ES2344478T3 - Neumatico con inserto de flanco. - Google Patents
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Abstract
Neumático comprendiendo una banda de rodadura circunferencial (2), dos talones distanciados (3), y un flanco (4) conectando dicho talón (3) y dicha banda de rodadura (2), donde dicho flanco contiene al menos un inserto de flanco interno anular (6, 7), dicho inserto de flanco interno anular (6, 7) comprendiendo un primer segmento anular (6A; 7A) y un segundo segmento contiguo anular (6B, 7B), donde dicho primer y segundo segmentos anulares son dispuestos con una interfaz (8, 9) entre sí, caracterizado por el hecho de que cada uno de dichos primer y segundo segmentos anulares comprende una composición de caucho comprendiendo al menos un caucho basado en dieno y al menos un modificador de la vulcanización seleccionado del grupo que consiste en α,ω-bis(N,N''-dihidrocarbiltiocarbamamoilditio)alcanos, bismaleimidas, y biscitraconimidas, y donde la concentración de modificador de la vulcanización en el primer segmento anular (6A; 7A) es inferior a la concentración de modificador de la vulcanización en el segundo segmento anular (6B, 7B).
Description
Neumático con inserto de flanco.
Las construcciones neumáticas generalmente
incluyen un inserto de flanco de diversas maneras para soporte del
flanco del neumático. En el caso de neumáticos convencionales, un
ápice se puede incluir para proporcionar soporte en el flanco cerca
del talón. En el caso de neumáticos runflat, es decir neumáticos que
son capaces de ser usados cuando están desinflados (con pérdida
total de presión del aire aparte de la presión atmosférica
ambiente), uno o más insertos runflat se pueden incluir en el flanco
para proporcionar soporte en caso de un desinflamiento del
neumático.
Estos insertos del flanco, ambos ápices e
insertos runflat, son típicamente de sección transversal no uniforme
con una sección relativamente gruesa y una o más secciones
relativamente finas. La curación de los insertos es problemática
debido a la transferencia de calor desigual en las secciones gruesas
y finas. Luego sería ventajoso tener un inserto de flanco curado de
forma más uniforme.
La presente invención se refiere a un neumático
según la reivindicación 1. Las reivindicaciones dependientes se
refieren a formas de realización preferidas de la invención.
La Figura 1 es una vista en sección transversal
fragmentaria de un neumático con un ápice como inserto del flanco
según la invención.
La Figura 2 es una vista en sección transversal
fragmentaria de un neumático con un ápice como inserto del flanco
según la invención y otro inserto de flanco del neumático runflat
convencional.
La Figura 3 es una vista en sección transversal
fragmentaria de un neumático con un inserto de flanco del neumático
runflat según la invención y un ápice convencional.
La Figura 4 es una vista en sección transversal
fragmentaria de un neumático con un ápice como inserto del flanco y
un inserto del flanco del neumático runfllat según la invención.
La Figura 5 es una vista en sección transversal
fragmentaria de un neumático que muestra un inserto de flanco del
neumático runflat según la invención que tiene tres segmentos
anulares y un ápice convencional.
La Figura 6 es una vista en sección transversal
fragmentaria de un neumático que muestra un inserto de flanco del
neumático runflat según la invención que tiene dos segmentos
axialmente contiguos anulares y un ápice convencional.
La Figura 7 es un metal traza de par motor
versus tiempo para diferentes composiciones de caucho según la
invención.
En los dibujos de las figuras
1-6, una vista en sección transversal parcial de
neumático 1 se muestra con una banda de rodadura circunferencial 2,
parte de talón 3 y parte de flanco 4 que se extiende radialmente
hacia afuera desde dicha parte de talón 3 hasta dicha banda de
rodadura 2.
En la Fig 1, la parte del flanco 4 contiene un
inserto de caucho de flanco interno de dos segmentos en una forma de
un ápice 6. El ápice 6 es de una forma estrechada que se extiende
desde la parte del talón 3 radialmente hacia afuera con su ápice
terminando en el flanco 4.
Se puede ver que el ápice 6 tiene una sección
relativa gruesa en su base inmediata al talón 3 y se estrecha en una
sección relativamente estrecha en su extremo opuesto distal al
talón.
El ápice 6 está compuesto de, o configurado
como, dos segmentos de caucho superpuestos, a saber:
- (A)
- un primer segmento 6A como un componente radial interno del ápice 6 que se extiende radialmente hacia afuera de la parte del talón 3, y
- (B)
- un segundo segmento 6B como un componente radial externo del ápice 6 que se extiende radialmente hacia afuera de dicho segmento interno 6A además en dicha parte de flanco 4;
donde dicho segmento interno 6A y dicho segmento
externo 6B están en una configuración superpuesta con una interfaz
diagonal 8 entre sí formando una zona de superposición.
\vskip1.000000\baselineskip
En la Fig 2, la parte de flanco 4 contiene el
ápice de dos segmentos 6 de Fig 1 junto con un inserto de flanco
adicional distanciado 7. Este inserto 7 es distanciado de y se
extiende radialmente hacia afuera del ápice 6 en una relación de
superposición con el ápice 6. La parte superpuesta distanciada del
inserto de flanco 7 es axialmente hacia adentro del ápice 6.
En la Fig 3, la parte de flanco 4 contiene un
ápice de flanco 6 similar en forma al ápice de dos segmentos 6 de la
Fig 1 excepto que el ápice es de una composición de caucho unitaria,
junto con un inserto de flanco adicional distanciado 7 de la forma y
posicionamiento como el inserto de flanco distanciado adicional 7 de
la Fig 2 excepto que el inserto de flanco distanciado para la Fig 3
está compuesto de un inserto de dos segmentos, a saber un segmento
radial interno 7A y un segmento radial externo 7B.
