IT201900012765A1 - Battistrada multimescola per pneumatico per veicoli stradali - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

“BATTISTRADA MULTIMESCOLA PER PNEUMATICO PER VEICOLI STRADALI”

La presente invenzione è relativa ad uno pneumatico per veicoli stradali.

Nel campo degli pneumatici per veicoli stradali, è noto che una bassa resistenza al rotolamento e una buona tenuta sul bagnato sono caratteristiche difficilmente conciliabili in uno stesso battistrada. Infatti, mentre per conferire ad uno pneumatico una buona resistenza al rotolamento vengono utilizzati battistrada realizzati con mescole a bassa perdita di isteresi, per conferire ad uno pneumatico una buona tenuta sul bagnato si rendono necessari battistrada con mescole a perdita di isteresi relativamente più elevate.

Di conseguenza, una mescola battistrada ottimale, per esaltare simultaneamente tutte le risposte dinamiche, dovrebbe presentare caratteristiche di isteresi fra loro opposte, almeno oltre certi limiti di prestazioni richieste.

È noto che le proprietà della suddetta mescola in gomma non solo influenzano il bilancio tenuta sul bagnato/resistenza al rotolamento, ma altre prestazioni dello pneumatico, quale ad esempio prestazioni invernali/tenuta sul bagnato.

Come è noto, il battistrada è composto da una pluralità di tasselli, i quali sono degli elementi delimitati da una pluralità di scanalature ricavate nel battistrada. Tali scanalature possono avere dimensioni diverse a seconda della funzione che devono soddisfare. Ad esempio, quando le scanalature sono di piccole dimensioni sono chiamate lamelle e hanno lo scopo di garantire una maggiore aderenza su neve e ghiaccio.

In altre parole, un tassello di un battistrada è una porzione di gomma piena delimitata da una pluralità di scanalature, indipendentemente da quali siano le dimensioni di quest’ultime.

Gli inventori della presente invenzione hanno trovato che qualora i tasselli del battistrada siano composti da diverse porzioni realizzate con rispettive mescole a differente perdita di isteresi, è possibile ottenere un effetto sinergico in grado di impartire importanti miglioramenti in termini di tenuta sul bagnato, senza per questo influenzare negativamente la resistenza al rotolamento.

Oggetto della presente invenzione è uno pneumatico per veicoli stradali comprendente una porzione di battistrada comprendente una pluralità di tasselli; detto pneumatico essendo caratterizzato dal fatto che almeno parte dei detti tasselli comprende ognuno una pluralità di porzioni realizzate con rispettive mescole aventi tra loro differenti proprietà dinamiche in termini di: modulo dinamico a 30°C, tand a 0°C, tand a 30°C e tand a 60°C; ognuna di dette porzioni avendo una superficie atta a definire una porzione della superficie di contatto del battistrada con il terreno.

Preferibilmente, tutti i tasselli di battistrada comprendono ognuno la detta pluralità di porzioni realizzate con rispettive mescole aventi tra loro differenti proprietà dinamiche.

Preferibilmente, detti tasselli di battistrada comprendono ognuno un’alternanza, più preferibilmente un alternanza regolare, di due porzioni realizzate rispettivamente con una prima mescola e con una seconda mescola; detta prima mescola avendo un modulo dinamico a 30°C compreso tra 11,0 e 17,0 MPa, un tand a 0°C compreso tra 0,85 e 1,1, un tand a 30°C compreso tra 0,45 e 0,65 e un tand a 60°C compreso tra 0,19 e 0,30 detta seconda mescola avendo un modulo dinamico a 30°C inferiore a quello di detta prima mescola di un valore compreso tra 7,5 e 10,5 MPa, un tand a 0°C inferiore a quello di detta prima mescola di un valore compreso tra 0,70 e 0,84, un tand a 30°C inferiore a quello di detta prima mescola di un valore compreso tra 0,21 e 0,42 un tand a 60°C inferiore a quello di detta prima mescola di un valore compreso tra 0,10 e 0,17.

Le proprietà dinamiche sono state misurate in accordo con la norma ISO 4664. Come è noto ad un tecnico del ramo, i valori di tanδ a 60°C sono strettamente correlati alla proprietà di resistenza al rotolamento: minore è il valore di tanδ a 60°C, migliore risulta la resistenza al rotolamento.

