ITTO20120953A1 - METHOD FOR THE PREPARATION OF A RUBBER COMPOUND FOR TIRES - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
del brevetto per invenzione industriale dal titolo: of the patent for industrial invention entitled:
"METODO PER LA PREPARAZIONE DI UNA MESCOLA IN GOMMA PER PNEUMATICI" "METHOD FOR PREPARING A RUBBER COMPOUND FOR TIRES"
La presente invenzione è relativa ad un metodo per la preparazione di una mescola in gomma per pneumatici. The present invention relates to a method for preparing a rubber compound for tires.
Una delle esigenze su cui costantemente si concentra parte della ricerca nel campo dei pneumatici è relativa ai miglioramenti in termini di resistenza al rotolamento e di resistenza all'abrasione dello pneumatico. One of the requirements on which part of the research in the field of tires is constantly focused is related to improvements in terms of rolling resistance and abrasion resistance of the tire.
A tale riguardo, da tempo è noto l'utilizzo della silice come carica rinforzante nelle mescole per battistrada. La silice viene utilizzata in sostituzione del nero di carbonio, ed è utilizzata con delle particolari sostanze chimiche (silani) le quali, interagendo con i gruppi silanolici della silice stessa, inibiscono la formazione di legami idrogeno tra le sue particelle. I silani inoltre possono, mediante appropriata funzionalità, interagire con la base polimerica per creare un ponte chimico tra essa e la silice. La scelta di utilizzo della silice è dettata dai vantaggi in termini di resistenza al rotolamento e di tenuta sul bagnato che questa comporta. In this regard, the use of silica as a reinforcing filler in tread compounds has been known for some time. Silica is used to replace carbon black, and is used with particular chemical substances (silanes) which, interacting with the silanol groups of the silica itself, inhibit the formation of hydrogen bonds between its particles. Furthermore, the silanes can, through appropriate functionality, interact with the polymeric base to create a chemical bridge between it and the silica. The choice of use of silica is dictated by the advantages in terms of rolling resistance and wet grip that this entails.
Come è ben noto nel settore, nelle mescole possono essere utilizzati dei polimeri sintetici ottenuti da un processo di sintesi condotto o in soluzione o in emulsione. E' inoltre noto, dalla letteratura brevettuale, il possibile impiego di appropriati attivatori negli stadi non produttivi per aumentare la reattività tra Silice, Silano e polimero (US5580919B) As is well known in the field, synthetic polymers obtained from a synthesis process carried out either in solution or in emulsion can be used in the blends. It is also known, from the patent literature, the possible use of appropriate activators in the non-productive stages to increase the reactivity between Silica, Silane and polymer (US5580919B)
È stato sperimentalmente provato che nelle mescole contenenti silice in cui la base polimerica è stata preparata mediante un processo di polimerizzazione in emulsione, l'impiego di opportuni attivatori non apporta alcun aumento significativo della reattività del sistema Silice/Silano/Polimero e, quindi, che la mescola risultante non presenta delle caratteristiche di resistenza al rotolamento e di abrasione ottimali. It has been experimentally proven that in compounds containing silica in which the polymer base has been prepared by means of an emulsion polymerization process, the use of suitable activators does not bring about any significant increase in the reactivity of the Silica / Silane / Polymer system and, therefore, that the resulting compound does not exhibit optimum rolling resistance and abrasion characteristics.
Tali problematiche sono state riscontrate anche nel caso in cui si utilizzi gomma naturale come base polimerica. These problems have also been encountered in the case in which natural rubber is used as a polymer base.
Era, quindi, sentita l'esigenza di poter realizzare delle mescole in cui la base polimerica fosse costituita almeno in parte da gomma naturale o da un polimero preparato mediante un processo di polimerizzazione in emulsione senza che questo andasse a discapito delle caratteristiche relative alla resistenza al rotolamento e alla resistenza alla abrasione. The need was therefore felt to be able to produce compounds in which the polymeric base was made up at least in part of natural rubber or a polymer prepared by means of an emulsion polymerization process without this affecting the characteristics relating to resistance to rolling and abrasion resistance.
