ITTO20120375A1 - ADHESIVE COMPOUND FOR STEEL STRINGS FOR TIRES - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
del brevetto per invenzione industriale dal titolo: of the patent for industrial invention entitled:
"MESCOLA DI ADESIONE PER CORDE IN ACCIAIO PER PNEUMATCI" "ADHESION COMPOUND FOR STEEL ROPES FOR TIRES"
La presente invenzione è relativa ad una mescola di adesione per corde in acciaio per pneumatici. The present invention relates to an adhesion compound for steel ropes for tires.
Come è noto, i pneumatici sono rinforzati con delle corde realizzate con fili di acciaio che ne assicurano la robustezza strutturale. A tale riguardo, risulta di importanza vitale che le corde in acciaio siano fermamente legate alla gomma e che vi rimangano per tutta la vita del pneumatico. As is known, tires are reinforced with ropes made of steel wires which ensure their structural strength. In this respect, it is vital that the steel ropes are firmly bonded to the rubber and remain there for the life of the tire.
Da quanto sopra riportato risulta immediato come attorno alle corde in acciaio debba essere utilizzata una mescola di gomma in grado di aderire alle corde di acciaio stesse per incorporarle in maniera sicura nel pneumatico. From the above, it is immediate that a rubber compound capable of adhering to the steel ropes themselves to incorporate them safely into the tire must be used around the steel ropes.
Da tempo è noto l'utilizzo di sali di cobalto in tali tipologie di mescole. I sali di cobalto si sono dimostrati particolarmente efficaci nel conferire alle mescole le caratteristiche di adesione richieste. The use of cobalt salts in these types of compounds has been known for some time. The cobalt salts have proved to be particularly effective in giving the compounds the required adhesion characteristics.
Uno dei sali di cobalto particolarmente utilizzato è il Co-Boro neodecanoato. Nonostante questo sale risulti particolarmente efficace in termini di adesione, tuttavia la sua elevata solubilità in acqua potrebbe costituire un problema. One of the particularly used cobalt salts is Neodecanoate Co-Boron. Although this salt is particularly effective in terms of adhesion, however its high solubility in water could be a problem.
Una possibile soluzione è quella di aumentare la catena polimerica del sale di cobalto allo scopo di ridurre la sua solubilità in acqua. Tuttavia, è stato dimostrato che una tale soluzione comporta una diminuzione in termini di adesione, in particolar modo a seguito di stoccaggio della mescola. A possible solution is to increase the polymer chain of the cobalt salt in order to reduce its solubility in water. However, it has been shown that such a solution involves a decrease in terms of adhesion, in particular following the storage of the mixture.
Era quindi sentita l'esigenza di utilizzare sali di cobalto che fossero meno solubili in acqua senza per questo compromettere l'adesione delle mescole. The need was therefore felt to use cobalt salts which were less soluble in water without compromising the adhesion of the compounds.
È stato sorprendentemente ed inaspettatamente trovato dalla richiedente che utilizzando sali di cobalto ad elevato peso molecolare e, quindi, poco solubili in acqua in combinazione con degli esteri del resorcinolo, è possibile realizzare delle mescole adesive particolarmente efficaci anche dopo un periodo di stoccaggio. It has been surprisingly and unexpectedly found by the Applicant that by using cobalt salts with a high molecular weight and, therefore, not very soluble in water in combination with resorcinol esters, it is possible to produce particularly effective adhesive compounds even after a storage period.
Oggetto della presente invenzione è una mescola di adesione a corde in acciaio comprendente una base polimerica e un sistema di vulcanizzazione; detta mescola essendo caratterizzata dal fatto di comprendere un polimero comprendente sequenze di gruppi Co-carbossile, con un contenuto di almeno il 3% in peso di Co e con un PM > 2000, e un estere del resorcinolo di un acido bicarbossilico con un numero di atomi di carbonio compreso tra 6 e 22. The object of the present invention is an adhesion compound to steel ropes comprising a polymeric base and a vulcanization system; said blend being characterized in that it comprises a polymer comprising sequences of Co-carboxyl groups, with a content of at least 3% by weight of Co and with a MW> 2000, and an ester of the resorcinol of a dicarboxylic acid with a number of carbon atoms between 6 and 22.
Preferibilmente, il polimero comprendente sequenze di gruppi Co-carbossile comprende uno o più gruppi borato. Preferably, the polymer comprising sequences of Co-carboxyl groups comprises one or more borate groups.
I polimeri comprendenti sequenze di gruppi Cocarbossile compresi nelle mescole di adesione oggetto della presente invenzione sono descritti e rivendicati nella domanda di brevetto W02010/028851 qui inclusa per riferimento . The polymers comprising sequences of cocarboxyl groups included in the adhesion compounds object of the present invention are described and claimed in the patent application W02010 / 028851 included here by reference.
Preferibilmente, la mescola di adesione a corde in acciaio per pneumatici comprende da 0,5 a 2,5 phr del polimero comprendente sequenze di gruppi Co-carbossile e da 0,5 a 4,0 phr dell'estere del resorcinolo. Preferably, the adhesion mix to steel ropes for tires comprises from 0.5 to 2.5 phr of the polymer comprising sequences of Co-carboxyl groups and from 0.5 to 4.0 phr of the resorcinol ester.
