MXPA99009316A - Llanta con banda de rodamiento que contiene grapas electricamente conductivas - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a unallanta de caucho compuesta de la carcasa de caucho reforzada con negro de humo en una construcción de banda de rodamiento de caucho externa, circunferencias de una composición de caucho que tiene una resistividad eléctrica relativamente elevada. La construcción de la banda de rodamiento de la llanta tiene filamento eléctricamente conductivo engranado a través de la construcción de la banda de rodamiento y se extiende entre la superficie interna de la banda de rodamiento hasta su superficie externa. Por este medio se crea un trayecto eléctricamente conductivo a través de la banda de rodamiento.

Description

LLANTA CON BANDA DE RODAMIENTO QUE CONTIENE GRAPAS ELÉCTRICAMENTE CONDUCTIVAS Campo de la invención La invención se refiere a una llanta de caucho compuesta de carcasa de caucho reforzada con negro de humo con una construcción de la banda de rodamiento de caucho externa, circunferencial de una composición de caucho que tiene una resistividad eléctrica relativamente elevada. La construcción de la banda de rodamiento de la llanta tiene filamento eléctricamente conductivo engrapado a través de la construcción de la banda de rodamiento y extendiéndose entre la superficie interna hasta su superficie externa de la banda de rodamiento. Por este medio se crea un trayecto eléctricamente conductivo creado desde la superficie externa de la banda de rodamiento a la carcasa de la llanta. En la práctica, la superficie inferior de la construcción de la banda de rodamiento se conecta con cuando menos otro componente de caucho reforzado con negro de humo de la carcasa de la llanta proporcionando por este medio un trayecto con relativa conductividad eléctrica desde la superficie externa de la banda de rodamiento de la llanta a la porción de talón de la llanta y, por tanto, a un reborde metálico sobre el cual la llanta esta diseñada para ser montada .

Antecedentes de la invención Las llantas de caucho neumáticas se preparan tradicionalmente con una banda de rodamiento de caucho que puede ser una mezcla de diferentes cauchos que, por lo común, son curables por azufre o curados por azufre como el caso puede ser de los elastómeros a base de dieno. En ocasiones ' las superficies de rodamiento de las llantas de caucho se preparan de una construcción tapa/base en la cual la porción externa de la banda de rodamiento es la tapa y la parte subyacente de la banda de rodamiento entre la tapa de la banda de rodamiento y la carcasa de soporte de la llanta es la base. La porción tapa por lo común esta diseñada para hacer contacto con el suelo y, de esta manera, tiene propiedades asociadas y la porción base generalmente se superpone a la carcasa de la llanta y normalmente esta diseñada para soportar la tapa, por tanto, no esta en contacto con el suelo. Estas construcciones tapa/base son bien conocidas por los expertos en la técnica. Las composiciones de caucho para la mayor parte de los componentes de una llanta comúnmente son reforzadas con una cantidad substancial de material de carga reforzador negro de humo y, por este medio, tiene una resistividad eléctrica relativamente baja para disipar -la electricidad estática hacia el camino a partir de un vehículo en movimiento que utiliza estas llantas. Se considera que este fenómeno es' bien conocido por los expertos en la técnica. Sin embargo, en ocasiones se desea proporcionar una banda de rodamiento de una composición de caucho " que contenga una cantidad substancial de material de carga reforzador relativamente no eléctricamente conductivo como puede ser, por ejemplo, el sílice precipitado y, por tanto, solo una cantidad menor de reforzamiento con negro de humo. Esta banda de rodamiento tiene una resistividad eléctrica relativamente elevada y, de esta manera, tiene una resistencia para disipar la electricidad estática generada por el vehículo a través de la llanta hacia el camino. En la práctica, la composición de caucho con resistividad eléctrica relativamente elevada puede ser la banda de rodamiento unitaria, la tapa de la banda de rodamiento y/o la base de la banda de rodamiento. Se considera que este fenómeno es bien conocido por los expertos en lá técnica. Se han sugerido diferentes métodos para proporcionar trayectos de resistencia eléctrica reducida para la superficie externa de una tapa de banda de rodamiento. Por ejemplo, éase las Patentes Estadounidenses Nos. 1,797,545; 2,267,503 y 2,641,294; y las siguientes publicaciones de Patentes: Francesa 1,198,271; 1,251,273; 1,279,913; y 1,546,488; Alemana DE 44 17914; Suiza 597,008 y Japonesa 57-194,109 y 1-293-208.