En particular, el inserto de flanco distanciado
7 está compuesto de, o configurado como, dos segmentos de caucho
superpuestos, a saber:
- (A)
- un primer segmento 7A como un componente radial interno del inserto, y
- (B)
- un segundo segmento 7B como un componente radial externo del inserto de flanco 7 que se extiende radialmente hacia afuera de dicho segmento interno 7A además en dicha parte de flanco 4 y acercándose a una parte de banda de rodadura 2 del neumático 1;
donde dicho segmento radial interno 7A y dicho
segmento radial externo 7B están en una configuración de
superposición con una interfaz diagonal 9 entre sí formándose una
zona de superposición.
\vskip1.000000\baselineskip
En la Fig 4, la parte de flanco 4 contiene el
ápice de dos segmentos de flanco 6 de la forma, posición y
composición del ápice 6 de la Fig 2 y el inserto de caucho del
flanco distanciado de dos segmentos 7 de la forma, posición y
composición del inserto de caucho del flanco distanciado 7 de la Fig
3.
En la Fig 5, la parte de flanco 4 contiene un
ápice de flanco 6 similar en forma al ápice de dos segmentos 6 de
Fig 1 excepto que el ápice es de una composición de caucho unitaria,
junto con un inserto de flanco adicional distanciado 7 de la forma y
posicionamiento como el inserto de flanco distanciado adicional 7 de
Fig 3 excepto que el inserto de flanco distanciado para la Fig 3
está compuesto de un inserto de tres segmentos, a saber un segmento
radial interno 7A y un segmento radial externo 7B y un tercer
segmento 7C dispuesto entre los segmentos 7A y 7B.
En particular, en la Fig 5 el inserto de flanco
distanciado 7 está compuesto de, o configurado como, tres segmentos
de caucho superpuestos, a saber:
- (A)
- un primer segmento 7 A como un componente radial interno del inserto,
- (B)
- un segundo segmento 7B como un componente radial externo del inserto de flanco 7, y
- (C)
- un tercer segmento 7C dispuesto entre el primer segmento 7A y el segundo segmento 7B, con el segmento 7C que se extiende radialmente hacia afuera de dicho segmento interno 7A, y el segundo segmento 7B que se extiende radialmente hacia afuera de dicho segmento interno 7C además en dicha parte de flanco 4 y acercándose a una parte de banda de rodadura 2 del neumático 1;
donde el primer segmento 7A y el tercer segmento
7C están en una configuración de superposición con una interfaz
diagonal 9 entre la cual se forma una zona de superposición, y el
tercer segmento 7C y el segundo segmento 7B están en una
configuración de superposición con una interfaz diagonal 9 entre la
cual se forma una zona de superposición.
\vskip1.000000\baselineskip
En la Fig 6, la parte de flanco 4 contiene un
ápice de flanco 6 similar en forma al ápice de dos segmentos 6 de la
Fig 1 excepto que el ápice es de una composición de caucho unitaria,
junto con un inserto de flanco adicional distanciado 7 de la forma y
posicionamiento como el inserto de flanco distanciado adicional 7 de
la Fig 2 excepto que el inserto de flanco distanciado para la Fig 6
está compuesto de un inserto de dos segmentos, a saber un segmento
axialmente interno 7A y un segmento axialmente externo 7B.
En particular, en la Fig 6 el inserto de flanco
distanciado 7 está compuesto de, o configurado como, dos segmentos
de caucho superpuestos, a saber:
- (A)
- un primer segmento 7A como un componente axialmente interno del inserto, y
- (B)
- un segundo segmento 7B como un componente axialmente externo del inserto de flanco 7 dispuesto axialmente externo de dicho segmento interno 7A en dicha parte de flanco 4;
donde dicho segmento axialmente interno 7A y
dicho segmento axialmente externo 7B están en una configuración de
superposición con una interfaz 9 entre sí.
\vskip1.000000\baselineskip
Mientras que la forma de realización mostrada en
la Fig 6 muestra dos segmentos en el inserto 7, otras formas de
realización son contempladas donde más de dos segmentos pueden ser
utilizados, por ejemplo, un tercer segmento (no mostrado) puede ser
dispuesto axialmente hacia afuera del segmento 7B.
Para la consideración de estos dibujos, se prevé
una capa de caucho reforzado con cordones metálicos (no mostrado)
para las Figuras que se contiene en el flanco 4 y se extiende de la
parte de pestaña 3 a través de la parte de corona del neumático (no
identificada en el dibujo) radialmente hacia adentro de la parte de
banda de rodadura 2 a la parte de pestaña opuesta (no mostrada) del
neumático. Para las Figuras 2, 3, 4, 5, y 6 es previsto que la capa
esté situada entre dicho ápice 6 y dicho inserto de caucho de flanco
distanciado 7 en el que el inserto de caucho de flanco distanciado
es así situado contiguo a y axialmente hacia adentro de la capa.
Para todas las Figuras, el ápice 6 se prevé como estando situado
contiguo a y axialmente hacia afuera de la capa. La capa se prevé
como que se extiende hasta el lado axialmente hacia adentro del
talón 3 y el ápice 6, después alrededor de la parte radialmente
hacia adentro de la parte de pestaña 3 para después, en lo que es
típicamente referido como una parte vuelta de capa, que se extiende
hasta el lado axialmente hacia afuera de la parte de pestaña 3 y el
ápice 6 a una distancia relativamente corta radialmente hacia afuera
en el flanco del neumático 4. Tal capa con su parte vuelta de capa
es bien conocida por los expertos en tal técnica en la que el ápice
6 es por lo tanto contiguo a y axialmente hacia afuera de la capa y
contiguo a y axialmente hacia adentro de la capa vuelta.
