerzo de negro de carbón está presente en la composición
elastomérica reticulable en una cantidad de entre 0 phr y 120 phr,
preferentemente de entre 20 phr y 90 phr.
Tal como se describió con anterioridad, dicha
composición elastomérica reticulable puede comprender además (f)
por lo menos un agente de enlace de silano.
Según una realización preferida, el agente de
enlace de silano puede seleccionarse a partir de aquellos que
tienen por lo menos un grupo de silano hidrolizable que puede
identificarse, por ejemplo, mediante la siguiente fórmula general
(II):
(II)(R)_{3}Si-C_{n}H_{2n}-X
donde los grupos R, que pueden ser
idénticos o diferentes, se seleccionan a partir de: grupos alquil,
alcoxi o ariloxi o a partir de átomos halógenos, bajo la condición
de que por lo menos uno de los grupos R es un grupo alcoxi o
ariloxi; n es un número entero entre 1 y 6 inclusive; X es un grupo
seleccionado a partir de: nitroso, mercapto, amino, epóxido, vinil,
imida, cloro,
-(S)_{m}C_{n}H_{2n}-Si-(R)_{3},
o -S-COR, en el cual m y n son números enteros
entre el 1 y 6 inclusive y los grupos R se definen como
anteriormente.
Entre los agentes de enlace silano que son
particularmente preferidos están
bis(3-trietoxisililpropil) tetrasulfuro o
bis(3-trietoxisililpropil)-disulfuro,
dichos agentes de enlace pueden utilizarse como tales o como una
mezcla adecuada con un relleno inerte (por ejemplo negro de carbón)
de forma de facilitar su incorporación en el polímero
elastomérico.
Según una realización preferida, dicho agente de
enlace de silano está presente en la composición elastomérica en
una cantidad de entre 0 phr y 10 phr, preferentemente de entre 0,5
phr y 5 phr.
Tal como se ha descrito con anterioridad, dicha
composición elastomérica reticulable puede comprender además (g)
fibras discontinuas.
Según una realización preferida, la fibras
discontinuas (g) son fibras de aramida, en particular fibras cortas
fibriladas poli(para-fenileneterftalamida)
(también conocidas como pulpa de aramida), de tipo conocido
comercialmente como pulpa Kevlar® de Du Pont o pulpa Twaron® de
Teijin Twaron, que se describen en la patente US 4.871.004 antes
mencionada. Preferentemente, las fibras de aramida utilizadas según
la presente invención tienen una configuración con un tronco
principal con una longitud (L) de entre 0,2 mm y 0,5 mm, un diámetro
(D) de entre 0,005 mm y 0,02 mm y una relación de aspecto L/D de
entre 10 y 1000, y una pluralidad de fibrillas o pequeñas ramas que
se extienden hacia fuera des de dicho tronco en la totalidad de la
longitud del tronco y que tienen un diámetro que es sustancialmente
menor que el diámetro de dicho tronco. El área de superficie de
dichas fibras es de entre 4 m^{2}/g y 20 m^{2}/g. El área de
superficie de las fibras de aramida según la presente invención es
entre 30 y 60 veces mayor que la de fibras que tienen el mismo
diámetro pero que no comprenden fibrillas.
Según una realización preferida, las fibras de
aramida antes mencionadas pueden utilizarse como tales o en forma
de una predispersión en una matriz de polímero adecuada que sirve
como un vehículo, consistente en, por ejemplo, caucho natural,
copolímeros butadieno/estireno, copolímeros etileno/vinil acetato, o
mezclas de los mismos. Preferentemente, se utiliza una mezcla
("mezcla madre") en la cual las fibras antes mencionadas están
dispersas en caucho natural, que es conocida con el nombre comercial
de Kevlar® Engineered Elastomer de Du Pont y que está compuesto de
un 23% en peso de Kevlar® y un 77% en peso de caucho natural.
Debe señalarse que a pesar de que las fibras
discontinuas que se prefieren según la presente invención son
seleccionadas a partir de las fibras de aramida antes descritas,
dichas fibras discontinuas también pueden seleccionarse a partir
de: fibras basadas en otras poliamidas (por ejemplo Nylon), en
poliésteres, en poliolefinas, en alcohol polivinilo; fibras de
vidrio; o fibras naturales tales como, por ejemplo, celulosa o
lignina; o mezclas de las mismas.
Según una realización preferida, la fibras
discontinuas están presentes en la composición elastomérica
reticulable en una cantidad de entre 0 phr y 10 phr, preferentemente
entre 0,5 phr y 6 phr.
Por lo menos un relleno de refuerzo adicional
puede añadirse ventajosamente a la composición elastomérica
reticulable antes descrita, en una cantidad generalmente entre 0 phr
y 120 phr, preferentemente entre 20 phr y 90 phr. El relleno de
refuerzo pueden seleccionarse a partir de aquellos comúnmente
utilizados para artículos reticulados fabricados, en particular
para neumáticos, tales como, por ejemplo, sílice, alúmina,
aluminosilicatos, carbonato de calcio, caolín, o mezclas de los
mismos.
La sílice que puede utilizarse la presente
invención puede ser generalmente una sílice pirogénica o,
preferentemente, una sílice precipitada, con un área de superficie
BET (medida según el estándar ISO 5794/1) de entre 50 m^{2}/g y
500 m^{2}/g, preferentemente entre 70 m^{2}/g y 200
m^{2}/g.
Cuando está presente un relleno de refuerzo que
comprende sílice, la composición elastomérica reticulable puede
incorporar ventajosamente un agente de enlace silano adicional capaz
de interactuar con la sílice y de enlazarla a los polímeros
elastoméricos durante la vulcanización. Ejemplos de agentes de
enlace silano que pueden utilizarse ya se han descrito con
anterioridad.
