ITTO20110504A1 - Metodo per la realizzazione di porzioni colorate su di un pneumatico - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
“METODO PER LA REALIZZAZIONE DI PORZIONI COLORATE SU DI UN PNEUMATICOâ€
La presente invenzione à ̈ relativa ad un metodo per la realizzazione di porzioni colorate su di un pneumatico.
Negli ultimi anni, nell’industria dei pneumatici à ̈ sentita la necessità di realizzare delle porzioni colorate sui pneumatici stessi per le finalità più diverse, non ultima quella estetica.
Fino ad oggi, le tecnologie utilizzate si sono basate sulla preparazione di una mescola di gomma colorata mediante l’utilizzo di opportuni pigmenti.
In particolare, le tecnologie più comuni prevedono sostanzialmente l’utilizzo di tre strati, di cui un primo à ̈ uno strato di cuscinetto a contatto con gli strati interni del pneumatico, un secondo à ̈ uno strato colorato realizzato con la mescola colorata di cui sopra ed un terzo à ̈ uno strato di rivestimento esterno da rimuovere prima della commercializzazione.
Una tale tecnologia spesso non à ̈ sufficiente per prevenire la degradazione della porzione colorata dovuta, soprattutto, alla migrazione degli agenti chimici dagli strati interni del pneumatico alla mescola colorata esterna. Per rallentare tale degradazione, una prassi comune à ̈ quella di aumentare lo spessore dello strato colorato. Questa soluzione comporta necessariamente degli svantaggi in termini di calore generato e, quindi, di resistenza al rotolamento.
La Richiedente ha ideato un metodo per la realizzazione di porzioni colorate su pneumatici, in cui à ̈ prevista la deposizione sulla parte del pneumatico da colorare di uno strato barriera polimerico ottenuto da una dispersione acquosa. Questo metodo à ̈ descritto nelle domande di brevetto TO2009A000964 e TO2010A000850 qui incluse per riferimento.
Tale metodo comporta il grande vantaggio di realizzare delle porzioni colorate sui pneumatici garantendo la durata nel tempo della colorazione senza per questo peggiorare la resistenza al rotolamento.
Tuttavia, il metodo di cui sopra comporta lo svantaggio relativo al tempo necessario per l’asciugatura della dispersione e, quindi, per la conseguente formazione del rispettivo strato barriera.
Scopo della presente invenzione à ̈ quello di ottenere una metodologia per la realizzazione di porzioni colorate su di un pneumatico, le cui caratteristiche tecniche siano tali da superare gli inconvenienti dell’arte nota.
Oggetto della presente invenzione à ̈ un metodo per la realizzazione di porzioni colorate su di un pneumatico; detto metodo comprendendo:
- una fase di realizzazione di uno strato barriera ad elevata impermeabilità ; e
- una fase di deposito su detto strato barriera di un colorante o di uno strato colorato;
detto metodo essendo caratterizzato dal fatto che la fase di realizzazione dello strato barriera comprende in sequenza le operazioni di (a) deposito di una dispersione acquosa su di una parte di pneumatico interessata alla colorazione, (b) separazione di detta dispersione acquosa in una fase acquosa ed in una fase solida, e (c) allontanamento di detta fase acquosa.
Preferibilmente, l’operazione (b) di separazione della dispersione acquosa in una fase acquosa ed in una fase solida comprende la messa in contatto di detta dispersione con una soluzione coagulante scelta tra una soluzione acida, una soluzione basica e una soluzione salina.
Preferibilmente, la soluzione acida à ̈ scelta nel gruppo composto da una soluzione di acido cloridrico, di acido solforico, di acido fosforico, di acido borico, o di acidi carbossilici alifatici o aromatici, mono- o di- o tri-funzionali e saturi o insaturi; la soluzione basica à ̈ scelta nel gruppo composto da una soluzione di idrossidi di metalli alcalino, alcalino terrosi o di ammonio; mentre la soluzione salina à ̈ scelta nel gruppo composto da una soluzione di carbossilati alifatici, saturi o insaturi, mono-, di-, tri-funzionali, sali di acidi aromatici mono-, di-, tri-funzionali, oppure cloruri, solfati, formati, acetati, fosfati, carbonati, alluminati di metalli alcalino o alcalino terrosi o di ammonio.
