PL191487B1 - Opona kauczukowa ze zorientowanym elektrycznie kompozytem - Google Patents

Opona kauczukowa ze zorientowanym elektrycznie kompozytem

Info

Publication number
PL191487B1
PL191487B1 PL335582A PL33558298A PL191487B1 PL 191487 B1 PL191487 B1 PL 191487B1 PL 335582 A PL335582 A PL 335582A PL 33558298 A PL33558298 A PL 33558298A PL 191487 B1 PL191487 B1 PL 191487B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
electrically conductive
rubber
rubber composition
tire
electrically
Prior art date
Application number
PL335582A
Other languages
English (en)
Other versions
PL335582A1 (en
Inventor
Ram Mutthy Krishnan
Gary Thomas Belski
Original Assignee
Goodyear Tire & Rubber
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Goodyear Tire & Rubber filed Critical Goodyear Tire & Rubber
Publication of PL335582A1 publication Critical patent/PL335582A1/xx
Publication of PL191487B1 publication Critical patent/PL191487B1/pl

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C19/00Tyre parts or constructions not otherwise provided for
    • B60C19/08Electric-charge-dissipating arrangements
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T152/00Resilient tires and wheels
    • Y10T152/10Tires, resilient
    • Y10T152/10495Pneumatic tire or inner tube
    • Y10T152/10855Characterized by the carcass, carcass material, or physical arrangement of the carcass materials

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Tires In General (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Medicines Containing Plant Substances (AREA)

Abstract

1. Opona kauczukowa, znamienna tym, ze zawiera kompozyt w sk ladniku stanowi acym kauczukow a kompozycj e opony, przy czym kompozyt ten sk lada si e z (i) co najmniej dwóch elek- trycznie przewodz acych elementów metalowych, znajduj acych si e blisko siebie, i (ii) elektrycznie przewodz acej kompozycji kauczukowej, która styka si e z tymi elementami metalowymi i laczy je razem elektrycznie; za s wspomniana elektrycznie przewodz aca kompozycja kauczukowa ma gru- bosc w granicach od oko lo 0,1 do oko lo 1 milimetra i elektryczn a rezystywno sc w la sciw a obj eto- sciow a w granicach od oko lo 3 do oko lo 200 om-cm. PL PL PL

