ES2355149T3 - Neumático. - Google Patents

Abstract

Neumático que comprende una capa de caucho espumado provista sobre una superficie puesta sustancialmente en contacto con una superficie de carretera, en la que la capa de caucho espumado tiene una tasa de espumación en un intervalo del 3 al 50%; al menos caucho natural y polibutadieno están contenidos en un componente de caucho; el caucho natural está contenido en un intervalo de 20 a 70 partes en masa, y el polibutadieno está contenido en un intervalo de 30 a 80 partes en masa, cada uno, por 100 partes en masa del componente de caucho; negro de humo está contenido en un intervalo de 5 a 55 partes en masa por 100 partes en masa del componente de caucho; sílice está contenida en un intervalo de 5 a 55 partes en masa por 100 partes en masa del componente de caucho; (a) fibras orgánicas que no contienen partículas finas y (b) fibras orgánicas que contienen partículas finas están contenidas en el componente de caucho; y al menos un polvo de compuesto inorgánico, que tiene un diámetro de partícula de 10 µm o menos, representado por la Fórmula (I) siguiente, está contenido en un intervalo de 5 a 20 partes en masa por 100 partes en masa del componente de caucho; M.xSiO

Description

La presente invención se refiere a un neumático, por ejemplo, un neumático con cámara de aire usado para conducir sobre hielo, más específicamente, a un neumático que está mejorado adicionalmente en sus prestaciones anti-deslizamiento (prestaciones en MOJADO) y prestaciones de frenado y conducción (prestaciones sobre hielo) sobre una superficie de carretera con hielo y nieve. 5

Hasta la fecha, se han propuesto composiciones de caucho para bandas de rodadura de neumáticos que tienen unas excelentes prestaciones anti-deslizamiento en mojado (en adelante, en la presente memoria, denominado prestaciones en MOJADO) relacionadas con estabilidad de movimiento sobre una superficie de carretera mojada. Hay técnicas conocidas para mejorar las prestaciones en MOJADO, en las que el caucho es mezclado con sílice en una alta proporción, en las que una temperatura de transición vítrea (Tg) del caucho, es decir 10 0ºC tan δ es incrementada, y en las que negro de humo, que está triturado en piezas que tienen un tamaño de partícula más fino, es mezclado en una alta proporción. Sin embargo, las composiciones de caucho para las bandas de rodadura que están mezcladas con sílice en una proporción alta tienen un problema de viabilidad (procesabilidad). Las composiciones de caucho en las que la Tg del caucho es elevada tienen problemas de reducción en prestaciones a baja temperatura y aumento en resistencia al rodamiento (en adelante, en la presente 15 memoria, denominado como RR). Las composiciones de caucho en las que negro de humo, triturado en piezas que tienen un tamaño de partícula más fino, es mezclado en una proporción alta tienen un RR elevado.

Consiguientemente, se proponen una composición de caucho para una banda de rodadura, que está mejorada en relación a las prestaciones en MOJADO mediante una sílice específica, y una técnica de amasado y un proceso de producción para la misma. Por ejemplo, 100 partes en peso de caucho natural y/o caucho sintético con 20 base dieno son mezcladas con entre 10 y 80 partes en peso de un plastificante de baja temperatura que tiene un punto de congelación de -48ºC o inferior y entre 5 y 40 partes en peso de carburo de silicio, nitruro de silicio, óxido de aluminio o sílice, teniendo cada uno un diámetro de partícula medio de entre 0,1 y 1 mm o una mezcla de los mismos, para intentar mejorar las prestaciones en MOJADO (referencia a, por ejemplo, el documento de patente 1). Sin embargo, los problemas de viabilidad (procesabilidad), resistencia a la abrasión y propiedad de poco calor 25 (propiedad con poca generación de calor) persisten en la mejora anterior.

Los desarrollos para mejorar las prestaciones de frenado y conducción (en adelante, en la presente memoria, denominadas prestaciones sobre hielo) de un neumático sobre una superficie de carretera con hielo y nieve, se han llevado a cabo desde que se regularon los neumáticos con clavos. Es probable que se produzca una película de agua sobre una superficie de carretera con hielo y nieve debido al calor friccional de la superficie de carretera con 30 hielo y nieve con un neumático. La película de agua reduce un coeficiente friccional entre el neumático y la superficie de carretera con hielo y nieve. Consiguientemente, una capacidad de eliminación de película de agua en una banda de rodadura, un efecto borde y un efecto clavo ejercen un efecto sobre las prestaciones sobre hielo en un alto grado. La capacidad de eliminación de película de agua, el efecto borde y el efecto clavo de una banda de rodadura deben ser mejorados para mejorar las prestaciones sobre hielo en un neumático. 35

Con el fin de proporcionar una banda de rodadura con una capacidad de eliminación de película de agua, un gran número de micro-hendiduras de drenaje (profundidad y anchura: aproximadamente 100 µm) están provistas sobre la superficie de un neumático para eliminar la película de agua mediante estas hendiduras de drenaje, y un coeficiente friccional del neumático sobre una superficie de carretera con hielo y nieve es incrementado. En el caso anterior, pueden mejorarse unas prestaciones sobre hielo del neumático al comienzo del uso. Sin embargo, las 40 prestaciones sobre hielo se reducen lentamente conforme el neumático se va desgastando. Entonces, se considera formar burbujas en una banda de rodadura con el fin de prevenir que las prestaciones sobre hielo se reduzcan cuando el neumático está desgastado.

Por otra parte, se describe un procedimiento en el que las micro-hendiduras de drenaje descritas anteriormente son formadas sobre la superficie de una banda de rodadura, usando caucho espumado mezclado con 45 fibras cortas para la banda de rodadura de un neumático (referencia a, por ejemplo, el documento de patente 2). En el caso anterior, las fibras cortas no se separan fácilmente de la banda de rodadura cuando la banda de rodadura está desgastada por el movimiento. Sin embargo, las fibras cortas no son aproximadamente paralelas a la cara desgastada en muchos casos, y las micro-hendiduras de drenaje no pueden formarse siempre de manera eficiente. Consiguientemente, el coeficiente friccional sobre una superficie de carretera con hielo y nieve no se ha mejorado 50 suficientemente. Además, se ha observado el problema de que la separación de las fibras cortas depende de las condiciones de movimiento y similares, en un alto grado, lo que hace imposible mejorar fiablemente las prestaciones sobre hielo.