Preferibilmente, la soluzione acida comprende acido cloridrico, la soluzione basica comprende idrossido di sodio e la soluzione salina comprende cloruro di calcio.
Preferibilmente, l’operazione di allontanamento della fase acquosa à ̈ realizzato mediante evaporazione e/o disidratazione.
Preferibilmente detto strato colorato à ̈ realizzato in gomma; ancora più preferibilmente, detto strato colorato comprende in sequenza un primo sottostrato adesivo atto ad essere a contatto con lo strato barriera, un secondo sottostrato barriera e un terzo sottostrato di gomma colorata.
Preferibilmente, il detto colorante à ̈ del tipo compreso tra i coloranti a base acquosa, i coloranti poliuretanici o i coloranti fotoreticolabili se sottoposti a radiazioni UV.
Preferibilmente, la dispersione a base acquosa dello strato barriera comprende almeno una base polimerica reticolabile ed un tensioattivo di formula molecolare (I) (R1CONR2CHR3COO-)n X<n+>(I)
in cui:
R1Ã ̈ un gruppo alifatico C6-C23
R2Ã ̈ H oppure un gruppo alifatico C1-C8
R3Ã ̈ H oppure un gruppo alifatico o aromatico C1-C8, X Ã ̈ un catione metallico, preferibilmente un catione alcalino, e
n à ̈ un numero intero compreso tra 1 e 3.
Preferibilmente, il gruppo alifatico R1comprende un doppio legame.
Preferibilmente, la dispersione a base acquosa dello strato barriera comprende almeno una base polimerica reticolabile ed un tensioattivo di formula molecolare (II) ([R4R5R6NR8(NR7R9R10)n]<(n+1)+>)y (n+1)X<y->(II) in cui:
X Ã ̈ un atomo o un gruppo anionico
ognuno di R4, R5e R6, uguali o diversi tra loro, Ã ̈ CmH2m+1con m compreso tra 1 e 3, o CH2CHCH2o CHCHCH3ognuno di R7, R9e R10, uguali o diversi tra loro, Ã ̈ CH2CHCH2o CHCHCH3
n à ̈ 0 o 1
y à ̈ 1 se n à ̈ 1; y à ̈ 1 o 2 se n à ̈ 0
R8à ̈ un gruppo alifatico C15-C22quando n à ̈ 0; à ̈ un gruppo alifatico C8-C16 quando n à ̈ 1
quando n à ̈ 0, almeno uno tra R4, R5, R6e R8comprende un doppio legame.
Preferibilmente, R7, R8e R9sono CH2CHCH2e più preferibilmente, n à ̈ 1 e R8à ̈ un gruppo alifatico saturo.
Preferibilmente, R8comprende un doppio legame e n à ̈ 0.
Preferibilmente, il tensioattivo ha una formula molecolare compresa nel gruppo composto da:
[(CH3)3N(CH2)8CHCH(CH2)7CH3]<+>X-;
[(CH2CHCH2)3N(CH2)15CH3]<+>X-;
[(CH3)(CH2CHCH2)2N(CH2)15CH3]<+>X-;
[(CH2CHCH2)(CH3)2N(CH2)15CH3]<+>X-; e [(CH2CHCH2)3N(CH2)12N(CH2CHCH2)3]<2+>2X-Preferibilmente, X<->Ã ̈ I<->o Br-Preferibilmente, la dispersione acquosa comprende almeno un riempitivo compreso nel gruppo costituito da caolino, argilla, mica, feldspato, silice, grafite, bentonite, nero di carbonio e allumina.
Preferibilmente, la base polimerica reticolabile comprende dei polimeri con una Tg maggiore di 0°C.
Gli esempi che seguono servono a scopo illustrativo e non limitativo, per una migliore comprensione dell'invenzione.
ESEMPI
Di seguito sono descritte delle mescole costituenti gli strati protettivi della presente invenzione.
Queste mescole sono tutte caratterizzate da una elevata impermeabilità derivante dall’uso di polimeri ad elevata Tg o dall’uso di quantitativi opportuni di argilla.