Conforme a las formas de realización mostradas
en los dibujos, se ha descrito un neumático comprendiendo una banda
de rodadura circunferencial, dos talones distanciados, y flancos que
conectan dichos talones y banda de rodadura, donde dichos flancos
contienen al menos un inserto de flanco interno anular comprendiendo
al menos dos segmentos anulares;
donde una parte de cada uno de dichos al menos
dos segmentos de segmentos anulares están en una configuración de
superposición entre sí con una interfaz diagonal entre sí para
formar al menos una zona de superposición; donde cada uno de al
menos dos segmentos anulares comprende una composición de caucho
comprendiendo al menos un caucho basado en dieno y al menos un
modificador de la vulcanización seleccionado del grupo que consiste
en
\alpha,\omega-bis(N,N'-dihidrocarbiltiocarbamamoilditio)alcanos,
bismaleimidas, y biscitraconimidas; y
donde la concentración de modificador de la
vulcanización en el primer segmento anular es inferior a la
concentración de modificador de la vulcanización en el segundo
segmento anular.
\vskip1.000000\baselineskip
En una forma de realización, el inserto de
flanco es un ápice que se extiende de un talón radial externo en el
flanco del neumático, donde el primer segmento anular es dispuesto
radialmente próximo al talón y el segundo segmento anular es
dispuesto radialmente distal al talón.
En una forma de realización, el inserto de
flanco es un inserto de runflat distanciado radialmente de un
ápice.
En una forma de realización, para obtener una
polimerización más uniforme en el inserto de flanco, al menos un
modificador de la vulcanización se puede adicionar a la composición
de caucho en uno o más de los segmentos anulares del inserto de
flanco. Por "modificador de la vulcanización", se hace
referencia a que tal modificador de la vulcanización tendrá el
efecto de afectar a la vulcanización de la composición de caucho
durante el ciclo de la polimerización normal del neumático, de
manera que el estado de la polimerización del inserto de flanco
global es más uniforme. Generalmente, el segmento de inserto
dispuesto en la región de espesor de flanco más grande tendrá la
cantidad mínima de modificador, ya que los modificadores
generalmente tienen el efecto de enlentecer la curación. Así, en una
forma de realización, al menos dos segmentos anulares son dispuestos
en regiones del flanco que tienen espesores transversales; donde un
primero de dichos segmentos anulares es dispuesto en una región de
flanco con un espesor transversal que es mayor que el espesor más
grande en sección transversal de la región de flanco donde un
segundo de dichos segmentos anulares es dispuesto.
Una composición de caucho curada, para los
objetivos de la discusión para esta invención, es una composición de
caucho curada con azufre, de forma convencional un caucho curado con
azufre a base de dieno, que ha sido curada hasta una inflexión
sustancial de su curva módulo (eje y) contra tiempo (eje x).
Dependiendo del método usado para medir la cinética de la cura, una
propiedad relacionada con el módulo, tal como el par motor, puede
ser utilizada. En particular, tal curva convencionalmente es una
curva con una pendiente positiva que aumenta en función del tiempo
hasta que experimenta una inflexión sustancial de modo que su
pendiente alcanza una meseta donde se vuelve sustancialmente
horizontal. En tal región de una transición de la pendiente, que es
un tanto de una maximización de la pendiente, aunque la pendiente
puede todavía aumentar de forma muy gradual, se considera que la
composición de caucho es completamente curada. En presencia de un
modificador de la vulcanización, la forma de la curva puede ser un
tanto modificada, dependiendo del modificador usado. El efecto neto
del modificador de la vulcanización es modificar la vulcanización de
la composición de caucho en cada segmento del inserto de manera que
la cura global del inserto es más uniforme.
En una forma de realización, el modificador de
la vulcanización para el uso en la segunda composición de caucho
incluye
\alpha,\omega-bis(N,N'-dihidrocarbiltiocarbamamoilditio)alcanos,
bismaleimidas, y biscitraconimidas.
\newpage
En una forma de realización, el modificador de
la vulcanización es un
\alpha,\omega-bis(N,N'-dihidrocarbiltiocarbamamoilditio)
alcano.
\alpha,\omega-Bis(N,N'-dihidrocarbiltiocarbamamoilditio)alcanos
adecuados incluyen
1,2-bis(N,N'-dibenciltiocarbamoil-ditio)etano;
1,3-bis(N,N'-dibenciltiocarbamoilditio)propano;
1,4-bis(N,N'-dibenciltiocarbamoilditio)butano;
1,5-bis(N,N'-dibenciltiocarbamoil-ditio)pentano;
1,6-bis(N,N'-dibenciltiocarbamoilditio)hexano;
1,7-bis(N,N'-dibenciltiocarbamoilditio)heptano;
1,8-bis(N,N'-dibenciltiocarbamoil-ditio)octano;
1,9-bis(N,N'-dibenciltiocarbamo-
ilditio)nonano; y 1,10-bis(N,N'-dibenciltiocarbamoilditio)decano. En una forma de realización, el modificador de la vulcanización es 1,6-bis(N,N'-dibenciltiocarbamoilditio)hexano disponible como Vulcuren® de Bayer.
ilditio)nonano; y 1,10-bis(N,N'-dibenciltiocarbamoilditio)decano. En una forma de realización, el modificador de la vulcanización es 1,6-bis(N,N'-dibenciltiocarbamoilditio)hexano disponible como Vulcuren® de Bayer.