La Richiedente ha sorprendentemente ed inaspettatamente trovato una particolare metodologia che consente la preparazione di mescole contenenti almeno in parte gomma naturale o polimeri preparati con processo di polimerizzazione in emulsione senza incorrere negli svantaggi dell'arte nota. The Applicant has surprisingly and unexpectedly found a particular methodology which allows the preparation of compounds containing at least in part natural rubber or polymers prepared with an emulsion polymerization process without incurring the disadvantages of the known art.
Inoltre, va sottolineato come la metodologia realizzata dalla Richiedente soddisfi la necessità di contenere la quantità e la tipologia di ingredienti utilizzati nella mescola. Infatti, l'utilizzo di un eccesso di ingredienti comporterebbe una difficile gestione delle diverse caratteristiche che la mescola stessa deve soddisfare. Sostanzialmente, la metodologia della presente invenzione non comporta l'aggiunta di nuovi ingredienti rispetto all'arte nota, ma ne modifica soltanto la tempistica della loro miscelazione. Furthermore, it should be emphasized how the methodology implemented by the Applicant satisfies the need to contain the quantity and type of ingredients used in the mixture. In fact, the use of an excess of ingredients would imply a difficult management of the different characteristics that the mixture itself must satisfy. Basically, the methodology of the present invention does not involve the addition of new ingredients with respect to the known art, but only changes the timing of their mixing.
Oggetto della presente invenzione è un metodo per la realizzazione di mescole in gomma in cui la base polimerica utilizzata sia almeno in parte derivante da processo di polimerizzazione in emulsione e/o contenga gomma naturale; detto metodo essendo caratterizzato dal fatto di comprendere una fase preliminare di miscelazione in cui, in assenza di legante silanico, vengono miscelati tra loro la base polimerica e almeno un composto nucleofilo, una fase successiva di miscelazione in cui silice e legante silanico sono aggiunti alla mescola proveniente dalla fase preliminare di miscelazione. The object of the present invention is a method for making rubber compounds in which the polymeric base used is at least partly deriving from an emulsion polymerization process and / or contains natural rubber; said method being characterized in that it comprises a preliminary mixing step in which, in the absence of silane binder, the polymeric base and at least one nucleophilic compound are mixed together, a subsequent mixing step in which silica and silane binder are added to the mix coming from the preliminary mixing phase.
Preferibilmente, detto composto nucleofilo è scelto tra gli acceleranti di vulcanizzazione e gli agenti antiossidanti/antiozonanti . Preferably, said nucleophilic compound is selected from the vulcanization accelerators and the antioxidant / antiozonating agents.
Preferibilmente, il metodo comprende una fase finale di miscelazione in cui acido stearico e un sistema di vulcanizzazione sono aggiunti alla mescola in preparazione. Preferably, the method comprises a final mixing step in which stearic acid and a vulcanization system are added to the blend being prepared.
Preferibilmente, il composto nucleofilo è aggiunto in mescola in una quantità compresa tra 0,1 e 10,0 phr. Preferably, the nucleophilic compound is added in mixture in an amount comprised between 0.1 and 10.0 phr.
Preferibilmente, il composto nucleofilo è una miscela costituita da 0,6 a 5 phr di un accelerante di vulcanizzazione e da 0,1 a 5 phr di un composto antiossidante/antiozonante . Preferably, the nucleophilic compound is a mixture consisting of 0.6 to 5 phr of a vulcanization accelerator and 0.1 to 5 phr of an antioxidant / antiozonant compound.