La composición elastomérica reticulable antes
descrita puede vulcanizarse según las técnicas conocidas, en
particular con sistemas de vulcanización de base de azufre
comúnmente utilizados para polímeros elastoméricos. Con este fin,
en la composición, después de uno o más pasos de procesamiento
termomecánico, se incorpora un agente vulcanizador de base de
azufre junto con aceleradores de la vulcanización. En la etapa final
del proceso, la temperatura generalmente se mantiene por debajo de
120ºC y preferentemente por debajo de 100ºC, para evitar cualquier
fenómeno de reticulado previo no deseado.
El agente vulcanizante más ventajosamente
utilizado es azufre, o moléculas que contienen azufre (donadores de
azufre), con aceleradores y activadores conocidos para aquellos
entendidos en la técnica.
Los activadores que son particularmente
efectivos son los compuestos de zinc, y en particular ZnO, ZnCO3,
sales de zinc de ácidos grasos saturados o no saturados que
contienen entre 8 y 18 átomos de carbono, tales como, por ejemplo,
estearato de zinc, que son preferentemente formados in situ
en la composición elastomérica a partir de ZnO y ácido graso, y
también BiO, PbO, Pb_{3}O_{4}, PbO_{2}, o mezclas de los
mismos.
Los aceleradores que son comúnmente utilizados
pueden seleccionarse a partir de: ditiocarbamatos, guanidina,
tiourea, tiazols, sulfenamidas, tiuramos, aminas, xantatos, o
mezclas de los mismos.
Dicha composición elastomérica puede comprender
otros aditivos comúnmente utilizados seleccionados sobre la base de
la aplicación específica para la cual se destinará la composición.
Por ejemplo, los siguientes pueden añadirse a dicha composición
elastomérica reticulable: antioxidantes, agentes anti
envejecimiento, plastificantes, adhesivos, agentes antiozono,
resinas modificadas, fibras (por ejemplo pulpa Kevlar®), o mezclas
de los mismos.
En particular, con el propósito de mejorar
adicionalmente la capacidad de procesado, puede añadirse un
plastificante generalmente seleccionado a partir de aceites
minerales, aceites vegetales, aceites sintéticos, o mezclas de los
mismos, tales como, por ejemplo, aceite aromático, aceite nafténico,
ftalatos, aceite de soja, o mezclas de los mismos, a dicha
composición elastomérica reticulable. La cantidad de plastificante
generalmente oscila entre 0 phr y 70 phr, preferentemente entre 5
phr y 30 phr.
La composición elastomérica reticulable antes
mencionada puede prepararse mezclando juntos los componentes de
base elastomérica y el material en capas o una mezcla madre de la
misma, con el relleno de refuerzo y los otros aditivos
opcionalmente presentes, según las técnicas conocidas en la técnica.
El mezclado puede llevarse a cabo, por ejemplo, utilizando un
mezclador abierto de tipo molino abierto, o un mezclador interno de
tipo con rotores tangenciales (Banbury) o con rotores de engranaje
(Intermix), o en mezcladores continuos de tipo
Ko-Kneader (Buss), o de tipo de doble tornillo
cogiratorio o contragiratorio.
La presente invención se ilustrará ahora, con
mayor detalle mediante una serie de realizaciones ilustrativas, con
referencia a las figuras 1 a 4 adjuntas, que son una vista en
sección transversal de una porción de un neumático fabricado según
la invención.
"a" implica una dirección axial y "r"
indica una dirección radial. Por motivos de simplicidad, la figura
1 muestra sólo una porción del neumático, siendo la porción restante
no representada idéntica y estando dispuesta simétricamente
respecto a la dirección radial "r".
El neumático (100) comprende por lo menos una
tela de carcasa (101), cursos bordes laterales supuestos están
asociados con respectivas estructuras de talón que comprenden por lo
menos un núcleo de talón (102) y por lo menos un relleno de talón
(104). La asociación entre la tela de carcasa (101) y el núcleo de
talón (102) se logra aquí doblando hacia atrás los bordes laterales
superpuestos de la tela de carcasa (101) alrededor del núcleo de
talón (102) para formar el llamado pliegue hacia atrás de la carcasa
(101a), tal como se muestra en la figura 1.
Alternativamente, el núcleo de talón
convencional (102) puede reemplazarse con por lo menos una inserción
anular formada a partir de cables cauchutados dispuestos en
espirales concéntricas (no representadas en la figura 1) (ver, por
ejemplo, las solicitudes de patente europea EP 0 928 680 y EP 0 928
702). En este caso, la tela de carcasa (101) no se dobla hacia
atrás alrededor de dichas inserciones anulares, proporcionándose el
acoplamiento mediante una segunda tela de carcasa (no representada
en la figura 1) aplicada externamente sobre la primera.
La tela de carcasa (101) consiste generalmente
en una pluralidad de cuerdas de refuerzo dispuestas paralelas una
respecto a las otras y por lo menos parcialmente revestidas con una
capa de una composición elastomérica reticulable. Estas cuerdas de
refuerzo usualmente están hechas de fibras textiles, por ejemplo
rayón, nailon o tereftalato de polietileno, o de cables de metal
enroscados juntos, revestidos con una aleación de metal (por
ejemplo, aleaciones de cobre/zinc, zinc/manganeso,
zinc/molibdeno/cobalto y similares).