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest opona kauczukowa ze zorientowanym elektrycznie kompozytem.
W róż nych zastosowaniach moż e być pożądane umieszczanie dwóch lub wię kszej liczby elektrycznie przewodzących elementów metalowych w składniku kauczukowym opony kauczukowej i łączenie elektryczne co najmniej dwóch takich elementów metalowych. Takie elementy metalowe mogą mieć np. postać drutów, płyt, lub mieć inne postacie i konfiguracje.
Ze względu na przewidywane dynamiczne wyginanie różnych kauczukowych składników opony podczas jej pracy, uznano tu, że mechaniczne połączenie, takie jak np. lutowanie lub inne mechaniczne mocowanie razem elementów metalowych jest niepraktyczne. Ma tu się szczególnie na względzie realne ryzyko przerwania elektrycznego połączenia podczas wytwarzania, formowania i wulkanizacji opony lub z upływem czasu podczas pracy opony w zwykłych warunkach pracy.
Dlatego pożądane jest to, aby elementy metalowe by ł y połączone z elektrycznie przewodzą c ą kompozycją kauczukową zawartą w oponie.
Ważnym wymogiem, stawianym takiej elektrycznie przewodzącej kompozycji kauczukowej jest nie tylko to, że jest ona stosunkowo przewodząca elektrycznie, lecz także, że ma ona właściwości fizyczne odpowiednie do włączania jej do składnika opony tak, że połączenie elektryczne jest utrzymywane w ciągu długiego czasu.
Należy przyznać, że pożądane może być także zapewnienie izolującej elektrycznie kompozycji kauczukowej w pobliżu, a korzystnie stykającej się lub umieszczonej w bliskości co najmniej części co najmniej jednego spośród tych elektrycznie przewodzących elementów metalowych i/lub wspomnianej poprzednio elektrycznie przewodzącej kompozycji kauczukowej.
Zapewniono oponę, zawierającą w kompozycji kauczukowej, stanowiącej składnik opony, zorientowany elektrycznie kompozyt, przy czym kompozyt ten składa się z co najmniej dwóch przewodzących elektryczność elementów metalowych, znajdujących się blisko siebie, i elektrycznie przewodzącej kompozycji kauczukowej, która styka się z tymi elementami metalowymi i łączy je razem elektrycznie. W oponie według wynalazku jest kompozycja kauczukowa o dużej rezystancji elektrycznej, znajdująca się we wspomnianym kauczukowym składniku opony, która jest umieszczona obok co najmniej części tej elektrycznie przewodzącej kompozycji kauczukowej i co najmniej części co najmniej jednego spośród tych elektrycznie przewodzących elementów metalowych.
Przedmiotem wynalazku jest opona kauczukowa, charakteryzująca się tym, że zawiera kompozyt w składniku stanowiącym kauczukową kompozycję opony, przy czym kompozyt ten składa się z (i) co najmniej dwóch elektrycznie przewodzą cych elementów metalowych, znajdujących się blisko siebie, i (ii) elektrycznie przewodzącej kompozycji kauczukowej, która styka się z tymi elementami metalowymi i łączy je razem elektrycznie; zaś wspomniana elektrycznie przewodząca kompozycja kauczukowa ma grubość w granicach od około 0,1 do około 1 milimetra i elektryczną rezystywność właściwą objętościową w granicach od około 3 do około 200 om-cm. Opona zawiera kompozycję kauczukową wspomnianego składnika opony o rezystancji właściwej objętościowej co najmniej 104 om-cm.
Elementy metalowe składające się, lub mające zewnętrzną powierzchnię składającą się z co najmniej jednego metalu wybranego spośród stali, miedzi i jej stopów, włącznie z mosiądzem zawarte są w oponie.
Korzystnie opona zawiera co najmniej jeden ze wspomnianych elementów metalowych w postaci drutu o średnicy w granicach od około 0,4 do około 6,5 milimetra. Opona zawiera wulkanizowaną siarką kompozycję kauczukową wspomnianej elektrycznie przewodzącej kompozycji kauczukowej charakteryzującą się właściwościami fizycznymi: wytrzymałością na rozciąganie przy zerwaniu w temperaturze 23°C w granicach od około 10 do około 20 MPa, wydłużeniem przy zerwaniu w temperaturze 23°C w granicach od okoł o 200 do okoł o 300%, moduł em 200% w temperaturze 23°C od okoł o 10 do około 15 MPa, modułem 100% w temperaturze 23°C od około 4,5 do około 5,5 MPa i twardością Shore A w granicach od około 80 do około 90.
Elementy metalowe zawarte w oponie składają się lub mają zewnętrzną powierzchnię składającą się z co najmniej jednego metalu wybranego spośród stali, miedzi i mosiądzu, przy czym co najmniej jeden z tych elementów metalowych ma postać drutu o średnicy w granicach od około 0,4 do około 6,5 milimetrów, i w której rezystancja właściwa objętościowa elektrycznie przewodzącej gumy zawiera się w granicach od około 3 do około 20 om-cm.
Korzystnie opona zawiera co najmniej jeden z tych elementów metalowych w postaci drutu o ś rednicy w granicach od okoł o 0,4 do okoł o 6,5 milimetrów, i w której wspomniana elektrycznie przePL 191 487 B1 wodząca kompozycja kauczukowa ma rezystancję właściwą objętościową w granicach od około 3 do około 20 om-cm i składa się, w przeliczeniu na 100 części wagowych kauczuku (phr) z elastomerów wybranych spośród co najmniej jednego spośród homopolimerów i kopolimerów 1,3-butadienu i izoprenu; kopolimerów 1,3-butadienu i/lub izoprenu ze styrenem lub alfa-metylostyrenem, kauczuku butylowego i kauczuku chlorowcobutylowego, wybranego spośród co najmniej jednego kauczuku chlorobutylowego i kauczuku bromobutylowego.
Elektrycznie przewodzące elementy metalowe połączone są z elektrycznie przewodzącą gumą i usytuowane w odległoś ci około 5 milimetrów od siebie.
Korzystnie opona zawiera wspomniane elektrycznie przewodzące elementy metalowe połączone z elektrycznie przewodzącą gumą usytuowane w odległości około 5 milimetrów od siebie, przy czym elektrycznie przewodząca kompozycja kauczukowa ma rezystywność właściwą objętościową w granicach od okoł o 3 do okoł o 20 om-cm.
Opona zawiera elektrycznie rezystywną lub stosunkowo nieprzewodzącą kompozycję kauczukową umieszczoną obok co najmniej części wspomnianej elektrycznie przewodzącej kompozycji kauczukowej i co najmniej części co najmniej jednego ze wspomnianych elektrycznie przewodzących elementów metalowych, przy czym wspomniana wulkanizowana siarką elektrycznie izolująca kompozycja kauczukowa ma rezystancję właściwą objętościową co najmniej 1010 om-cm.