Preferibilmente, ognuno dei detti tasselli comprende un alternanza regolare di due porzioni lineari realizzate con rispettive mescole con differenti proprietà dinamiche. Preferibilmente, ognuna di queste porzioni ha una larghezza compresa tra 0,5 e 10 mm.

Preferibilmente, le porzioni lineari hanno tutte la stessa larghezza.

L’invenzione verrà ora descritta con riferimento alle figure annesse, in cui:

- la figura 1 illustra un campione realizzato per lo studio di una singolo tassello del battistrada secondo la presente invenzione;

- la figura 2 è un grafico in cui sono riportati i risultati in termini di resistenza al rotolamento e tenuta sul bagnato delle diverse prove effettuate;

- la figura 3 illustra altri otto possibili modelli di tasselli secondo la presente invenzione.

Con riferimento alla figura, con 1 è indicato un campione realizzato per studiare il comportamento di un tassello del battistrada secondo la presente invenzione. Il campione 1 comprende un’alternanza di porzioni lineari 2 e 3 ognuna delle quali è realizzata con rispettive mescole A e B come riportato nella Tabella I.

In Tabella I sono riportate le composizioni delle mescole usate nei provini.

TABELLA I

E-SBR è una base polimerica ottenuta mediante un processo di polimerizzazione in emulsione con un peso molecolare medio compreso rispettivamente tra 800-1500x103 e tra 500-900x103, con un contenuto di stirene compreso tra 20 e il 45% ed utilizzato con un contenuto di olio compreso tra 0 e 30%.

S-SBR è una base polimerica ottenuta mediante un processo di polimerizzazione in soluzione con un peso molecolare medio compreso rispettivamente tra 800-1500x103 e tra 500-900x103, con un contenuto di stirene compreso tra 20 al 45%.

La silice utilizzata è commercializzata con il nome ULTRASIL VN3 dalla società DEGUSSA.

Il nero di carbonio utilizzato è commercializzato con il nome Vulcan 7H (N234) dalla società CABOT.

Il silano utilizzato è commercializzato con il nome SI 69 dalla società DEGUSSA.

MBTS è la sigla del composto mercapto benzotiazoldisolfuro e funzione come accelerante di vulcanizzazione; DPG è la sigla del composto difenil-guanidina e funzione come accelerante di vulcanizzazione.

La prima e la seconda mescola hanno un modulo dinamico a 30°C rispettivamente di 14.4 e 9.4 MPa, tand a 0°C rispettivamente di 0,980 e 0,810, tand a 30°C rispettivamente di 0,532 e 0,238 e un tand a 60°C rispettivamente di 0,220 e 0,124.

Sono stati realizzati due provini (A e B) del tipo illustrato in figura 1, i quali si differenziano tra loro per la larghezza L delle porzioni lineari. Nel provina A le porzioni 2 e 3 hanno una larghezza pari a 1 mm, mentre nel provino B le porzioni 2 e 3 hanno una larghezza pari a 2 mm.

I due provini di cui sopra sono stati sottoposti a test secondo la norma ISO 4664 per poter valutare proprietà dinamiche. In particolare, le prestazioni in termini di resistenza al rotolamento sono state correlate ai valori di Tanδ a 60°C.

Le prestazioni di tenuta sul bagnato sono state valutate confrontando il coefficiente di attrito delle mescole, ottenuto con un misuratore di attrito lineare alla velocità di 500 mm/s, alla temperatura di 5°C in condizioni di bagnato. I risultati sono stati ottenuti confrontando i rispettivi coefficienti di attrito: maggiore è l'indice e più alto è il coefficiente di attrito e, quindi, la tenuta su bagnato.

Per completezza di analisi, considerando la particolare composizione dei due provini A e B (alternanza di porzioni lineari), le prove sono state ripetute a differente angolo ϑ definito (come illustrato in figura 1) tra la direzione di movimentazione del provino X e l’estensione delle porzioni 2 e 3. In particolare, le prove sono state realizzate con un angolo ϑ di 0°, 45° e 90°.

Per confronto, le medesime prove sono state realizzate anche su due provini di confronto (C e D), ognuno dei quali è stato realizzato rispettivamente con la sola mescola della porzione 2 (C) e con la sola mescola della porzione 3 (D).

Dal grafico di figura 2 si evidenzia chiaramente come i due provini (A e B) relativi al tassello del battistrada oggetto della presente invenzione conferiscano delle proprietà in termini di tenuta sul bagnato nettamente superiori a quelle delle prove di confronto (C e D).