La tela de carcasa (101) es usualmente de tipo
radial, es decir incorpora cuerdas de refuerzo dispuestas
substancialmente en una dirección perpendicular respecto a la
dirección circunferencial. El núcleo (102) está incluido en un
talón (103), definido a lo largo de un borde circunferencial interno
del neumático (100), con el cual el neumático se acopla sobre una
llanta (no representada en la figura 1) formando parte de una rueda
de vehículo. El espacio definido por cada pliegue hacia atrás de la
carcasa (101a) contiene un relleno de talón (104) que puede
realizarse según la presente invención, en donde el núcleo de talón
(102) está incluido. Usualmente se coloca una banda antiabrasiva
(105) en una posición axialmente externa relativa al pliegue hacia
atrás de carcasa (101a).
Se aplica una estructura de cintura (106) a lo
largo de la circunferencia de la tela de carcasa (101). En la
realización particular en la figura 1, la estructura de cintura
(106) comprende dos bandas de cintura (106a, 106b) que incorporan
una pluralidad de cuerdas de refuerzo, típicamente cuerdas
metálicas, que son paralelas una respecto a otra en cada banda y
que se interceptan respecto a la de la banda adyacente, orientadas
para formar un ángulo predeterminado respecto a una dirección
circunferencial. Sobre la banda de cintura radialmente más exterior
(106b) opcionalmente puede aplicarse por lo menos una capa de
refuerzo de cero grados (106c), comúnmente conocida como "cintura
0º", que generalmente incorpora una pluralidad de cuerdas de
refuerzo, típicamente cuerdas textiles, dispuestas en un ángulo de
unos pocos grados respecto a la dirección circunferencial, y
revestidas y soldadas juntas mediante una composición elastomérica
reticulable.
Un flanco (108) también se aplica externamente
sobre la tela de carcasa (101), extendiéndose este flanco, en una
posición axialmente externa, desde el talón (103) hasta el final de
la estructura de cintura (106).
Una banda de rodadura (109), cuyos bordes
laterales están conectados a los flancos (108), se aplica
circunferencialmente en una posición radialmente externa a la
estructura de cintura (106). Externamente, la banda de rodadura
(109) tiene una superficie de rodadura (109a) diseñada para entrar
en contacto con el terreno. Unas ranuras circunferenciales están
conectadas mediante hendiduras trasversales (representadas en la
figura 1) para definir una pluralidad de bloques de diferentes
formas y tamaños distribuidos sobre la superficie de rodadura
(109a) se realizan generalmente en esta superficie (109a), que está
representada como si fuera lisa en la figura 1 por motivos de
simplicidad.
Una capa inferior de la banda de rodadura (111),
que puede realizarse según la presente invención, se coloca entre
la estructura de cintura (106) y la banda de rodadura (109).
Tal como se representa en la figura 1, la capa
inferior de la banda de rodadura (111) puede tener un grosor
uniforme.
Alternativamente, la capa inferior de la banda
de rodadura (111) puede tener un grosor variable en la dirección
transversal. Por ejemplo, el grosor puede ser mayor cerca de sus
bordes exteriores que en la zona central.
En la figura 1, dicha capa inferior (111) se
extiende sobre una superficie substancialmente correspondiente a la
superficie de desarrollo de dicha estructura de cintura (106).
Alternativamente, dicha capa inferior de banda de rodadura (111) se
extiende sólo a lo largo de por lo menos una porción del desarrollo
de dicha estructura de cintura (106), por ejemplo en porciones
laterales opuestas de dicha estructura de cintura (106) (no
representada en la figura 1).
Una banda hecha de materia elastomérico (110),
comúnmente conocida como un "miniflanco", puede opcionalmente
estar presente en la zona de conexión entre los flancos (108) y la
banda de rodadura (109), obteniéndose generalmente este miniflanco
mediante la coextrusión con la banda de rodadura y permitiendo una
mejora en la interacción mecánica entre la banda de rodadura (109)
y los flancos (108). Alternativamente, la porción final del flanco
(108) cubre directamente el borde lateral de la banda de rodadura
(109).
En el caso de un neumático sin cámara, la capa
de caucho (112) generalmente conocida como un revestimiento, que
proporciona la impermeabilidad necesaria al aire de hinchado del
neumático, también puede proporcionarse en una posición interna
relativa a la tela de carcasa (101).
La figura 2 muestra un neumático (100) que tiene
una estructura tal como la descrita en la figura 1, donde la capa
inferior de la banda de rodadura (111), que puede realizarse según
la presente invención, se coloca entre la estructura de cintura
(106) y la tela de carcasa (101).
\newpage
La figura 3 muestra un neumático (100) que tiene
una estructura tal como se describió en la figura 1, donde una
inserción de flanco (113) que puede realizarse según la presente
invención, que se extiende radialmente desde una posición
correspondiente a una estructura de talón hasta una posición
correspondiente a un borde lateral de la banda de rodadura, se
coloca en una posición axialmente interna respecto a la tela de
carcasa: por ejemplo, tal como se representa en la figura 3, dicha
inserción de flanco se coloca entre la tela de carcasa (101) y el
revestimiento (112). Alternativamente, en el caso en el cual se
hayan presentes más telas de carcasa, se ubica una inserción de
flanco (113) entre dos de dichas telas de carcasa (no representadas
en la figura 3). Alternativamente, una inserción de flanco se
coloca entre la tela de carcasa y el flanco (no representado en la
figura 3). Más de una inserción de flanco puede estar presente como
se describe, por ejemplo, en la patente US 5.238.040 o en la
patente europea EP 0 943 466.
La figura 4 muestra un neumático (100) que tiene
la estructura como se describe en la figura 1, donde una banda de
rodadura (109) es de construcción de tapa y base. Más en particular,
dicha banda de rodadura (109) comprende una capa radialmente
interna o base de la banda de rodadura (109c) y una capa radialmente
exterior o tapa de la banda de rodadura (109b): la base de la banda
de rodadura (109c) puede realizarse según la presente
invención.