L’uso di polimeri ad elevata Tg e l’uso di riempitivi minerali à ̈ reso possibile dal fatto che le mescole sono state ottenute mediante dispersioni acquose comprendenti almeno un tensioattivo di formula molecolare (I) o di formula molecolare (II). Infatti, con la tecnica classica di preparazione delle mescole in Banbury, componenti quali i polimeri ad elevata Tg o i riempitivi minerali non vengono dispersi in maniera ottimale e comunque non efficace alla funzione di strato barriera. Differentemente, le mescole considerate nella presente invenzione, prevedendo la miscelazione in dispersione, presentano una ottimale dispersione degli ingredienti indipendentemente dalla loro tipologia.
Gli strati protettivi sono, quindi, realizzati con le mescole ottenute mediante la deposizione di una dispersione acquosa su di una parte del pneumatico interessata alla colorazione, per esempio la spalla, e il successivo allontanamento dell’acqua.
Ognuna delle dispersioni acquose à ̈ preparata disperdendo e miscelando in acqua i diversi componenti della mescola. In particolare, le dispersioni sono state preparate disperdendo contemporaneamente tutti gli ingredienti riportati in Tabella I in un volume di 1 L di acqua. La dispersione acquosa risultante à ̈ stata sottoposta ad agitazione meccanica per un tempo pari a 30 minuti e, successivamente, à ̈ stata sottoposta a sonicazione per un tempo pari a 15 min. ottenendo, così, una dispersione acquosa.
La procedura sopra riportata di preparazione delle dispersioni acquose non rappresenta in alcun modo un aspetto limitativo dell’invenzione oggetto della presente invenzione.
La deposizione della dispersione à ̈ stata eseguita mediante una tecnica di spray o di spalmatura con pennello sulla spalla di un pneumatico.
Una volta che la dispersione à ̈ stata depositata le viene applicata sopra una so sostanza coagulante scelta tra una soluzione acida a pH 4 di Acido Cloridrico, una soluzione basica a pH 10 di Idrossido di Sodio oppure una soluzione salina 0,2 M di Cloruro di Calcio.
L’applicazione della sostanza coagulante ha provocato una immediata separazione della dispersione in una fase acquosa superficiale ed in una fase polimerica sottostante.
L’allontanamento della fase acquosa à ̈ stato realizzato mediante evaporazione in un tempo inferiore ad 1 minuto, ma potrebbe essere realizzato con un qualsiasi altro metodo che consenta la formazione dello strato impermeabile polimerico a partire dalla dispersione acquosa.
La separazione della dispersione depositata sulla parte del pneumatico da colorare in una fase acquosa e in una fase solida consente di rimuovere la stessa fase acquosa molto velocemente. Diversamente, senza tale separazione, può avvenire la formazione di uno strato polimerico superficiale che impedisce all'acqua residua di evaporare proprio in virtù delle caratteristiche di elevata impermeabilità dello strato polimerico stesso. Senza l’intervento della soluzione di coagulazione, quindi, l’allontanamento dell’acqua dalla dispersione avverrebbe con tempi lunghi e con gli ovvi svantaggi in termini di produttività che questo comporta.
L’utilizzo della soluzione di coagulazione potrebbe essere sostituito da una qualsiasi altra possibilità di separare la dispersione in una fase acquosa e in una fase solida. Inoltre, la soluzione di acida, la soluzione basica e la soluzione salina sopra descritte possono essere sostituite da altre soluzioni acide, basiche o saline purché in grado di realizzare la separazione della dispersione acquosa in una fase solida e una fase acquosa.
Una volta che l’acqua à ̈ stata allontanata come sopra descritto, si à ̈ venuto a formare uno strato barriera di spessore di circa 0,3 mm.
Negli esempi che seguono sono stati utilizzati due tensioattivi (a, b) appartenenti alla classe dei tensioattivi di formula molecolare (I) e cinque tensioattivi (c, d, e, f, g) appartenenti alla classe dei tensioattivi di formula molecolare (II).