Además, se propone que al vulcanizar una composición de caucho que contiene un agente espumante, fibras orgánicas en las que la viscosidad es menor que la de la composición hasta que la temperatura alcanza una 55

temperatura de vulcanización máxima, son mezcladas para llevar a cabo la vulcanización (referencia a, por ejemplo, el documento de patente 3). En el caso anterior, hay un efecto en el que las micro-hendiduras de drenaje son formadas sobre la superficie de una banda de rodadura para mejorar la capacidad de eliminación de película de agua. Sin embargo, en el caso de la banda de rodadura anterior de caucho vulcanizado, hay margen de mejora en lo que se refiere al efecto borde y al efecto clavo (efecto de rasgado). 5

Además, se propone proporcionar fibras orgánicas con varias funcionalidades (referencia a, por ejemplo, el documento de patente 4). Por ejemplo, se propone que fibras orgánicas que contienen partículas finas, preparadas mediante la adición de partículas finas que tienen un diámetro establecido, tales como partículas finas de vidrio, partículas finas de hidróxido de aluminio, partículas finas de alúmina, partículas finas de hierro, partículas finas de resina (met)acrílica, partículas finas de resina epoxi y similares, a fibras orgánicas que tienen un diámetro 10 establecido y moldeándolas, son añadidas a un componente de caucho de un neumático. Además, en una composición de caucho para un neumático, las fibras orgánicas que contienen partículas finas, en las que la viscosidad de una resina de fibras es reducida más que la de la matriz de caucho hasta la temperatura de la composición de caucho alcanza una temperatura de vulcanización máxima en la vulcanización, son usadas para mejorar la capacidad de eliminación de película de agua y el efecto borde en el neumático. La capacidad de 15 eliminación de película de agua, un efecto para elevar el coeficiente friccional y el efecto borde son mejorados mediante la aplicación de las fibras orgánicas que contienen partículas finas. Sin embargo, las fibras orgánicas anteriores, que contienen partículas finas, deben ser incrementadas en su diámetro hasta cierto punto. Consiguientemente, esto causa una reducción en la piel extruída y saca a relucir una reducción en la viabilidad en planta, y además, ejerce un efecto adverso sobre una capa espumada que forma micro-hendiduras de drenaje en la 20 extrusión.

Documento de patente 1: Solicitud de patente japonesa abierta a inspección pública No. 135241/1990

Documento de patente 2: Solicitud de patente japonesa abierta a inspección pública No. 38207/1992

Documento de patente 3: Solicitud de patente japonesa abierta a inspección pública No. 48264/1999

Documento de patente 4: Solicitud de patente japonesa abierta a inspección pública No. 233933/2001 25

Se dirige la atención también a las divulgaciones de los documentos EP-1048691A, EP-0719658A, EP-0771836A, JP-10-147106A y JP-2001-335664A.

Consiguientemente, con el fin de resolver los diversos problemas convencionales descritos anteriormente, un objeto de la presente invención es proporcionar un neumático que tenga unas excelentes propiedades de frenado y conducibilidad (prestaciones en MOJADO) sobre una superficie de carretera mojada y que muestre de manera 30 suficiente un efecto borde o un efecto clavo y tenga unas excelentes prestaciones sobre hielo (prestaciones de frenado y conducción en superficie). Otro objeto de la presente invención es proporcionar un neumático que mejore la viabilidad en una planta y en el que haya formados, de manera fiable, micro canales de drenaje que exhiban unas prestaciones de eliminación de película de agua.

El presente inventor ha encontrado que las propiedades de frenado, conducibilidad y prestaciones sobre hielo 35 de un neumático sobre una superficie de carretera mojada son mejoradas mediante la adición de un polvo de un compuesto inorgánico específico, que tiene un diámetro de partícula de 10 µm o inferior, a una composición de caucho que comprende caucho natural y caucho polibutadieno, que tiene una tasa de espumación establecida cuando una capa de caucho espumado de la composición de caucho es provista sobre una superficie puesta sustancialmente en contacto con una superficie de carretera, es decir, una superficie de banda de rodadura. 40 Además, se previene que la piel extruída en la extrusión se reduzca mediante el mezclado de la composición de caucho no solo con las fibras orgánicas que contienen partículas finas, sino también con fibras orgánicas que no contienen partículas finas en una proporción adecuada, además del polvo de compuesto inorgánico anterior. También, el uso de partículas finas que tienen una dureza Mohs mayor que una dureza del hielo, hace posible mostrar suficientemente un efecto de rasgado sobre la parte de la superficie del caucho de la banda de rodadura. Es 45 decir, si hay burbujas formadas en la parte de la superficie del caucho, se forman micro-hendiduras de drenaje que exhiben además un efecto borde y un efecto clavo sobre la parte de la superficie mediante el uso de partículas finas. Como resultado de esto, el presente inventor ha encontrado que el neumático presenta suficientemente una capacidad de eliminación de una película de agua producida sobre una superficie de carretera con hielo y nieve y que el neumático tiene excelentes prestaciones en MOJADO, resistencia a la abrasión, prestaciones sobre hielo y 50 viabilidad.

Es decir, la presente invención ha conseguido los objetos descritos anteriormente mediante el empleo de las características siguientes.

(1) Un neumático que comprende una capa de caucho espumado provista sobre una superficie puesta sustancialmente en contacto con una superficie de carretera, en el que la capa de caucho espumado tiene una tasa de espumación dentro de un intervalo del 3 al 50%; al menos caucho natural y polibutadieno están contenidos en un componente de caucho; el caucho natural está contenido en un intervalo de 20 a 70 partes en masa, y el polibutadieno está contenido en un intervalo de 30 a 80 5 partes en masa, cada uno, por 100 partes en masa del componente de caucho; el negro de humo está contenido en un intervalo de 5 a 55 partes en masa por 100 partes en masa del componente de caucho; (a) fibras orgánicas que no contienen partículas finas y (b) fibras orgánicas que contienen partículas finas, que contienen partículas finas, están contenidas en el componente de caucho en proporciones preferentemente establecidas; y al menos un polvo de compuesto inorgánico, que tiene 10 un diámetro de partícula de 10 µm o inferior, representado por la Fórmula (I) siguiente, está contenido en un intervalo de 5 a 20 partes en masa por 100 partes en masa del componente de caucho:

M.xSiO2.yH2O (I)

en la que M en la Fórmula (I) es óxido o hidróxido de metal, seleccionado de entre Al, Mg, Ti y Ca, y x e y pueden ser diferentes, uno del otro, y son números enteros del 0 al 10. 15

(2) El neumático descrito en el punto (1) anterior, en el que el polvo de compuesto inorgánico, representado por la Fórmula (I) descrita anteriormente, es un polvo de compuesto inorgánico representado por la Fórmula (II) siguiente:

Al2.O3.mSiO2.nH2O (II)

en la que m en la Fórmula (II) es un número entero de 1 a 4, y n es un número entero de 0 a 4. 20

(3) El neumático descrito en el punto (1) anterior, en el que el polvo de compuesto inorgánico, representado por la Fórmula (I) descrita anteriormente, es un polvo que comprende hidróxido de aluminio.

(4) El neumático descrito en el punto (1) anterior, en el que (a) las fibras orgánicas y (b) fibras orgánicas que contienen partículas finas están contenidas en una cantidad total en un intervalo de 1 a 5 partes 25 en masa por 100 partes en masa del componente de caucho.

