ITRM20130671A1 - Pneumatico comprendente uno strato di grafite o di grafene depositato su di una superficie dello strato interno - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

“PNEUMATICO COMPRENDENTE UNO STRATO DI GRAFITE O DI GRAFENE DEPOSITATO SU DI UNA SUPERFICIE DELLO STRATO INTERNO”

La presente invenzione è relativa ad un pneumatico comprendente uno strato di grafite o di grafene disposto a copertura dello strato interno.

Qui e nel seguito per strato interno si intende uno strato caratterizzato dalla presenza di una mescola chiamata innerliner e composta di gomma sostanzialmente impermeabile all’aria ed utilizzata nei pneumatici tubeless, ossia privi di camera d’aria.

L’innerliner ha lo scopo di garantire la tenuta in pressione dell’aria contenuta nella carcassa.

Inoltre, l’innerliner deve assicurare che l’ossigeno rimanga il più possibile confinato e non si diffonda all’interno delle mescole costituenti le parti del pneumatico provocandone fenomeni di degradazione.

Una possibile soluzione a questa problematica è relativa all’aumento dello spessore dell’innerliner in modo da realizzare una barriera maggiore al passaggio dell’ossigeno. Tale soluzione, tuttavia, comporta lo svantaggio di aumentare necessariamente sia la resistenza al rotolamento sia i costi di produzione.

Generalmente, le mescole costituenti l’innerliner sono realizzate con una matrice di gomma isobutilica.

Come è noto, nell’industria dei pneumatici vi è l’esigenza di realizzare un innerliner presentante uno spessore sempre più ridotto senza che questo pregiudichi le performance di impermeabilità. Infatti, un minor spessore dell’innerliner si traduce principalmente in un minore peso del pneumatico nel suo complesso, con effetti positivi sulla resistenza al rotolamento.

Nelle due domande di brevetto JP2001-509111 e JP2013-103412 è decritto l’utilizzo di un film metallico a copertura della superficie libera dell’innerliner, per migliorarne le proprietà d’impermeabilità e, conseguentemente, poterne ridurre lo spessore.

La Richiedente ha sviluppato una soluzione alternativa e più vantaggiosa rispetto a quelle sopra riportate.

Oggetto della presente invenzione un pneumatico comprendente uno strato interno; detto pneumatico essendo caratterizzato dal fatto di comprendere un film di copertura realizzato in grafite o in grafene e disposto su di una superficie di detto strato interno.

Preferibilmente, lo strato interno comprende un innerliner; detto film di copertura realizzato in grafite o in grafene essendo disposto su di una superficie di detto innerliner.

Preferibilmente, detto film di copertura ha uno spessore uguale o inferiore a 1mm, più preferibilmente ha uno spessore inferiore o uguale a 30µm.

Preferibilmente, detto film di copertura è depositato su una superficie di gomma vulcanizzata.

Un ulteriore oggetto della presente invenzione è l’uso di un film di copertura realizzato in grafite o in grafene e disposto su di una superficie di uno strato interno di un pneumatico.

Per una migliore comprensione della presente invenzione, sono di seguito riportati degli esempi realizzativi a puro scopo illustrativo e non limitativo con l’ausilio della figura allegata, la quale è una sezione parziale di un pneumatico secondo una forma di realizzazione della presente invenzione.

ESEMPI

Su di un campione di mescola vulcanizzata di innerliner standard è stato depositato a ricopertura di una sua superficie un film di grafite.

La composizione della mescola di innerliner è riportata in phr in Tabella I.

TABELLA I

La deposizione è stata eseguita mediante una tecnica di sputtering (si è usato una strumento SPI Supplies ® -Module Carbon Coater), utilizzando un filamento di fibre di carbonio (SPI Supplies ® Carbon Fiber thick 2,0 mm). La deposizione è avvenuta applicando una differenza di potenziale pari a 6,0 volt e con una pressione nella camera di deposizione pari a 0,4 atm. La deposizione è durata un tempo pari a 10 secondi.