Preferibilmente, l'accelerante di vulcanizzazione è compreso nel gruppo composto da ammine, disulfidi, guanidine e loro derivati, tiourea e suoi derivati, tiazoli, tiourami, sulfenammidi e loro derivati, ditiocarbamati, ditiofosfati e xantati; ancora più preferibilmente l'accelerante di vulcanizzazione è compreso nel gruppo composto da benzotiazil-cicloesil-sulfenammide (CBS), N-terz-butil-2-benzotiazilsulfenammide (TBBS) 2 mercaptobenzot iazolo (MBT), sali di zinco del 2-mercaptobenzot iazolo (ZMBT), benzotiazil-2dicicloesil sulfenammide (DCBS) , dif enilguanidina (DPG), Trifenilguanidina (TPG) , difenil tiourea (DPTU), benzotiazol disolfuro (MBTS), esamet ilentetrammina (HMT), tetrabenziltiouramdisolfuro (TBzTD) e loro miscele. Preferably, the vulcanization accelerator is included in the group consisting of amines, disulfides, guanidines and their derivatives, thiourea and its derivatives, thiazoles, thiourams, sulfenamides and their derivatives, dithiocarbamates, dithiophosphates and xanthates; even more preferably the vulcanization accelerator is included in the group consisting of benzothiazyl-cyclohexyl-sulfenamide (CBS), N-tert-butyl-2-benzothiazylsulfenamide (TBBS) 2 mercaptobenzothiazole (MBT), zinc salts of 2-mercaptobenzotiazole (ZMBT), benzothiazyl-2dicyclohexyl sulfenamide (DCBS), di-enylguanidine (DPG), triphenylguanidine (TPG), diphenyl thiourea (DPTU), benzothiazol disulfide (MBTS), hexamethylenethylenetetramine (HMyltamT) and their mixtures tetrabisulfur.
Preferibilmente, il composto antiossidante/ant iozonante è compreso nel gruppo composto da Chinoline, Fenilendiammine e loro derivati, Fenoli e loro derivati e loro miscele; ancora più preferibilmente, il composto antiossidante/ant iozonante è compreso nel gruppo composto da 1,2 di-idro-2 ,2,4-trimet il chinolina polimerizzata (TMQ) e N-l ,3-Dimet ilbutil-N '-fenilparafenilen diammina (6PPD) e loro miscele. Preferably, the antioxidant / antiozonant compound is included in the group consisting of Quinolines, Phenylenediamines and their derivatives, Phenols and their derivatives and their mixtures; even more preferably, the antioxidant / antiozonant compound is included in the group consisting of 1,2 di-hydro-2, 2,4-trimeth the polymerized quinoline (TMQ) and N-1,3-Dimeth ylbutyl-N '-phenylparaphenylene diamine ( 6PPD) and their mixtures.
Preferibilmente, il composto nucleofilo è aggiunto alla mescola anche in detta fase successiva di miscelazione unitamente alla silice e al legante silanico. Preferably, the nucleophilic compound is added to the mix also in said subsequent mixing step together with the silica and the silane binder.
Preferibilmente, detta fase successiva di miscelazione viene interrotta ad una temperatura compresa tra 160 e 180 °C. Preferably, said subsequent mixing step is interrupted at a temperature comprised between 160 and 180 ° C.
Un ulteriore oggetto della presente invenzione è una mescola ottenuta con il metodo della presente invenzione. A further object of the present invention is a blend obtained with the method of the present invention.
Un ulteriore oggetto della presente invenzione è una porzione di pneumatico realizzata con la mescola ottenuta con il metodo della presente invenzione. A further object of the present invention is a tire portion made with the compound obtained with the method of the present invention.
Ancora un ulteriore oggetto della presente invenzione è uno pneumatico in cui almeno una sua parte è realizzata con la mescola ottenuta con il metodo oggetto della presente invenzione. Still a further object of the present invention is a tire in which at least a part of it is made with the compound obtained with the method object of the present invention.
Di seguito sono riportati degli esempi a scopo esplicativo e non limitativo per una migliore comprensione della presente invenzione. Examples are reported below for explanatory and non-limiting purposes for a better understanding of the present invention.
ESEMPI EXAMPLES
Sono state realizzate dieci mescole con il metodo oggetto della presente invenzione (E1-E10). Le prime cinque mescole della presente invenzione (E1-E5) comprendono una base polimerica parte della quale deriva da un processo di polimerizzazione in emulsione, mentre le seconde cinque mescole della presente invenzione (E6-E10) comprendono una base polimerica parte della quale è gomma naturale. Ten blends were made with the method object of the present invention (E1-E10). The first five blends of the present invention (E1-E5) comprise a polymeric base part of which derives from an emulsion polymerization process, while the second five blends of the present invention (E6-E10) comprise a polymeric base part of which is rubber natural.