Tal como se representa en la figura 4, la base
de la banda de rodadura (109c) tiene un grosor uniforme. En
cualquier caso, el grosor de la base de la banda de rodadura (109c)
también puede ser no uniforme sino, por ejemplo, mayor cerca de sus
bordes exteriores y/o en la zona central de la misma.
El procedimiento para fabricar el neumático
según la presente invención puede llevarse a cabo según la técnica
y utilizando un aparato que son conocidos en la técnica, tal como se
describe, por ejemplo, en la patentes europeas EP 0 199 064 y en
las patentes US 4.872.822 o US 4.768.937, incluyendo el
procedimiento por lo menos una etapa de fabricación del neumático
en crudo y por lo menos una etapa de vulcanización de este
neumático.
Más en particular, el procedimiento para
producir el neumático comprende las etapas de preparar, de antemano
y separadamente entre sí, una serie de productos semiacabados
correspondientes a los diferentes elementos estructurales del
neumático (las telas de carcasa, la estructura de cintura, los
cables de talón, los rellenos, los flancos y la banda de rodadura)
que se combinan entonces juntos utilizando una máquina de
fabricación adecuada. A continuación, la posterior etapa de
vulcanización suelda juntos los productos semiacabados antes
mencionados para proporcionar un bloque monolítico, es decir el
neumático acabado.
La etapa de preparación de los productos
semiacabados antes mencionados estará precedida por una etapa de
preparación y moldeado de diferentes composiciones elastoméricas
reticulables, de las cuales están fabricados dichos productos
semiacabados, según técnicas convencionales.
El neumático en crudo así obtenido se pasa
entonces a las etapas posteriores de moldeado y de vulcanización.
Con este fin, se utiliza un molde de vulcanización que está diseñado
para recibir el neumático en proceso dentro de una cavidad de
moldeado que tiene paredes están contramoldeadas para definir la
superficie exterior del neumático cuando la vulcanización se ha
completado.
Se describe un proceso alternativo para producir
un neumático o parte del neumático sin utilizar productos
semiacabados, por ejemplo, en las solicitudes de patente europea
antes mencionadas EP 0 928 680 y EP 0 928 702.
Según una realización preferida, dichos
elementos estructurales están formados por una pluralidad de
espirales de un elemento alargado continuo. Dicho elemento alargado
puede producirse, por ejemplo, mediante la extrusión de la
composición elastomérica reticulable antes descrita.
Preferentemente, dichos elementos estructurales se montan sobre un
soporte.
Para los propósitos de la presente descripción y
de las reivindicaciones adjuntas, el término "soporte" se
utiliza para indicar los siguientes dispositivos:
- un tambor auxiliar que tiene una forma
cilíndrica, soportando dicho tambor auxiliar preferentemente una
estructura de cintura;
- un tambor de formación que tiene una
configuración sustancialmente toroidal, soportando dicho tambor de
formación preferentemente por lo menos una estructura de carcasa con
una estructura de cintura montada encima de la misma;
- un soporte rígido preferentemente formado
según la configuración interior del neumático.
Se describen detalles adicionales referentes a
dichos dispositivos y a los procedimientos de formación y/o
depósito de elementos estructurales del neumático sobre un soporte,
por ejemplo, en la solicitud de patente internacional WO 01/36185 y
en la patente europea EP 0 976 536 a nombre del solicitante, o en
las solicitudes de patente europea: EP
0 968 814, EP 1 201 414 y EP 1 211 057.
0 968 814, EP 1 201 414 y EP 1 211 057.
El neumático en crudo puede moldearse mediante
la introducción de un fluido a presión dentro del espacio definido
por la superficie interior del neumático, para presionar la
superficie exterior del neumático en crudo contra las paredes de la
cavidad de moldeado. En uno de los procedimientos de moldeado más
ampliamente practicados, una cámara de vulcanización hecha de
material elastomérico, llena con vapor y/o otro fluido bajo
presión, se hincha dentro del neumático encerrado dentro de la
cavidad de moldeado. De esta forma, el neumático en crudo es
empujado contra las paredes interiores de la cavidad de moldeado,
obteniendo así el moldeado deseado. Alternativamente, el moldeado
puede llevarse a cabo sin una cámara de vulcanización hinchable,
proporcionando dentro del neumático un soporte metálico toroidal
formado según la configuración de la superficie interior del
neumático tal como se describe, por ejemplo, la patente europea EP 1
189 744.
En este punto, se lleva a cabo la etapa de
vulcanización del neumático en crudo. Con este fin, la pared
exterior del molde de vulcanización se pone en contacto con un
fluido de calentamiento (generalmente vapor) de forma tal que la
pared exterior alcanza una temperatura máxima generalmente entre
100ºC y 230ºC. Simultáneamente, la superficie interior del
neumático se calienta a la temperatura de vulcanización utilizando
el mismo fluido presurizado empleado para presionar el neumático
contra las paredes de la cavidad de moldeado, calentado a una
temperatura máxima de entre 100ºC y 250ºC. El tiempo requerido para
obtener un grado satisfactorio de vulcanización a través de toda la
masa del material elastomérico puede variar en general entre 3 min y
90 min y depende principalmente de las dimensiones del neumático.
Cuando la vulcanización se ha completado, el neumático se extrae
del molde de vulcanización.
La presente invención se ilustrará
adicionalmente a continuación mediante una serie de ejemplos de
preparación, que se dan por propósitos puramente indicativos y sin
ninguna limitación de la presente invención.
Ejemplos 1 a
5
Las composiciones elastoméricas dadas en la
tabla 1 se prepararon como sigue (las cantidades de los diferentes
componentes están dadas en phr).