Według wynalazku opona zawiera sadzę wybraną spośród co najmniej jednej sadzy o oznaczeniu ASTM N472 lub N294.
Zgodnie z wynalazkiem, zapewniono oponę kauczukową zawierającą zorientowany elektrycznie kompozyt w co najmniej części kauczukowego składnika opony, przy czym kompozyt ten składa się z (i) co najmniej dwóch elektrycznie przewodzących elementów metalowych, znajdują cych się blisko siebie, które nie są stopione lub mocowane razem mechanicznie i (ii) cienkiej elektrycznie przewodzącej kompozycji kauczukowej, która styka się z tymi elementami metalowymi i łączy je razem elektrycznie, przy czym elektrycznie przewodząca kompozycja kauczukowa ma grubość w granicach od około 0,1 do około 1, korzystnie w granicach od około 0,2 do około 0,5 mm i rezystancję właściwą objętościową w granicach od około 3 do około 200, alternatywnie od około 3 do około 100, a korzystnie od około 3 do około 20 om-cm.
Należy przyznać, że kompozycja kauczukowa składnika opony, z którą uważa się, że wspomniany zorientowany elektrycznie kompozyt ma być połączony, może zwykle mieć rezystancję właściwą objętościową co najmniej 104 a nawet do 1010 om-cm lub wyższą.
Chociaż takie elementy metalowe mogą mieć różną postać, uważa się, że mogą one mieć postać drutu, płyt lub mieć inną konfigurację.
Chociaż, w praktycznym wykonaniu wynalazku, uważa się, że z elektrycznie przewodzącą kompozycją kauczukową jest połączonych wiele elementów metalowych, oczekuje się, że od dwóch do czterech elementów metalowych będzie połączonych elektrycznie, a co najmniej jeden z tych elementów ma postać drutu. Taki drut może być stałym drutem metalowym lub może składać się ze skręconych włókien metalowych. W jednym wykonaniu, taki stały drut metalowy lub drut ze skręconych włókien metalowych może mieć średnicę w granicach od około 0,4 do około 13, alternatywnie od około 0,4 do około 6,5 mm.
W innym aspekcie wynalazku, element metalowy moż e być wykonany z różnych elektrycznie przewodzących materiałów, takich jak np. stal, miedź, jej stopy obejmujące mosiądz, a także obejmujące druty stalowe ze znajdującą się na nich powłoką miedzi, mosiądzu lub cynku.
Należy przyznać, że cienką warstwę elektrycznie przewodzącej kompozycji kauczukowej można nakładać na część wspomnianych elementów metalowych, owijać dookoła jednego lub większej liczby tych elementów metalowych, kapsułkować lub częściowo kapsułkować jeden lub większą liczbę elementów metalowych lub, alternatywnie, co najmniej jeden z elementów metalowych można umieszczać pomiędzy dwoma paskami elektrycznie przewodzącej kompozycji kauczukowej. Fachowiec może określić także inne warianty.
W innym aspekcie wynalazku, elektrycznie zorientowany kompozyt może być osadzony lub częściowo osadzony w co najmniej jednym składniku kauczukowym opony, korzystnie opony pneumatycznej. Takim składnikiem kauczukowym może być np. karkas opony, jej ścianka boczna, wykładzina wewnętrzna lub inny składnik opony, jak to może ustalić fachowiec. Chociaż zwykle pożądane jest, aby elektrycznie zorientowany kompozyt był całkowicie osadzony w jednym lub większej liczbie składników opony, przewiduje się, że pewna część kompozytu może nie być całkowicie osadzona w składniku opony i tym samym wystawać na zewnątrz do wewnętrznej części opony.
PL 191 487 B1
Chociaż pierwotnym celem wynalazku było stworzenie elektrycznie zorientowanego kompozytu, drugim celem było stworzenie elektrycznie przewodzącej kompozycji kauczukowej o odpowiednich właściwościach kauczuku, która byłaby stosunkowo kompatybilna ze składnikiem opony, w którym ma być ona osadzona lub co najmniej częściowo osadzona.
Dlatego, w jednym aspekcie wynalazku, pożądane jest, aby wulkanizowana, elektrycznie przewodząca kompozycja kauczukowa miała właściwości fizyczne, takie jak wytrzymałość na rozciąganie przy zerwaniu w temperaturze 23°C, w granicach od około 10 do około 20 MPa, wydłużenie przy zerwaniu w granicach od około 200 do około 300%, moduł 200% w temperaturze 23°C od około 10 do około 15 MPa, moduł 100% w temperaturze 23°C od około 4,5 do około 5,5 MPa i twardość Shore A w granicach od okoł o 80 do około 90.
Reprezentatywnymi elastomerami do sporządzania przewodzących kompozycji kauczukowych są np. elastomery wybrane spośród co najmniej jednego z homopolimerów i kopolimerów 1,3-butadienu i izoprenu; kopolimery 1,3-butadienu i/lub izoprenu z winylowym węglowodorem aromatycznym, takim jak styren lub alfa-metylostyren; kauczuk butylowy i chlorowcobutylowy, taki jak kauczuk chlorobutylowy i bromobutylowy; i kauczuk naturalny.
Reprezentatywnymi przykładami takich elastomerów są cis-1,4-polibutadien, trans-1,4-polibutadien, syndiotaktyczny polibutadien, poliizopren, zarówno naturalny jak i syntetyczny, kauczuk będący kopolimerem styrenu z butadienem, otrzymywany zarówno metodą polimeryzacji w roztworze jak i w emulsji wodnej, kauczuk bę dący kopolimerem izoprenu z butadienem, kauczuk styrenowo/izoprenowy i kauczuk będący terpolimerem styren/izopren/butadien.
W praktyce, taka elektrycznie przewodząca kompozycja kauczukowa, jeśli chodzi o jej skład kauczukowy, korzystnie składa się przede wszystkim z naturalnego kauczuku cis-1,4-poliizoprenowego lub kauczuku trans-1,4-polibutadienowego.