En una forma de realización, el modificador de
la vulcanización es una bismaleimida. Bismaleimidas adecuadas
incluyen N,N'-m-fenileno
bismaleimida, disponible como HVA-2 de DuPont.
En una forma de realización, el modificador de
la vulcanización es una citraconimida. Las citraconimidas adecuadas
incluyen N,N'-m-xilileno
biscitraconimida, conocido también como
1,3-bis(citraconimidometil)benceno,
disponible como Perkalink® 900 de Flexsys.
En una forma de realización, la composición del
caucho en uno o más segmentos anulares comprende de 1 a 15 partes en
peso, por 100 partes en peso de elastómero (phr), del modificador de
la vulcanización. En otra forma de realización, la composición del
caucho comprende de 2 a 8 phr de modificador de la
vulcanización.
En una forma de realización, la cantidad de
modificador de la vulcanización varía de 0 a 15 partes en peso, por
100 partes en peso de elastómero.
En una forma de realización, el modificador de
la vulcanización es
1,3-bis(citraconimidometil)benceno.
Para obtener una polimerización más uniforme en
el inserto de flanco, la concentración de modificador de la
vulcanización en dos o más de los al menos dos segmentos será
diferente. En una forma de realización, la proporción en peso de
modificador de vulcanización en el primer segmento a modificador de
vulcanización en el segundo segmento es inferior a 0,9; en otra
forma de realización inferior a 0,8; en otra forma de realización
inferior a 0,7. En una forma de realización, la proporción en peso
de 1,3-bis(citraconimidometil)benceno
en el primer segmento a
1,3-bis(citraconimidometil)benceno en
el segundo segmento es inferior a 0,9; en otra forma de realización
inferior a 0,8; en otra forma de realización inferior a 0,7.
En una forma de realización, la cantidad de
modificador de la vulcanización en el primer segmento varia de 0 a 5
phr y la cantidad de modificador de la vulcanización en el segundo
segmento varia de 1 a 15 phr.
En una forma de realización la cantidad de
1,3-bis(citraconimidometol)benceno en
el primer segmento varia de 0 a 5 phr y la cantidad de
1,3-bis(citraconimidometil)benceno en
el segundo segmento varia de 1 a 15 phr.
En una forma de realización, al menos dos
segmentos anulares además comprenden un tercer segmento anular,
donde el tercer segmento anular es dispuesto radialmente próximo al
ápice, el segundo segmento anular es dispuesto radialmente distal
del ápice, y el primer segmento anular es dispuesto radialmente
entre los primeros y los segundos segmentos anulares.
En una forma de realización, la proporción en
peso de modificador de vulcanización en el primer segmento a
modificador de vulcanización en el segundo segmento es inferior a
0.9; en otra forma de realización, 0.8; en otra forma de
realización, 0.7, y donde la proporción en peso de modificador de
vulcanización en el primer segmento a modificador de vulcanización
en el tercer segmento es inferior a 0.9; en otra forma de
realización 0.8; en otra forma de realización 0.7.
En una forma de realización, la proporción en
peso de
1,3-bis(citraconimidometil)benceno en
el primer segmento a 1 bis(citraconimidometil)benceno
en el segundo segmento es inferior a 0,9; en otra forma de
realización, 0,8; en otra forma de realización, 0,7, y donde la
proporción de peso de
1,3-bis(citraconimidometil)benceno en
el primer segmento a 1 bis(citraconimidometil)benceno
en el tercer segmento es inferior a 0,9; en otra forma de
realización 0,8; en otra forma de realización 0,7.
En una forma de realización, la cantidad de
modificador de la vulcanización en el primer segmento varía de 0 a 5
phr y la cantidad de modificador de la vulcanización en los segundos
y terceros segmentos varía de 1 a 15 phr.
En una forma de realización, la cantidad de
1,3-bis(citraconimidometil)benceno en
el primer segmento varía de 0 a 5 phr y la cantidad de
1,3-bis(citraconimidometil)benceno en
los segundos y terceros segmentos varía de 1 a 15 phr.
La presente invención se puede utilizar con
cauchos o elastómeros conteniendo insaturación olefínica. La frase
"caucho o elastómero conteniendo insaturación olefínica" se
destina a incluir tanto caucho natural como sus diferentes formas
crudas y reivindicadas al igual que diferentes cauchos sintéticos.
En la descripción de esta invención, los términos "caucho" y
"elastómero" se pueden utilizar de forma intercambiable, a
menos que se indique lo contrario. Los términos, "composición de
caucho", "caucho compuesto" y "compuesto de caucho" se
usan de forma intercambiable para referirse a caucho que ha sido
combinado o mezclado con diferentes ingredientes y materias.