Nella fase preliminare di miscelazione la base polimerica è miscelata con il composto nucleofilo costituito da un accelerante di vulcanizzazione, da un agente antiossidante/antiozonante o da una miscela dei due. Inoltre, le mescole realizzate con il metodo della presente invenzione si differenziano tra loro per l'aggiunta di un accelerante di vulcanizzazione o nella fase successiva di miscelazione o nella fase finale di miscelazione, e per l'aggiunta di una parte della silice nella fase successiva di miscelazione o nella fase preliminare di miscelazione. In the preliminary mixing phase, the polymer base is mixed with the nucleophilic compound consisting of a vulcanization accelerator, an antioxidant / antiozonant agent or a mixture of the two. Furthermore, the compounds made with the method of the present invention differ from each other for the addition of a vulcanization accelerator either in the subsequent mixing phase or in the final mixing phase, and for the addition of a part of the silica in the subsequent phase. mixing or in the preliminary mixing phase.
Per una corretta valutazione dei vantaggi della presente invenzione sono state realizzate sei mescole di confronto (Conf .1-Conf.6) . Le prime tre mescole di confronto (Conf.1-Conf .3) comprendono la medesima base polimerica delle prime cinque mescole dell'invenzione (El-E5) , mentre le seconde tre mescole di confronto (Conf.4-Conf.6) comprendono la medesima base polimerica delle prime cinque mescole dell'invenzione (E6-E10). For a correct evaluation of the advantages of the present invention, six comparative compounds have been made (Conf .1-Conf.6). The first three comparative compounds (Conf. 1-Conf .3) comprise the same polymeric base as the first five compounds of the invention (El-E5), while the second three comparative compounds (Conf. 4-Conf. 6) include the same polymeric base of the first five compounds of the invention (E6-E10).
Nello specifico, la prima (Conf.l) e la quarta (Conf.4) mescola di confronto sono state realizzate con il metodo standard ossia tramite l'introduzione di Acido Stearico con Silice e Silano nelle fasi di miscelazione non produttive e l'introduzione del pacchetto Acceleranti / Antiossidanti / Antiozonanti nella fase finale. La seconda (Conf.2) e la quinta (Conf.5) mescola di confronto si differenziano dalla prima per il fatto che l'accelerante di vulcanizzazione è aggiunto nella seconda fase di miscelazione anziché unitamente al sistema di vulcanizzazione e l'acido stearico è aggiunto unitamente al sistema di vulcanizzazione anziché nella prima fase di miscelazione. La terza (Conf.3) e la sesta (Conf.6) mescola di confronto si differenziano dalle mescole della presente invenzione per l'aggiunta della silice e del legante silanico nella prima fase di miscelazione unitamente al composto nucleofilo. Specifically, the first (Conf.l) and fourth (Conf. 4) comparison compound were made with the standard method, i.e. through the introduction of Stearic Acid with Silica and Silane in the non-productive mixing phases and the introduction of the Accelerators / Antioxidants / Antiozonants package in the final phase. The second (Conf. 2) and fifth (Conf. 5) comparison compound differ from the first in that the vulcanization accelerator is added in the second mixing step instead of together with the vulcanization system and the stearic acid is added together with the vulcanization system instead of in the first mixing phase. The third (Conf.3) and the sixth (Conf.6) comparison compound differ from the compounds of the present invention for the addition of the silica and the silane binder in the first mixing step together with the nucleophilic compound.
Le mescole descritte negli esempi sono state realizzate secondo la procedura sotto riportata: The compounds described in the examples were made according to the procedure below:
- preparazione delle mescole -(la fase di miscelazione) - preparation of the compounds - (the mixing phase)
In un miscelatore con rotori tangenziali e di volume interno compreso tra 230 e 270 litri, sono stati caricati prima dell'inizio della miscelazione gli ingredienti riportati nelle tabelle I e II raggiungendo un fattore di riempimento compreso tra 66-72%. In a mixer with tangential rotors and with an internal volume between 230 and 270 liters, the ingredients listed in Tables I and II were loaded before the start of mixing, reaching a filling factor of between 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. The mixer was operated at a speed between 40-60 rpm, and the mixture formed was discharged once a temperature between 140-160 ° C was reached.