Por consiguiente, para una construcción de banda de rodamiento para llanta donde la composición de lá banda de rodamiento unitaria, o la composición de caucho para la tapa de la banda de rodamiento o la base de la banda de rodamiento o a bas tiene una resistividad eléctrica relativamente elevada, es deseable proporcionar un trayecto adecuado de resistencia eléctrica relativamente baja de la superficie externa de la banda de rodamiento de la llanta a la superficie interna de la banda de rodamiento de la llanta, o en un caso de una llanta de construcción tapa/base, a la superficie interna de la tapa de la banda de rodamiento o la base dé la banda de rodamiento, como pueda ser el caso. Como se utiliza en la presente, los términos "substancialmente o cuantitativamente, reforzado con materiales de reforzamiento que son relativamente no conductivos de la electricidad como puede ser, el sílice", y similares generalmente se utilizan junto con una banda de rodamiento de la llanta, o la tapa de la banda de rodamiento y/o la base de la banda de rodamiento en el caso de la banda de rodamiento de construcción tapa/base, la cual contiene aproximadamente 30 a aproximadamente 100, y en ocasiones de preferencia aproximadamente 30 a aproximadamente 90 phr de material de carga eléctricamente no conductivo, y solo una cantidad mínima, si se utiliza, de negro de humo en el cual el negro de humo esta presente en no más que aproximadamente 20 phr. En ocasiones, la relación del material de carga no conductivo al negro de humo puede ser cuando menos 2/1 y en ocasiones aún cuando menos 10/1. Por el término "negro de humo" reforzado se entiende que los componentes de caucho del caucho para la carcasa de la llanta que son reforzados con negro de humo, contienen una cantidad cuantitativa del reforzamiento con negro de humo, normalmente cuando menos 25 phr, y una cantidad mínima, si la hay, de material de carga reforzador relativamente no conductor de la electricidad como puede ser, por ejemplo, sílice. La relación en peso de negro de humo al material de carga no conductor puede ser, por ejemplo, cuando menos 5/1.

Una huella de una banda de rodamiento de llanta es aquella porción de la banda de rodamiento que se propone para hacer contacto con el suelo cuando se usa. Esta huella, en cuanto a la descripción de esta invención se refiere, es la banda de rodamiento de la llanta ya sea que la llanta este montada o no sobre un rin o en un vehículo bajo las condiciones de carga. El término "phr" como se utiliza en la presente, y de acuerdo con la práctica convencional, se refiere a "partes de un material respectivo por 100 partes en peso de caucho". En la descripción de la presente, el caucho y el elastómero se utilizan de manera indistinta.

En la descripción de la presente, el término "vulcanizado" o "vulcanizable" puede, en ocasiones, ser utilizado de manera indistinta con los términos "curado" y "curable".