In questo modo si è ottenuto un manufatto A composto da uno strato di gomma vulcanizzata, la cui composizione è riportata in Tabella I, ed un film di grafite di 20 µm disposto a copertura di una superficie dello strato di gomma vulcanizzata.

La tecnica di deposizione può essere differente da quanto sopra descritto, non essendo in alcun modo vincolante ai fini della copertura brevettuale cercata.

Il manufatto A è stato sottoposto a un trattamento di invecchiamento mediante l’applicazione per 5 minuti e con una frequenza di 10Hz di una tensione al 7% di allungamento.

Il manufatto risultante dal trattamento di invecchiamento verrà nel seguito identificato come manufatto B.

I manufatti A e B, unitamente ad un manufatto di confronto (manufatto C) sono stati sottoposti ad un test di impermeabilità all’ossigeno a temperatura pari a 25°C utilizzando un apparato convenzionale quale il MOCON® OX-TRA® (modello 2/61).

Il manufatto di confronto C è costituito dal medesimo strato di gomma vulcanizzata del manufatto A senza la ricopertura del film di grafite.

In Tabella II sono riportati i valori dei risultati dei test di impermeabilità indicizzati ai valori relativi al manufatto di confronto C.

Come si evince dai valori di Tabella II, i manufatti della presente invenzione mostrano valori di impermeabilità notevolmente superiori rispetto al manufatto di confronto. La maggiore impermeabilità dei manufatti della presente invenzione suggerisce che un innerliner realizzato secondo la presente invenzione è in grado di assicurare una impermeabilità superiore ad un innerliner standard identificato con il manufatto C.

In particolare, i valori relativi al manufatto B dimostrano che l’innerliner oggetto della presente invenzione mantiene i suoi vantaggi in termini di impermeabilità all’ossigeno, anche a seguito di un suo utilizzo prolungato.

In figura è indicato con 1 un pneumatico nel suo complesso. Il pneumatico 1 comprende una carcassa 2, un battistrada 3 e un tallone 4. La carcassa 2 comprende un innerliner 5. Sulla superficie 6 dell’innerliner 5 è depositato un film di grafite o grafene 7 disposto a copertura della superficie 6.

Grazie alla maggiore impermeabilità dovuta alla presenza del film di grafite o di grafene, è possibile ridurre lo spessore dell’innerliner con i conseguenti vantaggi in termini di peso e, quindi, di resistenza al rotolamento.

Rispetto alla soluzione in cui l’innerliner comprende un film metallico, il film di grafite o di grafene della presente invenzione presenta in primo luogo i vantaggi relativi ad una maggiore stabilità termica, una maggiore resistenza chimica e una maggiore compatibilità con la gomma. Inoltre, lo strato di grafite o di grafene, rispetto agli strati metallici relativi alla soluzione dell’arte nota, ha il vantaggio di rappresentare un più basso impatto ambientale e di comportare tecniche di deposizioni potenzialmente più semplici.

Claims (6)

1. RIVENDICAZIONI 1. Pneumatico (1) comprendente uno strato interno (5); detto pneumatico essendo caratterizzato dal fatto di comprendere un film di copertura (7) realizzato in grafite o in grafene e disposto su di una superficie (6) di detto strato interno (5).
2. 2. Pneumatico secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detto strato interno comprende un innerliner (5); detto film di copertura (7) realizzato in grafite o in grafene essendo disposto su di una superficie (6) di detto innerliner (5).
3. 3. Pneumatico secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detto film di copertura (7) ha uno spessore uguale o inferiore a 1mm.
4. 4. Pneumatico secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto film di copertura (7) ha uno spessore inferiore o uguale a 30µm.
5. 5. Pneumatico secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto film di copertura (7) è depositato su una superficie di gomma vulcanizzata.
6. 6. Uso di un film di copertura realizzato in grafite o in grafene e disposto su di una superficie di uno strato interno di un pneumatico.