(5) El neumático descrito en el punto (1) anterior, en el que las partículas finas anteriores están contenidas en (b) las fibras orgánicas que contienen partículas finas, en un intervalo de 5 a 50 partes en masa por 100 partes en masa de la resina en el total de las fibras orgánicas anteriores.

(6) El neumático descrito en el punto (1) anterior, en el que las partículas finas contenidas en (b) las fibras 30 orgánicas que contienen partículas finas, tienen una dureza Mohs de 2 o más, están en un intervalo de 10 a 50 µm en 80% en masa o más de un conteo de frecuencia en una distribución de diámetros de partícula y tienen un diámetro de partícula medio en un intervalo de 10 a 30 µm.

(7) El neumático descrito en el punto (1) anterior, en el que las fibras usadas para (a) las fibras orgánicas y (b) las fibras orgánicas que contienen partículas finas tienen un diámetro en un intervalo de 0,01 a 35 0,1 mm y una longitud en un intervalo de 0,5 a 20 mm.

(8) El neumático descrito en el punto (1) anterior, en el que las partículas finas contenidas en (b) las fibras orgánicas que contienen partículas finas tienen un conteo de frecuencia de 20% en masa o más en un valor pico de una distribución de tamaños de partícula.

(9) El neumático descrito en el punto (1) anterior, en el que las partículas finas contenidas en (b) las fibras 40 orgánicas que contienen partículas finas tienen una relación de aspecto de 1,1 o superior, y también hay presentes partes vértice.

(10) El neumático descrito en el punto (1) anterior, en el que las partículas finas contenidas en (b) las fibras orgánicas que contienen partículas finas son seleccionadas de entre partículas finas inorgánicas y partículas finas orgánicas. 45

(11) El neumático descrito en el punto (1) anterior, en el que una resina de las fibras orgánicas es un polímero cristalino que comprende al menos un elemento seleccionado de entre polietileno y polipropileno y tiene un punto de fusión de 190ºC o inferior.

En el neumático según la presente invención, un polvo de compuesto inorgánico específico, que tiene un diámetro de partícula de 10 µm o menos, es añadido a una composición de caucho, que tiene una tasa de espumación establecida, sobre una superficie puesta sustancialmente en contacto con una superficie de carretera, mediante el cual puede mejorarse las propiedades de frenada y conducibilidad, es decir, las prestaciones en MOJADO sobre una superficie de carretera mojada en el neumático, y además de esto, se mejora también las 5 prestaciones sobre hielo. Además, la adición de (a) las fibras orgánicas y (b) las fibras orgánicas que contienen partículas finas, que contienen partículas finas, a la composición de caucho hace posible usar adecuadamente las fibras orgánicas que contienen partículas finas, mejora la viabilidad en una planta y forma, de manera fiable, micro-hendiduras de drenaje que exhiben unas prestaciones de eliminación de película de agua. Además de esto, el neumático muestra suficientemente un efecto borde o un efecto clavo y tiene unas excelentes prestaciones sobre 10 hielo (prestaciones superficiales de frenado y conducción).

La invención se describirá adicionalmente con referencia a los dibujos adjuntos, en los que

La Fig. 1 es un dibujo de contorno, explicativo, de una sección transversal del neumático según la presente invención.

Las Figs. 2 (A) y (B) son dibujos de contorno, de las secciones transversales respectivas a lo largo de una 15 dirección circunferencial y una dirección anchura en una parte banda de rodadura del neumático según la presente invención.

La Fig. 3 es un dibujo explicativo para explicar un principio para orientar las fibras orgánicas que contienen partículas finas en una dirección fija.

Las realizaciones de la presente invención y los ejemplos se explicarán en detalle, a continuación, con 20 referencia a los dibujos.

La Fig. 1 es un dibujo de contorno, explicativo, de una sección transversal del neumático según la presente invención. Las Figs. 2 (A) y (B) son dibujos de contorno, de las secciones transversales respectivas a lo largo de una dirección circunferencial y una dirección anchura en una parte banda de rodadura del neumático según la presente invención. La Fig. 3 es un dibujo explicativo para explicar un principio para orientar las fibras orgánicas que 25 contienen partículas finas en una dirección fija.

El neumático según la presente invención comprende un neumático en el que una capa de caucho espumado está provista sobre una superficie puesta sustancialmente en contacto con una superficie de carretera, más específicamente, un neumático con cámara de aire en el que una capa de caucho espumado que tiene burbujas independientes, está provista, tal como se muestra en la Fig. 1 a la Fig. 3, sobre una superficie de la banda de 30 rodadura puesta sustancialmente en contacto con una superficie de carretera.

Tal como se muestra, por ejemplo, en la Fig. 1, un neumático 4 tiene una estructura radial en la que hay dispuestas un par de partes 1 talón, una carcasa 2 conectada con el par de partes 1 talón en forma toroidal, una cinta 3 que sujeta una parte corona de la carcasa 2 y una banda de rodadura 5 que comprende dos capas de una parte 6 tapa y una parte 7 base. La estructura interior, diferente a la banda de rodadura 5, no es diferente de la 35 estructura de un neumático radial convencional, y, por lo tanto, las explicaciones acerca de la misma se abreviarán.

La parte superficie de la banda de rodadura 5 es una capa de caucho espumado de la composición de caucho según la presente invención, tras ser vulcanizada. Un procedimiento de producción para el neumático 4 no estará restringido específicamente, y es vulcanizado y moldeado a una temperatura establecida y a una presión establecida por medio de un molde establecido. Como resultado de esto, el neumático 4 es obtenido con la tapa 6 40 de banda de rodadura formada a partir de la capa de caucho espumado según la presente invención, que es obtenida vulcanizando una banda de rodadura no vulcanizada.

La capa de caucho espumado en la parte 6A tapa de banda de rodadura tiene una tasa de espumación en el intervalo del 3 al 50%. Al menos caucho natural y polibutadieno están contenidos en el componente de caucho. El caucho natural está contenido en un intervalo de 20 a 70 partes en masa, y el polibutadieno está contenido en un 45 intervalo de 30 a 80 partes en masa por 100 partes en masa del componente de caucho. El negro de humo está contenido en un intervalo de 5 a 55 partes en masa por 100 partes en masa del componente de caucho, y la sílice está contenida en un intervalo de 5 a 55 partes en masa por 100 partes en masa del componente de caucho.

Además, al menos un polvo de compuesto inorgánico, que tiene un diámetro de partícula de 10 µm o inferior, representado por la Fórmula (I) siguiente, está contenido en un intervalo de 5 a 20 partes en masa por 100 partes en 50 masa del componente de caucho:

M.xSiO2.yH2O (I)

M en la Fórmula (I) es óxido o hidróxido de un metal seleccionado de entre Al, Mg, Ti y Ca, y x e y pueden ser diferentes, uno del otro y son números enteros de 0 a 10.

La capa de caucho espumado anterior se explicará en detalle más adelante.

La capa de caucho espumado puede contener otros componentes de caucho siempre que las cantidades 5 establecidas de al menos caucho natural y polibutadieno estén contenidas en el componente de caucho.