Compendio y práctica de la invención De acuerdo con esta invención, se proporciona una llanta neumática que tiene una banda de rodamiento de caucho circunferencial de una composición de caucho que tiene una resistividad eléctrica elevada; en donde la superficie externa de la banda de rodamiento esta diseñada para hacer contacto con el suelo, y en donde la composición de caucho de la banda de rodamiento tiene una resistividad eléctrica elevada como se evidencia por una resistividad eléctrica de la llanta de cuando menos 20,000 meg-ohmios de acuerdo con la prueba WDK 110; se caracteriza por que la banda de rodamiento tiene una pluralidad de filamentos eléctricamente conductivos engrapados a través de la banda de rodamiento con los extremos de los filamentos engrapados terminando en la superficie externa de la banda de rodamiento para formar un trayecto eléctricamente conductivo desde la superficie externa hasta la superficie interna de la banda de rodamiento; en donde la llanta con la banda de rodamiento que contiene los filamentos engrapados tiene una resistividad eléctrica en un rango de aproximadamente 1 ohmio a aproximadamente 10,000 mega ohmios de acuerdo con la prueba WDK 110. Por tanto, la descripción anterior es para una primera caracterización de la llanta con una banda de rodamiento que tiene una resistividad eléctrica elevada sin una grapa eléctricamente conductiva aplicada a través de la banda de rodamiento, presentando así una llanta con una resistencia eléctrica elevada, y una segunda caracterización de la misma llanta teniendo la grapa eléctricamente conductiva engrapada a través de la banda de rodamiento, presentando de esta manera una llanta con µna resistencia eléctrica substancialmente inferior. Además, de acuerdo con esta invención, se proporciona una llanta que esta compuesta de una carcasa de caucho reforzada con negro de humo, con dos paredes laterales individuales y dos porciones de talón separados y una banda de rodamiento de caucho circunferencial yuxtapuesta a la carcasa de: (a) una construcción de composición unitaria de una composición de caucho que contiene menos que 20 phr de negro de humo, o de (b) una construcción tapa/base, de preferencia una construcción tapa/base, co-extruída; en donde la composición de caucho de la tapa de la banda de rodamiento y/o de la base de la banda de rodamiento contiene menos que 20 phr de negro de humo; en donde la superficie externa de la banda de rodamiento unitaria, o la tapa de la banda de rodamiento como pueda ser el caso, esta diseñada para hacer - contacto con el suelo, y en donde la composición (es) de caucho tiene una resistividad eléctrica elevada como se evidencia por la llanta con una resistividad eléctrica de cuando menos 20,000 mega ohmios de acuerdo con la prueba WDK 110; se caracteriza porque la banda de rodamiento tiene una pluralidad de lazos abiertos no conectados, individuales, eléctricamente conductivos, separados __de filamentos engrapados a través de la banda dé rodamiento y extendiéndose alrededor de la periferia de la llanta, los lazos individuales de cuerdas con un segmento extendiéndose sobre una porción de la superficie interna de la banda de rodamiento y con sus extremos terminando en la superficie externa de la banda de rodamiento para formar un trayecto eléctricamente conductivo desde la superficie interna de la llanta y la carcasa de la llanta a la superficie externa de la banda de rodamiento propuesta para hacer contacto con el suelo; en donde la llanta con la banda de rodamiento engrapada tiene una resistividad eléctrica en un rango de aproximadamente 1 ohmio a aproximadamente 10,000 mega ohmios de acuerdo con la prueba WDK 110. Los filamentos engrapados pueden ser descritos como una serie de lazos abiertos individuales, separados, no conectados de filamentos que se extienden circunferencialmente alrededor de la banda de rodamiento de la llanta y que pueden ser creados, por ejemplo, engrapando una pluralidad de filamentos desde la superficie interna del material no vulcanizado de la banda de rodamiento a la superficie externa de la banda de rodamiento; en donde los extremos abiertos de un lazo de filamento están terminados en la huella de la banda de rodamiento para la llanta moldeada y vulcanizada propuesta para hacer contacto con el camino . Este engrapado de los filamentos puede llevarse a cabo, por ejemplo con uña pistola engrapadora u otra máquina adecµada que será bien conocida por quienes cuenten con las habilidades en la técnica. Además, de acuerdo con esta invención, se proporciona un método para preparar una llanta, el cual consiste en (A) engrapar un filamento eléctricamente conductivo a través de un material de caucho para la banda de rodamiento de una composición unitaria o de una construcción tapa/base para formar una pluralidad de lazos abiertos no conectados, separados del filamento y donde, para los lazos, un segmento de filamento en un lazo se extiende sobre una porción de la superficie interna del material de la banda de rodamiento; en donde los extremos del filamento engrapado en un lazo terminan en la superficie externa del material para la banda de rodamiento, (B) aplicar el material para la banda de rodamiento engrapado a una carcasa para llanta de caucho reforzada con negro de humo para formar una unidad de la misma, (C) moldear y curar la unidad resultante en un molde adecuado a una temperatura de aproximadamente 150°C a aproximadamente 185°C para formar una llanta que tenga una pluralidad de grapas no conectadas, separadas en su porción de la banda de rodamiento alrededor de la periferia de la llanta y extendiéndose desde la superficie externa de su banda de rodamiento a su carcasa subyacente. En un aspecto significativo del proceso de engrapado del filamento a través del material de la banda de rodamiento no vulcanizado es que el engrapado puede estar específicamente colocado, o posicionado, en una ubicación deseada en el material para la banda de rodamiento de la llanta que finalmente será una nervadura de la banda de rodamiento o un talón de la banda de rodamiento que este diseñado para hacer contacto con el suelo. Por consiguiente, se proporciona un proceso en donde el engrapado del filamento se coloca en el material para la banda de rodamiento indexando la colocación de las grapas con una ubicación predeterminada de una nervadura de la banda de rodamiento de la llanta o talón de la banda de rodamiento de la llanta diseñados para hacer contacto con el suelo y para ser formado conforme se moldea y cura la unidad carcasa de la llanta/material de la banda de rodamiento. En un aspecto de la invención, la porción de la composición de caucho relativamente aislante (resistividad elevada) de la banda de rodamiento puede contener aproximadamente 30 a aproximadamente 100 phr de los materiales de carga reforzadores eléctricamente no conductivos como puede ser, por ejemplo, sílice precipitado y desde 0, o aproximadamente 5 phr a aproximadamente 20 phr de negro de humo. En un aspecto, en ocasiones es preferible que, para la composición --de caucho relativamente aislante de la electricidad (resistividad elevada) de la banda de rodamiento de la llanta, la relación en peso de sílice a negro de humo, si se utiliza negro de humo, es cuando menos aproximadamente 1.2/1 y, de preferencia cuando menos 2/1, y en ocasiones cuando menos 10/1. Es posible utilizar diferentes materiales para el filamento de esta invención siempre y cuando sean eléctricamente conductivos. Por ejemplo, el filamento puede estar compuesto de diferentes metales (o aleaciones de los mismos) como puede ser, por ejemplo, cobre, acero, acero cubierto con latón, y acero recubiérto con cobre así como compuestos de fibra de carbono. También puede estar en una forma de un alambre compuesto de estos metales. El filamento puede ser un monofilamento o puede ser una multiplicidad de filamentos cableados (retorcidos). Este (os) filamento (s) puede estar compuesto de cuando menos un componente metálico. Por ejemplo puede ser un alambre metálico eléctricamente conductivo como un monofilamento o de una multiplicidad de filamentos metálicos cableados. La prueba WDK 110 es un procedimiento para medir la resistencia eléctrica de una llanta montada en un rin eléctricamente conductivo (es decir, un rin de acero) . En la prueba, la huella de la banda de rodamiento de la llanta se comprime contra una placa metálica eléctricamente conductiva (es decir, una placa de acero) . La placa y el rin están conectados por alambres de cobre a un instrumento. Se aplica un voltaje y la resistencia eléctrica entre la placa y el rin se lee de un ohmímetro en el instrumento. Una referencia a la prueba WDK 110 puede encontrarse en WDK Leitlinien Index (Mayo, 1998) . Como ya se indico, el filamento (es decir, el alambre) puede sef engrapado a través de la construcción de la banda de rodamiento por diferentes métodos y, es deseable que el filamento sea engrapado mecánicamente por una máquina automatizada adecuada, por lo común desde la superficie interna de la construcción de la banda de rodamiento . Aunque no se limita a los mismos, diversos elastómeros a base de dienos y las combinaciones de los mismos pueden ser utilizados en los componentes para la construcción de la banda de rodamiento de la llanta (es decir, la banda de rodamiento de la llanta unitaria, la tapa de la banda de rodamiento y la base de la banda de rodamiento) . Estos elastómeros a base de dienos pueden incluir homopolímeros y copolímeros de hidrocarburos dienos conjugados y copolímeros de dienos conjugados y compuestos vinil aromáticos como pueden ser, por ejemplo estireno y alfa-metilestireno. Los representativos de los diferentes dienos son, por ejemplo, isopreno y butadieno. Los ejemplos representativos de diferentes elastómeros son, por ejemplo, Cis 1, 4-poliisopreno (natural y sintético) cis 1,4-polibutadieno, copolímeros de estireno/butadieno como los copolímeros preparados por polimerización en emulsión y como los copolímeros preparados por polimerización en solución orgánica, copolímeros de isopreno/butadieno, copolímeros de estireno/isopreno, 3, 4-poliisopreno, polibutadieno con contenido de vinilo relativamente elevado con un contenido de aproximadamente 30 a aproximadamente 85% de contenido de vinilo y terpolímeros de estireno/isopreno/butadieno. El la práctica, la llanta puede ser construida, en parte, colocando un material extruído para la banda de rodamiento sobre una carcasa para llanta de caucho. Este proceso de construcción y colocación son bien conocidos por los expertos en esta técnica. La unidad de la llanta se vulcaniza en un molde adecuado bajo condiciones de temperatura elevada, por ejemplo, en un rango de aproximadamente 140°C a aproximadamente 180°C. El filamento engrapado eléctricamente conductivo (es decir, un alambre metálico eléctricamente conductivo) a través de cuando menos un componente de la banda de rodamiento de la llanta proporciona un trayecto de resistencia eléctrica relativamente baja, en comparación con una banda de rodamiento de llanta con resistencia eléctrica relativamente alta y, de esta manera, un trayecto para la disipación de la electricidad estática entre el suelo y la porción del talón de la llanta y, por tanto, el rin metálico de la rueda vehicular sobre la cual se monta la llanta. En la práctica, después de que la superficie externa de la banda de rodamiento de la llanta, como se "utiliza en el servicio, se desgasta, de manera que una parte del filamento eléctricamente conductivo esta también cuando menos parcialmente desgastado, el trayecto para la disipación de la electricidad estática, en la presente se considera que Se mantiene por la porción (es) expuest (s) del filamento residual sobre la superficie externa de la banda de rodamiento de manera que cuando menos una parte de los extremos del filamento pueden tocar el suelo durante el contacto de la banda de rodamiento de la llanta con el suelo durante la rotación de la llanta. Se proporcionan los dibujos anexos para además comprender la invención, aunque no se pretende que la invención este limitada a la presentación de los dibujos.