(2a fase di miscelazione) (2nd mixing stage)
Alla miscela ottenuta dalla precedente fase di miscelazione sono stati aggiunti gli ingredienti indicati nelle tabelle I e II. La miscela così realizzata è stata nuovamente lavorata in miscelatore azionato ad una velocità compresa tra 40-60 giri/minuto per la preparazione della mescola Conf.l e Conf.4, e tra 50-70 giri/minuto per la preparazione delle altre mescole. Successivamente, la mescola viene scaricata una volta raggiunta una temperatura compresa tra 130-150°C per la preparazione della mescola Conf.l e Conf.4, e tra 160-180°C per la preparazione delle altre mescole. The ingredients indicated in Tables I and II were added to the mixture obtained from the previous mixing step. The mixture thus obtained was worked again in a mixer operated at a speed between 40-60 rpm for the preparation of the Conf.l and Conf.4 mixes, and between 50-70 rpm for the preparation of the other compounds. Subsequently, the mixture is discharged once it reaches a temperature between 130-150 ° C for the preparation of the Conf.l and Conf.4 mixes, and between 160-180 ° C for the preparation of the other compounds.
(3a fase di miscelazione) (3rd mixing phase)
Alla miscela ottenuta dalla precedente fase sono stati aggiunti gli ingredienti indicati nelle Tabelle I e II raggiungendo un fattore di riempimento compreso tra 63-67%. The ingredients indicated in Tables I and II were added to the mixture obtained from the previous phase, reaching a filling factor of between 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. The mixer was operated at a speed between 20-40 rpm, and the mixture formed was discharged once a temperature between 100-110 ° C was reached.
Nella descrizione della preparazione delle mescole di cui sopra, così come nella Tabella I di seguito riportata, la "prima fase di miscelazione", "seconda fase di miscelazione" e "terza fase di miscelazione" stanno ad indicare quelle che nelle rivendicazioni sono indicate come "fase preliminare di miscelazione", "fase successiva di miscelazione" e "fase finale di miscelazione". In the description of the preparation of the above mixtures, as well as in Table I below, the "first mixing phase", "second mixing phase" and "third mixing phase" indicate those which in the claims are indicated as "preliminary mixing phase", "subsequent mixing phase" and "final mixing phase".
In Tabella I sono riportate le composizioni in phr delle prime cinque mescole ottenute secondo i dettami della presente invenzione. In Table I the phr compositions of the first five compounds obtained according to the dictates of the present invention are reported.
In Tabella II sono riportate le composizioni in phr delle prime tre mescole di confronto. Table II shows the phr compositions of the first three comparative compounds.
In Tabella III sono riportate le composizioni in phr delle seconde cinque mescole ottenute secondo i dettami della presente invenzione. Table III shows the phr compositions of the second five compounds obtained according to the dictates of the present invention.
TABELLA III TABLE III
In Tabella IV sono riportate le composizioni in phr delle seconde tre mescole di confronto. Table IV shows the phr compositions of the second three comparative compounds.
TABELLA IV TABLE IV
Nelle Tabelle I-IV: In Tables I-IV:
E-SBR è una base polimerica ottenuta mediante un processo di polimerizzazione in emulsione con un peso molecolare medio compreso rispettivamente tra 800-1500x10 e tra 500-900x10 , con un contenuto di stirene compreso tra 20 al 45% e un contenuto di olio compreso tra 0 e 30%; E-SBR is a polymeric base obtained through an emulsion polymerization process with an average molecular weight between 800-1500x10 and 500-900x10 respectively, with a styrene content between 20 to 45% and an oil content between 0 and 30%;
BR e' una base polimerica costituita da polibutadiene il cui contenuto di 1,4 cis e' almeno pari al 40%; BR is a polymeric base consisting of polybutadiene whose content of 1,4 cis is at least equal to 40%;
NR e' una base polimerica costituita da 1,4-cis poliisoprene di origine naturale le cui caratteristiche sono ben note ad un esperto del ramo. NR is a polymeric base consisting of 1,4-cis polyisoprene of natural origin, the characteristics of which are well known to a person skilled in the art.