El caucho natural está contenido es el componente de caucho en un intervalo de 20 a 70 partes en masa, preferentemente de 30 a 50 partes en masa por 100 partes en masa del componente de caucho. El polibutadieno está contenido en el componente de caucho en un intervalo de 30 a 80 partes en masa, preferentemente de 50 a 70 partes en masa por 100 partes en masa del componente de caucho. Si hay caucho natural contenido en una 10 cantidad que excede 70 partes en masa o el polibutadieno no está contenido en absoluto o está contenido en una cantidad menor de 30 partes en masa, es probable que se ejerza un efecto sobre las prestaciones del neumático, para deteriorar las prestaciones sobre hielo.

Si el polibutadieno está contenido en una cantidad que excede 80 partes en masa o el caucho natural no está contenido en absoluto o está contenido en una cantidad inferior a 20 partes en masa, ocurre un problema de 15 procesabilidad.

Los otros cauchos que pueden ser añadidos al componente de caucho pueden ser seleccionados adecuadamente de entre compuestos conocidos, según el propósito. Estos incluyen, por ejemplo, copolímeros de estireno-butadieno (SBR) y similares.

Cuando es usado para una banda de rodadura de un neumático, el componente de caucho descrito 20 anteriormente tiene, preferentemente, una temperatura de transición vítrea de -60ºC o inferior. El uso del componente de caucho que tiene la temperatura de transición vítrea anterior es ventajoso en el sentido de que la banda de rodadura mantiene una elasticidad de caucho satisfactoria en un área de temperatura baja y tiene buenas prestaciones sobre hielo.

En la capa de caucho espumado, negros de carbono conocidos, en los que los intervalos de cantidad de 25 absorción de I2, área superficial específica CTAB, cantidad de absorción de N2, cantidad de absorción de DBP y similares son seleccionados adecuadamente, pueden ser usados para negro de humo, siempre que los mismos mejoren las prestaciones mecánicas de la capa de caucho y mejoren la procesabilidad. En relación al tipo de negro de humo, pueden usarse negros de carbonos tales como, por ejemplo, SAF, ISAF-LS, HAF-HS y similares.

En la capa de caucho, el negro de humo está contenido en un intervalo de 5 a 55 partes en masa, 30 preferentemente de 10 a 50 partes en masa por 100 partes en masa del componente de caucho.

Si el contenido de negro de humo excede 55 partes en masa, las prestaciones del neumático se reducen y se ejerce un efecto también sobre las prestaciones sobre hielo. También, cuando el negro de humo no está contenido en absoluto o está contenido en una cantidad inferior a 5 partes en masa, se ejerce un efecto adverso sobre las prestaciones sobre hielo. 35

En la capa de caucho espumado, la sílice no representa solo dióxido de silicio definido estrechamente y significa cargas de base ácido silícico, e incluye, más específicamente, ácido silícico hidroso y silicatos, tales como silicato de calcio, silicato de aluminio y similares.

En la capa de caucho, la sílice está contenida en un intervalo de 5 a 55 partes en masa, preferentemente de 30 a 50 partes en masa por 100 partes en masa del componente de caucho. 40

Si el contenido de sílice excede 55 partes en masa, las prestaciones del neumático se reducen, y se ejerce un efecto también sobre las prestaciones sobre hielo. También, cuando la sílice no está contenida en absoluto o está contenida en una cantidad inferior a 5 partes en masa, se ejerce un efecto adverso sobre las prestaciones sobre hielo.

El polvo de compuesto inorgánico descrito anteriormente tiene que satisfacer las condiciones siguientes. Es 45 decir, es al menos un polvo de compuesto inorgánico representado por la Fórmula (I) siguiente, y el compuesto inorgánico anterior tiene que tener un diámetro de partícula de 10 µm o inferior.

M.xSiO2.yH2O (I)

M en la Fórmula (I) es óxido o hidróxido de un metal seleccionado de entre Al, Mg, Ti y Ca, y x e y pueden ser diferentes, uno del otro, y son números enteros de 0 a 10. Cuando ambos x e y son igual a 0, el polvo de compuesto inorgánico representado por la Fórmula (I), descrita anteriormente, es óxido o hidróxido de un metal seleccionado de entre Al, Mg, Ti y Ca.

Los ejemplos específicos del compuesto inorgánico representado por la Fórmula (I), descrita anteriormente, 5 incluyen alúmina (Al2O3), hidróxido de magnesio (Mg(OH)2), óxido de magnesio (MgO2), blanco titanio (TiO2), negro titanio (TiO2n-1), talco (3MgO.4SiO2.H2O), atapulgita (5MgO.BSiO2.9H2O) y similares. El silicato de calcio y magnesio (CaMgSiO4) y silicato de magnesio (MgSiO3) exhiben también los mismos efectos que los del compuesto inorgánico según la presente invención.

El compuesto inorgánico representado por la Fórmula (I), descrita anteriormente, es preferentemente un 10 compuesto inorgánico representado por la Fórmula (II) siguiente o hidróxido de aluminio:

Al2O3.mSiO2.nH2O (II)

El término m en la Fórmula (II) es un número entero de 1 a 4, y n es un número entero de 0 a 4.

Los ejemplos específicos del compuesto inorgánico representado por la Fórmula (II), descrita anteriormente, incluyen arcilla (Al2O3.2SiO2), caolín (Al2O3.2SiO2.2H2O), pirofilita (Al2O3.4SiO2.H2O), bentonita (Al2O3.4SiO2.2H2O) y 15 similares. El hidróxido de aluminio usado en la presente invención incluye también hidrato de alúmina.

El compuesto inorgánico descrito anteriormente tiene que tener un diámetro de partícula de 10 µm o menor, de 0,05 a 5 µm y más preferentemente de 0,1 a 3 µm. Si el compuesto inorgánico tiene un diámetro de partícula que excede 10 µm, el caucho para la banda de rodadura se deteriora extremadamente respecto a sus características de resistencia a la ruptura, particularmente, resistencia a la abrasión. Los polvos de compuesto inorgánico 20 particularmente preferentes usados en la presente invención son arcilla (Al2O3.2SiO2), hidróxido de aluminio (Al(OH)3) y alúmina (Al2O3). El polvo de compuesto inorgánico puede ser usado solo o en una mezcla de dos o más de sus tipos. Los polvos de compuesto inorgánico que no satisfacen las condiciones descritas anteriormente, por ejemplo, polvos de compuesto inorgánico que tienen otras estructuras, tales como disulfuros, sulfatos y carbonatos de un metal seleccionado de entre Al, Mg, Ti y Ca, no son efectivos para mejorar las prestaciones en MOJADO. 25

Una cantidad de mezclado del polvo de compuesto inorgánico usado en la presente invención es de 5 a 20 partes en masa, preferentemente de 10 a 15 partes en masa por 100 partes en masa del componente de caucho. Si una cantidad de mezclado del polvo de compuesto inorgánico es 5 partes en masa o menor, las prestaciones en MOJADO no pueden ser mejoradas, y si excede 20 partes en masa, se ejerce un efecto adverso sobre la resistencia a la abrasión. 30