En los dibujos La FIGURA 1 es una vista en perspectiva, en corte de un material para banda de rodamiento de llanta compuesto por los componentes tapa y base de la banda de rodamiento junto con un filamento eléctricamente conductivo (es decir, un alambre de cobre para este ejemplo) engrapado a través del material para la banda de rodamiento. Se debe entender que, de otra manera, el material de la banda de rodamiento puede ser de una composición de caucho unitaria en lugar de una construcción tapa/base. La FIGURA 2 es una vista en perspectiva, en corte, de una llanta moldeada y vulcanizada con una banda de rodamiento de un diseño nervadura y hendidura de una construcción tapa/base junto con el filamento (alambre) engrapado a través del material de la banda de rodamiento. Se entiende que, de otra manera, el material de la banda de rodamiento puede ser de una composición de caucho unitaria en lugar de una construcción tapa/base. La FIGURA 3 representa ün corte del material de la banda de rodamiento tomada en la sección 3A-3A de la FIGURA 1 en la cual la FIGURA 3 representa el filamento (alambre) siendo engrapado a través del material de la banda de rodamiento. Con relación a los dibujos, se muestra un corte del material de la banda de rodamiento de caucho no vulcanizado (1) con porciones que serán, después de la construcción de la llanta y la conformación y vulcanización de la llanta en un molde adecuado, una tapa de la banda de rodamiento (2) con, para este dibujo ejemplar, una resistencia eléctrica elevada, y normalmente diseñado para hacer contacto con el suelo, una base de la banda de rodamiento (3) (a menos que el material de la banda de rodamiento de la llanta sea de una composición de caucho unitaria) que se encuentra abajo de la banda de rodamiento y las alas de la banda de rodamiento (4) , o lo que en ocasiones se conoce como "mini alas", fuera de la tapa de la banda de rodamiento (2) y la base de la banda de rodamiento (3) y que se superpone en una parte de la pared lateral (5) . Se debe entender que, de otra manera la pared lateral (5) puede superponerse a la superficie externa de las mini alas (4) aunque, para el propósito de esta invención, tal construcción no es preferida. El alambre (6) se muestra siendo engrapado a través del cuerpo del material de la banda de rodamiento (1) y, de esta manera, a través de la base de la banda de rodamiento (3) y la capa de la banda de rodamiento (2) , teniendo las grapas sus extremos terminando en la superficie externa de la banda de rodamiento de la llanta. (FIGURA 3) . Para el engrapado del alambre a través del material de la banda de rodamiento, el alambre (6) se muestra siendo engrapado desde la superficie interna (10) de la construcción de la banda de rodamiento de modo que los extremos del alambre (11) están expuestos a la superficie externa (8) de la tapa de la banda de rodamiento (2) para formar una serie de lazos abiertos no conectados del alambre (6) . Por este medio se contempla que el alambre (6) no se extiende sobre una parte de la superficie externa antes mencionada (8) sino que se forman lazos abiertos individuales, no conectados en los cuales solo los extremos del alambre se extienden hasta la superficie externa (8) del material de la banda de rodamiento (2) . De esta manera, y para este ejemplo, el alambre engrapado se muestra para proporcionar una trayectoria eléctricamente conductiva de resistividad eléctrica relativamente baja desde la superficie externa (8) de la tapa de la banda de rodamiento (2) de resistividad eléctrica relativamente alta a la superficie interna de la base de la banda de rodamiento (10) . Aunque las mini alas (4) en la FIGURA 1 están representadas como componentes de caucho individuales del material de la banda de rodamiento (1), se debe entender que las mini alas (4) pueden realmente ser una extensión unitaria y la misma composición de caucho de la base para la banda de rodamiento (2) .