Todos los componentes, excepto el azufre, el
retardante (PVI), el acelerador (DCBS) y la hexametilenetetramina
(HMT) se mezclaron juntos en un mezclador interno (modelo Pomini PL
1.6) durante aproximadamente 5 min (1a Etapa). Tan pronto como la
temperatura alcanza 145 \pm 5ºC, el material elastomérico se
descargó. El azufre, el retardante (PVI), el acelerador (DCBS) y
hexametilenetetramina (HMT), se añadieron a continuación y el
mezclado se llevó a cabo en un mezclador abierto de rodillos (2a
Etapa).
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Se midió la viscosidad Mooney ML(1+4) a
100ºC, según el estándar ISO 289-1:1994, en las
composiciones elastoméricas reticulables obtenidas tal como se
describió con anterioridad. Los resultados obtenidos se proporcionan
en la tabla 2.
Las propiedades mecánicas estáticas según el
estándar ISO 37:1994, así como la dureza en grados IRHD a 23ºC
según el estándar ISO 48:1994, se midieron sobre muestras de las
composiciones elastoméricas antes mencionadas vulcanizadas a 170ºC
durante 10 min. Los resultados obtenidos se muestran en la tabla
2.
La tabla 2 muestra también las propiedades
mecánicas dinámicas, medidas utilizando un dispositivo dinámico
Instron en el modo tracción-compresión según los
siguientes procedimientos. Una pieza de prueba de la composición
elastomérica reticulada (vulcanizada a 170ºC durante 10 min) con una
forma cilíndrica (longitud = 25 mm; diámetro =
12 mm), compresión-precargado hasta un 10% de deformación longitudinal respecto a la longitud inicial, y manteniendo la temperatura prefijada (23ºC o 70ºC) durante toda la duración de la prueba, se sometió a una tensión dinámica sinusoidal que tenía una amplitud de un \pm 3,5% respecto a la longitud bajo precarga, con una frecuencia de 100 Hz. Las propiedades mecánicas dinámicas se expresan en términos de módulos elásticos dinámicos (E') y valores Tan delta (factor de pérdida). El valor Tan delta se calcula como la relación entre el módulo viscoso (E'') y el módulo elástico (E').
12 mm), compresión-precargado hasta un 10% de deformación longitudinal respecto a la longitud inicial, y manteniendo la temperatura prefijada (23ºC o 70ºC) durante toda la duración de la prueba, se sometió a una tensión dinámica sinusoidal que tenía una amplitud de un \pm 3,5% respecto a la longitud bajo precarga, con una frecuencia de 100 Hz. Las propiedades mecánicas dinámicas se expresan en términos de módulos elásticos dinámicos (E') y valores Tan delta (factor de pérdida). El valor Tan delta se calcula como la relación entre el módulo viscoso (E'') y el módulo elástico (E').
En la tabla 2 números entre paréntesis indican
el % de la variación (%\Delta_{Ref}). Los valores informados
con respecto a los valores de referencia del ejemplo 1.
\vskip1.000000\baselineskip
Esta lista de referencias citadas por el
solicitante es solamente por motivos de conveniencia del lector. No
forma parte del documento de la patente europea. Aunque se ha tenido
mucho cuidado en la recopilación de las referencias, no se pueden
excluir errores u omisiones, y la OEP niega cualquier
responsabilidad en este respecto.
\bullet US 4871004 A [0005] [0080]
\bullet EP 691218 A [0006]
\bullet WO 0224596 A [0007]
\bullet US 5840795 A [0014]
\bullet EP 1193085 A [0015]
\bullet US 20030004250 A [0017]
\bullet EP 451604 A [0047]
\bullet US 4742124 A [0047]
\bullet US 4550142 A [0047]
\bullet US 4341672 A [0057]
\bullet US 4136103 A [0067]
\bullet US 5747560 A [0067]
\bullet US 5952093 A [0067]
\bullet EP 928680 A [0097] [0117]
\bullet EP 928702 A [0097] [0117]
\bullet US 5238040 A [0110]
\bullet EP 943466 A [0110]
\bullet EP 199064 A [0113]
\bullet US 4872822 A [0113]
\bullet US 4768937 A [0113]
\bullet WO 0136185 A [0120]
\bullet EP 976536 A [0120]
\bullet EP 968814 A [0120]
\bullet EP 1201414 A [0120]
\bullet EP 1211057 A [0120]
\bullet EP 1189744 A [0121]
\vskip1.000000\baselineskip
\bullet"Rubber Chemistry and
Technology", vol. 55, 809 [0057]
\bullet Estándar ISO, vol.
289-1, 1994 [0126]
Claims (71)
1. Neumático, que comprende por lo menos un
elemento estructural que incluye un material elastomérico
reticulable obtenido mediante la reticulación de una composición
elastomérica reticulable que comprende:
(a) 100 phr de por lo menos un polímero
elastomérico dieno;
(b) entre 1 phr y 50 phr de por lo menos un
material en capas que tiene un grosor de capa individual de entre
0,01 nm y 30 nm;
(c) entre 0,1 phr y 15 phr de por lo menos un
compuesto donador de metileno;
(d) entre 0,4 phr y 20 phr de por lo menos un
compuesto aceptador de metileno.
2. Neumático según la reivindicación 1, en donde
dicha composición elastomérica reticulable comprende entre 2 phr y
40 phr, preferentemente entre 5 phr y 30 phr, de por lo menos un
material en capas (b).
3. Neumático según la reivindicación 1 ó 2, en
donde dicho por lo menos un material en capas (b) tienen un grosor
de capa individual de entre 0,05 nm y 15 nm.
4. Neumático según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en donde dicha composición elastomérica
reticulable comprende entre 0,3 phr y 10 phr de por lo menos un
compuesto donador de metileno (c).