Preferibilmente, l'estere del resorcinolo è il bis,3-idrossifenil dell'acido adipico (3-HPAD). Preferably, the resorcinol ester is bis, 3-hydroxyphenyl of adipic acid (3-HPAD).
Preferibilmente, il polimero comprendente sequenze di gruppi Co-carbossile è un carbossilato di cobalto e boro con un contenuto in peso di cobalto dal 10 al 25%. Preferably, the polymer comprising sequences of Co-carboxyl groups is a cobalt-boron carboxylate with a cobalt content by weight of 10 to 25%.
Preferibilmente, la mescola di adesione a corde in acciaio oggetto della presente invenzione è utilizzata nei pneumatici . Preferably, the adhesion compound to steel ropes object of the present invention is used in tires.
Un altro oggetto della presente invenzione è pneumatico comprendente una mescola di adesione alle corde in acciaio secondo la presente invenzione. Another object of the present invention is pneumatic comprising a compound for adhesion to steel ropes according to the present invention.
Per una migliore comprensione dell'invenzione sono riportate di seguito delle forme di realizzazione a puro titolo illustrativo e non limitativo For a better understanding of the invention, some embodiments are reported hereinafter purely for illustrative and non-limiting purposes
ESEMPI EXAMPLES
Sono state realizzate tre mescole di confronto (mescole A-C) e due mescole dell'invenzione (mescole D e E). Three comparison compounds (compounds A-C) and two compounds of the invention (compounds D and E) were made.
In particolare, la mescola di confronto A è relativa ad una mescola di adesione per corde in acciaio attualmente in uso, la mescola di confronto B è relativa ad una mescola in cui si è utilizzato solamente il composto 3-HPAD senza, quindi, la presenza del polimero comprendente sequenze di gruppi Co-carbossile e la mescola di confronto C è relativa ad una mescola in cui si è utilizzato solamente il polimero comprendente sequenze di gruppi Co-carbossile senza, quindi, la presenza del 3-HPAD. Le mescole dell'invenzione D e E sono relative a mescole di adesione per corde in acciaio che comprendono sia il polimero comprendente sequenze di gruppi Co-carbossile sia il 3-HPAD a due rispettive differenti quantità. In particular, the comparison compound A relates to an adhesion compound for steel ropes currently in use, the comparison compound B relates to a compound in which only the 3-HPAD compound was used without, therefore, the presence of the polymer comprising sequences of Co-carboxyl groups and the comparison blend C relates to a blend in which only the polymer comprising sequences of Co-carboxyl groups has been used without, therefore, the presence of 3-HPAD. The inventive compounds D and E relate to adhesion compounds for steel ropes which comprise both the polymer comprising sequences of Co-carboxyl groups and 3-HPAD in two respective different quantities.
Le mescole sono state realizzate con una metodologia standard di seguito riassunta. The compounds were made with a standard methodology summarized below.
(la fase di impasto) (the mixing phase)
In un miscelatore con rotori tangenziali e di volume interno compreso tra 230 e 270 litri sono stati caricati prima dell'inizio della miscelazione, la base polimerica e a seconda dei casi, il sale di cobalto convenzionale, il polimero comprendente sequenze di gruppi Co-carbossile e il 3-HPAD, raggiungendo un fattore di riempimento compreso tra 66-72%. In a mixer with tangential rotors and with an internal volume between 230 and 270 liters, the polymer base and, as appropriate, the conventional cobalt salt, the polymer comprising sequences of Co-carboxyl groups and the 3-HPAD, reaching a fill factor between 66-72%.
Il miscelatore è stato azionato ad una velocità compresa tra 40-60 giri/minuto, e la miscela formatasi è stata scaricata una volta raggiunta una temperatura compresa tra 140-160°C. The mixer was operated at a speed between 40-60 rpm, and the mixture formed was discharged once a temperature between 140-160 ° C was reached.
(2a fase di impasto) (2nd mixing phase)
La miscela ottenuta dalla precedente fase è stata nuovamente lavorata nel miscelatore azionato ad una velocità compresa tra 40-60 giri/minuto e, successivamente, scaricata una volta raggiunta una temperatura compresa tra 130-150°C. The mixture obtained from the previous phase was again processed in the mixer operated at a speed between 40-60 rpm and, subsequently, discharged once a temperature between 130-150 ° C was reached.
(3a fase di impasto) (3rd mixing phase)
Alla miscela ottenuta dalla precedente fase è stato aggiunto il sistema di vulcanizzazione composto da zolfo e da acceleranti, raggiungendo un fattore di riempimento compreso tra 63-67%. The vulcanization system composed of sulfur and accelerators was added to the mixture obtained from the previous phase, reaching a filling factor of between 63-67%.
Il miscelatore è stato azionato ad una velocità compresa tra 20-40 giri/minuto, e la miscela formatasi è stata scaricata una volta raggiunta una temperatura compresa tra 100-110°C. The mixer was operated at a speed between 20-40 rpm, and the mixture formed was discharged once a temperature between 100-110 ° C was reached.
