ITRM20130074A1 - Mescola di innerliner per pneumatici - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

“MESCOLA DI INNERLINER PER PNEUMATICIâ€

La presente invenzione à ̈ relativa ad una mescola di innerliner per pneumatici.

Qui e nel seguito per innerliner si intende uno strato interno di gomma sostanzialmente impermeabile all’aria ed utilizzato nei pneumatici tubeless, ossia privi di camera d’aria, allo scopo di garantire la tenuta in pressione dell’aria contenuta nella carcassa. L’innerliner deve, inoltre, assicurare che l’ossigeno sia il più possibile trattenuto all’interno della carcassa e non si diffonda all’interno delle altre parti del pneumatico provocandone fenomeni di degradazione.

Con il termine “sistema di vulcanizzazione†si intende indicare l’insieme di quei composti quali zolfo e acceleranti atti a provocare la reticolazione della base polimerica.

Generalmente, le mescole per la realizzazione dell’innerliner sono realizzate con una matrice di gomma alobutilica, la quale, a fronte di un costo elevato, conferisce una impermeabilizzazione maggiore delle altre basi polimeriche.

Uno dei possibili modi per aumentare l’impermeabilità dell’innerliner à ̈ quello di aumentarne lo spessore. Come à ̈ noto ad un tecnico del ramo un aumento dello spessore dell’innerliner si traduce necessariamente in un aumento dei costi dell’innerliner stesso e in un aumento del peso del pneumatico, con effetti negativi sul consumo energetico globale del veicolo e sulla resistenza al rotolamento.

Era, quindi, sentita l’esigenza di poter realizzare un innerliner presentante uno spessore sempre più ridotto senza che questo pregiudichi le prestazioni di impermeabilità dello stesso.

Una possibile soluzione per aumentare l’impermeabilità dell’innerliner senza incrementarne lo spessore, prevede l’utilizzo nella mescola di particolari riempitivi, che se opportunamente miscelati realizzano un ingombro sterico tale da migliorare notevolmente le proprietà di impermeabilità dell’innerliner. In altre parole, i riempitivi, quali argilla, caolino, mica ecc, quando miscelati alla base polimerica, vanno a realizzare nel manufatto finale un ostacolo al passaggio dell’aria attraverso il manufatto stesso, aumentandone la proprietà di impermeabilità. A tale riguardo, va considerato che l’eventuale anisotropia del riempitivo può enfatizzare le caratteristiche di impermeabilità della gomma.

Questa soluzione nonostante conferisca all’innerliner migliorate caratteristiche di impermeabilità, tuttavia può provocare un peggioramento delle caratteristiche fisiche, quali ad esempio una diminuzione della resistenza alla formazione di cricche, in particolare alle basse temperature, e della resistenza alla propagazione delle cricche stesse.

La Richiedente ha realizzato una soluzione alternativa che à ̈ in grado di migliorare la proprietà di impermeabilità all’ossigeno dell’innerliner senza compromettere le suddette caratteristiche fisiche. In questo modo sarà possibile, a parità di impermeabilità, diminuire lo spessore dell’innerliner con i vantaggi in termini di produttività sopra riportati.

Oggetto della presente invenzione à ̈ una mescola di innerliner per pneumatici comprendente una base polimerica costituita almeno in parte da gomma butilica e/o gomma alobutilica, un sistema di riempitivi e un sistema di vulcanizzazione; detta mescola essendo caratterizzata dal fatto che detto sistema di riempitivi comprende da 60 a 80 phr di un riempitivo minerale lamellare a base di silicio e da 8 a 30 phr di una miscela di nero di carbonio composta da un primo nero di carbonio avente una area superficiale misurata tramite assorbimento di azoto (N2SA) compresa tra 21 e 39 m<2>/g e un secondo nero di carbonio avente una area superficiale misurata tramite assorbimento di azoto (N2SA) compresa tra 70 e 120 m<2>/g.

Gli intervalli di area superficiale sono stati misurati mediante l’assorbimento di azoto secondo la norma ASTM D6556

Preferibilmente, ognuno dei detti primo e secondo nero di carbonio à ̈ presente in mescola in una quantità compresa tra 5 e 25 phr.

Preferibilmente, il rapporto quantitativo tra detto primo e detto secondo nero di carbonio à ̈ compreso tra 1 e 4, più preferibilmente tra 1 e 2.

Un altro oggetto della presente invenzione à ̈ un innerliner realizzato con la mescola come sopra definita ed un pneumatico comprendente tale innerliner.

Per una migliore comprensione dell’invenzione saranno riportati di seguito degli esempi realizzativi al solo scopo illustrativo e non limitativo.

ESEMPI

Sono state realizzate 6 mescole di confronto (A-F) e due mescole secondo la presente invenzione (G e H).

Come sotto riportato le mescole di confronto sono state realizzate al fine di dimostrare che l’uso in mescola senza la miscela dei due nero di carbonio come rivendicato non à ̈ in grado di conferire i vantaggi propri delle mescole dell’invenzione. In particolare, con A à ̈ indicata una mescola comunemente utilizzata per la realizzazione di innerliner, con B e C sono indicate due mescole che si differenziano dalla presente invenzione per il fatto di comprendere una diversa miscela di nero di carbonio, con D e E sono indicate due mescole che si differenziano dalla presente invenzione per il fatto di comprendere un solo nero di carbonio e con F à ̈ indicata una mescola che si differenzia dalla presente invenzione per il fatto di comprendere una diversa quantità di argilla.

Nella Tabelle I sono riportate in phr le composizioni delle mescole di confronto di cui sopra.