Dlatego uważa się, że elektrycznie przewodząca kompozycja kauczukowa może składać się, w przeliczeniu na 100 części wagowych kauczuku (phr) z (A) elastomeru lub elastomerów wybranych spośród (i) około 80 do około 100 phr naturalnego kauczuku cis-1,4-poliizoprenowego i/lub kauczuku trans 1,4-polibutadienowego zawierającego co najmniej 50% trans i co najmniej około 15% zawartości winylu, korzystnie kauczuku naturalnego i (ii) do około 20 phr, alternatywnie 0 lub od około 10 do około 20 phr (a) co najmniej jednego kauczuku dienowego, wybranego spośród syntetycznego cis 1,4-poliizoprenu, cis 1,4-polibutadienu, kopolimerów izoprenu i 1,3-butadienu i kopolimerów izoprenu i/lub 1,3-butadienu z winylowym związkiem aromatycznym, takim jak np. styren i/lub alfa-metylostyren i/lub (b) kopolimeru takiego jak kopolimer izobutylenu ze sprzężonym dienem, takiego jak izopren i/lub chlorowcowanego kopolimeru izobutylenu takiego i sprzężonego dienu, (B) od około 50 do około 100, korzystnie od około 75 do około 100 phr sadzy o rozmiarach cząstek w granicach od około 10 do około 30 nanometrów (nm), liczbie jodowej w granicach od około 190 do około 1500, alternatywnie od około 190 do około 300 m2/g i liczbie adsorpcji ftalanu dibutylu (DBP) w granicach od około 110 do około 350, alternatywnie od około 110 do około 200 cm3/100g, jeśli tylko kompozycja kauczukowa sieciowana lub wulkanizowana siarką ma wspomnianą poprzednio rezystancję właściwą objętościową w granicach od około 3 do około 200, alternatywnie od około 3 do około 100, a korzystnie od około 3 do około 20 om-cm. Należy przyznać, że fachowiec może dokonać pewnych dostosowań jeśli chodzi o dobór elastomerów lub innych składników mieszanek kauczukowych, włącznie z sadzą, w zależ noś ci od pożądanych wła ściwości fizycznych i poziomu rezystancji właś ciwej obję tościowej, co uznaje się tu za wchodzące w skład wiedzy fachowca w dziedzinie sporządzania mieszanek kauczukowych.
Reprezentatywnymi przykładami sadzy przeznaczonej do stosowania w elektrycznie przewodzących kompozycjach kauczukowych do wytwarzania zorientowanego elektrycznie kompozytu jest, np., i bez zamierzenia do ograniczenia tylko do niej, sadza o oznaczeniu według ASTM N472 lub N294, jak również sadza Black Pearl 2000, i Vulcan PA90, które to nazwy są znakami towarowymi dla sadz firmy Cabot Corporation. Niekiedy stosuje się sadzę acetylenową.
W praktyce uważ a się , ż e wspomniane elektrycznie przewodzą ce elementy metalowe są umieszczone w odległości około 10, korzystnie około 5, a bardziej korzystnie około 2 mm od siebie. Należy przyznać, że dwa lub większa liczba elementów metalowych może przylegać do siebie lub stykać się wzajemnie w inny sposób.
Wynalazek dotyczy także stosowania elektrycznie rezystywnej, lub stosunkowo nieprzewodzącej kompozycji kauczukowej umieszczonej w takim składniku kauczukowym opony, który przylega do co najmniej części elektrycznie przewodzącej kompozycji kauczukowej i do co najmniej części co najPL 191 487 B1 mniej jednego ze wspomnianych przewodzących elementów metalowych; przy czym wspomniana elektrycznie nieprzewodząca wulkanizowana siarką kompozycja kauczukowa ma rezystancję właściwą objętościową co najmniej 1010 a nawet 1020 om-cm lub większą. Tak więc, jej rezystancja właściwa objętościowa może być w granicach około 1010 do około 1020 om-cm.
W praktyce, taka elektrycznie rezystywna kompozycja kauczukowa może zawierać, w przeliczeniu na 100 części wagowych kauczuku (phr) (A) co najmniej jeden kauczuk oparty na dienie, wybrany spośród homopolimerów izoprenu i 1,3-butadienu, i kopolimerów izoprenu i 1,3-butadienu, i kopolimerów izoprenu i/lub 1,3-butadienu z winylowym związkiem aromatycznym, takim jak np. styren i/lub alfa-metylostyren i/lub (B) kopolimeru takiego jak kopolimer izobutylenu ze sprzężonym dienem, takim jak izopren i/lub chlorowcowanego kopolimeru izobutylenu i takiego sprzężonego dienu, (C) od zera do około dziesięciu, korzystnie od zera do około pięciu phr sadzy.
W praktyce, kompozycja kauczukowa skł adnika opony, w której jest osadzony wspomniany kompozyt zorientowany elektrycznie składa się z jednego lub większej liczby składników kauczukowych, przy czym każdy składnik stanowi kompozycja kauczukowa zawierająca od około 25 do około 60 części wagowych sadzy wzmacniającej kauczuk na 100 części wagowych (phr) kauczuku, i rezystancji właściwej objętościowej wynoszącej co najmniej około 104, zwykle co najmniej około 1010 om-cm.
Tak więc, kompozycja kauczukowa, w której jest osadzony ten kompozyt ma zasadniczo większą rezystancję właściwą objętościową niż wspomniana przewodząca kompozycja kauczukowa i korzystnie, choć niekoniecznie, mniejszą rezystancję właściwą objętościową niż wspomniana elektrycznie rezystywna kompozycja kauczukowa.
Konwencjonalna sadza wzmacniająca kauczuk, którą można stosować w kauczukowym składniku opony z elektrycznie rezystywnej kompozycji kauczukowej obejmuje np., lecz bez ograniczenia tylko do nich, sadze N-110, N-220, N-231, N-234, N-330, N-375 i N-550.
Wulkanizowana, elektrycznie rezystywna kompozycja kauczukowa może mieć właściwości fizyczne takie jak np. wytrzymałość na rozciąganie przy zerwaniu w temperaturze 23°C w granicach od około 20 do około 30 MPa, wydłużenie przy zerwaniu w temperaturze 23°C w granicach od około 600 do około 900%, moduł 10% w temperaturze 23°C od około 0,2 do około 0,5 MPa, moduł 100% w temperaturze 23°C od około 1 do około 3 MPa i twardość Shore A w granicach od około 40 do około 55.
W przypadku kauczuków elektrycznie nieprzewodzą cych, lub o stosunkowo duż ej rezystancji elektrycznej, stosowanych w tym wynalazku, korzystnie jest, aby kompozycja kauczukowa miała przewodnictwo elektryczne, lub rezystancję, w granicach od około 1012 do około 1016 om-cm, i o co najmniej 1010 om-cm większą niż rezystywność elektryczna matrycy kauczukowej, w której wspomniane wyżej połączenie jest osadzone.
Elektryczna rezystancja właściwa objętościowa nieprzewodzącej kompozycji kauczukowej i kauczukowego składnika opony można oznaczać według ASTM No. D257, a rezystancję właściwą objętościową kauczuku przewodzącego, ze względu na to, że jego rezystancja właściwa objętościowa jest bardzo niska, bardziej korzystnie oznacza się przyrządem Keithly Wave Tek DM25XT, dostępnym z firmy Keithly Instruments, lub równoważnym przyrzą dem, którym można oznaczać stosunkowo małą rezystancję właściwą objętościową kompozycji kauczukowej.