In Tabella I sono riportate le composizioni in phr delle mescole A-E In Table I the phr compositions of the A-E compounds are reported
Il polimero comprendente sequenze di gruppi Cocarbossile è un carbossilato di cobalto e boro con un contenuto in peso di cobalto dal 10 al 25%. The polymer comprising cocarboxyl group sequences is a cobalt and boron carboxylate with a cobalt weight content of 10 to 25%.
Le mescole di cui sopra sono state sottoposte a test di adesione sulle corde in acciaio. In particolare, le mescole sono state valutate in funzione della forza di adesione alle corde in acciaio secondo la norma (ASTM 2229) e in funzione della copertura lasciata dalla mescola sulla corda in acciaio secondo la norma (ASTM 2229). The above compounds have been subjected to adhesion tests on steel ropes. In particular, the compounds were evaluated according to the strength of adhesion to the steel ropes according to the standard (ASTM 2229) and according to the coverage left by the compound on the steel rope according to the standard (ASTM 2229).
Ognuna delle valutazioni di cui sopra è stata eseguita sottoponendo la specifica mescola a diversi tempi di vulcanizzazione e a diversi tempi di invecchiamento. A tale riguardo, va evidenziato come risulti estremamente importante, per poter valutare l'efficacia di una mescola, verificare se le proprietà di adesione permangano o meno anche dopo un periodo di stoccaggio. Each of the above evaluations was performed by subjecting the specific compound to different curing times and different aging times. In this regard, it should be noted that it is extremely important, in order to evaluate the effectiveness of a compound, to verify whether the adhesion properties remain or not even after a period of storage.
In Tabella II sono riportati i valori di adesione delle mescole alla corda in acciaio. Per una più immediata visualizzazione dei risultati, i valori sono indicizzati alla mescola A, in quanto mescola adesiva convenzionale. Una prima parte della Tabella II è relativa ai valori di adesione delle varie mescole a differenti tempi di vulcanizzazione. La temperatura di vulcanizzazione è stata di 160°C. Una seconda parte della Tabella II è relativa ai valori di adesione delle varie mescole non vulcanizzate a differenti giorni di stoccaggio. Le condizioni di stoccaggio sono state relative ad una temperatura pari a 40 °C ed una umidità pari all'80%. Table II shows the adhesion values of the compounds to the steel rope. For a more immediate visualization of the results, the values are indexed to compound A, as it is a conventional adhesive compound. A first part of Table II relates to the adhesion values of the various compounds at different vulcanization times. The vulcanization temperature was 160 ° C. A second part of Table II relates to the adhesion values of the various non-vulcanized compounds at different storage days. The storage conditions were relative to a temperature of 40 ° C and a humidity of 80%.
TABELLA II TABLE II
In Tabella III sono riportati i valori di ricopertura indicizzati alla mescola A rispettivamente a 7,5 minuti di vulcanizzazione e a 1 giorno di stoccaggio. Una prima parte della Tabella III è relativa ai valori di ricopertura delle varie mescole a differenti tempi di vulcanizzazione. La temperatura di vulcanizzazione è stata di 160°C. Una seconda parte della Tabella III è relativa ai valori di ricopertura delle varie mescole vulcanizzate a 160°C per 20 minuti a differenti giorni di stoccaggio. Le condizioni di stoccaggio sono state relative ad una temperatura pari a 40°C ed una umidità pari all'80%. Table III shows the coverage values indexed to compound A at 7.5 minutes of vulcanization and 1 day of storage respectively. A first part of Table III relates to the coating values of the various compounds at different vulcanization times. The vulcanization temperature was 160 ° C. A second part of Table III relates to the coverage values of the various vulcanised compounds at 160 ° C for 20 minutes at different storage days. The storage conditions were relative to a temperature of 40 ° C and a humidity of 80%.
TABELLA III TABLE III
Dai valori riportati nelle Tabelle II e III appare immediato che le mescole della presente invenzioni garantiscono dei livelli di adesione sicuramente superiori a quelli presentati dalla mescola di adesione di tipo convenzionale (mescola A). From the values reported in Tables II and III it is immediate that the compounds of the present invention guarantee adhesion levels which are certainly higher than those presented by the conventional type of adhesion compound (compound A).
Da un confronto con le mescole B e C si evince, invece, come non sia la mera presenza separata del polimero comprendente sequenze di gruppi Co-carbossile o del 3-HPAD a garantire i livelli di adesione cercati, ma la loro combinazione. On the other hand, a comparison with the B and C compounds shows that it is not the mere separate presence of the polymer comprising sequences of Co-carboxyl groups or 3-HPAD that guarantees the desired adhesion levels, but their combination.
In questo modo sarà possibile disporre di mescole in grado di garantire una efficace adesione alle corde in acciaio, utilizzando sali di cobalto presentanti una bassa solubilità in acqua e, quindi, una bassa potenziale pericolosità in termini di tossicità e di rischio ambientale. In this way it will be possible to have compounds capable of guaranteeing effective adhesion to steel ropes, using cobalt salts with low solubility in water and, therefore, a low potential hazard in terms of toxicity and environmental risk.
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