Polímeros representativos sintéticos son los productos de la
homopolimerización de butadieno y sus homólogos y derivados, por
ejemplo, metilbutadieno, dimetilbutadieno y pentadieno al igual que
copolímeros tales como aquellos formados de butadieno o sus
homólogos o derivados con otros monómeros insaturados. Entre estos
se encuentran los acetilenos, por ejemplo, vinil acetileno;
olefinas, por ejemplo, isobutileno, que copolimeriza con isopreno
para formar caucho butílico; compuestos de vinilo, por ejemplo,
ácido acrílico, acrilonitrilo (que polimeriza con butadieno para
formar NBR), ácido metacrílico y estireno, este compuesto
polimerizando con butadieno para formar SBR, al igual que ésteres de
vinilo y diferentes aldehidos insaturados, cetonas y éteres, p. ej.,
acroleína, metil isopropenil cetona y viniletil éter. Ejemplos
específicos de caucho sintéticos incluyen neopreno (policloropreno),
polibutadieno (incluyendo
cis-1,4-polibutadieno), poliisopreno
(incluyendo cis-1,4-poliisopreno),
caucho butílico, caucho de halobutilo tal como caucho de clorobutilo
o caucho de bromobutilo, caucho de estireno/isopreno/butadieno,
copolímeros de 1,3-butadieno o isopreno con
monómeros tales como estireno, acrilonitrilo y metil metacrilato, al
igual que termopolímeros de etileno/propileno, conocidos también
como monómeros de etileno/propileno/dieno (EPDM), y en, particular
termopolímeros de etileno/propileno/diciclopentadieno. Ejemplos
adicionales de cauchos que pueden ser usados incluyen polímeros
polimerizados de solución funcionalizados de extremo alcoxisililo
(SBR, pBR, IBR y SIBR), polímeros acoplados con siliconas y
ramificados en forma de estrella acoplados con estaño. El caucho
preferido o elastómeros son polibutadieno y SBR.
En un aspecto el caucho es preferiblemente de al
menos dos cauchos basados en dieno. Por ejemplo, una combinación de
dos o más cauchos es preferida tal como caucho cis
1,4-poliisopreno (natural o sintético, aunque el
natural es preferido), caucho 3,4-poliisopreno,
caucho estireno/isopreno/butadieno, polimerización de la emulsión y
de la solución derivada de cauchos estireno/butadieno, cauchos cis
1,4-polibutadieno y copolímeros de
butadieno/acrilonitrilo preparados de polimerización por
emulsión.
En un aspecto de esta invención, un derivado de
estireno/butadieno de polimerización por emulsión
(E-SBR) se puede usar con un contenido de estireno
relativamente convencional del 20 al 28 por ciento de estireno
combinado o, para algunas aplicaciones, un E-SBR con
un contenido de estireno adherido medio a relativamente alto, a
saber, un contenido de estireno adherido del 30 al 45 por
ciento.
Por E-SBR preparado por
polimerización por emulsión, se hace referencia a que el estireno y
1,3-butadieno son copolimerizados como una emulsión
acuosa. El contenido de estireno adherido puede variar, por ejemplo,
del 5 al 50 por ciento. En un aspecto, el E-SBR
puede también contener acrilonitrilo para formar un caucho de
terpolímero, como E-SBAR, en cantidades, por
ejemplo, del 2 al 30 por ciento en peso de acrilonitrilo adherido en
el terpolímero.
Cauchos de copolímero
estireno/butadieno/acrilonitrilo preparado de polimerización por
emulsión conteniendo del 2 al 40 por ciento en peso de acrilonitrilo
combinado en el copolímero son también contemplados como cauchos
basados en el dieno para el uso en esta invención.
El SBR preparado de la polimerización de la
solución (S-SBR) típicamente tiene un contenido de
estireno combinado en una gama del 5 al 50, preferiblemente 9 a 36,
por ciento. El S-SBR puede ser convenientemente
preparado, por ejemplo, por catalización del organolitio en
presencia de un solvente de hidrocarburo orgánico.
En una forma de realización, caucho cis
1,4-polibutadieno (BR) puede ser utilizado. Tal BR
puede ser preparado, por ejemplo, por polimerización en solución
orgánica de 1,3-butadieno. El BR puede ser
convenientemente caracterizado, por ejemplo, teniendo al menos un 90
por ciento de contenido cis 1,4.
El caucho natural cis
1,4-poliisopreno y cis
1,4-poliisopreno son bien conocidos por los expertos
en la técnica de caucho.
El término "phr" como se utiliza en este
caso, y según la práctica convencional, se refiere a "partes en
peso de un material respectivo por 100 partes en peso de caucho, o
elastómero".
La composición de caucho también puede incluir
hasta 70 phr de aceite de procesamiento. Aceite de procesamiento se
puede incluir en la composición de caucho como aceite de extensión
típicamente usado para extender elastómeros. Aceite de procesamiento
puede también ser incluido en la composición de caucho por adición
del aceite directamente durante la composición de caucho. El aceite
de procesamiento usado puede incluir ambos aceites de extensión
presentes en los elastómeros, y aceite de proceso adicionado durante
la composición. Aceites de proceso adecuados incluyen diferentes
aceites como se conocen en la técnica, incluyendo aceites,
aromáticos, parafínicos, nafténicos, vegetales, y aceites bajos en
PCA, tales como MES, TDAE, SRAE y aceites nafténicos pesados.
La composición de caucho vulcanizable puede
incluir de 10 a 150 phr de sílice.
Los pigmentos de sílice empleados de forma común
que se pueden usar en el compuesto de caucho incluyen pigmentos
silíceos (sílice) convencionales pirogénicos y precipitados. En una
forma de realización, se usa sílice precipitado.
Tales sílices convencionales pueden ser
caracterizados, por ejemplo, teniendo un área de la superficie BET,
según se mide usando gas nitrógeno. En una forma de realización, el
área de la superficie BET puede estar en la gama de 40 a 600 metros
cuadrados por gramo. El método BET de medición del área de la
superficie está descrito en Journal of the American Chemical
Society, volumen 60, página 304 (1930).