Pod określeniem rezystancja właściwa objętościowa rozumie się wartość obliczoną z równania: r = (R) (A)/l gdzie r oznacza rezystancję właściwą objętościową w om-cm, R oznacza rezystancję w omach, A oznacza powierzchnię przekroju w cm2 a l oznacza długość w cm. I tak, rezystancja właś ciwa obję tościowa różni się od prostej rezystancji, którą zwykle wyraża się w omach.
Fachowiec łatwo zrozumie, że kompozycje kauczukowe można sporządzać ogólnie znanymi metodami znanymi w technice sporządzania kompozycji kauczukowych, takimi jak mieszanie różnych dających się wulkanizować siarką składników kauczukowych z różnymi zwykle stosowanymi materiałami dodatkowymi, takimi jak np. środki ułatwiające wulkanizację, takimi jak siarka, aktywatory, opóźniacze i przyspieszacze, dodatki ułatwiające przerób, takie jak oleje, żywice, włącznie z żywicami klejącymi, krzemionki, i plastyfikatory, napełniacze, pigmenty, kwasy tłuszczowe, tlenek cynku, woski, antyutleniacze i antyozonanty, środki peptyzujące i materiały wzmacniające, takie jak np. sadza. Jak to wiadomo fachowcom w tej dziedzinie, w zależności od przeznaczonego zastosowania materiałów dających się wulkanizować siarką i materiałów wulkanizowanych siarką (kauczuków), wspomniane wyżej dodatki są wybierane i zwykle stosowane w konwencjonalnych ilościach.
Typową ilość sadzy (sadz) do stosowania w wynalazku omówiono poprzednio.
PL 191 487 B1
W przypadku elektrycznie przewodzącej kompozycji kauczukowej stosowanej do wytwarzania elektrycznie zorientowanego kompozytu: Typowa ilość żywicy klejącej, jeśli się ją stosuje, wynosi od około 0,5 do około 10 phr, zwykle od około 1 do około 5 phr. Typowa ilość środków ułatwiających przerób wynosi od około 1 do około 10 phr. Takie środki ułatwiające przerób mogą zawierać np. aromatyczne, naftenowe, i/lub parafinowe oleje przerobowe, chociaż zwykle pożądana jest tylko minimalna ilość oleju, o ile jest pożądana w ogóle. Typowa ilość antyutleniaczy wynosi od około 1 do około 5 phr. Reprezentatywnymi antyutleniaczami mogą być, np., difenylo-p-fenylenodiamina i inne, takie jak, np. ujawnione w Vanderbilt Rubber Handbook (1978), strony 344-346. Typowa ilość antyozonantów wynosi od około 1 do 5 phr. Typowa ilość kwasów tłuszczowych, o ile się je stosuje, a przede wszystkim kwasu stearynowego, może wynosić od około 0,5 do około 5 phr. Należy przyznać, że kwas stearynowy zwykle stosowany do sporządzania kompozycji kauczukowych składa się zwykle z od około 30 do około 80% wagowych kwasu stearynowego, a pozostałość zwykle stanowią głównie inne nasycone kwasy tłuszczowe, takie jak nasycone kwasy tłuszczowe o łańcuchach C12, C14, C16 i C20.
Taki materiał, w takim stosunkowo zanieczyszczonym stanie, zwykle określa się w praktyce sporządzania mieszanek kauczukowych jako kwas stearynowy i tak jest on określany w opisie i praktycznym wykonaniu wynalazku. Typowa ilość tlenku cynku może wynosić np. od około 2 do około 5, a niekiedy nawet do około 15 phr. Typowa ilość wosków wynosi od około 1 to około 5 phr. Często stosuje się woski mikrokrystaliczne. Typowa ilość peptyzatorów, jeśli się je stosuje, wynosi od około 0,1 do około 1 phr. Typowymi peptyzatorami, jeśli się je stosuje, mogą być, np., pentachlorotiofenol i disiarczek dibenzamidodifenylu.
Wulkanizację prowadzi się w obecności siarkowego środka wulkanizującego. Przykładowe odpowiednie siarkowe środki wulkanizujące obejmują siarkę elementarną (wolna siarka) lub środki wulkanizujące będące donorami siarki, np. disiarczki amin, polimeryczne polisiarczki lub olefinowe addukty siarki. Korzystnie, siarkowym środkiem wulkanizującym jest siarka elementarna. Jak wiadomo fachowcom, siarkowe środki wulkanizujące są stosowane w ilości w granicach od około 0,5 do około 4 phr, lub nawet w niektórych przypadkach, w ilo ś ci do okoł o 8 phr, przy czym korzystny jest zakres od około 1,0 do około 3,5, niekiedy od 2 do około 3.
Przyspieszacze stosuje się do regulowania czasu i/lub temperatury potrzebnej do wulkanizacji i aby poprawić właściwości wulkanizatu. W jednym wykonaniu, można stosować pojedynczy układ przyspieszający, to znaczy podstawowy przyspieszacz. Konwencjonalnie i korzystnie, podstawowy przyspieszacz (przyspieszacze) stosuje się w całkowitej ilości w granicach od około 0,5 do około 4, korzystnie około 0,8 do około 2,0 phr. W innym wykonaniu, można stosować kombinację podstawowego i drugorzędnego przyspieszacza, przy czym ten drugorzędny przyspieszacz stosuje się w ilości od około 0,05 do około 3 phr w celu aktywowania i w celu poprawienia właściwości wulkanizatu. Można oczekiwać, że kombinacje tych przyspieszaczy wywierają wpływ synergiczny na końcowe właściwości wulkanizatu, które są nieco lepsze niż właściwości uzyskiwane w przypadku stosowania każdego z przyspieszaczy z osobna. Ponadto, można stosować przyspieszacze o opóźnionym działaniu, na które nie ma wpływu normalna temperatura przerobu, a które dają zadawalające usieciowanie w zwykłej temperaturze wulkanizacji. Można także stosować opóźniacze wulkanizacji. Odpowiednim rodzajem przyspieszaczy, które można stosować w wynalazku, są aminy, disiarczki, guanidyny, tiomoczniki, tiazole, tiuramy, sulfenamidy, ditiokarbaminiany i ksanteniany. Korzystnie, podstawowym przyspieszaczem jest sulfenamid. Gdy stosuje się drugorzędny przyspieszacz, jest nim korzystnie związek guanidynowy, ditiokarbaminianowy lub tiuramowy. Obecności i wzajemnych ilości siarkowych środków wulkanizujących i przyspieszaczy nie uważa się za aspekt wynalazku.
Obecności i wzajemnych ilości powyższych dodatków nie uważa się za aspekt wynalazku, który jest przede wszystkim ukierunkowany na zastosowanie przewodzącej kompozycji kauczukowej w połączeniu z co najmniej częściowo osadzonym, lub zakapsułkowanym, jak to może być, wspomnianym poprzednio kompozytem w kauczukowym składniku opony.
