IT201800009290A1 - PNEUMATIC WITH LOW ELECTRIC RESISTANCE - Google Patents
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Description
del brevetto per invenzione industriale dal titolo: of the patent for industrial invention entitled:
“PNEUMATICO CON BASSA RESISTENZA ELETTRICA” "TIRE WITH LOW ELECTRIC RESISTANCE"
La presente invenzione è relativa ad uno pneumatico, le cui caratteristiche strutturali sono tali permettere l’utilizzo di una porzione di Body Ply a bassa resistenza al rotolamento, senza per questo compromettere la conducibilità elettrica dello pneumatico nel suo complesso. The present invention relates to a tire, whose structural characteristics are such as to allow the use of a portion of Body Ply with low rolling resistance, without compromising the electrical conductivity of the tire as a whole.
Alcuni tipi di pneumatici, ad esempio quelli per vetture da trasporto passeggeri, sono affetti dal problema relativo alla bassa conducibilità elettrica e, quindi, alla difficoltà con cui le cariche elettrostatiche, che inevitabilmente si formano sulle scocche delle vetture, possono scaricarsi al suolo. In particolare, le cariche elettriche per scaricarsi a terra passano prima dal veicolo allo pneumatico attraverso il cerchione e, successivamente, dallo pneumatico al suolo. Some types of tires, for example those for passenger transport cars, are affected by the problem related to low electrical conductivity and, therefore, to the difficulty with which the electrostatic charges, which inevitably form on the bodies of the cars, can discharge to the ground. In particular, the electrical charges to discharge to the ground first pass from the vehicle to the tire through the rim and, subsequently, from the tire to the ground.
Una tale problematica diventa maggiormente pressante in considerazione dell’esigenza di realizzare pneumatici con una sempre più bassa resistenza al rotolamento. Una delle soluzione per diminuire la resistenza al rotolamento è quella di diminuire il contenuto di nero di carbonio nelle mescole delle varie porzioni dello pneumatico. Come può risultare immediato ad un tecnico del ramo, la diminuzione in mescola della quantità di nero di carbonio porta necessariamente a un aumento della resistenza elettrica della mescola. In particolare, nelle mescole di battistrada è noto da tempo sostituire il nero di carbonio con la silice. L'utilizzo della silice in sostituzione al nero di carbonio, nonostante consenta di ottenere notevoli vantaggi in termini di resistenza al rotolamento e di tenuta sul bagnato, tuttavia determina un incremento della resistività elettrica. Such a problem becomes more pressing in consideration of the need to make tires with an ever lower rolling resistance. One of the solutions to reduce rolling resistance is to decrease the carbon black content in the compounds of the various portions of the tire. As may be immediate to a person skilled in the art, the decrease in the quantity of carbon black in the compound necessarily leads to an increase in the electrical resistance of the compound. In particular, it has been known for some time to replace carbon black with silica in tread compounds. The use of silica instead of carbon black, although it allows to obtain considerable advantages in terms of rolling resistance and wet grip, nevertheless determines an increase in electrical resistivity.
Una soluzione adottata per risolvere il problema di cui sopra, riguarda l’inserimento di uno o più elementi conduttori disposti ad attraversare le porzioni di battistrada. Tali elementi conduttori hanno una prima estremità disposta in corrispondenza della superficie di rotolamento del battistrada e una seconda estremità all'interno dello pneumatico. A solution adopted to solve the above problem concerns the insertion of one or more conductive elements arranged to cross the tread portions. These conductive elements have a first end arranged in correspondence with the rolling surface of the tread and a second end inside the tire.
Una tale soluzione, nonostante possa risultare soddisfacente quando la porzione a bassa conducibilità è il solo battistrada, risulta tuttavia inadeguata qualora anche le porzioni interne dello pneumatico abbiano un ridotto contenuto di nero di carbonio. Infatti, per migliorare ulteriormente la resistenza al rotolamento, anche nelle mescole delle porzioni interne dello pneumatico il nero di carbonio può essere sostituito dalla silice. In questo caso, bisogna fare i conti con la diminuzione della conducibilità anche delle porzioni interne. Although such a solution may be satisfactory when the low conductivity portion is the sole tread, it is nevertheless inadequate if the internal portions of the tire also have a reduced content of carbon black. In fact, to further improve rolling resistance, even in the compounds of the internal portions of the tire, carbon black can be replaced by silica. In this case, it is necessary to deal with the decrease in conductivity also of the internal portions.