El sílice convencional puede también ser
caracterizado por tener un valor de absorción de dibutilftalato
(DBP) en una gama de 100 a 400, de forma alternativa 150 a 300.
Varios sílices comercialmente disponibles pueden
ser utilizados, tales como, sólo por ejemplo aquí, sílices
comercialmente disponibles de PPG Industries bajo la marca
registrada Hi-Sil con designaciones 210, 243, etc;
sílices disponibles de Rhodia, con, por ejemplo, las designaciones
de Z1165MP y Z165GR y sílices disponibles de Degussa AG con, por
ejemplo, las designaciones VN2 y VN3, etc.
La composición de caucho vulcanizable puede
incluir de 1 a 100 phr de negro de carbón, gel del polímero
granuloso reticulado, polietileno de peso molecular ultra elevado
(UHMWPE) o almidón plastificado.
Negros de carbón empleados de forma común pueden
ser usados como un relleno convencional. Ejemplos representativos de
tales negros de carbón incluyen N110; N121; N134; N220; N231; N234;
N242; N293; N299; N315; N326; N330; N332; N339; N343; N347; N351;
N358; N375; N539; N550; N582; N630; N642; N650; N683; N754; N762;
N765; N774; N787; N907; N908; N990 y N991. Estos negros de carbón
tienen absorciones de yodo que varían de 9 a 145 g/kg y número de
DBP que varía de 34 a 150 cm^{3}/100 g.
Otros productos de relleno se pueden utilizar en
la composición del caucho incluyendo, pero de forma no limitativa,
productos de relleno granulosos incluyendo polietileno de peso
molecular ultra elevado (UHMWPE), geles del polímero granuloso
incluyendo pero de forma no limitativa los descritos en
US-B-6,242,534;
US-B-6,207,757;
US-B-6,133,364;
US-B-6,372,857;
US-B-5,395,891; o
US-B-6,127,488, y relleno del
compuesto de almidón plastificado incluyendo aquel descrito en
US-B-5,672,639.
En una forma de realización, la composición de
caucho para el uso en la banda de rodadura puede contener un
compuesto de organosilicio que contiene azufre convencional.
Ejemplos de compuestos de organosilicio que contienen azufre
adecuados son de la fórmula:
IIZ - Alk -
S_{n} - Alk -
Z
donde Z es seleccionado del grupo
que consiste
en
donde R^{6} es un grupo alquilo
de 1 a 4 átomos de carbono, ciclohexilo o fenilo; R^{7} es alcoxi
de 1 a 8 átomos de carbono, o cicloalcoxi de 5 a 8 átomos de
carbono; Alk es un hidrocarburo bivalente de 1 a 18 átomos de
carbono y n es un número entero de 2 a
8.
En una forma de realización, los compuestos de
organosilicio que contienen azufre son los
3,3'-bis(trimetoxi o trietoxi sililpropil)
sulfuras. En una forma de realización, los compuestos de
organosilicio que contiene azufre son
3,3'-bis(trietoxisililpropil) disulfuro y
3,3'-bis(trietoxisililpropil)
tetrasulfuro.
En otra forma de realización, compuestos de
organosilicio que contienen azufre adecuado incluyen compuestos
descritos en US-B 6,608,125. Estos compuestos de
organosilicio que contienen azufre son de la fórmula
G-C(==O)
-S-CH_{2}CH_{2}CH_{2}SiX_{3} donde cada X es
un grupo RO- seleccionado independientemente donde cada R es
seleccionado independientemente del grupo que consiste en hidrógeno,
alquilo que puede o puede no contener insaturación, grupos
alquenilo, grupos arilo, y grupos aralquilo, tales fracciones aparte
del hidrógeno que tienen de 1 a 18 átomos de carbono, y G es un
alquilo monovalente de 6 a 8 átomos de carbono. En una forma de
realización, los compuestos de organosilicio que contienen azufre
incluyen
3-(octanoiltio)-1-propiltrietoxisilano,
CH_{3}(CH_{2})_{6}C(=O)-S-CH_{2}CH_{2}CH_{2}
Si(OCH_{2}CH_{3})_{3}, que está disponible
comercialmente como NXT™ de GE Silicones.
En otra forma de realización, compuestos de
organosilicio que contienen azufre adecuados incluyen aquellos
descritos en US-A-2003/0130535.
En una forma de realización, el compuesto de
organosilicio que contiene azufre es Si-363 de
Degussa.
La cantidad de compuesto de organosilicio que
contiene azufre en una composición de caucho variará dependiendo del
nivel de otros aditivos que se usan. En términos generales, la
cantidad del compuesto variará de 0.5 a 20 phr. En una forma de
realización, la cantidad variará de 1 a 10 phr.
Es fácilmente entendido por expertos en la
técnica que la composición del caucho sería compuesta por métodos
generalmente conocidos en la técnica de la composición del caucho,
tal como mezclar los diferentes cauchos con constituyente
vulcanizable con azufre con diferentes materiales aditivos
comúnmente usados tales como, por ejemplo, donantes de azufre,
ayudantes del curado tales como activadores, y aditivos del
procesamiento, tales como aceites, resinas incluyendo resinas
adhesivas y plastificantes, productos de relleno, pigmentos, ácido
graso, óxido de zinc, ceras, antioxidantes y antiozonantes y agentes
peptizantes. Como es conocido por los expertos en la técnica,
dependiendo del uso destinado del material vulcanizable con azufre y
vulcanizado con azufre (cauchos), los aditivos mencionados arriba se
seleccionan y se usan comúnmente en cantidades convencionales.