Se debe observar que la tapa de la banda de rodamiento (2) de la FIGURA 1 esta substancialmente reforzada con materiales de carga reforzadores relativamente no conductivos como puede ser, por ejemplo, aunque no se limita a sílice, a saber para este dibujo, aproximadamente 20 a aproximadamente 90 phr de un material de carga de refuerzo, no conductivo, con solo una cantidad menor de negro de humo (es decir, aproximadamente 20 o menos phr) . De esta manera, la tapa de la banda de rodamiento (2) tiene una resistividad eléctrica relativamente alta y el alambre engrapado (6) por este medio proporciona un trayecto de resistividad eléctrica reducida a través del material de la banda de rodamiento (1) . Para la construcción de la banda de rodamiento de este ejemplo, todos los componentes de la banda de rodamiento, a saber, la base de la banda de rodamiento (2) , la tapa de la banda de rodamiento (1) , y las mini alas (en la práctica general pueden, por ejemplo, ser co-extruídas en un extrusor múltiple para formar un compuesto de la tira para la banda de rodamiento (1) . La construcción de la llanta se forma y vulcaniza en un molde adecuado para formar una llanta (12) con los extremos o el alambre engrapado (6) terminando en la superficie externa de una nervadura (13) de la tapa de la banda de rodamiento (2) , como en el ejemplo que se muestra en la FIGURA 2 de la versión engrapada. Conforme la llanta rueda a través del suelo, habiendo sido montada e inflada sobre un rin metálico rígido, eléctricamente conductivo, adecuado y el rin montado en una rueda de una llanta, se crea un trayecto para la disipación eléctrica entre el rin a la superficie externa (8) de la nervadura (13) de la tapa de la banda de rodamiento (2) y, por este medio, el suelo, por el alambre engrapado antes menciona (6) conforme este hace contacto con el camino. Se contempla que, a medida que se desgasta la superficie externa de la tapa de la banda de rodamiento (2) en las superficies externas que hacen contacto con el suelo de la nervadura de la banda de rodamiento (13) , una parte del alambre (6) también se desgasta dejando todavía una parte del alambre (6) para hacer contacto con la superficie del camino . La creación de un trayecto eléctricamente conductivo desde la superficie externa de una banda de rodamiento relativamente no conductora de la electricidad por engrapado de un filamento eléctricamente conductivo se considera novedosa e inventiva. En la práctica, el filamento puede ser diseñado variando sus diámetros y selección de diferentes metales con diversas flexibilidades y compatibilidades con las composiciones de caucho, así como con diversas resistividades eléctricas, dependiendo algo de las propias composiciones del caucho y el uso y servicios propuestos de la propia banda de rodamiento de la llanta. En la presente se considera que una novedad significativa es que el concepto del engrapado del filamento eléctricamente conductivo a través del material de la banda de rodamiento no introduce sanciones significativas en las capacidades de extrusión del material para la banda de rodamiento de la llanta, mínimas si las hay, compromete las composiciones de caucho de la banda de rodamiento de la llanta y sin pasos de construcción de la llanta adicionales, complicados (la construcción de la banda de rodamiento en la carcasa de la llanta) . Otro aspecto de la novedad de esta invención es que permite flexibilidad tanto en la colocación del filamento engrapado en las ubicaciones prescritas a través de la anchura de la banda de rodamiento y alrededor en la periferia de la banda de rodamiento. En la práctica, aunque diferentes materiales de refuerzo eléctricamente no conductivos pueden ser utilizados para él (los) componente (s) de la banda de rodamiento de la llanta, ejemplos de estos materiales de carga es sílice, aunque se debe entender que la práctica de esta invención no se propone para estar limitada a los sílices como los únicos materiales de carga de refuerzo no conductivos, adecuados. Los representativos de los materiales de carga de sílice, por ejemplo y no propuestos para ser limitantes, son los sílices precipitados. El uso de estos sílices en el reforzamiénto de las composiciones de caucho es bien conocido por los expertos en la técnica. Representativos de los diferentes sílices precipitados son aquellos, por ejemplo, sin limitación, disponibles de PPG Industries bajo la marca Hi-Sil con denominaciones 210, 243, etcétera; sílices disponibles de Rhone-Poulenc como pueden ser, por ejemplo, Zeosil 1165MP y sílices disponibles de Degussa AG con denominaciones por ejemplo, VN2, VN3, y BV3370GR y J.M. Huber como Zeopol 8746. Cuando se realiza el reforzamiento con sílice, particularmente reforzamiento cuantitativo de sílice, se desea para una banda de rodamiento de la llanta de caucho, el sílice precipitado, particulado tradicionalmente se utiliza con un agente copulante, o lo que en ocasiones se conoce como "acoplador o copulador de sílice". Los compuestos que pueden reaccionar con la superficie de sílice y la molécula del elastómero de caucho, en una forma para hacer que el sílice tenga un efecto reforzador en el caucho, son generalmente conocidos por los expertos en la técnica como agentes copulantes, o copuladores, con frecuencia son utilizados. Numerosos agentes copulantes son ideados para uso en la combinación de sílice y caucho como pueden ser, por ejemplo, los agentes copulantes silano que contienen componente polisulfuro, o estructura, como puede ser, por ejemplo los polisulfuros de bis- (3-trialcoxisililalquilo) donde los radicales alquilo de los grupos alcoxi de preferencia se seleccionan de radical metilo y etilo, los radicales alquilo para el componente sililalquilo de preferencia se seleccionan de los radicales etilo, N-propilo y butilo. La llanta puede ser construida, formada, moldeada y curada por diferentes métodos que serán fácilmente evidentes para los expertos en esta técnica. La invención se comprenderá mejor mediante la referencia a los siguientes ejemplos en los cuales las partes y porcentajes son en peso a menos que se indique de otra manera.