5. Neumático según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en donde dicha composición elastomérica
reticulable comprende entre 0,8 phr y 15 phr de por lo menos un
compuesto aceptador de metileno (d).
6. Neumático según la reivindicación 1, que
comprende:
- una estructura de carcasa de forma
sustancialmente toroidal, que tiene unos bordes laterales
superpuestos asociados con respectivas estructuras de talón derecha
e izquierda, comprendiendo dichas estructuras de talón por lo menos
un núcleo de talón y por lo menos un relleno de talón;
- una estructura de cintura aplicada en una
posición radialmente externa respecto a dicha estructura de
carcasa;
- una banda de rodadura radialmente superpuesta
sobre dicha estructura de cintura;
- un par de flancos aplicados lateralmente sobre
lados opuestos respecto a dicha estructura de carcasa;
- por lo menos un elemento estructural
seleccionado entre un relleno de talón, una inserción de flanco, una
capa inferior de banda de rodadura, una base de banda de rodadura,
obtenidos mediante el reticulado de una composición elastomérica
reticulable que comprende:
- (a)
- 100 phr de por lo menos un polímero elastomérico dieno;
- (b)
- entre 1 phr y 50 phr de por lo menos un material en capas que tiene un grosor de capa individual de entre 0,01 nm y 30 nm;
- (c)
- entre 0,1 phr y 15 phr de por lo menos un compuesto donador de metileno;
- (d)
- entre 0,4 phr y 20 phr de por lo menos un compuesto aceptador de metileno.
7. Neumático según la reivindicación 6, en donde
dicha composición elastomérica reticulable comprende entre 2 phr y
40 phr, preferentemente entre 5 phr y 30 phr, de por lo menos un
material en capas (b).
8. Neumático según la reivindicación 6 ó 7, en
donde dicho por lo menos un material en capas tiene un grosor
individual de capa entre 0,05 nm y 15 nm.
9. Neumático según cualquiera de las
reivindicaciones 6 u 8, en donde dicha composición elastomérica
reticulable comprende entre 0,3 phr y 10 phr de por lo menos un
compuesto donador de metileno (c).
10. Neumático según cualquiera de las
reivindicaciones 6 a 9, en donde dicha composición elastomérica
reticulable comprende entre 0,8 phr y 15 phr de por lo menos un
compuesto aceptador de metileno (d).
11. Neumático según cualquiera de las
reivindicaciones 6 a 10, en donde dicha inserción de flanco se
extiende radialmente desde una posición correspondiente a una
estructura de talón hasta una posición correspondiente a un borde
lateral de la banda de rodadura.
12. Neumático según cualquiera de las
reivindicaciones 6 a 11, en donde dicha capa inferior de banda de
rodadura es una capa de composición elastomérica reticulable
aplicada en una posición realmente interna respecto a dicha banda
de rodadura.
13. Neumático según cualquiera de las
reivindicaciones 6 a 12, en donde dicha banda de rodadura es de
construcción de tapa y base y comprende una capa radialmente
interna o base de la banda de rodadura y una capa radialmente
externa o tapa de banda de rodadura.
14. Neumático según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en donde dicho elemento estructural
tiene un módulo elástico dinámico (E'), debido a 70ºC, no inferior
a 5 MPa.
15. Neumático según la reivindicación 14, en
donde dicho elemento estructural tiene módulo dinámico elástico
(E'), medido a 70ºC, de entre 8 MPa y 80 MPa.
16. Neumático según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en donde dicho elemento estructural
tiene un módulo de atención al 100% de elongación (módulo 100%) no
inferior a 3 MPa.
17. Neumático según la reivindicación 16, en
donde dicho elemento estructural tiene un módulo de atención al
100% de elongación (módulo 100%) de entre 4 MPa y 20 MPa.
18. Neumático según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en donde dicho elemento estructural
tiene una dureza IRHD, medida a 23ºC, no inferior a 65.
19. Neumático según la reivindicación 18, en
donde dicho elemento estructural tiene una dureza IRHD, medida a
23ºC, de entre 70 y 95.
20. Neumático según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en donde el polímero elastomérico dieno
(a) tiene una temperatura de transición vítrea por debajo de
20ºC.
21. Neumático según la reivindicación 20, en
donde el polímero elastomérico de dieno (a) se selecciona partir
de: cis-1,4-poliisopreno natural o
sintético, 3,4-poliisopreno, polibutadieno,
copolímeros opcionalmente halogenados isopreno/isobuteno,
copolímeros 1,3- butadieno/acrilonitrilo, copolímeros estireno/1,3-
butadieno, copolímeros
estireno/isopreno/1,3-butadieno, copolímeros
estireno/1,3-butadieno/acrilonitrilo, o mezclas de
los mismos.
22. Neumático según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en donde la composición elastomérica
reticulable comprende por lo menos un 10% en peso respecto al peso
total de por lo menos un polímero elastomérico dieno (a) de
cis-1,4-poliisopreno natural o
sintético.
23. Neumático según la reivindicación 22, en
donde la composición elastomérica reticulable comprende entre un
20% en peso y un 100% en peso respecto al peso total del por lo
menos un polímero elastomérico de dieno (a) de
cis-1,4-poliisopreno natural o
sintético.
24. Neumático según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en donde la composición elastomérica
reticulable comprende además por lo menos un polímero elastomérico
de una o más monoolefinas con un comonómero olefínico o derivados
del mismo (a').
25. Neumático según la reivindicación 24, en
donde el polímero elastomérico (a') se selecciona partir de:
copolímeros etileno/propileno (EPR) o copolímeros
etileno/propileno/dieno (EPDM); poliisobuteno; cauchos butil;
cauchos halobutil; o mezclas de los mismos.