Mieszanie kompozycji kauczukowej można prowadzić w sposób znany fachowcom w dziedzinie sporządzania mieszanek kauczukowych. Np., składniki zwykle miesza się w co najmniej dwóch etapach, mianowicie co najmniej jednym etapie nieproduktywnym, po którym następuje etap produktywnego mieszania. Ostateczne środki wulkanizujące miesza się zwykle w końcowym etapie, który zwykle określa się jako produktywny etap mieszania, w którym mieszanie zwykle prowadzi się w temperaturze, lub ostatecznej temperaturze, niższej niż temperatura mieszania poprzedzająca nieproduktywny etap lub etapy mieszania. Kauczuk, sadzę i inne składniki miesza się w jednym lub większej liczbie
PL 191 487 B1 etapów nieproduktywnych. Określenie nieproduktywny i produktywny etap mieszania są dobrze znane fachowcom w dziedzinie sporządzania mieszanek kauczukowych.
Wspomniany elektrycznie zorientowany kompozyt może być co najmniej częściowo osadzony w róż nych składnikach kauczukowych przykł adowej opony, jak to omówiono poprzednio. Takie opony można konstruować, kształtować, formować i wulkanizować w znany sposób, i sposoby te będą oczywiste dla fachowców w tej dziedzinie.
Wynalazek może być lepiej wyjaśniony przez odwołanie się do następujących przykładów, w których, o ile nie podano inaczej, części i procenty wyrażono wagowo.
P r z y k ł a d I. Dwa druty miedziane o średnicy około 0,25 cala, lub około 0,6 cm, uznano za osadzone w składniku kauczukowym opony pneumatycznej, a mianowicie w karkasie opony, jej ściance bocznej lub wewnętrznej wykładzinie, wykonanych z kompozycji kauczukowej. Koniec jednego z dwóch drutów miedzianych umieszczono tak, aby znajdował się w odległości jednego milimetra od końca drugiego drutu miedzianego i aby końce drutów nie stykały się, łączyły razem lub były w inny sposób połączone mechanicznie.
Wspomniane końce odpowiednich drutów miedzianych połączono elektrycznie razem z małym, cienkim, elektrycznie przewodzącym paskiem kauczukowym o stosunkowo małej rezystancji właściwej objętościowej. Kompozyt, lub połączenie drutów przewodzących prąd elektryczny z paskiem przewodzącej prąd kompozycji kauczukowej osadzono w składniku opony wykonanym z kompozycji kauczukowej.
Elektrycznie przewodzący pasek kauczukowy miał około jednego cala (2,54 cm) szerokości i grubość okoł o 15 - 20 milsów (okoł o 0,4 do okoł o 0,5 milimetrów).
Sadzę wzmacniającą kompozycję kauczukową stosowaną do sporządzenia elektrycznie przewodzącego paska kauczukowego określono w następującej tabeli 1 jako przykład A.
Kompozycja kauczukowa stosowana do sporządzenia gumy elektrycznie izolującej, która może być umieszczona przy elektrycznie przewodzącym pasku przy jego powierzchni i bocznej części naprzeciw boku paska łączącego elektrycznie dwa przewody elektryczne, określono w następującej tabeli 1 jako przykład B
T a b e l a 1A - Mieszanka nieproduktywna
Materiał Części Przykład A Części Przykład B
Kauczuk naturalny1 100 100
Środek zapobiegający degradacji 2 2
Sadza(N472) 95 0
Sadza(N550) 0 3,8
Krzemionka2 17 17
Twarda glinka3 0 17
Środek zapobiegający degradacji 3 3
Środki ułatwiające przerób4 4 4
Kwas stearynowy 1 1
T a b e l a 1B - Mieszanka nieproduktywna
Materiał Części Przykład A Części Przykład B
Tlenek cynku 10 10
Środek zapobiegający degradacji 1 1
Siarka 3,1 3,1
Przyspieszacze 1,1 1,1
PL 191 487 B1
Stosowano konwencjonalne ilości środka (środków) zapobiegającego (zapobiegających) degradacji (typu para-fenylenodiaminy i hydrochinoliny), jak również kwasu tłuszczowego (kwas stearynowy), tlenku cynku, siarki i przyspieszacza typu sulfenamidu (środki wulkanizujące).
1. Naturalny kauczuk cis 1,4-poliisoprenowy;
2. Krzemionka otrzymana jako Hi-Sil 243LD z firmy PPG;
3. Typu bentonitu
4. Żywica typu fenolowoformaldehydowego i alkilowana naftenowa aromatyczna żywica węglowodorowa;
P r z y k ł a d II. Przygotowane kompozycje kauczukowe wulkanizowano w temperaturze około 150°C w ciągu około 36 minut i otrzymane próbki wulkanizowanej gumy oceniano pod kątem ich właściwości fizycznych jak podano w następującej tabeli 2 jako średnie odpowiednich właściwości fizycznych. Przykładowe próbki oznaczone jako przykład A i przykład B odpowiadały przykładowym próbkom przykład A i przykład B z przykładu I.
T a b e l a 2
Właściwości Przykład A Przykład B
Moduł (200%), MPa 11,6 2,1
Moduł (50%), MPa 3,2 0,8
Wytrzymałość na rozciąganie (MPa) 13,4 24,4
Wydłużenie (%) 255 768
Twardość, Shore A, 23°C 84 48
Rezystancja właściwa objętościowa (om-cm) 10 0,3 x 1014
1. Rezystancję właściwą objętościową dla przykładu B, oznaczaną metodą ASTM Nr D257 a dla przyk ładu A przyrządem Keithly Wave Tek DM25XT, dostępnym z firmy Keithly Instruments, stosując płytki próbek o długości około 16 cm i szerokości około 11 cm oraz grubości około 0,2 cm.
Typowa rezystancja właściwa objętościowa dla składnika kauczukowego opony wulkanizowanego siarką, w którym kompozyt, lub połączenie, ma być osadzone wynosi, np., około 0,3x1014 omcm, co jest uważane za w pewnym stopniu przykładowe dla kompozycji kauczukowej zawierającej około 45-55 phr konwencjonalnej sadzy wzmacniającej kauczuk.
Właściwości elektryczne, lub rezystancja właściwa objętościowa, dla próbki przykładu A wulkanizowanej siarką, a mianowicie, elektrycznie przewodzącej kompozycji kauczukowej do łączenia elektrycznie razem końców drutów miedzianych, wynosiła, jak zaobserwowano, około 5 to 10 om-cm, jest ona więc wyraźnie i zasadniczo o wiele bardziej elektrycznie przewodząca niż wspomniany poprzednio przykładowy składnik kauczukowy opony.
Zaobserwowano, że właściwość rezystancji właściwej objętościowej dla próbki przykład B wulkanizowanej siarką, a mianowicie, elektrycznie względnie nieprzewodzącej kompozycji kauczukowej wynosiła około 1014 om-cm, jest ona więc wyraźnie i zasadniczo o wiele bardziej elektrycznie izolująca niż kompozycja kauczukowa przykładu A, choć nieco podobna do rezystancji właściwej objętościowej wspomnianej przykładowej kompozycji kauczukowej na opony.
Ponadto, właściwości fizyczne mieszanek z przykładów A i B uznano tu za wskazujące, że te kompozycje kauczukowe byłyby stosunkowo kompatybilne w sensie fizycznym z konwencjonalnym składnikiem kauczukowym opony.