EJEMPLO I Este ejemplo esta presentado para ilustrar el concepto de la invención. Las muestras A y B, siendo la muestra A un control, son un material para la banda de rodamiento co-extruída de construcción tapa/base y corresponden a las llantas de caucho neumáticas (A y B) del tipo 265/35R18 y el tamaño con los materiales de la banda de rodamiento. Todas las llantas tienen carcasas de caucho reforzadas con negro de humo idénticas con talones y paredes laterales asociados. Todas las superficies de rodamiento tienen el mismo diseño de la banda de rodamiento vulcanizado, o configuración superficial, de rebordes y hendiduras. En particular y para este ejemplo, las llantas y B tienen una construcción de la banda de rodamiento compuesta de una co-extrusión de: (i) una tapa de la banda de rodamiento, y (ii) la base de la banda de rodamiento, en donde el caucho para la tapa de la banda de rodamiento esta reforzado cuantitativamente con sílice y contiene una cantidad mínima de negro de humo, y donde la base de la banda de rodamiento esta cuantitativamente reforzada con negro de humo . Una multiplicidad de grapas de un monofüj-amento eléctricamente conductivo se engrapan a través de la muestra B desde su superficie interna, dejando los extremos del filamento terminados y expuestos en la superficie externa de la muestra B antes de construir la muestra B en una carcasa para llanta, semejante a la FIGURA 3. El filamento tiene un diámetro de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 0.5 milímetros. Las llantas, después de la vulcanización en un molde adecuado, tienen una banda de rodamiento de una configuración de nervaduras y hendiduras y las grapas están colocadas en la nervadura de la banda de rodamiento .