TABELLA I

A B C D E F

Gomma alobutilica 100

Caolino 30 60 60 60 60 30 Nero di carbonio N660 40 15 -- -- 25 20 Nero di carbonio N330 -- -- 15 25 -- 20 Nero di carbonio N134 10 10 -- -- --Acido stearico 1

Ossido di zinco 2

Resina 3

Olio 6

Zolfo 0,8

Acceleranti 1

La gomma alobutilica à ̈ una gomma bromobutilica

Il caolino utilizzato à ̈ commercializzato dalla ditta CAMIN con il nome commerciale POLYFILL DL

Nero di carbonio N660 ha una area superficiale di 34 m<2>/g

Nero di carbonio N330 ha una area superficiale di 78,6 m<2>/g

Nero di carbonio N134 ha una area superficiale di 131 m<2>/g

Nella Tabella II sono riportate in phr le composizioni delle mescole secondo l’invenzione, le quali si differenziano tra loro per la quantità di argilla utilizzata.

TABELLA II

G H

Gomma alobutilica 100

Caolino 60 80 Nero di carbonio N660 15 15 Nero di carbonio N330 10 10 Acido stearico 1

Ossido di zinco 2

Resina 3 Olio 6

Zolfo 0,8

Acceleranti 1

Da ognuna delle mescole riportate nelle Tabella I e II sono stati realizzati dei rispettivi campioni di gomma vulcanizzata, le cui caratteristiche sono quelle dell’innerliner ottenibile dalla medesima mescola.

I campioni realizzati sono stati sottoposti a test di impermeabilità all’ossigeno, test di resistenza alla formazione di cricche a bassa temperatura e test di resistenza alla propagazione delle cricche.

I test di impermeabilità all’ossigeno sono stati eseguiti su materiali con spessore pari a 0,7 mm ed utilizzando un apparato convenzionale quale il MOCON® OX-TRA® (modello 2/61). Le misure sono state realizzate ad una temperatura di 25 °C.

I test di resistenza alla formazione di cricche a bassa temperatura sono stati realizzati in accordo con la norma ETM 135 ad una temperatura di -40°C.

I test di resistenza alla propagazione delle cricche sono stati realizzati in accordo con la norma ETM 119 ad una temperatura di 25 °C.

Nelle Tabelle III e IV sono riportati i risultati ottenuti dai test di cui sopra. I risultati riportati nelle Tabella III e IV sono espressi in forma indicizzata ai risultati della mescola A. Per una più immediata comprensione dei valori delle Tabelle III e IV va specificato che più basso à ̈ il valore indicato migliore risulta la rispettiva caratteristica.

TABELLA III

A B C D E F

Permeabilità 100 86 60 68 77 82

Formazione delle 100 120 145 128 110 120 cricche a bassa T

Propagazione delle 100 138 155 138 105 115 cricche

TABELLA IV

G H

Permeabilità 65 50

Formazione delle cricche 112 118

Propagazione delle cricche 110 110

Da un confronto dei risultati riportati in Tabella III con i risultati riportati in Tabella IV risulta evidente come solo le mescole della invenzione siano in grado di garantire elevati livelli di impermeabilità senza per questo compromettere le caratteristiche fisiche relative alla resistenza alla formazione di cricche e alla loro propagazione.

È importante notare come l’uso combinato dell’argilla con una miscela di nero di carbonio differente da quella rivendicata, oppure con uno solo dei nero di carbonio della miscela rivendicata, non possa essere sufficiente a garantire i vantaggi ricercati. Infatti, qualora una mescola di confronto riporti risultati migliorativi in termini di impermeabilità, per la stessa vengono registrati risultati peggiorativi in termini di resistenza alla formazione di cricche e alla loro propagazione e vice versa.

Inoltre, la mescola di confronto F dimostra che per l’ottenimento dei vantaggi ricercati non sia sufficiente utilizzare l’argilla in combinazione con la miscela dei nero di carbonio come rivendicata, ma sia necessario anche che vengano rispettate le quantità definite nell’oggetto della presente invenzione.

Claims (6)

1. RIVENDICAZIONI 1. Mescola di innerliner per pneumatici comprendente una base polimerica costituita almeno in parte da gomma butilica e/o gomma alobutilica, un sistema di riempitivi e un sistema di vulcanizzazione; detta mescola essendo caratterizzata dal fatto che detto sistema di riempitivi comprende da 60 a 80 phr di un riempitivo minerale lamellare a base di silicio e da 8 a 30 phr di una miscela di nero di carbonio composta da un primo nero di carbonio avente una area superficiale misurata tramite assorbimento di azoto (N2SA) compresa tra 21 e 39 m<2>/g e un secondo nero di carbonio avente una area superficiale misurata tramite assorbimento di azoto (N2SA) compresa tra 70 e 120 m<2>/g.
2. 2. Mescola secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che ognuno dei detti primo e secondo nero di carbonio à ̈ presente in mescola in una quantità compresa tra 5 e 25 phr.
3. 3. Mescola secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che il rapporto quantitativo tra detto primo e detto secondo nero di carbonio à ̈ compreso tra 1 e 4.
4. 4. Mescola secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che il rapporto quantitativo tra detto primo e detto secondo nero di carbonio à ̈ compreso tra 1 e 2.
5. 5. Innerliner per pneumatici caratterizzato dal fatto di essere realizzato da una mescola secondo una delle rivendicazioni precedenti.
6. 6. Pneumatico caratterizzato dal fatto di comprendere un innerliner secondo la rivendicazione 5.