La silice utilizzata è commercializzata con il nome VN3 dalla società EVONIK e presenta un area superficiale di circa 170 m<2>/g; The silica used is marketed under the name VN3 by the company EVONIK and has a surface area of about 170 m <2> / g;
Il legante silanico utilizzato ha una formula (CH3CH2O)3si (CH2)3ss(CH2)3si(OCH2CH3)3ed è commercializzato con il nome SI75 dalla società EVONIK; The silane binder used has a formula (CH3CH2O) 3si (CH2) 3ss (CH2) 3si (OCH2CH3) 3 and is marketed under the name SI75 by the company EVONIK;
Come Accelerante 1 è stato utilizzato il composto mercapto Benzot iazol-disolfuro (indicato con la sigla MBTS); The mercapto Benzot iazol-disulfide compound (indicated with the abbreviation MBTS) was used as Accelerant 1;
Come Accelerante 2 è stato utilizzato il composto Difenil-guanidina (indicato con la sigla DPG); The compound diphenyl-guanidine (indicated with the abbreviation DPG) was used as Accelerant 2;
Come Antiossidante/antiozonante è stata utilizzata una miscela composta da una parte di 1,2 di-idro-2,2,4-trimetil chinolina polimerizzata e tre parti di N-l,3-Dimetilbutil-N'-fenil-parafenilen diammina (indicate rispettivamente con le sigle TMQ e 6PPD). As an antioxidant / antiozonant, a mixture composed of one part of polymerized 1,2 di-hydro-2,2,4-trimethyl quinoline and three parts of N-1,3-Dimethylbutyl-N'-phenyl-paraphenylene diamine (indicated respectively with the initials TMQ and 6PPD).
Le mescole riportate nelle Tabelle I e IV sono state sottoposte ad una serie di test per poterne valutare le proprietà legate all'efficacia del legame chimico tra silice e base polimerica. The compounds shown in Tables I and IV have been subjected to a series of tests to be able to evaluate the properties linked to the effectiveness of the chemical bond between silica and the polymer base.
In particolare, la viscosità è stata misurata in accordo con la norma ISO 289; le proprietà dinamiche sono state misurate in accordo con la norma ISO 4664 (come è noto ad un tecnico del ramo, i valori di tand a 60°C sono strettamente correlati alla proprietà di resistenza al rotolamento: minore è il valore di tand a 60°C, migliore risulta la resistenza al rotolamento); le proprietà fisiche sono state misurate in accordo con la norma ASTM D412C; la resistenza all'abrasione è stata misurata in accordo con la norma ISO 4649. Il parametro indicato come "BOUND RUBBER" viene usato comunemente in letteratura come indicatore dell'interazione chimico-fisica polimero-filler; il test viene eseguito su campioni non vulcanizzati e comunemente si determina la frazione di mescola che non viene solubilizzata dopo trattamento in THF (24 ore a temperatura ambiente). In particular, the viscosity was measured in accordance with the ISO 289 standard; the dynamic properties were measured in accordance with the ISO 4664 standard (as is known to a technician in the art, the tand values at 60 ° C are closely related to the rolling resistance property: the lower the tand value at 60 ° C, the better the rolling resistance); the physical properties were measured in accordance with the ASTM D412C standard; the abrasion resistance was measured in accordance with the ISO 4649 standard. The parameter indicated as "BOUND RUBBER" is commonly used in literature as an indicator of the chemical-physical polymer-filler interaction; the test is performed on non-vulcanized samples and commonly the fraction of the mixture that is not solubilized after treatment in THF (24 hours at room temperature) is determined.
Nelle Tabelle V e VI sono riportati i risultati ottenuti dai test di cui sopra per le prime cinque mescole ottenute con il metodo della presente invenzione e per le prime tre mescole di confronto. Per la resistenza al rotolamento e per la resistenza all'abrasione, valori sopra 100 sono da considerarsi nella direzione migliorativa. Per una più immediata evidenza dei vantaggi apportati dalle mescole della presente invenzione, i risultati ottenuti dai test sono stati indicizzati sulla base dei risultati ottenuti dalla mescola di confronto Conf.l che rappresenta la metodologia standard. Tables V and VI show the results obtained from the above tests for the first five compounds obtained with the method of the present invention and for the first three comparison compounds. For rolling resistance and abrasion resistance, values above 100 are to be considered in the improvement direction. For a more immediate evidence of the advantages provided by the compounds of the present invention, the results obtained from the tests have been indexed on the basis of the results obtained from the comparison compound Conf.l which represents the standard methodology.
