ITRM20130372A1

ITRM20130372A1 - Strato barriera contro l'emissione di idrocarburi da un pneumatico

Info

Publication number: ITRM20130372A1
Application number: IT000372A
Authority: IT
Inventors: Martina Gruarin; Jose Antonio Silicani
Original assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2013-06-27
Filing date: 2013-06-27
Publication date: 2014-12-28

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

“STRATO BARRIERA CONTRO L'EMISSIONE DI IDROCARBURI DA UN PNEUMATICO”

La presente invenzione è relativa ad uno strato barriera contro l’emissione di idrocarburi da un pneumatico.

La soluzione generalmente adottata per contrastare la degradazione ossidativa delle porzioni maggiormente esposte all’aria di un pneumatico, quali ad esempio il fianco del pneumatico e la parte esposta all’aria del listino antiabrasivo disposto in corrispondenza del tallone (qui e nel seguito il listino antiabrasivo a cui si fa riferimento è quello disposto in corrispondenza del tallone) è quella di utilizzare agenti antiossidanti/antiozonanti nelle rispettive mescole. L’azione di questi agenti antiossidanti/antiozonanti è quella di reagire con l’ossigeno o l’ozono per evitare che questi reagiscano con la base polimerica causandone la degradazione.

Come è noto ad un tecnico del ramo, la reazione tra gli agenti antiossidanti/antiozonanti e l’ossigeno o l’ozono comporta la formazione di catene idrocarburiche che dal pneumatico vengono liberate nell’ambiente.

Per motivi di carattere ambientale è stato richiesto da tempo ai produttori di pneumatici di limitare il fenomeno dell’emissione di queste catene idrocarburiche.

Una possibile soluzione potrebbe essere quella di limitare l’uso degli agenti antiossidanti/antiozonanti nelle mescole costituenti i fianchi e i talloni. Una tale soluzione, tuttavia, comporta un inaccettabile peggioramento in termini di degradazione ossidativa della gomma costituente il fianco e il listino antiabrasivo del pneumatico.

Era quindi sentita l’esigenza di disporre di una soluzione che fosse in grado di limitare l’emissione di idrocarburi da parte del pneumatico, senza per questo compromettere la resistenza alla degradazione ossidativa dei fianchi e del listino antiabrasivo.

Oggetto della presente invenzione è uno strato barriera in gomma disposto in uso a copertura di una parte laterale esposta all’aria del pneumatico ed estendentesi dal limite laterale del battistrada al bordo di attacco del cerchione; detto strato barriera essendo realizzata da una mescola comprendente da 70 a 100 phr di una gomma satura, da 0 a 30 phr di gomma naturale, da 5,0 a 150,0 phr di un riempitivo scelto tra un riempitivo lamellare a base di silicio e nero di carbonio o una loro miscela e da un sistema di vulcanizzazione.

Qui e nel seguito per bordo di attacco del cerchione, anche detto flangia del cerchione, si intende il bordo del cerchione a contatto con la gomma della parte laterale del pneumatico.

Preferibilmente, la gomma satura è scelta tra gomma butilica e gomma alobutilica.

Preferibilmente, la mescola costituente lo strato barriera comprende da 5 a 150 phr di riempitivo lamellare a base di silicio e da 10 a 100 phr di nero di carbonio.

Preferibilmente, il rapporto tra riempitivo lamellare a base di silicio e nero di carbonio è compreso tra 0,2 e 4,0.

Preferibilmente, lo strato barriera dopo vulcanizzazione ha uno spessore compreso tra 0,1 e 1,6 mm, più preferibilmente tra 0,2 e 1,0 mm.

Un ulteriore oggetto della presente invenzione è un pneumatico comprendente uno strato barriera oggetto della presente invenzione disposto a copertura di una sua parte laterale costituita dal fianco e dalla porzione esposta all’aria del listino antiabrasivo.

Ancora un ulteriore oggetto della presente invenzione è l’uso di uno strato barriera oggetto della presente invenzione da applicare a copertura di una parte laterale del pneumatico costituita dal fianco e dalla porzione esposta all’aria del listino antiabrasivo.

In alternativa a quanto sopra riportato, lo strato barriera può essere prima calandrato o estruso, al fine di ottenere una striscia dello spessore prestabilito, e poi, in un secondo momento, applicato al fianco del pneumatico durante la fase di costruzione.

Un ulteriore alternativa è quella di coestrudere la mescola dello strato barriera unitamente ad una unica mescola che possa essere in grado di svolgere sia la funzione di fianco che di listino anti abrasivo.

Di seguito sono presentati degli esempi a scopo illustrativo e non limitativo per una migliore comprensione dell’invenzione.

ESEMPI

È stata preparata una mescola la cui composizione in phr è riportata in tabella I.

TABELLA I

Resina 3,0

Ossido di Zn 3,0

Acido Stearico 2,0

Olio 6,0

La mescola di cui sopra è stata preparata con la procedura sotto riportata:

(1a fase di miscelazione)

In un miscelatore con rotori tangenziali e di volume interno compreso tra 230 e 270 litri sono stati caricati prima dell'inizio della miscelazione, la base polimerica reticolabile e il riempitivO, raggiungendo un fattore di riempimento compreso tra 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.

(2a fase di miscelazione)

Alla miscela ottenuta dalla precedente fase è stato aggiunto il sistema di vulcanizzazione raggiungendo un fattore di riempimento compreso tra 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.

La mescola così ottenuta è stata coestrusa unitamente ad una mescola di un fianco e ad una mescola di un listino antiabrasivo comprendenti entrambe agenti antiossidanti/antiozonanti.