Di seguito sono descritti i due tensioattivi utilizzati:
- il tensioattivo (a) Ã ̈ di formula molecolare CH3(CH2)7CHCH(CH2)7CONHCH2COO<->Na<+>;
- il tensioattivo (b) Ã ̈ di formula molecolare CH2CH(CH2)8CONHCH2COO<->Na<+>.
- il tensioattivo (c) Ã ̈ di formula molecolare [(CH3)3N(CH2)8CHCH(CH2)7CH3]<+>I-;
- il tensioattivo (d) Ã ̈ di formula molecolare [(CH2CHCH2)3N(CH2)15CH3]<+>Br-;
- il tensioattivo (e) Ã ̈ di formula molecolare [(CH3)(CH2CHCH2)2N(CH2)15CH3]<+>I-;
- il tensioattivo (f) Ã ̈ di formula molecolare [(CH2CHCH2)(CH3)2N(CH2)15CH3]<+>I-; e
- il tensioattivo (g) à ̈ di formula molecolare [(CH2CHCH2)3N(CH2)12N(CH2CHCH2)3]<2+>2Br-In Tabella I sono riportate in phr le composizioni di cinque mescole A – E ottenute da rispettive dispersioni secondo la presente invenzione. In particolare, nelle mescole A – E à ̈ stata variata la composizione della base polimerica inserendo polimeri con Tg sempre più elevata.
TABELLA I
A B C D E
Cl-IIR 70 70 70 70 70 CR 30 -- -- -- --
SBR -- 30 -- --
PMA -- -- 30 -- --PEMA -- -- -- 30 --ABS -- -- -- -- 30
NERO DI CARBONIO 50 50 50 50 50 RESINA 10 10 10 10 10 ZnO 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 ZOLFO 2,8 2,8 2,8 2,8 2,8 ACCELERANTI 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 TENSIOATTIVO (a) 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 Cl-IIR sta per gomma clorobutilica; CR sta per cloroprene; SBR sta per gomma stirene-butadiene; PMA sta per polimetacrilato; PEMA sta per polietilmetilacrilato; ABS sta per terpolimero acrilonitrile-butadiene stirene.
In Tabella II sono riportate in phr le composizioni di tre mescole F – H ottenute da rispettive dispersioni secondo la presente invenzione. In particolare, nelle mescole F – H à ̈ stato introdotto e progressivamente aumentato il contenuto di argilla.
TABELLA II
F G H
Cl-IIR 100 100 100 NERO DI CARBONIO 50 50 50 ARGILLA 30 70 110 RESINA 10 10 10 ZnO 1,5 1,5 1,5 ZOLFO 2,8 2,8 2,8 ACCELERANTI 1,5 1,5 1,5 TENSIOATTIVO (b) 2,0 2,0 2,0 In Tabella III sono riportate in phr le composizioni di tre mescole I – O ottenute da rispettive dispersioni secondo la presente invenzione.
TABELLA III
I L M N O
Cl-IIR 100 100 100 100 100 NERO DI CARBONIO 50 50 50 50 50
ARGILLA 110 110 110 110 110
RESINA 10 10 10 10 10
ZnO 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5
ZOLFO 2,8 2,8 2,8 2,8 2,8
ACCELERANTI 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 TENSIOATTIVO (c) 2,0 -- -- -- --TENSIOATTIVO (d) -- 2,0 -- -- --TENSIOATTIVO (e) -- -- 2,0 -- --TENSIOATTIVO (f) -- -- -- 2,0 --TENSIOATTIVO (g) -- -- -- -- 2,0 I riempitivi presi in considerazione nello strato barriera oggetto della presente invenzione sono costituiti preferibilmente da particelle minerali con un diametro compreso tra 0,2 e 2 mm ed un aspect ratio compreso tra 5 e 30, preferibilmente tra 8 e 20. Preferibilmente, i riempitivi sono compresi nel gruppo costituito da caolino, argilla, mica, feldspato, silice, grafite, bentonite, nero di carbonio e allumina.
Sullo strato di protezione formatosi à ̈ stato applicato un colorante a base acquosa. In particolare, il colorante a base acquosa utilizzato appartiene al gruppo di vernici indicate con la denominazione “VERNICI IMC IDRO†o “IMC IDROFLEX†prodotte e commercializzate dalla ditta SIVAM VERNICI SPA.