Per una più immediata visualizzazione degli effetti in termini di tenuta sul bagnato e di resistenza al rotolamento, i valori sono stati indicizzati ai valori ottenuti con il provino C.

In particolare, nel grafico di figura 2 sono riportati sia i valori calcolati teoricamente in base alla combinazione delle due mescole, sia i valori effettivamente rilevati (compresi in una curva chiusa). Nel grafico di figura 2 lo scostamento tra i valori calcolati e i valori effettivamente rilevati è evidenziato con una freccia tratteggiata che li unisce.

Da un confronto tra i valori calcolati e i valori effettivamente rilevati, si evince chiaramente come l’utilizzo nel tassello comprendente più porzioni realizzate con rispettive mescole con differenti proprietà dinamiche, produca un effetto sinergico in termini di tenuta sul bagnato, mentre risultano mantenuti e, quindi, non peggiorati, gli attesi vantaggi in termini di resistenza al rotolamento.

In altre parole, è stato verificato che la soluzione relativa all’utilizzo di tasselli del battistrada comprendenti porzioni differenti realizzate con rispettive mescole con differenti proprietà dinamiche garantiscono degli importanti effetti migliorativi in termini di tenuta sul bagnato mantenendo, al tempo stesso, i vantaggi ottenuti in termini di resistenza al rotolamento.

In figura 3 sono riportati altre otto possibili soluzioni di tassello. I modelli di figura 3 indicano come differenti mescole (grigio chiaro e grigio scuro) possano essere fisicamente posizionate in un tassello di battistrada per ottenere differenti geometrie sulla superficie. Come esempio di concetto di sinergia, il modello indicato con il numero 3 potrebbe essere investigato per realizzare una sorta di “multi-pin tread” in applicazioni inverno/tutte le stagioni. Nel modello 3 una mescola più rigida (puntini di colore grigio scuro) è inglobata in una mescola più morbida (grigio chiaro), e agiscono come chiodi quando si è sopra strade con ghiaccio e neve.

Claims (7)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1. Pneumatico per veicoli stradali comprendente una porzione di battistrada comprendente una pluralità di tasselli; detto pneumatico essendo caratterizzato dal fatto che almeno parte dei detti tasselli comprende ognuno una pluralità di porzioni (2, 3) realizzate con rispettive mescole aventi tra loro differenti proprietà dinamiche in termini di: modulo dinamico a 30°C, tand a 0°C, tand a 30°C e tand a 60°C; ognuna di dette porzioni (2, 3) avendo una superficie atta a definire una porzione di una superficie di contatto del battistrada con il terreno.
2. 2. Pneumatico per veicoli stradali secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che tutti i tasselli di battistrada comprendono ognuno la detta pluralità di porzioni realizzate con rispettive mescole aventi tra loro differenti proprietà dinamiche.
3. 3. Pneumatico per veicoli stradali secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detti tasselli di battistrada comprendono ognuno un’alternanza di due porzioni realizzate rispettivamente con una prima mescola e con una seconda mescola; detta prima mescola avendo un modulo dinamico a 30°C compreso tra 11,0 e 17,0 MPa, un tand a 0°C compreso tra 0,85 e 1,1, un tand a 30°C compreso tra 0,45 e 0,65 e un tand a 60°C compreso tra 0,19 e 0,30 detta seconda mescola avendo un modulo dinamico a 30°C inferiore a quello di detta prima mescola di un valore compreso tra 7,5 e 10,5 MPa, un tand a 0°C inferiore a quello di detta prima mescola di un valore compreso tra 0,70 e 0,84, un tand a 30°C inferiore a quello di detta prima mescola di un valore compreso tra 0,21 e 0,42 un tand a 60°C inferiore a quello di detta prima mescola di un valore compreso tra 0,10 e 0,17.
4. 4. Pneumatico per veicoli stradali secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detta alternanza è una alternanza regolare.
5. 5. Pneumatico per veicoli stradali secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che ognuno dei detti tasselli comprende un alternanza regolare di due porzioni (2, 3) lineari realizzate con rispettive mescole con differenti proprietà dinamiche.
6. 6. Pneumatico per veicoli stradali secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che ognuna di queste porzioni ha una larghezza (L) compresa tra 0,5 e 10 mm.
7. 7. Pneumatico per veicoli stradali secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che dette porzioni hanno tutte la medesima larghezza (L).