Le soluzioni che sono state realizzate per risolvere questo problema hanno riguardato l’uso di strisce di materiale conduttivo disposte sulla superficie della porzione di Body Ply che rivolta verso il battistrada. La presenza di queste strisce di materiale conduttivo è in grado di permettere il passaggio delle cariche dal cerchione (attraverso il Bead) all’elemento conduttore che attraversa il battistrada nonostante il Body Ply sia stato impoverito di nero di Carbonio e abbia, quindi, diminuito la sua conducibilità. The solutions that have been implemented to solve this problem involved the use of strips of conductive material arranged on the surface of the portion of the Body Ply facing the tread. The presence of these strips of conductive material is able to allow the passage of charges from the rim (through the Bead) to the conductor element that crosses the tread even though the Body Ply has been depleted of carbon black and has, therefore, decreased the its conductivity.
Nonostante questa soluzione riesca a garantire il passaggio delle cariche attraverso lo pneumatico, tuttavia è sentita l’esigenza di migliorare ulteriormente le capacità di conducibilità interna allo pneumatico. Although this solution is able to ensure the passage of charges through the tire, however, the need is felt to further improve the internal conductivity capabilities of the tire.
L’inventore della presente invenzione ha realizzato una soluzione che, sfruttando l’utilizzo di strisce conduttive in gomma accoppiate in un particolare modo al Body Ply, garantiscono un miglioramento in termini di conducibilità dello pneumatico nel suo complesso. The inventor of the present invention has created a solution which, by exploiting the use of conductive rubber strips coupled in a particular way to the Body Ply, guarantee an improvement in terms of the conductivity of the tire as a whole.
Oggetto della presente invenzione è uno pneumatico radiale comprendente uno strato di innerliner atto a garantire la tenuta dell’aria di gonfiaggio, un Body Ply, un battistrada, almeno una cintura disposta tra il Body Ply e il battistrada e un cap-ply disposto tra la cintura e il battistrada; detto pneumatico essendo caratterizzato dal fatto di comprendere almeno una striscia conduttiva in gomma avente una resistenza elettrica minore o uguale a 10<6 >Ohm e fissata ad una superficie del Body Ply che si affaccia sull’innerliner; detta striscia conduttiva comprendendo una pluralità di elementi a sbalzo disposti ad attraversare il detto Body Ply e avendo una estremità libera che fuoriesce da una superficie del Body Ply che si affaccia su detta cintura. The object of the present invention is a radial tire comprising a layer of innerliner suitable for guaranteeing the sealing of the inflation air, a Body Ply, a tread, at least one belt arranged between the Body Ply and the tread and a cap-ply arranged between the belt and tread; said tire being characterized by the fact that it comprises at least one conductive rubber strip having an electrical resistance less than or equal to 10 <6> Ohm and fixed to a surface of the Body Ply that faces the innerliner; said conductive strip comprising a plurality of cantilevered elements arranged to cross said Body Ply and having a free end that protrudes from a surface of the Body Ply which faces said belt.
Preferibilmente, detta striscia conduttiva ha uno spessore compreso tra 0,1 e 0,5 mm, e una larghezza compresa tra 0,5 e 2,0 cm. Preferably, said conductive strip has a thickness of between 0.1 and 0.5 mm, and a width of between 0.5 and 2.0 cm.
Preferibilmente, detta striscia conduttiva comprende un numero di elementi a sbalzo compreso tra 10 e 20 ogni 10 cm. Preferably, said conductive strip comprises a number of cantilevered elements comprised between 10 and 20 every 10 cm.
Preferibilmente, detta striscia conduttiva è realizzata con una mescola la cui base polimerica comprende gomma naturale. Preferably, said conductive strip is made with a blend whose polymeric base comprises natural rubber.