26. Neumático según cualquiera de las
reivindicaciones 20 a 25, en donde el polímero elastomérico dieno
(a) o el polímero elastomérico (a') incluye por lo menos un grupo
funcional seleccionado a partir de grupos carboxílico, grupos
carboxilato, grupos anhídrido, grupos éster, grupos epoxi.
27. Neumático según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en donde dicho material en capas (b) se
selecciona a partir de filosilicatos tales como: esmectitas tales
como, montmorillonita, bentonita, nontronita, beidellita,
volconscoita, laponita, hectorita, saponita, sauconita, magadita,
quenyasita, estevensita; vermiculita; halloisita, sericita; óxidos
de alúmina; hidrocalcita, o mezclas de los mismos.
28. Neumático según la reivindicación 27, en
donde dicho material en capas (b) es montmorillonita.
29. Neumático según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en donde dicho material en capas (b) es
tratado con un agente compatibilizador.
30. Neumático según la reivindicación 29, en
donde dicho agente compatibilizador se selecciona partir del amonio
cuaternario o de sales de fosfonio que tienen la fórmula general
(I):
En
donde:
- Y representa N o P,
- R_{1}, R_{2}, R_{3} y R_{4}, que
pueden ser idénticos o diferentes, representan un grupo alquil o
hidroxialquil C_{1}-C_{20} lienal o ramificado;
un grupo alquenil o hidroxialquenil C_{1}-C_{20}
lineal o ramificado; un grupo -R_{5}-SH o
R_{5}-NH_{2} en donde R_{5} representa un
grupo alquileno C_{1}-C_{20} lineal o
ramificado; un grupo arilo C_{6}-C_{18}; un
grupo arilalquil o alquilaril C_{7}-C_{20}; un
grupo cicloalquil C_{5}-C_{18}, conteniendo
dicho grupo cicloalquil posiblemente hetero átomos tales como
oxígeno, nitrógeno o azufre;
- X^{n-} representa un anión tal como el ión
cloro, el ión sulfato o el ión fosfato;
- n representa 1, 2 ó 3.
31. Neumático según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en donde el compuesto donador de
metileno (c) se selecciona a partir de: hexametilenetetramina
(HMT); hexametoximetilmelamina (HMMM); formaldehido;
paraformaldehido; trioxano;
2-metil-2-nitro-1-propanal;
resinas de melamina sustituida tales como resinas oximetilmelamina
N-sustituidas; compuestos glicoluril tales como
glicoluril tetrametoximetil; resinas
urea-formaldehido tales como resinas butiladas
urea-formaldehido; o mezclas de los mismos.
32. Neumático según la reivindicación 31, en
donde el compuesto donador de metileno (c) es hexametilenetetramina
(HMT) o hexametoximetilmelamina (HMMM).
33. Neumático según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en donde el compuesto aceptador de
metileno (d) se selecciona a partir de: resorcinol; catecol;
hidroquinona; pirogalol; floroglucinol; 1-naftol;
2-naftol; resinas fenólicas obtenidas a partir de
la condensación de dicho fenol opcionalmente sustituido con un
aldehído tal como, por ejemplo, formaldehído, acetaldehído,
furfural (por ejemplo, resina
resorcinol-formaldehido); o mezclas de los
mismos.
34. Neumático según la reivindicación 33, en
donde el compuesto aceptador de metileno (d) es resocinol.
35. Neumático según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en donde dicho compuesto donador de
metileno (c) y dicho compuesto aceptador de metileno (d) se añaden
a la composición elastomérica reticulable en la forma
precondensada.
36. Neumático según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en donde dicha composición elastomérica
reticulable comprende entre 0 phr y 120 phr de (e) por lo menos un
relleno de refuerzo de negro de carbón.
37. Neumático según la reivindicación 36, en
donde dicha composición elastomérica reticulable comprende entre 20
phr y 90 phr de (e) por lo menos un relleno de refuerzo de negro de
carbón.
38. Neumático según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en donde dicha composición elastomérica
reticulable comprende (f) por lo menos un agente de enlace
silano.
39. Neumático según la reivindicación 38, en
donde dicho agente de enlace silano (f) se selecciona a partir de
aquellos que tienen por lo menos un grupo silano hidrolizable que
puede identificarse mediante la siguiente fórmula general (II):
(II)(R)_{3}Si-C_{n}H_{2n}-X
donde los grupos R, que pueden ser
idénticos o diferentes, se seleccionan a partir de: grupos alquil,
alcoxi o ariloxi o a partir de átomos halógenos, bajo la condición
de que por lo menos uno de los grupos R es un grupo alcoxi o
ariloxi; n es un número entero entre 1 y 6 inclusive; X es un grupo
seleccionado a partir de: nitroso, mercapto, amino, epóxido, vinil,
imida, cloro,
-(S)_{m}C_{n}H_{2n}-Si-(R)_{3},
o -S-COR, en el cual m y n son números enteros
entre el 1 y 6 inclusive y los grupos R se definen como
anteriormente.
40. Neumático según la reivindicación 38 ó 39,
en donde dicho agente de enlace de silano (f) está presente en la
composición elastomérica reticulable en una cantidad entre 0 phr y
10 phr.
41. Neumático según la reivindicación 40, en
donde dicho agente de enlace de silano (f) está presente en la
composición elastomérica reticulable en una cantidad entre 0,5 phr y
5 phr.
42. Neumático según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en donde dicha composición elastomérica
reticulable comprende fibras discontinuas (g).
43. Neumático según la reivindicación 42, en
donde dichas fibras discontinuas (g) son fibras de aramida.
44. Neumático según la reivindicación 43, en
donde dichas fibras de aramida son fibras cortas fibriladas de
poli(parafenilenetereftalamida).