De esta manera se proporciona un trayecto de resistencia eléctrica reducida a través de las grapas desde la superficie externa de la banda de rodamiento (es decir, la nervadura de la banda de rodamiento) hasta la superficie interna de la banda de rodamiento, y por este medio a una carcasa de llanta reforzada con negro de humo que da soporte a la banda de rodamiento . La composición de la tapa para la banda de rodamiento contiene los materiales que se muestran en la Tabla 1 siguiente. La base de la banda de rodamiento esta compuesta de caucho natural, cis 1, 4-polibutadieno y esta reforzada con negro de humo . Las superficies de rodamiento co-extruídas antes mencionas se construyen adecuadamente sobre las carcasas de la llanta y el ensamble de las mismas se vulcaniza en un molde de llanta a una temperatura de aproximadamente 160°C durante aproximadamente 15 minutos para formar llantas neumáticas curadas con configuraciones de la banda de rodamiento de nervaduras y hendiduras. 1) SBR preparado por polimerización en emulsión de The Goodyear Tire & - Rubber Company con un contenido de - estireno de aproximadamente 40%. 2) Elastómero copolímero de isopreno/butadieno con una Tg de aproximadamente -45°C y un contenido de isopreno de aproximadamente 50%, un producto de The Goodyear Tire & Rubber Company. 3) Caucho de cis-1, 4-polibutadieno que pµede obtenerse como BUDENE® 1207 de The Goodyear Tire & Rubber Company 4) Caucho natural (cis 1, 4-poliisopreno) . 5) Aceite de procesamiento de caucho aproximadamente 9.4 partes en el E-SBR, donde la cantidad de E-SBR se reporta sobre un peso seco (sin el aceite) y además, aproximadamente 15 partes adicionales de aceite de procesamiento para caucho, plastificadores, resinas y ceras se adicionan. 6) Del tipo di-aril parafenilendiamína y dihidro-trimetil quinolina. 7) Un sílice que puede obtenerse como Zeosil 1165MP de Rhone-Poulenc . 8) Obtenible como tetrasulfuro de bis- (3- triexotoxisililpropilo) (50% activo) disponible en el comercio como X50S de Degussa como una mezcla 50/50 de tetrasulfuro con negro de humo N330 (de esta manera, considerado 50% activo) . En la presente se considera que se demuestra que un trayecto de resistencia eléctrica reducida puede proporcionarse a través de una banda de rodamiento de llanta mediante el uso de grapas de un filamento eléctricamente conductivo . Aunque ciertas modalidades representativas y detalles han sido mostrados para el propósito de ilustrar la invención, será evidente para los expertos en la técnica que diversos cambios y modificaciones pueden hacerse en la presente sin apartarse del espíritu o alcance de la invención.

Claims (21)

REIVINDICACIONES

1. Una llanta neumática caracterizada por estar compuesta de una carcasa de caucho que tiene dos paredes laterales individuales, y dos porciones de talón separadas y una banda de rodamiento de caucho circunferencial, yuxtapuesta a la carcasa de: (a) una composición de caucho unitaria que contiene menos que 20 phr de negro de humo o de (b) una construcción tapa/base; en donde la composición de caucho de la tapa de la banda de rodamiento y/o la base de la banda de rodamiento contiene menos que 20 phr de negro de humo; en donde la superficie externa de la banda de rodamiento unitaria, o la tapa de la banda de rodamiento, como pueda ser el caso, esta diseñada para hacer contacto con el suelo, y en donde la composición (es) de caucho tiene una resistividad eléctrica elevada como se puede evidenciar por la llanta que tiene una resistividad eléctrica de cuando menos 20,000 mega ohmios, de acuerdo con la prueba WDK 110; se caracteriza porque la banda de rodamiento tiene una pluralidad de lazos abiertos no conectados, individuales, eléctricamente conductivos, separados de filamentos engrapados a través de la banda de rodamiento, y extendiéndose alrededor de la periferia de la llanta, teniendo los lazos individuales de cuerdas un segmento extendiéndose sobre una parte de la superficie interna de la banda de rodamiento y con los extremos terminando en la superficie externa de la banda de rodamiento para formar un trayecto eléctricamente conductivo desde la superficie interna de la banda de rodamiento y la carcasa de la llanta a la superficie externa de la banda de rodamiento propuesta para hacer contacto con el suelo; en donde la llanta que tiene la banda de rodamiento engrapada tiene una resistividad eléctrica en un rango de aproximadamente 1 ohmio a aproximadamente 10, 000 mega ohmios de acuerdo con la prueba WDK 110.

2. Un proceso para preparar una llanta caracterizado por consistir en (A) engrapar un filamento eléctricamente conductivo a través de un material para la banda de rodamiento de caucho de una composición unitaria o de una construcción tapa/base para formar una pluralidad de lazos abiertos no conectados, separados del filamento y donde, para los lazos, un segmento de filamento en un lazo se extiende sobre una porción de la superficie interna del material para la banda de rodamiento; en donde los extremos del filamento engrapado en un lazo terminan en la superficie externa del material de la banda de rodamiento, (B) aplicar el material de la banda de rodamiento engrapado a una carcasa de llanta de caucho reforzada con negro de humo para formar una unidad en la misma, (C) moldear y curar la unidad resultante en un molde adecuado a una temperatura de aproximadamente 150°C a aproximadamente 185°C para formar una llanta que tenga una pluralidad de grapas no conectadas, separadas en_ su porción de la banda de rodamiento alrededor de la periferia de la llanta y extendiéndose desde la superficie externa de su banda de rodamiento a su carcasa subyacente .