La reticolazione dello strato barriera e dello strato di colorante a base acquosa può essere fatta avvenire in concomitanza alla fase di vulcanizzazione del pneumatico o successivamente a questa. In altre parole, la colorazione può essere applicata ad un pneumatico già vulcanizzato o ancora da vulcanizzare.
In alternativa al colorante a base acquosa, sullo strato di protezione formatosi à ̈ stato applicato uno strato colorato di gomma disponibile sul mercato ed avente uno spessore minore di 1,0 mm. In particolare, lo strato colorato di gomma utilizzato à ̈ indicato con il nome commerciale “Rubber label Reel Palomino†ed à ̈ prodotto e commercializzato dalla ditta VENETADECALCOGOMME srl.
In particolare, generalmente lo strato colorato di gomma à ̈ realizzato da sottostrati dei quali il primo (in uso a contatto con lo strato barriera) à ̈ uno strato adesivo, il secondo à ̈ uno strato barriera e il terzo à ̈ lo strato di gomma che porta la colorazione. Nonostante questa struttura dello strato colorato di gomma possa essere utilizzata senza inconvenienti nella presente invenzione, tuttavia lo strato adesivo e lo strato barriera possono non essere previsti. In altre parole, lo strato colorato di gomma può essere costituito dal solo sottostrato in gomma che porta la colorazione.
La reticolazione dello strato barriera e dello strato colorato di gomma può essere fatta avvenire in concomitanza alla fase di vulcanizzazione del pneumatico o successivamente a questa. In altre parole, anche in questo caso la colorazione può essere applicata ad un pneumatico già vulcanizzato o ancora da vulcanizzare.
Il metodo della presente invenzione consente di realizzare delle porzioni colorate sui pneumatici garantendo la tenuta della colorazione nel tempo, il non incremento della resistenza al rotolamento ed al tempo stesso garantendo anche una elevata produttività .
Inoltre, un altro vantaggio del metodo della presente invenzione à ̈ relativo alla sua semplicità applicativa. Infatti, à ̈ sufficiente ad esempio applicare una soluzione acida, basica o salina sulla dispersione acquosa e, successivamente, provocare l’allontanamento della fase acquosa per evaporazione mediante ad esempio una corrente di aria convettiva o l’innalzamento della temperatura o le radiazioni di microonde.
Claims (15)
- RIVENDICAZIONI 1. Metodo per la realizzazione di porzioni colorate su di un pneumatico; detto metodo comprendendo: - una fase di realizzazione di uno strato barriera ad elevata impermeabilità ; e - una fase di deposito su detto strato barriera di un colorante o di uno strato colorato; detto metodo essendo caratterizzato dal fatto che la fase di realizzazione dello strato barriera comprende in sequenza le operazioni di (a) deposito di una dispersione acquosa su di una parte di pneumatico interessata alla colorazione, (b) separazione di detta dispersione acquosa in una fase acquosa ed in una fase solida, e (c) allontanamento di detta fase acquosa.
- 2. Metodo per la realizzazione di porzioni colorate su di un pneumatico secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la detta operazione (b) di separazione della dispersione acquosa in una fase acquosa ed in una fase solida comprende la messa in contatto con detta dispersione di una soluzione coagulante scelta tra una soluzione acida, una soluzione basica e una soluzione salina.
- 3. Metodo per la realizzazione di porzioni colorate su di un pneumatico secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che la soluzione acida à ̈ scelta nel gruppo composto da una soluzione di acido cloridrico, di acido solforico, di acido fosforico, di acido borico, o di acidi carbossilici alifatici o aromatici, mono- o di- o tri-funzionali e saturi o insaturi; la soluzione basica à ̈ scelta nel gruppo composto da una soluzione di idrossidi di metalli alcalino, alcalino terrosi o di ammonio; mentre la soluzione salina à ̈ scelta nel gruppo composto da una soluzione di carbossilati alifatici, saturi o insaturi, mono-, di-, tri-funzionali, sali di acidi aromatici mono-, di-, tri-funzionali, oppure cloruri, solfati, formati, acetati, fosfati, carbonati, alluminati di metalli alcalino o alcalino terrosi o di ammonio.