Ejemplos representativos de donantes de azufre incluyen azufre
elemental (azufre libre), una amina disulfuro, polisulfuro
polimérico y aductos de olefina de azufre. En una forma de
realización, el agente vulcanizante con azufre es azufre elemental.
El agente vulcanizante con azufre se puede utilizar en una cantidad
que varía de 0.5 a 8 phr. Cantidades típicas de resinas
aglutinadoras, en caso de ser usadas, comprenden de 0.5 a 10 phr.
Cantidades típicas de ayudas de procesamiento comprenden de 1 a 50
phr. Cantidades típicas de antioxidantes comprenden de 1 a 5 phr.
Antioxidantes representativos pueden ser, por ejemplo,
difenil-p-fenilenodiamina.
Cantidades típicas de antiozonantes comprenden de 1 a 5 phr.
Cantidades típicas de ácidos grasos, en caso de ser usados, que
pueden incluir ácido esteárico comprenden 0.5 a 3 phr. Cantidades
típicas de óxido de zinc comprenden 2 a 5 phr. Cantidades típicas de
ceras comprenden 1 a 5 phr. Cantidades típicas de aditivos
peptizantes comprenden 0.1 a 1 phr. Aditivos peptizantes típicos
pueden ser, por ejemplo, pentaclorotiofenol y dibenzamidodifenil
disulfuro.
Aceleradores se utilizan para controlar el
tiempo y/o temperatura requerida para vulcanización y para mejorar
las propiedades del vulcanizado. En una forma de realización, un
único sistema de acelerantes puede ser utilizado, es decir,
acelerador primario. El (los) acelerador(es)
primario(s) se puede(n) utilizar en cantidades totales
que varían de 0.5 a 4. En una forma de realización, el acelerador
primario es una sulfenamida. Si un segundo acelerador se usa, el
acelerador secundario puede ser una guanidina, ditiocarbamato o
compuesto de tiuram.
La mezcla de la composición de caucho se puede
realizar por métodos conocidos por los expertos en la técnica de la
mezcla de caucho. Por ejemplo, los ingredientes son típicamente
mezclados en al menos dos estadios, a saber, al menos una fase no
productiva seguida de una fase de mezcla productiva. Los agentes
vulcanizantes finales incluyendo agentes vulcanizantes con azufre
son típicamente mezclados en la fase final que se llama de forma
convencional la fase de mezcla "productiva" en la que la mezcla
ocurre típicamente a una temperatura, o temperatura definitiva,
inferior a la temperatura(s) de la mezcla que la(s)
fase(s) de mezcla no productiva precedente(s). La
composición del caucho se puede someter a una fase de mezcla
termomecánica. La fase de la mezcla termomecánica generalmente
comprende un trabajo mecánico en un mezclador o extrusor durante un
periodo temporal adecuado para producir una temperatura de caucho
entre 140ºC y 190ºC. La duración apropiada del trabajo termomecánico
varía como función de las condiciones de funcionamiento, y el
volumen y naturaleza de los componentes. Por ejemplo, el trabajo
termomecánico puede ser de 1 a 20 minutos.
La composición del caucho se puede incorporar en
un inserto de flanco de un neumático runflat. Así, cada uno de los
segmentos anulares del inserto de flanco pueden comprende la
composición del caucho. Los segmentos anulares pueden ser producidos
usando métodos como se conocen en la técnica, incluyendo pero no
limitados a extrusión, calandrado, y similares. El primero y el
segundo segmentos anulares (y adicionales) pueden ser coextruidos, o
extruidos individualmente o calandrados y luego usados para
construir el neumático según la manera habitual.
El neumático de la presente invención puede ser
un neumático de competición, neumático para turismos, neumático de
avión, agrícola, máquinas excavadoras, todoterreno, neumático de
camión, y similares. En una forma de realización, el neumático es un
neumático de pasajeros o de camión. El neumático puede ser uno
radial o diagonal.
Vulcanización del neumático de la presente
invención es generalmente realizada a temperaturas convencionales
que varían de 100ºC a 200ºC. Cualquiera de los procesos de
vulcanización habituales pueden ser utilizados tales como
calentamiento en una prensa o molde, calentamiento con vapor
sobrecalentado o aire caliente.
La invención es posteriormente ilustrada por los
siguientes ejemplos.
\vskip1.000000\baselineskip
En este ejemplo, el efecto de adición de un
modificador de la vulcanización a una composición de caucho es
ilustrada. Cinco muestras fueron preparadas siguiendo las recetas en
la tabla 1, con cantidades dadas en phr. Cada composición fue
preparada en un procedimiento de mezcla en varias etapas con al
menos una fase no productiva y una fase productiva. Las muestras
fueron luego evaluadas para cinética del curado con resultados como
se muestra en la figura 7.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
- \sqbullet
- US 6242534 B [0056]
- \sqbullet
- US 6207757 B [0056]
- \sqbullet
- US 6133364 B [0056]
- \sqbullet
- US 6372857 B [0056]
- \sqbullet
- US 5395891 B [0056]
- \sqbullet
- US 6127488 B [0056]
- \sqbullet
- US 5672639 B [0056]
- \sqbullet
- US 6608125 B [0059]
- \sqbullet
- US 20030130535 A [0060]
- \sqbullet
- Journal of the American Chemical Society, 1930, vol. 60, 304- [0051]
Claims (10)
1. Neumático comprendiendo una banda de rodadura
circunferencial (2), dos talones distanciados (3), y un flanco (4)
conectando dicho talón (3) y dicha banda de rodadura (2), donde
dicho flanco contiene al menos un inserto de flanco interno anular
(6, 7), dicho inserto de flanco interno anular (6, 7) comprendiendo
un primer segmento anular (6A; 7A) y un segundo segmento contiguo
anular (6B, 7B), donde dicho primer y segundo segmentos anulares son
dispuestos con una interfaz (8, 9) entre sí, caracterizado
por el hecho de que cada uno de dichos primer y segundo segmentos
anulares comprende una composición de caucho comprendiendo al menos
un caucho basado en dieno y al menos un modificador de la
vulcanización seleccionado del grupo que consiste en
\alpha,\omega-bis(N,N'-dihidrocarbiltiocarbamamoilditio)alcanos,
bismaleimidas, y biscitraconimidas, y donde la concentración de
modificador de la vulcanización en el primer segmento anular (6A;
7A) es inferior a la concentración de modificador de la
vulcanización en el segundo segmento anular (6B, 7B).