En la capa de caucho espumado, (a) las fibras orgánicas y (b) las fibras orgánicas que contienen partículas finas están contenidas, preferentemente, en proporciones establecidas. Cuando (b) las fibras orgánicas, que contienen partículas finas, añadidas a la capa de caucho espumado son usadas, las mismas muestran efectos para eliminar agua e incrementar la fricción sobre una superficie de un neumático y mejorar las prestaciones sobre hielo. Cuando se usa un material que tiene una dureza relativamente alta, tal como se describe más adelante, para las 35 partículas finas usadas para (b) las fibras orgánicas que contienen partículas finas, se ejerce un efecto sobre las superficies del caucho vulcanizado y el artículo moldeado en extrusión, debido a la relación con un diámetro de las fibras orgánicas añadidas, y surge una reducción en la viabilidad en una planta debido a la causa anterior. Consiguientemente, (a) las fibras orgánicas, que no contienen partículas finas, son añadidas a la capa de caucho, descrita anteriormente, en una proporción establecida junto con (b) las fibras orgánicas que contienen partículas 40 finas.

La proporción anterior está en un intervalo de preferentemente 98/2 a 2/98, de manera particularmente preferente de 95/5 a 5/95, en términos de una proporción de (a) las fibras orgánicas/(b) las fibras orgánicas que contienen partículas finas.

En la presente invención, la cantidad total de (a) las fibras orgánicas y (b) las fibras orgánicas que contienen 45 partículas finas, cada una descrita anteriormente, que es añadida a la capa de caucho está en un intervalo de preferentemente 1 a 5 partes en masa, de manera particularmente preferente, de 1,5 a 3 partes en masa por 100 partes en masa del componente de caucho.

Si la cantidad total de las mismas es menor que 1 parte en masa, no puede exhibirse suficientemente un efecto de mezclado de las fibras, es decir, no se exhibe suficientemente un efecto de rasgado, y no se observan 50 mejoras suficientes en un efecto borde o un efecto clavo y en unas prestaciones sobre hielo correspondientes en una banda de rodadura del neumático. Por otra parte, si la cantidad de mezclado de las mismas excede 5 partes en

masa, la viabilidad en la extrusión se deteriora para provocar rugosidad superficial, e inconvenientes, tales como grietas, son causados en ciertos casos en el caucho vulcanizado y en la banda de rodadura del neumático. Consiguientemente, no es deseable.

Las fibras orgánicas en las que el material, la forma, el diámetro, la longitud y similares son los mismos, no tienen que ser usados necesariamente al mismo tiempo para las fibras orgánicas usadas para (a) las fibras 5 orgánicas y (b) las fibras orgánicas que contienen partículas finas, y pueden usarse fibras orgánicas que son diferentes, unas de otras. Preferentemente, se usan fibras orgánicas que tienen propiedades que están comprendidas en los intervalos siguientes.

Los materiales usados para (a) las fibras orgánicas y (b) las fibras orgánicas que contienen partículas finas no estarán restringidas específicamente y pueden ser seleccionadas adecuadamente según el propósito. Sin embargo, 10 tal como se ha descrito anteriormente, es preferente en la presente invención, debido a la relación con el componente de caucho, usar una resina que tenga una característica de viscosidad que sea reducida más que una viscosidad de una matriz de caucho en el componente de caucho hasta que alcanza una temperatura de vulcanización máxima en la vulcanización. Es decir, la resina de fibra orgánica tiene la característica térmica de que está fundida (incluyendo ablandada) hasta que la composición de caucho alcanza una temperatura de vulcanización 15 máxima.

Si la resina de fibra orgánica tiene la característica térmica anterior, las largas burbujas descritas anteriormente, que pueden funcionar como micro-hendiduras de drenaje, pueden ser formadas fácilmente en el caucho vulcanizado obtenido vulcanizando la composición de caucho.

La temperatura de vulcanización máxima significa una temperatura máxima que alcanza la composición de 20 caucho en su vulcanización. En el caso, por ejemplo, de vulcanización en molde, significa una temperatura máxima que alcanza la composición de caucho anterior hasta que la composición de caucho anterior se separa de un molde y es enfriada, desde que es colocada en el molde. La temperatura máxima de vulcanización puede medirse, por ejemplo, insertando un termopar en la composición de caucho. Una viscosidad de la matriz de caucho significa una viscosidad fluida y es medida por medio de, por ejemplo, un reómetro corn, un reómetro capilar y similares. Una 25 viscosidad de la resina descrita anteriormente significa una viscosidad del fundido y es medida por medio de, por ejemplo, un reómetro corn, un reómetro capilar y similares.

Consiguientemente, la resina preferente seleccionada en la presente invención incluye, de manera particularmente adecuada, por ejemplo, una resina cristalina de alto peso molecular que tiene un punto de fusión inferior a la temperatura de vulcanización máxima descrita anteriormente. 30

Cuanto mayor sea la diferencia entre un punto de fusión del polímero cristalino de alto peso molecular y una temperatura de vulcanización máxima de la composición de caucho, más rápidamente se funde el polímero cristalino de alto peso molecular durante la vulcanización de la composición de caucho, y, por lo tanto, el tiempo en el que la viscosidad del polímero de alto peso molecular se reduce más que una viscosidad de la matriz de caucho es acelerado. Consiguientemente, cuando el polímero de alto peso molecular es fundido, el gas generado desde un 35 agente espumante mezclado con la composición de caucho se junta en el interior del polímero de alto peso molecular que tiene una viscosidad inferior a la de la matriz de caucho. Como resultado de esto, las burbujas que tienen una capa de resina que contiene partículas finas en un límite con la matriz de caucho, es decir, las burbujas 12 alargadas, con forma de cápsula, cubiertas con la resina, son formadas eficientemente en el caucho vulcanizado en el estado en el que no están colapsadas. 40

En la capa de caucho espumado que es una banda de rodadura de un neumático, las burbujas largas, con forma de cápsula, anteriores aparecen en la superficie de la banda de rodadura, y las hendiduras producidas por fricción. Las hendiduras funcionan como micro-hendiduras de drenaje y exhiben suficientemente un efecto borde y un efecto clavo, así como un efecto de eliminación de película de agua.