In Tabella II e III sono riportate le composizioni in phr della mescola costituente il fianco e della mescola costituente il listino antiabrasivo.

La mescola costituente il fianco e la mescola costituente il listino antiabrasivo sono state realizzate con la metodologia sopra riportata per la preparazione mescola dello strato barriera.

TABELLA II

,

TABELLA III

Il plasticizzante utilizzato è RAE (acronimo della dicitura inglese Residual Aromatic Extract);

L’antiozonante utilizzato è TMQ (Poly(1,2-dihydro-2,2,4-trimethylquinoline));

L’antiossidante utilizzato è N-(1,3-dimethylbutyl)-N’-phenyl-p-phenylenediamine.

A seguito della coestrusione tra la mescola dello strato barriera, la mescola del fianco e la mescola del listino anti abrasivo è stato ottenuto un manufatto con il quale è stato realizzato un pneumatico indicato nel seguito come pneumatico A.

A seguito della vulcanizzazione del pneumatico A, lo strato barriera ha assunto uno spessore pari a 0,9 mm.

Il pneumatico così realizzato è stato sottoposto ad un processo di invecchiamento, che consiste nel mantenere il pneumatico alla temperatura di 70ºC per un tempo pari a 5 settimane. Dopo l’invecchiamento il pneumatico è sottoposto al BMW Group standard "CARB test" GS97014-02.

Per confronto, lo stesso processo di invecchiamento e di CARB test è stato applicato ad un pneumatico (Conf.1) privo dello strato barriera ed avente le porzioni di fianco e di listino antiabrasivo uguali a quelle del pneumatico A, e ad un pneumatico (Conf.2) privo dello strato barriera ed avente le porzioni di fianco e di listino antiabrasivo uguali a quelle del pneumatico A ad eccezione della assenza degli agenti antiossidanti/antiozonanti.

I tre pneumatici, terminato il processo di invecchiamento, sono stati sottoposti ad un test relativo alle emissioni di idrocarburi secondo il "CARB test" GS97014-02, e ad un test relativo alla resistenza alla degradazione ossidativa secondo la procedura VW ozone test: VW 2.8.1

Il "CARB test" GS97014-02,che è un test che consiste nella misurazione degli idrocarburi emessi dal pneumatico in 24 ore in condizioni di temperatura controllata Inoltre, è stata rilevata anche la resistenza al rotolamento mediante la misura dei valori di Tanδ a 60°C in accordo con la norma ISO 4664.

In Tabella IV sono riportati i risultati dei test suddetti. I risultati relativi all’emissione degli idrocarburi sono riportati in mg, i risultati relativi alla resistenza alla degradazione ossidativa sono indicizzati con valori da 1 (valore migliore) a 4 (valore peggiore), e i valori di resistenza al rotolamento sono stati indicizzati al valore relativo all’esempio di confronto indicato come conf.1.

TABELLA IV

Come si evince dai dati di Tabella IV, il pneumatico A comprendente lo strato barriera oggetto della presente invenzione garantisce una diminuzione del 30% dell’emissione degli idrocarburi senza per questo compromettere la resistenza alla degradazione ossidativa e soprattutto senza pregiudicare la resistenza al rotolamento. Inoltre, considerando la decolorazione del fianco del pneumatico dovuta alla interazione degli agenti chimici (quali antiossidanti, antiozonanti) con la radiazione UV, la barriera proposta evita la suddetta interazione migliorando, quindi, anche l'aspetto estetico del fianco evitandone la decolorazione.

La presente invenzione garantisce, quindi, una efficace resistenza alla degradazione ossidativa delle mescole esposte all’aria mediante l’utilizzo degli agenti antiossidanti/antiozonanti nelle mescole stesse, ed allo stesso tempo assicura un abbattimento rilevante delle emissioni senza per questo compromettere altre caratteristiche del pneumatico quali ad esempio la resistenza al rotolamento e l’estetica del pneumatico stesso.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Strato barriera in gomma disposto in uso a copertura di una parte laterale esposta all’aria del pneumatico ed estendentesi dal limite laterale del battistrada al bordo di attacco del cerchione; detto strato barriera essendo realizzata da una mescola comprendente da 70 a 100 phr di una gomma satura, da 0 a 30 phr di gomma naturale, da 5,0 a 150,0 phr di un riempitivo scelto tra un riempitivo lamellare a base di silicio e nero di carbonio o una loro miscela e da un sistema di vulcanizzazione.
2. Strato barriera secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la gomma satura è scelta tra gomma butilica e gomma alobutilica.
3. Strato barriera secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detta mescola comprende da 5 a 150 phr di riempitivo lamellare a base di silicio e da 10 a 100 phr di nero di carbonio.
4. Strato barriera secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il rapporto tra riempitivo lamellare a base di silicio e nero di carbonio è compreso tra 0,2 e 4,0.
5. Strato barriera secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di avere dopo vulcanizzazione uno spessore compreso tra 0,1 e 1,6 mm.
6. Strato barriera secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di avere dopo vulcanizzazione uno spessore compreso tra 0,2 e 1,0.
7. Pneumatico comprendente uno strato barriera secondo una delle rivendicazioni precedenti disposto a copertura di una sua parte laterale costituita dal fianco e dalla porzione esposta all’aria del listino antiabrasivo.
8. Uso di uno strato barriera come rivendicato nelle rivendicazioni da 1 a 6, da applicare a copertura di una parte laterale del pneumatico costituita dal fianco e dalla porzione esposta all’aria del listino antiabrasivo.