TABELLA V TABLE V
TABELLA VI TABLE VI
Nelle Tabelle VII e Vili sono riportati i risultati ottenuti dai test di cui sopra per le seconde cinque mescole ottenute con il metodo della presente invenzione e per le seconde tre mescole di confronto. Per la resistenza al rotolamento e per la resistenza all'abrasione, valori sopra 100 sono da considerarsi nella direzione migliorativa. Per una più immediata evidenza dei vantaggi apportati dalle mescole della presente invenzione, i risultati ottenuti dai test sono stati indicizzati sulla base dei risultati ottenuti dalla mescola di confronto Conf.4 che rappresenta la metodologia standard. Tables VII and VIII show the results obtained from the above tests for the second five compounds obtained with the method of the present invention and for the second three comparative compounds. For rolling resistance and abrasion resistance, values above 100 are to be considered in the improvement direction. For a more immediate evidence of the advantages provided by the compounds of the present invention, the results obtained from the tests have been indexed on the basis of the results obtained from the comparison compound Conf.4 which represents the standard method.
TABELLA VII TABLE VII
TABELLA VITI SCREW TABLE
Come appare evidente da un confronto dei dati riportati nelle Tabelle VI-VIII le mescole realizzate con il metodo della presente invenzione presentano una migliore resistenza al rotolamento e una migliore resistenza all'abrasione, il che è indice di una migliore interazione della silice con la base polimerica. As is evident from a comparison of the data reported in Tables VI-VIII, the compounds made with the method of the present invention have a better rolling resistance and a better abrasion resistance, which is an indication of a better interaction of the silica with the base. polymer.
In particolare, i dati relativi alle mescole Conf.2, Conf.3, Conf.5 e Conf.6 dimostrano che il semplice spostamento dell'acido stearico nella fase finale di miscelazione o il semplice spostamento degli acceleranti di vulcanizzazione e degli antiossidanti nella prima fase di miscelazione non è sufficiente a garantire i vantaggi che invece si ottengono con le mescole della presente invenzione . In particular, the data relating to the compounds Conf. 2, Conf. 3, Conf. 5 and Conf. 6 show that the simple displacement of the stearic acid in the final mixing phase or the simple displacement of the vulcanization accelerators and antioxidants in the first the mixing step is not sufficient to guarantee the advantages which are instead obtained with the blends of the present invention.
Inoltre, va anche evidenziato come l'utilizzo di un secondo accelerante di vulcanizzazione nella seconda fase di miscelazione anziché nella fase finale di miscelazione riesca a garantire un ulteriore miglioramento delle caratteristiche legate all'interazione tra silice e base polimerica . Furthermore, it should also be highlighted how the use of a second vulcanization accelerator in the second mixing phase rather than in the final mixing phase is able to guarantee a further improvement of the characteristics linked to the interaction between silica and the polymer base.
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| IT000953A ITTO20120953A1 (en) | 2012-10-29 | 2012-10-29 | METHOD FOR THE PREPARATION OF A RUBBER COMPOUND FOR TIRES |
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Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| EP0732362A1 (en) * | 1995-03-14 | 1996-09-18 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Silica reinforced rubber composition and use in tyres |
| EP0791622A1 (en) * | 1996-02-20 | 1997-08-27 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Silica reinforced rubber composition and tire with tread thereof |
| EP1074582A1 (en) * | 1999-08-06 | 2001-02-07 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Rubber containing starch reinforcement and tire having component thereof |
-
2012
- 2012-10-29 IT IT000953A patent/ITTO20120953A1/en unknown
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0732362A1 (en) * | 1995-03-14 | 1996-09-18 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Silica reinforced rubber composition and use in tyres |
| EP0791622A1 (en) * | 1996-02-20 | 1997-08-27 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Silica reinforced rubber composition and tire with tread thereof |
| EP1074582A1 (en) * | 1999-08-06 | 2001-02-07 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Rubber containing starch reinforcement and tire having component thereof |
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