- 4. Metodo per la realizzazione di porzioni colorate su di un pneumatico secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che la soluzione acida comprende acido cloridrico, la soluzione basica comprende idrossido di sodio e la soluzione salina comprende cloruro di calcio.
- 5. Metodo per la realizzazione di porzioni colorate su di un pneumatico secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che l’operazione di allontanamento della fase acquosa à ̈ realizzato mediante evaporazione e/o disidratazione.
- 6. Metodo per la realizzazione di porzioni colorate su di un pneumatico secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto strato colorato à ̈ realizzato in gomma.
- 7. Metodo per la realizzazione di porzioni colorate su di un pneumatico secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detto strato colorato comprende in sequenza un primo sottostrato adesivo atto ad essere a contatto con lo strato barriera, un secondo sottostrato barriera e un terzo sottostrato di gomma colorata.
- 8. Metodo per la realizzazione di porzioni colorate su di un pneumatico secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto colorante à ̈ del tipo compreso tra i coloranti a base acquosa, i coloranti poliuretanici o i coloranti fotoreticolabili se sottoposti a radiazioni UV.
- 9. Metodo per la realizzazione di porzioni colorate su di un pneumatico secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la dispersione a base acquosa comprende almeno una base polimerica reticolabile ed un tensioattivo di formula molecolare (I) (R1CONR2CHR3COO-)n X<n+>(I) in cui: R1à ̈ un gruppo alifatico C6-C23 R2à ̈ H oppure un gruppo alifatico C1-C8 R3à ̈ H oppure un gruppo alifatico o aromatico C1-C8, X à ̈ un catione metallico, preferibilmente un catione alcalino, e n à ̈ un numero intero compreso tra 1 e 3.
- 10. Metodo per la realizzazione di porzioni colorate su di un pneumatico secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che il gruppo alifatico R1comprende un doppio legame.
- 11. Metodo per la realizzazione di porzioni colorate su di un pneumatico secondo una delle rivendicazioni dalla 1 alla 8, caratterizzato dal fatto che la dispersione a base acquosa comprende almeno una base polimerica reticolabile ed un tensioattivo di formula molecolare (II) ([R4R5R6NR8(NR7R9R10)n]<(n+1)+>)y (n+1)X<y->(II) in cui: X à ̈ un atomo o un gruppo anionico ognuno di R4, R5e R6, uguali o diversi tra loro, à ̈ CmH2m+1con m compreso tra 1 e 3, o CH2CHCH2o CHCHCH3ognuno di R7, R9e R10, uguali o diversi tra loro, à ̈ CH2CHCH2o CHCHCH3 n à ̈ 0 o 1 y à ̈ 1 se n à ̈ 1; y à ̈ 1 o 2 se n à ̈ 0 R8à ̈ un gruppo alifatico C15-C22quando n à ̈ 0; à ̈ un gruppo alifatico C8-C16 quando n à ̈ 1 quando n à ̈ 0, almeno uno tra R4, R5, R6e R8comprende un doppio legame.
- 12. Metodo per la realizzazione di porzioni colorate su di un pneumatico secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che R4, R5e R6sono CH2CHCH2e più preferibilmente, n à ̈ 1 e R8à ̈ un gruppo alifatico saturo.
- 13. Metodo per la realizzazione di porzioni colorate su di un pneumatico secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che R8comprende un doppio legame e n à ̈ 0.
- 14. Metodo per la realizzazione di porzioni colorate su di un pneumatico secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la dispersione a base acquosa comprende almeno un composto riempitivo compreso nel gruppo costituito da caolino, argilla, mica, feldspato, silice, grafite, bentonite, nero di carbonio e allumina.
- 15. Metodo per la realizzazione di porzioni colorate su di un pneumatico secondo una delle rivendicazioni da 9 a 14, caratterizzato dal fatto che la base polimerica reticolabile comprende dei polimeri con una Tg maggiore di 0°C.
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