Claims (11)

1. Opona kauczukowa, znamienna tym, ż e zawiera kompozyt w skł adniku stanowią cym kauczukową kompozycję opony, przy czym kompozyt ten składa się z (i) co najmniej dwóch elektrycznie przewodzących elementów metalowych, znajdujących się blisko siebie, i (ii) elektrycznie przewodzącej kompozycji kauczukowej, która styka się z tymi elementami metalowymi i łączy je razem elektrycznie; zaś wspomniana elektrycznie przewodząca kompozycja kauczukowa ma grubość w granicach od
PL 191 487 B1 około 0,1 do około 1 milimetra i elektryczną rezystywność właściwą objętościową w granicach od około 3 do około 200 om-cm.
2. Opona według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera kompozycję kauczukową wspomnianego składnika opony o rezystancji właściwej objętościowej co najmniej 104 om-cm.
3. Opona wedł ug zastrz. 1, znamienna tym, ż e zawiera elementy metalowe skł adają ce się , lub mające zewnętrzną powierzchnię składającą się z co najmniej jednego metalu wybranego spośród stali, miedzi i jej stopów, włącznie z mosiądzem.
4. Opona według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera co najmniej jeden ze wspomnianych elementów metalowych w postaci drutu o średnicy w granicach od około 0,4 do około 6,5 milimetra.
5. Opona według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera wulkanizowaną siarką kompozycję kauczukową wspomnianej elektrycznie przewodzącej kompozycji kauczukowej charakteryzującą się właściwościami fizycznymi: wytrzymałością na rozciąganie przy zerwaniu w temperaturze 23°C w granicach od około 10 do około 20 MPa, wydłużeniem przy zerwaniu w temperaturze 23°C w granicach od około 200 do około 300%, modułem 200% w temperaturze 23°C od około 10 do około 15 MPa, modułem 100% w temperaturze 23°C od około 4,5 do około 5,5 MPa i twardością Shore A w granicach od około 80 do około 90.
6. Opona wedł ug zastrz. 1, znamienna tym, ż e zawiera elementy metalowe skł adają ce się , lub mające zewnętrzną powierzchnię składającą się z co najmniej jednego metalu wybranego spośród stali, miedzi i mosiądzu, przy czym co najmniej jeden z tych elementów metalowych ma postać drutu o ś rednicy w granicach od okoł o 0,4 do okoł o 6,5 milimetrów, i w której rezystancja wł a ś ciwa obję tościowa elektrycznie przewodzącej gumy zawiera się w granicach od około 3 do około 20 om-cm.
7. Opona według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera co najmniej jeden z tych elementów metalowych w postaci drutu o średnicy w granicach od około 0,4 do około 6,5 milimetrów, i w której wspomniana elektrycznie przewodząca kompozycja kauczukowa ma rezystancję właściwą objętościową w granicach od około 3 do około 20 om-cm i składa się, w przeliczeniu na 100 części wagowych kauczuku (phr) z elastomerów wybranych spośród co najmniej jednego spośród homopolimerów i kopolimerów 1,3-butadienu i izoprenu; kopolimerów 1,3-butadienu i/lub izoprenu ze styrenem lub alfa-metylostyrenem, kauczuku butylowego i kauczuku chlorowcobutylowego, wybranego spośród co najmniej jednego kauczuku chlorobutylowego i kauczuku bromobutylowego.
8. Opona według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera wspomniane elektrycznie przewodzące elementy metalowe połączone z elektrycznie przewodzącą gumą usytuowane w odległości około 5 milimetrów od siebie.
9. Opona według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera wspomniane elektrycznie przewodzące elementy metalowe połączone z elektrycznie przewodzącą gumą usytuowane w odległości około 5 milimetrów od siebie, przy czym elektrycznie przewodząca kompozycja kauczukowa ma rezystywność właściwą objętościową w granicach od około 3 do około 20 om-cm.
10. Opona według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera elektrycznie rezystywną lub stosunkowo nieprzewodzącą kompozycję kauczukową umieszczoną obok co najmniej części wspomnianej elektrycznie przewodzącej kompozycji kauczukowej i co najmniej części co najmniej jednego ze wspomnianych elektrycznie przewodzących elementów metalowych, przy czym wspomniana wulkanizowana siarką elektrycznie izolująca kompozycja kauczukowa ma rezystancję właściwą objętościową co najmniej 1010 om-cm.
11. Opona według zastrz. 1 znamienna tym, że zawiera sadzę wybraną spośród co najmniej jednej sadzy o oznaczeniu ASTM N472 lub N294.
PL335582A 1997-03-10 1998-01-26 Opona kauczukowa ze zorientowanym elektrycznie kompozytem PL191487B1 (pl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/814,957 US5743973A (en) 1997-03-10 1997-03-10 Tire with electrically oriented composite
PCT/US1998/001755 WO1998040229A1 (en) 1997-03-10 1998-01-26 Tire with electrically oriented composite