Di seguito è riportato un esempio a scopo esplicativo e non limitativo per una migliore comprensione della presente invenzione, con l’ausilio delle figure allegate, in cui: Below is an example for explanatory and non-limiting purposes for a better understanding of the present invention, with the aid of the attached figures, in which:
- la figura 1 illustra in forma schematica una sezione trasversale di una porzione di Body Ply a cui è fissata la striscia conduttiva in gomma secondo la presente invenzione; e Figure 1 schematically illustrates a cross section of a portion of the Body Ply to which the conductive rubber strip according to the present invention is fixed; And
- la figura 2 illustra, in forma schematica e con parti asportate per semplicità, una sezione trasversale dello pneumatico secondo l’invenzione. - Figure 2 illustrates, in schematic form and with parts removed for simplicity, a cross section of the tire according to the invention.
In figura è indicato con 1 un Body Ply comprendente uno strato in gomma 2 e un tessuto di rinforzo 3 inglobato nello strato in gomma 2. In figura 1 è indicata con 4 una striscia conduttiva in gomma disposta a contattato con una prima superficie 2a dello strato in gomma 2 del Body Ply 1. La striscia conduttiva in gomma 4 comprende una pluralità di elementi a sbalzo 5 disposti ad attraversare lo strato in gomma 2 del Body Ply 1. In questo modo una estremità libera 6 di ognuno degli elementi a sbalzo 5 fuoriesce da una seconda superficie 2b dello strato in gomma 2 del Body Ply 1. In the figure 1 indicates a Body Ply comprising a rubber layer 2 and a reinforcement fabric 3 incorporated in the rubber layer 2. In figure 1, 4 indicates a conductive rubber strip arranged in contact with a first surface 2a of the layer rubber 2 of the Body Ply 1. The conductive rubber strip 4 comprises a plurality of cantilevered elements 5 arranged to cross the rubber layer 2 of the Body Ply 1. In this way a free end 6 of each of the cantilevered elements 5 protrudes from a second surface 2b of the rubber layer 2 of the Body Ply 1.
In figura 2 è indicato nel suo complesso con 7 lo pneumatico oggetto della presente invenzione, comprendente il Body Ply 1, la striscia conduttiva in gomma 4, un innerliner 8, almeno una cintura 9 e un Bead 10. In figure 2 the tire object of the present invention is indicated as a whole with 7, comprising the Body Ply 1, the conductive rubber strip 4, an innerliner 8, at least a belt 9 and a Bead 10.
In Tabella I è riportata la composizione in phr della mescola relativa alla striscia conduttiva in gomma 4. Table I shows the phr composition of the compound relating to the conductive rubber strip 4.
TABELLA I TABLE I
Il Carbon Black utilizzato è della serie N3. The Carbon Black used is from the N3 series.
La Tack resin utilizzata è APF o koresin. The tack resin used is APF or koresin.
L’Oil utilizzato è olio paraffinico o naftenico. The oil used is paraffinic or naphthenic oil.
Gli acceleranti utilizzati sono TBBS e MBTS. The accelerators used are TBBS and MBTS.
PVI è un inibitore di pre-vulcanizzazione. PVI is a pre-vulcanization inhibitor.
Con la mescola sopra descritta è stata realizzata una striscia conduttiva in gomma di 2 cm di larghezza, di 0,3 mm di spessore e di 10 g di peso. With the compound described above, a conductive rubber strip of 2 cm in width, 0.3 mm in thickness and 10 g in weight was made.
La striscia conduttiva in gomma ha una resistenza elettrica di 10<6 >Ohm. The conductive rubber strip has an electrical resistance of 10 <6> Ohm.
La striscia comprendere 10 elementi a sbalzo ogni 10 cm di lunghezza disposti in fila. The strip includes 10 cantilevered elements every 10 cm in length arranged in a row.
La striscia è stata applicata sul Body Ply direttamente in uscita dalla calandratura. Nell’applicazione della striscia conduttiva gli elementi a sbalzo sono stati forzati ad attraversare lo strato di gomma 2 inserendosi, quindi, tra le maglie del tessuto di rinforzo 3. The strip was applied on the Body Ply directly out of the calendering. In the application of the conductive strip, the cantilevered elements were forced to cross the rubber layer 2, thus inserting themselves between the meshes of the reinforcing fabric 3.