En contraste con esto, si la resina de las fibras orgánicas tiene un punto de fusión cercano a la temperatura 45 de vulcanización máxima de la composición de caucho, la resina no se funde rápidamente al principio de la vulcanización y se funde al final de la vulcanización. Una parte del gas presente en la composición de caucho es introducida en la matriz de caucho vulcanizado al final de la vulcanización, y no se junta en el interior de la resina fundida. Como resultado de esto, las burbujas largas descritas anteriormente, que funcionan efectivamente como micro-hendiduras de drenaje, no se forman eficientemente. Por otra parte, si la resina de las fibras orgánicas tiene 50 un punto de fusión demasiado bajo, la fusión entre las fibras orgánicas es causada al fusionar la composición de caucho con las fibras orgánicas y al amasarlas, y se provoca una dispersión inferior de las fibras orgánicas. Esto previene también que las burbujas largas descritas anteriormente, que pueden funcionar como micro-hendiduras de drenaje, se formen eficientemente. Consiguientemente, un punto de fusión de la resina en las fibras orgánicas es

seleccionado, preferentemente, en un intervalo en el que la resina no se ablanda y se funde a las temperaturas en las etapas respectivas antes de la vulcanización, y en el que las viscosidades de la matriz de caucho y la resina se invierten durante una etapa de vulcanización.

Un límite superior de un punto de fusión de la resina de fibra orgánica no estará específicamente restringido y es seleccionado, preferentemente, considerando los puntos descritos anteriormente, y es, preferentemente, inferior a 5 una temperatura de vulcanización máxima de la matriz de caucho, más preferentemente, inferior en 10ºC o más y, de manera particularmente preferente, en 20ºC o más. Una temperatura de vulcanización industrial de la composición de caucho es normalmente de aproximadamente 190ºC en su punto superior. Cuando la temperatura de vulcanización máxima se fija, por ejemplo, a una temperatura que excede 190ºC, un punto de fusión de la resina es seleccionado en un intervalo de 190ºC o inferior, y es preferentemente de 180ºC o inferior, más preferentemente 10 de 170ºC o inferior.

Un punto de fusión de la resina puede ser medido por medio de un dispositivo de medida conocido y similares, y, por ejemplo, la temperatura pico de fusión, medida por medio de un dispositivo de medición DSC, puede ser fijada al punto de fusión descrito anteriormente.

La resina de las fibras orgánicas puede ser formada a partir de un polímero cristalino de alto peso molecular 15 y/o un polímero no cristalino, de alto peso molecular. En la presente invención, sin embargo, es formada preferentemente, tal como se ha descrito anteriormente, a partir de un material orgánico que contiene gran cantidad de polímero cristalino de alto peso molecular y es formada, más preferentemente, solo a partir de un polímero cristalino de alto peso molecular, ya que, a cierta temperatura, tiene lugar, súbitamente, un cambio en la viscosidad debido a la presencia de una transición de fase y a que la viscosidad es controlada fácilmente. 20

Los ejemplos específicos del polímero cristalino de alto peso molecular anterior incluyen, por ejemplo, polímeros que comprenden composiciones únicas, tales como polietileno (PE), polipropileno (PP), polibutileno, succinato de polibutileno, succinato de polietileno, 1,2-polibutadieno sindiotáctico (SPB), alcohol polivinílico (PVA), cloruro de polivinilo (PVC) y similares. También, pueden usarse también sus copolímeros y polímeros, obtenidos añadiendo aditivos a los polímeros anteriores. Entre los polímeros cristalinos de alto peso molecular anteriores, son 25 preferentes las poliolefinas y los copolímeros de poliolefina, y son más preferentes el polietileno (PE) y el polipropileno (PP), ya que los mismos son usados generalmente y están fácilmente disponibles. El polietileno (PE) es particularmente preferente, porque tiene un punto de fusión relativamente bajo y porque su manipulación es sencilla.

El polímero no cristalino, de alto peso molecular, incluye, por ejemplo, polimetilmetacrilato (PMMA), 30 copolímeros de acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS), poliestireno (PS), poliacrilonitrilo, sus copolímeros y sus polímeros mezclados. Pueden ser usados solos o en combinación con dos o más de sus tipos.

Las fibras orgánicas de (a) las fibras orgánicas y (b) las fibras orgánicas que contienen partículas finas, usadas en la presente invención, tienen una longitud de fibra en un intervalo de preferentemente 0,5 a 20 mm, de manera particularmente preferente de 1 a 10 mm. 35

Si las fibras orgánicas, que tienen la longitud descrita anteriormente, están presentes en el caucho vulcanizado en la formación de la capa de caucho espumado, el efecto borde y el efecto clavo trabajan de manera efectiva. Además, la adición de un agente espumante descrito más adelante hace posible la formación, de manera suficiente, de burbujas largas que pueden funcionar eficientemente como micro-hendiduras de drenaje. Si las fibras orgánicas tienen una longitud inferior a 0,5 mm, los efectos no pueden mostrarse suficientemente. Por otra parte, si 40 las fibras orgánicas tienen una longitud superior a 20 mm, las fibras orgánicas están enredadas, y su dispersabilidad tiene a reducirse.

En las fibras orgánicas, el diámetro de las fibras está en un intervalo de preferentemente 0,01 a 0,1 mm, de manera particularmente preferente, de 0,015 a 0,09 mm. Si las fibras orgánicas tienen un diámetro inferior a 0,01 mm, es muy posible que se produzcan cortes, y, por lo tanto, el efecto borde o el efecto clavo no pueden ser 45 exhibidos suficientemente. Por otra parte, si las fibras orgánicas tienen un diámetro superior a 0,1 mm, se da un problema de procesabilidad.

En (b) las fibras orgánicas que contienen partículas finas, las partículas finas contenidas en las fibras orgánicas, descritas anteriormente, incluyen partículas finas inorgánicas y partículas finas orgánicas. Más específicamente, las partículas finas inorgánicas incluyen partículas finas de vidrio, partículas finas de hidróxido de 50 aluminio, partículas finas de alúmina, partículas finas de hierro y similares. Las partículas finas orgánicas incluyen, por ejemplo, partículas finas de resina (met)acrílica, partículas finas de resina epoxi y similares. Pueden ser usadas solas o en una combinación de dos o más de sus tipos. Entre las mismas, las partículas finas inorgánicas son preferentes, porque son excelentes en el efecto de rasgado sobre hielo.

Las partículas finas usadas en la presente invención tienen una dureza de preferentemente 2 o superior, de manera particularmente preferente, de 5 o superior en términos de una dureza Mohs. Si la dureza Mohs de las partículas finas no es inferior a la dureza (de 1 a 2) del hielo, es decir, 2 o superior, puede mostrarse un efecto de rasgado más alto de la banda de rodadura sobre la parte de superficie de la capa de caucho espumado. Consiguientemente, el neumático obtenido tiene un gran coeficiente friccional sobre una superficie de carretera con 5 hielo y nieve y tiene unas excelentes prestaciones sobre hielo (prestaciones superficiales de frenado y conducción del neumático sobre una superficie de carretera con hielo y nieve).

Las partículas finas anteriores que tienen una dureza alta incluyen, por ejemplo, yeso, calcita, fluorita, ortoclasa, cuarzo, granate y similares, e incluyen preferentemente vidrio de sílice (dureza: 6,5), cuarzo (dureza: 7,0), alúmina fundida (dureza: 9,0) y similares, teniendo cada uno una dureza Mohs de 5 o superior. Entre ellos, el vidrio 10 de sílice, alúmina (óxido de aluminio) y similares son baratos y pueden ser usados fácilmente.

