ITRM20130649A1 - Metodo per la preparazione di battistrada per pneumatici - Google Patents

Metodo per la preparazione di battistrada per pneumatici

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Description

DESCRIZIONE
del brevetto per invenzione industriale dal titolo:
“METODO PER LA PREPARAZIONE DI BATTISTRADA PER PNEUMATICI”
La presente invenzione è relativa ad un metodo per la preparazione di battistrada per pneumatici.
Una delle soluzioni da tempo utilizzata per migliorare la tenuta del pneumatico sia sul bagnato sia in condizioni invernali è quella di conferire al battistrada una superficie porosa. Infatti, la presenza dei pori permette sia di aumentare la superficie di contatto tra il battistrada e la strada sia di realizzare una via di deflusso dello strato di acqua che si forma tra il battistrada e la strada.
Generalmente, l’approccio utilizzato nell’industria della gomma per ottenere un battistrada con una superficie porosa è quello di introdurre nella mescola in preparazione specifici agenti chimici, i quali sono in grado di realizzare in fase di vulcanizzazione delle reazioni chimiche che comportano il rilascio di specie gassose responsabili della formazione dei pori.
Una tale soluzione, tuttavia, comporta gli svantaggi sia in termini di costi riguardanti l’uso di agenti chimici da aggiungere in mescola, sia in termini di processabilità, in quanto la mescola va processata controllando costantemente la temperatura della stessa onde evitare che i suddetti agenti chimici reagiscano prima della fase di vulcanizzazione.
Era quindi sentita l’esigenza di disporre di un metodo che fosse in grado di realizzare un battistrada presentante una determinata porosità senza per questo incorrere negli svantaggi dell’arte nota.
È stato sorprendentemente trovato da parte della Richiedente che l’utilizzo di gomma riciclata sotto forma di granulato con particolari dimensioni e in determinate quantità permette di ottenere battistrada per pneumatici con le ricercate caratteristiche di porosità.
Oggetto della presente invenzione è un metodo per la preparazione di mescole per battistrada comprendente almeno una prima fase di miscelazione in cui almeno una base polimerica a catena insatura reticolante e un riempitivo sono miscelati tra loro, e una successiva fase di miscelazione in cui alla mescola proveniente dalla prima fase di miscelazione viene aggiunto e miscelato un sistema di vulcanizzazione; detto metodo essendo caratterizzato dal fatto che in detta prima fase di miscelazione viene aggiunta una quantità minore o uguale a 30 phr di gomma riciclata di dimensioni comprese tra 75 e 800 µm; la detta gomma riciclata essendo stata precedentemente trattata con un processo criogenico.
Preferibilmente, le dimensioni di detta gomma riciclata sono comprese tra 100 e 200 µm.
Preferibilmente, in detta prima fase di miscelazione la quantità della detta gomma riciclata è compresa in una quantità compresa tra 5 e 20 phr.
Preferibilmente, la gomma riciclata è una gomma di pneumatico.
Un ulteriore oggetto della presente invenzione è una mescola per battistrada comprendente almeno una base polimerica a catena reticolante, una carica rinforzante, un sistema di vulcanizzazione e una quantità minore o uguale a 30 phr di gomma riciclata di dimensioni comprese tra 75 e 800 um; la detta gomma riciclata essendo stata precedentemente trattata con un processo criogenico.
Ancora un oggetto della presente invenzione è un battistrada invernale realizzato utilizzando una mescola ottenuta con il metodo secondo la presente invenzione.
Un ulteriore oggetto della presente invenzione è un pneumatico comprendente un battistrada realizzato utilizzando una mescola secondo la presente invenzione Infine, un altro oggetto della presente invenzione è l’uso di gomma riciclata per la preparazione di mescole per battistrada; la detta gomma riciclata avendo dimensioni comprese tra 75 e 800 µm ed essendo stata precedentemente trattata con un processo criogenico.
Gli esempi che seguono servono a scopo illustrativo e non limitativo, per una migliore comprensione dell'invenzione con l’ausilio delle figure 1 e 2, le quali sono relative rispettivamente ad una fotografia di una gomma riciclata utilizzata nella presente invenzione e lavorata secondo un processo criogenico (figura 1) e ad una fotografia di una gomma riciclata lavorata secondo un processo a temperatura ambiente (figura 2). Le fotografie delle figure 1 e 2 sono state prese mediante microscopio digitale Hirox KH-7700, utilizzando una lente MX(G)-5040Z. Dalle figure 1 e 2 si evince chiaramente che la gomma riciclata lavorata mediante un processo criogenico presenta una superficie liscia e una struttura spigolosa, mentre la gomma riciclata lavorata mediante un processo a temperatura ambiente ha una superficie più rugosa e una struttura irregolare. Queste caratteristiche di superficie e struttura conferiscono alla gomma riciclata di figura 1 una minore area superficiale rispetto alla gomma riciclata con processo a temperatura ambiente e, quindi, una volta introdotta in mescola, una minore area di contatto con la matrice di gomma circostante.
ESEMPI
Sono state preparate sei mescole (A-F) secondo il metodo della presente invenzione. Le sei mescole si differenziano tra loro solo per le dimensioni della gomma riciclata (550 o 150µm) e per la sua quantità (5, 10 o 20 phr).
Le mescole degli esempi sono state ottenute secondo la procedura sotto riportata:
- preparazione delle mescole -(1a fase di miscelazione)
In un miscelatore con rotori tangenziali e di volume interno compreso tra 230 e 270 litri sono stati caricati prima dell'inizio della miscelazione, la base polimerica reticolabile, la gomma riciclata, un filler rinforzante e, se necessario, un legante silanico raggiungendo un fattore di riempimento compreso tra 66-72%.
Il miscelatore è stato azionato ad una velocità compresa tra 40-60 giri/minuto, e la miscela formatasi è stata scaricata una volta raggiunta una temperatura compresa tra 140-160°C.
(2a fase di miscelazione)
La miscela ottenuta dalla precedente fase è stata nuovamente lavorata in miscelatore azionato ad una velocità compresa tra 40-60 giri/minuto e, successivamente, scaricata una volta raggiunta una temperatura compresa tra 130-150°C.
(fase finale di miscelazione)
Alla miscela ottenuta dalla precedente fase sono stati aggiunti lo zolfo e gli agenti di vulcanizzazione raggiungendo un fattore di riempimento compreso tra 63-67%.
Il miscelatore è stato azionato ad una velocità compresa tra 20-40 giri/minuto, e la miscela formatasi è stata scaricata una volta raggiunta una temperatura compresa tra 100-110°C.
In Tabella I sono riportate le composizioni in phr delle sei mescole.
La base polimerica utilizzata è un blend di gomma SBR e BR in rapporto 70-30
La silice utilizzata è a VN3 commercializzata da Evonik.
L’agente legante silanico utilizzato è Si75.
Gli agenti di vulcanizzazione consistono in MBTS e
DPG.
L’antiossidante utilizzato è 6PPD.
La gomma riciclata (a) è una gomma di pneumatico riciclata con dimensioni di 150µm e trattata con il processo criogenico.
La gomma riciclata (b) è una gomma di pneumatico riciclata con dimensioni di 550µm e trattata con il processo criogenico.
Dalle mescole sopra descritte sono stati ottenuti rispettivi battistrada ognuno dei quali è stato sottoposto a pari condizioni ad una simulazione di usura dovuta ad una percorrenza di 10.000 Km (wear fleet test) e, successivamente, è stata misurata la percentuale di area dei pori mediante il metodo analisi al microscopio ottico digitale.
In Tabella II sono riportati i valori rilevati in percentuale di area dei pori.
Dai dati riportati in Tabella II risulta evidente come il metodo della presente invenzione permette di decidere quale percentuale dei pori ottenere sul battistrada intervenendo sulle dimensioni e sulla quantità di gomma riciclata utilizzata in mescola.
In particolare, nel caso della mescola F la densità dei pori ottenuta nel battistrada è comparabile con quella presente su battistrada fabbricati utilizzando i metodi di realizzazione dei pori secondo l’arte nota.
I vantaggi del metodo oggetto della presente invenzione riguardano la possibilità di utilizzare un prodotto di scarto con gli ovvi risvolti ambientali ed economici, la possibilità di poter stabilire a priori la porosità del battistrada ed, infine, l’assenza delle accortezze procedurali necessarie invece nei metodi dell’arte nota.
È importante sottolineare come l’uso di gomma di pneumatico riciclata nel metodo della presente invenzione si distingua dall’uso di gomma di pneumatico riciclata nei metodi dell’arte nota. Infatti, l’uso di gomma riciclata in mescole per pneumatici è diventato sempre più frequente, esclusivamente per motivi ecologici. Tuttavia, si è constatato che l’uso di gomma riciclata comporta dei problemi in termini di caratteristiche meccaniche del pneumatico ed è necessario intervenire sulla composizione della mescola per riportare tali caratteristiche agli standard richiesti. Differentemente, l’uso della gomma riciclata nel metodo oggetto della presente invenzione oltre a comportare i suddetti vantaggi, ha anche una importanza strategica per l’ottenimento di ricercate caratteristiche del battistrada.