45. Neumático según la reivindicación 43 ó 44,
en donde dichas fibras de aramida están predispersadas en una
matriz de polímero seleccionada a partir de: caucho natural,
copolímeros butadieno/estireno, copolímeros etileno/vinil
acetato.
46. Neumático según la reivindicación 45, en
donde dicha matriz de polímero es caucho natural.
47. Neumático según la reivindicación 42, en
donde dichas fibras discontinuas (g) se seleccionan a partir de:
fibras basadas en otras poliamidas, en poliésteres, en poliolefinas,
el alcohol polivinil; fibras de vidrio; naturales tales como
celulosa, lignina; o mezclas de las mismas.
48. Neumático según cualquiera de las
reivindicaciones 42 a 47, en donde dichas fibras discontinuas (g)
están presentes en la composición elastomérica reticulable en una
cantidad entre 0 phr y 10 phr.
49. Neumático según la reivindicación 48, en
donde dichas fibras discontinuas (g) están presentes en una cantidad
entre 0,5 phr y 6 phr.
50. Neumático según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en donde por lo menos un relleno de
refuerzo adicional está presente en dicha composición elastomérica
reticulable en una cantidad entre 0 phr y 120 phr.
51. Neumático según la reivindicación 50, en
donde dicho relleno de refuerzo adicional es sílice.
52. Neumático según la reivindicación 51, en
donde está presente por lo menos un agente de enlace silano
adicional (f) según la reivindicación 39.
53. Composición elastomérica reticulable que
comprende:
(a) por lo menos un polímero elastomérico
dieno;
(b) entre 1 phr y 50 phr de por lo menos un
material en capas que tiene un grosor de capa individual de entre
0,01 nm y 30 nm;
(c) entre 0,1 phr y 15 phr de por lo menos un
compuesto donador de metileno;
(d) entre 0,4 phr y 20 phr de por lo menos un
compuesto aceptador de metileno.
54. Composición elastomérica reticulable según
la reivindicación 53, que comprende entre 2 phr y 40 phr,
preferentemente entre 5 phr y 30 phr, de por lo menos un material
en capas (b).
55. Composición elastomérica reticulable según
la reivindicación 53 o 54, en donde dicho por lo menos un material
en capas (b) tiene un grosor de capa individual entre 0,05 nm y 15
nm.
56. Composición elastomérica reticulable según
cualquiera de las reivindicaciones 53 a 55, en donde dicha
composición elastomérica reticulable comprende entre 0,3 phr y 10
phr de por lo menos compuesto donador de metileno (c).
57. Composición elastomérica reticulable según
cualquiera de las reivindicaciones 53 a 56, en donde dicha
composición elastomérica reticulable comprende entre 0,8 phr y 15
phr de por lo menos un compuesto aceptador de metileno (d).
58. Composición elastomérica reticulable según
cualquiera de las reivindicaciones 53 a 57, en donde dicho polímero
elastomérico dieno (a) se define según cualquiera de las
reivindicaciones 20 a 23.
59. Composición elastomérica reticulable según
cualquiera de las reivindicaciones 53 a 58, en donde que comprende
además por lo menos un polímero elastomérico (a') que se define
según la reivindicación 24 ó 25.
60. Composición elastomérica reticulable según
la reivindicación 58 ó 59, en donde el polímero elastomérico dieno
(a) o el polímero elastomérico (a') incluye por lo menos un grupo
funcional seleccionado a partir de grupos carboxílicos, grupos
carboxilatos, grupos anhídrido, grupos éster, grupos epoxi.
61. Composición elastomérica reticulable según
cualquiera de las reivindicaciones 53 a 60, en donde dicho material
en capas se define según cualquiera de las reivindicaciones 27 a
30.
62. Composición elastomérica reticulable según
cualquiera de las reivindicaciones 53 a 61, en donde dicho
compuesto dador de metileno (c) se define según la reivindicación 31
ó 32.
63. Composición elastomérica reticulable según
cualquiera de las reivindicaciones 53 a 62, en donde dicho donador
aceptador de metileno (d) se define según las reivindicaciones 33 ó
34.
64. Composición elastomérica reticulable según
cualquiera de las reivindicaciones 53 a 63, en donde dicho
compuesto donador de metileno (c) y dicho compuesto aceptador de
metileno (d) se añaden en la forma precondensada.
65. Composición elastomérica reticulable según
cualquiera de las reivindicaciones 53 a 64, en donde dicha
composición elastomérica reticulable comprende por lo menos negro de
carbono definido según la reivindicación 36 ó 37.
66. Composición elastomérica reticulable según
cualquiera de las reivindicaciones 53 a 65, en donde dicha
composición elastomérica reticulable comprende por lo menos un
agente de enlace silano (f) definido según cualquiera de las
reivindicaciones 39 a 41.
67. Composición elastomérica reticulable según
cualquiera de las reivindicaciones 53 a 66, en donde por lo menos
un relleno de refuerzo adicional está presente en una cantidad entre
0 phr y 120 phr.
68. Composición elastomérica reticulable según
la reivindicación 67, en donde el relleno de refuerzo adicional es
sílice.
69. Composición elastomérica reticulable según
la reivindicación 68, en donde por lo menos está presente un agente
de enlace silano (f) definido según cualquiera de las
reivindicaciones 39 a 41.
70. Composición elastomérica reticulable según
cualquiera de las reivindicaciones 53 a 69, comprende además fibras
discontinuas (g) definida según cualquiera de las reivindicaciones
43 a 49.
71. Artículo reticulado fabricado obtenido
mediante la reticulación de una composición elastomérica reticulable
definida según cualquiera de las reivindicaciones 53 a 70.
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