Las partículas finas descritas anteriormente están en un intervalo de preferentemente 10 a 50 µm en el 80% en masa o más, más preferentemente el 90% en masa o más de un conteo de frecuencia en una distribución de diámetros de partícula y tienen un diámetro de partícula medio en un intervalo de preferentemente 10 a 30 µm.

Si el diámetro de partícula en el conteo de frecuencia descrito anteriormente es inferior a 10 µm, se observa 15 que es muy posible que las partículas se coagulen en la producción de (b) las fibras orgánicas que contienen partículas finas, y su dispersabilidad tiene a reducirse. Además, un neumático preparado usando las fibras anteriores no puede exhibir un efecto de rasgado, un efecto borde y un efecto clavo satisfactorios. Por otra parte, si el diámetro de partícula descrito anteriormente excede 50 µm, tienen lugar, frecuentemente, problemas tales como cortes de las fibras y similares en la producción de (b) las fibras orgánicas que contienen partículas finas, y (b) las fibras orgánicas 20 deseadas que contienen partículas finas no se obtienen eficientemente.

Las partículas finas tienen un conteo de frecuencia de preferentemente del 20% en masa o más, más preferentemente del 25% o más, y todavía más preferentemente del 30% en masa en un valor pico de una distribución de tamaños de partícula.

Si el conteo de frecuencia en el valor pico es del 20% en masa o más, una curva de distribución de tamaños 25 de partícula de las partículas finas es puntiaguda, y los diámetros de partícula se hacen uniformes. Consiguientemente, se obtienen buenas fibras que tienen menor probabilidad de causar cortes al girar las fibras orgánicas que contienen partículas finas. Cuando se usan las fibras anteriores para un neumático, las prestaciones sobre hielo se estabilizan. Al contrario de esto, si el conteo de frecuencia en el valor pico es inferior al 20% en masa, es posible que se causen cortes en el giro de las fibras. Además, es probable que se den neumáticos con 30 prestaciones variables. En el diámetro de partícula que está en el intervalo descrito anteriormente, cuanto mayor es el diámetro de partícula, más se mejoran las prestaciones sobre hielo.

En el caso anterior, el conteo de frecuencia muestra una tasa de masa de las partículas presentes en el ancho dividido en base a toda la masa de partículas cuando un diámetro de partícula en la distribución de tamaños de partículas (curva de distribución de tamaño de partículas) es divida por un ancho dividido de 2 µm. El conteo de 35 frecuencia en el valor pico muestra un conteo de frecuencia en un ancho dividido en el que un valor pico máximo está incluido en la curva de distribución de tamaños de partícula.

Además, las partículas finas tienen una relación de aspecto de preferentemente de 1,1 o mayor, y, preferentemente, hay partes vértice presentes en las mismas. La relación de aspecto es más preferente de 1,2 o mayor, todavía más preferentemente de 1,3 o mayor. Respecto a ésto, la presencia de las partes vértice significa 40 que la superficie global no es una superficie esférica o una superficie curvada suavemente.

Pueden usarse también partículas finas que tienen partes vértice desde el principio para las partículas finas según la presente invención. Las partículas finas en las que se permite que las partes vértice estén presentes, mediante trituración si son esféricas, pueden ser usadas también, y puede permitirse que haya más partes vértice presentes. 45

La forma de las partículas finas puede confirmarse observando un grupo de partículas finas bajo un microscopio electrónico, y se confirma que no son esféricas. Si la relación de aspecto muestra una relación entre el eje mayor y el eje menor de 1,1 o más, las partes vértice formadas en la superficie de la partícula pueden ser suficientemente anguladas. Consiguientemente, un efecto de rasgado, un efecto borde y un efecto clavo pueden ser mejorados suficientemente en un neumático usando las fibras orgánicas, que contienen partículas finas, que 50 contienen las partículas finas anteriores.

Las partículas finas están contenidas en un intervalo de preferentemente 5 a 50 partes en masa, de manera particularmente preferente, de 7 a 50 partes en masa por 100 partes en masa de la resina que forma las fibras

orgánicas que contienen partículas finas.

Si una cantidad de las partículas finas es menor de 5 partes en masa, un efecto de rasgado en los productos de caucho de la composición de caucho y un efecto borde y un efecto clavo en la banda de rodadura del neumático no se muestran suficientemente, en ciertos casos. Por otra parte, si una cantidad de las partículas finas excede 50 partes en masa, problemas tales como cortes de las fibras y similares, tienen lugar frecuentemente al producir las 5 fibras orgánicas que contienen partículas finas, y es probable que las fibras orgánicas que contienen partículas finas no se obtengan eficientemente.

En la presente invención, el caucho vulcanizado antes del moldeo de la capa de caucho espumada, es mezclado con un agente espumante para formar burbujas después de la vulcanización. Se forman micro-hendiduras de drenaje que tienen burbujas largas en el caucho vulcanizado o en la capa de caucho espumado que se convierte 10 en la banda de rodadura, usando el agente espumante y las fibras descritas anteriormente, y está provista de una capacidad de eliminación de película de agua.

El agente espumante incluye, por ejemplo, dinitrosopentametilenotetramina (DPT), azodicarbonamida (AD-CA), dinitrosopentastirenotetramina, derivados de bencenosulfonilhidrazida, oxibisbencenosulfonilhidrazida (OBSH), dióxido de carbono generador de bicarbonato de amonio, bicarbonato de sodio, carbonato de amonio, 15 nitrógeno generador de compuestos nitrososulfonilazo, N,N’-dimetil-N,N’-dinitrosoftalamida, toluenosulfonilhidrazida, p-toluenosulfonilsemicarbazida, p,p’-oxi-bis(bencenosulfonilsemi-carbazida) y similares.

Entre los agentes espumantes anteriores, dinitrosopentametilenotetramina (DPT) y azodicarbonamida (ADCA) son preferentes, considerando la procesabilidad de la producción, y azodicarbonamida (ADCA) es particularmente preferente. Pueden ser usados solos o en una combinación de dos o más de sus tipos. La acción del agente 20 espumante convierte el caucho vulcanizado obtenido en caucho espumado, que tiene una alta tapa de espumación.

En la presente invención, se usa un agente espumante auxiliar como otros componentes desde el punto de vista de llevar a cabo una espumación eficiente, y es usado, preferentemente, en combinación con el agente espumante. El agente espumante auxiliar incluye, por ejemplo, agentes auxiliares que son usados normalmente para producir productos espumados, tales como urea, estearato de zinc, bencenosulfinato de zinc, óxido de zinc y 25 similares. Entre ellos, urea, estearato de zinc y bencenosulfinato de zinc son preferentes. Pueden ser usados solos o en una combinación de dos o más de sus tipos.