Per verificare i vantaggi derivanti dalla presente invenzione, è stata misurata la resistenza elettrica dello pneumatico oggetto della presente invenzione. Le prove di resistenza elettrica sono state condotte sia sullo pneumatico nuovo sia sullo pneumatico dopo l’uso. Infatti, è noto che con l’uso lo pneumatico aumenta la propria resistenza elettrica. In particolare, è stata misurata la resistenza dello pneumatico nuovo, dopo un percorso di 2000 Km, dopo un percorso di 4000 Km e dopo un percorso di 6000 Km. To verify the advantages deriving from the present invention, the electrical resistance of the tire object of the present invention was measured. The electrical resistance tests were conducted both on the new tire and on the tire after use. In fact, it is known that with use the tire increases its electrical resistance. In particular, the resistance of the new tire was measured after a distance of 2000 km, after a distance of 4000 km and after a distance of 6000 km.
Per meglio valutare i vantaggi che la presente invenzione comporta, le stesse misure di resistenza elettrica sono state effettuate su due pneumatici di confronto (A e B). Lo pneumatico di confronto A è uguale allo pneumatico dell’invenzione (INV) con l’unica differenza di non comprendere la striscia conduttiva in gomma, mentre lo pneumatico di confronto B è uguale allo pneumatico dell’invenzione (INV) con l’unica differenza di comprendere una striscia conduttiva in gomma priva degli elementi a sbalzo e disposta solamente sulla superficie del Body Ply che rivolta verso il battistrada. To better evaluate the advantages that the present invention entails, the same electrical resistance measurements were carried out on two comparison tires (A and B). The comparison tire A is the same as the tire of the invention (INV) with the only difference that it does not include the conductive rubber strip, while the comparison tire B is the same as the tire of the invention (INV) with the only difference to comprise a conductive rubber strip without the cantilevered elements and arranged only on the surface of the Body Ply which faces the tread.
In Tabella II sono riportati i valori di resistenza elettrica dei tre pneumatici nelle differenti condizioni di esercizio. Table II shows the electrical resistance values of the three tires in the different operating conditions.
TABELLA II TABLE II
Dai valori riportati in Tabella II risulta sorprendente come lo pneumatico della presente invenzione risulti avere una resistenza elettrica minore non solo dello pneumatico A, che non comprende nessuna striscia conduttiva, ma anche dello pneumatico B che ha la striscia conduttiva solamente sopra la superficie superiore (rivolta verso il battistrada) del Body Ply. From the values reported in Table II it is surprising how the tire of the present invention has a lower electrical resistance not only than tire A, which does not include any conductive strip, but also than tire B which has the conductive strip only above the upper surface (facing towards the tread) of the Body Ply.
Un'altra evidenza sorprendente dai dati di Tabella II riguarda l’inversione di resistenza elettrica che sia ha tra lo pneumatico dell’invenzione e lo pneumatico B una volta che gli pneumatici sono usati. Infatti, lo pneumatico B, mentre ha una resistenza elettrica minore in condizioni di zero Km percorsi, risulta avere una resistenza elettrica maggiore dello pneumatico dell’invenzione dopo l’uso. Another surprising evidence from the data in Table II concerns the electrical resistance inversion between the tire of the invention and tire B once the tires are used. In fact, tire B, while it has a lower electrical resistance in conditions of zero km traveled, has a greater electrical resistance than the tire of the invention after use.
Per una corretta comprensione dei vantaggi della presente invenzione, bisogna valutare la semplicità con cui la striscia di materiale conduttivo in gomma viene fissata sul Body Ply dopo calandratura, e la completa libertà che si ha nella scelta della posizione che la striscia di materiale conduttivo in gomma deve assumere sul Body Ply. For a correct understanding of the advantages of the present invention, it is necessary to evaluate the simplicity with which the strip of conductive rubber material is fixed on the Body Ply after calendering, and the complete freedom that one has in choosing the position that the strip of conductive rubber material must take on the Body Ply.
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