Claims (9)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo per la preparazione di mescole per battistrada comprendente almeno una prima fase di miscelazione in cui almeno una base polimerica a catena insatura reticolante e un riempitivo sono miscelati tra loro, e una successiva fase di miscelazione in cui alla mescola proveniente dalla prima fase di miscelazione viene aggiunto e miscelato un sistema di vulcanizzazione; detto metodo essendo caratterizzato dal fatto che in detta prima fase di miscelazione viene aggiunta una quantità minore o uguale a 30 phr di gomma riciclata di dimensioni comprese tra 75 e 800 µm; la detta gomma riciclata essendo stata precedentemente trattata con un processo criogenico.
  2. 2. Metodo per la preparazione di mescole per battistrada secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le dimensioni di detta gomma riciclata sono comprese tra 100 e 200 µm.
  3. 3. Metodo per la preparazione di mescole per battistrada secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che in detta prima fase di miscelazione la quantità della detta gomma riciclata è compresa in una quantità compresa tra 5 e 20 phr.
  4. 4. Metodo per la preparazione di mescole per battistrada secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta gomma riciclata è una gomma di pneumatico.
  5. 5. Mescola per battistrada comprendente almeno una base polimerica a catena reticolante, una carica rinforzante, un sistema di vulcanizzazione e una quantità minore o uguale a 30 phr di gomma riciclata di dimensioni comprese tra 75 e 800 um; la detta gomma riciclata essendo stata precedentemente trattata con un processo criogenico.
  6. 6. Battistrada per pneumatici realizzato con una mescola secondo la rivendicazione 5.
  7. 7. Pneumatico invernale comprendente un battistrada secondo la rivendicazione 6.
  8. 8. Uso di gomma riciclata per preparazione di mescole per battistrada; la detta gomma riciclata avendo dimensioni comprese tra 75 e 800 µm ed essendo stata precedentemente trattata con un processo criogenico.
  9. 9. Uso di gomma riciclata secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che le dimensioni di detta gomma riciclata sono comprese tra 100 e 200 µm.
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