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL335582A1 PL335582A1 (en) 2000-05-08
PL191487B1 true PL191487B1 (pl) 2006-05-31

Family

ID=25216459

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL335582A PL191487B1 (pl) 1997-03-10 1998-01-26 Opona kauczukowa ze zorientowanym elektrycznie kompozytem

Country Status (15)

Country Link
US (1) US5743973A (pl)
EP (1) EP1007379B1 (pl)
JP (1) JP2002510259A (pl)
KR (1) KR20000076085A (pl)
CN (1) CN1097527C (pl)
AT (1) ATE217843T1 (pl)
AU (1) AU6256398A (pl)
BR (1) BR9808220A (pl)
CA (1) CA2282592A1 (pl)
CZ (1) CZ294607B6 (pl)
DE (1) DE69805529T2 (pl)
PL (1) PL191487B1 (pl)
TW (1) TW425356B (pl)
WO (1) WO1998040229A1 (pl)
ZA (1) ZA981531B (pl)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69811560T2 (de) * 1997-05-12 2003-08-28 Sumitomo Rubber Industries Ltd., Kobe Fahrzeugreifen
US6220319B1 (en) * 1998-10-19 2001-04-24 The Goodyear Tire & Rubber Company Tire with tread containing electrically conductive staples
US6172155B1 (en) * 1998-11-24 2001-01-09 The University Of Akron Multi-layered article having a conductive surface and a non-conductive core and process for making the same
US6919799B2 (en) 1999-04-29 2005-07-19 Bridgestone/Firestone North American Tire, Llc Monitoring device and tire combination
US6228929B1 (en) * 1999-09-16 2001-05-08 The Goodyear Tire & Rubber Company Electrically conductive rubber composition and article of manufacture, including tire, having component thereof
DE10300160B4 (de) * 2003-01-07 2017-12-21 Continental Reifen Deutschland Gmbh Transponder zum Einbau in oder auf die Oberfläche eines Reifens nebst zugehörigem Reifen
US7528181B2 (en) * 2004-04-08 2009-05-05 Michelin Recherche Et Technique, S.A. Rubber composition and tire comprising same
FR2937283A1 (fr) * 2008-10-17 2010-04-23 Michelin Soc Tech Pneumatique comportant un fil conducteur traversant des nappes de renfort sommet non conductrices de l'electricite, dispositif et procede associe
FR2994187B1 (fr) * 2012-06-12 2014-07-25 Michelin & Cie Composition elastomerique presentant une conductivite thermique amelioree
EP3307560B1 (en) * 2015-06-15 2020-11-11 Bridgestone Americas Tire Operations, LLC Tire having a conductivity path

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2441945A (en) * 1940-08-24 1948-05-25 Jasco Inc Copolymer compositions containing finely divided metal particles
FR1339476A (fr) * 1962-01-29 1963-10-04 Goodyear Tire & Rubber Pneumatique
FR2285258A1 (fr) * 1974-07-20 1976-04-16 Sumitomo Electric Industries Galet de prise de courant pour moyen de transport et procede de fabrication
GB2016701B (en) * 1978-03-04 1982-08-25 Dunlop Ltd Devices for the measurement of the physical state of a pneumatic type
DE3626954C1 (en) * 1986-08-08 1987-10-15 Tente Rollen Gmbh & Co Castor
JPH0374202A (ja) * 1989-08-15 1991-03-28 Aichi Tire Kogyo Kk 静電気中和タイヤ
FR2682323A1 (fr) * 1991-10-15 1993-04-16 Michelin & Cie Implantation d'un circuit electronique dans un pneumatique.
DE4232004A1 (de) * 1992-09-24 1994-03-31 Continental Ag Helle Mischung auf Elastomerbasis für Räder und Rollen

Also Published As

Publication number Publication date
DE69805529T2 (de) 2002-11-14
EP1007379A1 (en) 2000-06-14
US5743973A (en) 1998-04-28
DE69805529D1 (de) 2002-06-27
TW425356B (en) 2001-03-11
CA2282592A1 (en) 1998-09-17
CZ9903202A3 (cs) 2000-10-11
WO1998040229A1 (en) 1998-09-17
CZ294607B6 (cs) 2005-02-16
EP1007379B1 (en) 2002-05-22
KR20000076085A (ko) 2000-12-26
AU6256398A (en) 1998-09-29
PL335582A1 (en) 2000-05-08
CN1097527C (zh) 2003-01-01
CN1255096A (zh) 2000-05-31
JP2002510259A (ja) 2002-04-02
BR9808220A (pt) 2000-05-16
ZA981531B (en) 1998-08-28
ATE217843T1 (de) 2002-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6228929B1 (en) Electrically conductive rubber composition and article of manufacture, including tire, having component thereof
JP4825774B2 (ja) 静電蓄積抑制用シリカ含有タイヤ組成物
US7284582B2 (en) Pneumatic tire with electrically conductive cord extending between a bead portion and a tread portion of the tire
DE69910097T2 (de) Mit Siliziumdioxid verstärkte Gummimischung und diese als Laufstreifen aufweisender Reifen
AU714346B2 (en) Tire having silica reinforced rubber tread with carbon black reinforced rubber envelope
EP1621365A1 (en) Pneumatic tire with electrically conductive cord extending from its outer wheel-rim mounting surface to its internal tread portion
KR19980024887A (ko) 카본 블랙 보강된 외부 고무 스트립이 있는 실리카 보강된 고무 트레드를 가진 타이어
EP2763844B1 (en) Antistatic vehicle tire and method of manufacturing such a tire
US20100132859A1 (en) Tire with electrically non-conductive tread which contains electrically conductive rubber strip
PL191487B1 (pl) Opona kauczukowa ze zorientowanym elektrycznie kompozytem
JP3898316B2 (ja) 空気入りタイヤ
US7029544B2 (en) Conductive pathways in tire treads for reduced static charge buildup
US20060180255A1 (en) Pneumatic tire with tread having electrically conductive component underlying and extending through its tread
US6343634B1 (en) Pnuematic tire including grounding terminals made of conductive rubber compound
JP3706461B2 (ja) 空気入りタイヤ
CN114728546B (zh) 导电胎面烟囱合成物
WO2003059655A1 (en) Tire having tread structure for improving static discharging property
MXPA99008063A (en) Tire with electrically oriented composite
JP3734923B2 (ja) トレッド用ゴム組成物及びそれを用いたタイヤ
WO2002022382A1 (en) Conductive pathways in tire treads for reduced static charge buildup

Legal Events

Date Code Title Description
RECP Rectifications of patent specification
LAPS Decisions on the lapse of the protection rights

Effective date: 20090126