2. Neumático según la reivindicación 1 donde el
inserto de flanco interno anular es un ápice (6) que se extiende
desde el talón (3) radialmente hacia afuera en el flanco (4), y
donde el neumático opcionalmente además comprende un inserto del
flanco de neumático runflat.
3. Neumático según la reivindicación 1 donde el
neumático (1) comprende un ápice y donde el inserto de flanco
interno anular es un inserto de flanco del neumático runflat (7)
distanciado radialmente del ápice.
4. Neumático según la reivindicación 1 donde el
neumático comprende dos insertos de flanco anulares (6, 7), donde el
primero de dichos dos insertos internos anulares es un ápice (6) que
se extiende desde el talón (3) radialmente hacia afuera en el flanco
(4), dicho ápice comprendiendo un primer segmento anular (6A) y un
segundo segmento contiguo anular (6B), donde dichos primer y segundo
segmentos anulares de dicho ápice (6) son dispuestos con una
interfaz (8) entre sí donde cada uno de dichos primer y segundo
segmentos anulares (6A; 6B) de dicho ápice (6) comprende una
composición de caucho comprendiendo al menos un caucho basado en
dieno y al menos un modificador de la vulcanización seleccionado del
grupo que consiste en
\alpha,\omega-bis(N,N'-dihidrocarbiltiocarbamamoilditio)
alcanos, bismaleimidas, y biscitraconimidas, y donde la
concentración de modificador de la vulcanización en el primer
segmento anular (6A) de dicho ápice (6) es inferior a la
concentración de modificador de la vulcanización en el segundo
segmento anular (6B) de dicho ápice (6), y donde un segundo de
dichos dos insertos internos anulares es un inserto de flanco del
neumático runflat (7) distanciado radialmente del ápice (6), dicho
inserto de flanco del neumático runflat (7) comprendiendo un primer
segmento anular (7A) y un segundo segmento anular contiguo (7B),
donde dichos primer y segundo segmentos anulares (7A; 7B) de dicho
inserto del flanco del neumático runflat (7) son dispuestos con una
interfaz (9) entre sí, donde cada uno de dichos primer y segundo
segmentos anulares (7A; 7B) de dicho inserto del flanco del
neumático runflat (7) comprende una composición de caucho
comprendiendo al menos un caucho basado en dieno y al menos un
modificador de la vulcanización seleccionado del grupo que consiste
en
\alpha,\omega-bis(N,N'-dihidrocarbiltiocarbamamoilditio)alcanos,
bismaleimidas, y biscitraconimidas, y donde la concentración de
modificador de la vulcanización en el primer segmento anular (7A) de
dicho inserto del flanco del neumático runflat (7) es inferior a la
concentración de modificador de la vulcanización en el segundo
segmento anular (7B) de dicho inserto del flanco del neumático
runflat (7).
5. Neumático según la reivindicación 2 o 4 donde
el primer segmento anular (6A) de dicho ápice (6) es dispuesto
radialmente próximo al talón (3) y el segundo segmento anular (6B)
de dicho ápice (6) es dispuesto radialmente distal al talón (3).
6. Neumático según la reivindicación 2, 3 o 4,
donde el primer segmento anular (7A) de dicho inserto del flanco del
neumático runflat (7) es dispuesto radialmente distal para dicho
ápice, y el segundo segmento anular (7B) de dicho inserto del flanco
del neumático runflat (7) es dispuesto radialmente próximo al
ápice.
7. Neumático según al menos una de las
reivindicaciones precedentes, donde la cantidad de modificador de la
vulcanización varía de 0 a 15 partes en peso, por 100 partes en peso
de elastómero y/o donde el modificador de la vulcanización es
1,3-bis(citraconimidometil)benceno.
8. Neumático según la reivindicación 7, donde la
proporción en peso de
1,3-bis(citraconimidometil)benceno en
el primer segmento anular (6A; 7A) a
1,3-bis(citraconimidometil)benceno en
el segundo segmento anular (6B, 7B) es inferior a 0,9,
alternativamente inferior a 0,7.
9. Neumático según la reivindicación 8, donde la
cantidad de
1,3-bis(citraconimidometil)benceno en
el primer segmento anular (6A; 7A) varía de 0 a 5 phr y la cantidad
de 1,3-bis(citraconimidometil)benceno
en el segundo segmento anular (6B, 7B) varía de 1 a 15 phr.
10. Neumático según al menos una de las
reivindicaciones precedentes comprendiendo además un tercer segmento
anular (7C), donde el tercer segmento anular (7C) es dispuesto entre
el primer y segundo segmentos anulares (7A, 7B).
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