3. El proceso de la reivindicación 2 se caracteriza porque el engrapado del filamento se coloca indexando la colocación de las grapas en una ubicación predeterminada en el material para la banda de rodamiento, donde un nervio de la banda de rodamiento de la llanta o saliente de la banda de rodamiento de la llanta diseñado para hacer contacto con el suelo se forma conforme se moldea y cura la unidad carcasa de llanta/material de la banda de rodamiento.

4. La llanta de la reivindicación 1 se caracteriza porque los filamentos engrapados son una serie de lazos abiertos individuales, separados, no conectados de filamentos que se extienden circunferencialmente alrededor de la banda de rodamiento de la llanta los cuales son creados engrapando una pluralidad de filamentos a través de la superficie interna del material no vulcanizado de la banda de rodamiento a la superficie externa del material de la banda de rodamiento, y donde los extremos abiertos de un bucle del filamento terminan en la huella de la banda de rodamiento para la llanta moldeada y vulcanizada propuesta para hacer contacto con el suelo.

5. Una llanta caracterizada por estar preparada de acuerdo con el proceso de la reivindicación 2 ó 3, donde los filamentos engrapados son una serie de lazos abiertos, individuales, separados, no conectados de filamentos que se extienden circunferencialmente alrededor de la banda de rodamiento de la llanta los cuales son -creados engrapando una pluralidad de filamentos a través de la superficie interna del material de la banda de rodamiento no vulcanizada hasta la superficie externa del material para la banda de rodamiento y en donde los extremos abiertos de un lazo de filamento terminan en la huella de la banda de rodamiento de la llanta moldeada y vulcanizada propuesta para hacer contacto con el suelo.

6. La llanta de la reivindicación 1 ó 2 se caracteriza porque el filamento es un monofilamento.

7. El proceso de la reivindicación 2 ó 3 se caracteriza porque el filamento es un monofilamento.

8. Una llanta caracterizada por estar preparada de acuerdo con el proceso de la " reivindicación 2, 3 ó 7 en el cual el filamento es un monofilamento.

9. La llanta de la reivindicación 1, 4, 5 ó 6 se caracteriza porque el filamento es un monofilamento compuesto de cuando menos un componente metálico eléctricamente conductivo .

10. La llanta de la reivindicación 1, 4, 5 ó 6 caracterizada porque el filamento es una multiplicidad de filamentos retorcidos.

11. Una llanta preparada de acuerdo con la reivindicación 2, 3 ó 7 caracterizada porque el filamento es una multiplicidad de filamentos retorcidos.

12. Una llanta preparada de acuerdo con el proceso de la reivindicación 2, 3 6 7 caracterizada porque el filamento es una multiplicidad de filamentos retorcidos en cable.

13. La llanta de la reivindicación 4 ó 5 caracterizada porque el filamento es una multiplicidad de filamentos retorcidos compuestos de cuando menos un componente metálico eléctricamente conductivo.

14. La llanta de la reivindicación 1, 4, 5, 6, 9, 10, 11 ó 12 caracterizada porque el filamento está compuesto de cuando menos un alambre de cobre, acero, acero recubierto con latón, acero recubierto con cobre de un compuesto de negro de humo .

15. El proceso de la reivindicación 2, 3 ó 7 caracterizado porque el filamento está compuesto de cuando menos un alambre de cobre, acero, acero recubierto con latón, acero recubierto con cobre o de un compuesto de negro de humo .

16. La llanta de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, 2, 3 ó 7 caracterizada porque la banda de rodamiento es de una composición de caucho unitaria que contiene menos que 20 phr de negro de humo.

17. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones anteriores 2, 3 ó 7 Caracterizado porque la banda de rodamiento es de una composición de caucho uniparia que contiene menos que 20 phr de negro de humo.

18. La llanta de la reivindicación 1, caracterizada porque la banda de rodamiento es de una composición de caucho unitaria que contiene menos que 20 phr de negro de humo, y en donde el filamento es un monofilamento de una multiplicidad de filamentos retorcidos compuestos de cuando menos un componente metálico.

19. El proceso de la reivindicación 2 se caracteriza porque la banda de rodamiento es de una composición de caucho unitaria que contiene menos que 20 phr de negro de humo, y en donde el filamento es un monofilamento o una multiplicidad de filamentos retorcidos compuestos de cuando menos un componente metálico.

20. La llanta de la reivindicación 1, 4, 5, 6, 9, 10, 11 ó 12 caracterizada porque la banda de rodamiento es de una construcción tapa/base, en donde la composición de caucho de la tapa de la banda de rodamiento contiene menos que 20 phr de negro de humo.

21. El proceso de la reivindicación 2, 3 ó 7 caracterizado porque la banda de rodamiento es de una construcción tapa/base, en donde la composición de caucho de la tapa de la banda de rodamiento contiene menos que 20 phr de negroide humo.