Un contenido del agente espumante puede ser determinado adecuadamente según el propósito, y es, preferentemente, de 1 a 10 partes en masa por 100 partes en masa del componente de caucho. El agente espumante puede ser mezclado en la matriz de caucho o puede ser mezclado en las fibras orgánicas respectivas. 30

Los otros componentes usados en la presente invención, que pueden ser usados siempre que los efectos de la presente invención no sean dañados, y que puedan ser seleccionados adecuadamente según el propósito y el uso son, por ejemplo, agentes vulcanizadores, tales como azufre y similares, agentes aceleradores de vulcanización, tales como disulfuro de dibenzotiazilo y similares, agentes aceleradores de vulcanización auxiliares, inhibidores de sulfurización, tales como N-ciclohexil-2-benzotiazil-sulfeneamida, N-oxidietileno-benzotiazil-sulfeneamida y similares, 35 inhibidores de deterioro de ozono, colorantes, agentes antiestáticos, dispersantes, lubricantes, antioxidantes, agentes suavizantes, cargas inorgánicas, tales como negro de humo y sílice y, además de los mismos, varios agentes de mezclado que se usan normalmente en la industria del caucho. Los mismos pueden ser usados solos o en una combinación de dos o más de sus tipos, y pueden usarse productos comerciales.

La composición de caucho descrita anteriormente en detalle es amasada, calentada y extruída mediante los 40 siguientes procedimientos y condiciones, para formar la capa de caucho espumado en el neumático según la presente invención.

En el amasado, varias condiciones de un equipo de amasado y similares, tales como entrada de volumen en el equipo de amasado, velocidad de giro del rotor, temperatura de amasado, tiempo de amasado y similares no estarán restringidas específicamente y pueden ser seleccionadas adecuadamente según el propósito. Puede usarse, 45 de manera adecuada, equipo comercial como equipo de amasado.

En el calentamiento o la extrusión, varias condiciones, tales como tiempo de calentamiento o extrusión, equipo de calentamiento o extrusión y similares no estarán restringidas específicamente y pueden ser seleccionadas según el propósito. Puede usarse, de manera adecuada, equipo comercial como el equipo de calentamiento o extrusión. La temperatura de calentamiento o extrusión es seleccionada adecuadamente, cuando el agente 50 espumante está presente, en un intervalo en el que no está espumado. La temperatura de extrusión es, preferentemente, de 90 a 100ºC.

En la presente invención, las fibras orgánicas descritas anteriormente son orientadas preferentemente en una dirección de extrusión por la extrusión. Una fluidez de la composición de caucho es controlada en un intervalo de temperaturas limitado para llevar a cabo, de manera efectiva, la orientación. Específicamente, un plastificante, tal como un aceite con base de aroma, aceite con base de nafteno, aceite con base de parafina y aceite con base de éster y/o un agente mejorador de la procesabilidad, tal como un polímero líquido, incluyendo caucho poliisopreno 5 líquido y caucho polibutadieno líquido, son añadidos adecuadamente a la composición de caucho, para cambiar la viscosidad de la composición de caucho, mediante lo cual se mejora la fluidez de la misma.

Cuando las fibras orgánicas son añadidas en la presente invención, (a) las fibras orgánicas y (b) las fibras orgánicas que contienen partículas finas son orientadas, preferentemente, en una dirección paralela a un plano de tierra en una banda de rodadura, es decir en una dirección periférica del neumático, en la producción de la capa de 10 caucho espumado en la banda de rodadura. El drenaje del neumático en una dirección de movimiento puede ser mejorado, y las prestaciones sobre hielo pueden ser mejoradas de manera efectiva.

En un procedimiento para orientar las fibras orgánicas respectivas en línea en la capa de caucho espumado, una composición 15 de caucho, que contiene fibras 14 orgánicas que contienen partículas finas, es extruída, tal como se muestra, por ejemplo, en la Fig. 3, desde un anillo 16 de la boca de una máquina de extrusión, en la que un 15 área de sección transversal de un canal de flujo se reduce hacia una salida, por lo que las fibras 14 orgánicas que contienen partículas finas y similares pueden ser orientadas en una dirección fija. En el caso anterior, una dirección longitudinal de las fibras 14 orgánicas que contienen partículas finas y similares, contenida en la composición 15 de caucho antes de ser extruída, es alineada gradualmente a lo largo de una dirección de extrusión (dirección de la flecha P) en una etapa en la que la composición de caucho es extruída al anillo 16 de la boca. Cuando es extruída 20 desde el anillo 16 de la boca, su dirección longitudinal puede ser orientada, casi completamente, en la dirección de extrusión (dirección de la flecha P). El grado de orientación en las fibras 14 orgánicas que contienen partículas finas y similares en la composición 15 de caucho, en el caso anterior, es cambiado mediante la reducción en un área de sección transversal del canal de flujo, velocidad de extrusión, viscosidad de la composición 15 de caucho, antes de ser vulcanizada y similares. 25

En la presente invención, el procedimiento y las condiciones de vulcanización no estarán restringidos específicamente y pueden ser seleccionados adecuadamente según el tipo de los componentes de caucho y similares. La vulcanización en molde es preferente cuando se produce la capa de caucho espumado en la banda de rodadura, tal como en el caso de la presente invención. La temperatura de vulcanización es seleccionada, preferentemente, de manera que una temperatura de vulcanización máxima de la composición de caucho, descrita 30 anteriormente, durante la vulcanización sea más alta, tal como se ha descrito anteriormente, que un punto de fusión de la resina que constituye las fibras orgánicas. Si la temperatura de vulcanización máxima es inferior al punto de fusión de la resina, las fibras no se funden tal como se ha descrito anteriormente, y el gas producido por la espumación no puede ser introducido en la resina. Las burbujas largas no pueden ser formadas, de manera eficiente, en la capa de caucho espumado. El equipo de vulcanización no estará restringido específicamente, y 35 puede usarse, de manera adecuada, equipo comercial.

En la banda de rodadura (capa de caucho espumado) en el neumático de la presente invención, tal como se muestra en las Figs. 2A y 2B, partes 13 cóncavas de las burbujas 12 largas, producidas en la superficie de la banda de rodadura, están provistas de direccionalidad. Esto permite que las partes cóncavas funcionen como canales de drenaje que llevan a cabo eficientemente el drenaje. Las partes cóncavas anteriores tienen la capa 14 protectora 40 descrita anteriormente, particularmente, la capa protectora en la que están presentes las partículas finas, y, por lo tanto, las partes cóncavas anteriores tienen excelentes resistencia al pelado, propiedad de mantenimiento de la forma del canal de agua, propiedad de desgaste de la parte borde del canal, propiedad de mantenimiento del canal de agua, al aplicar una carga y similares. Además, en el neumático de la presente invención, las burbujas 12 largas están presentes en toda la parte de la capa de caucho espumado, de manera que diversas funciones son exhibidas 45 por las partes 13 cóncavas anteriores, desde el inicio del uso hasta la etapa terminal, y el neumático tiene unas prestaciones sobre hielo excelentes.

Las Figs. 2A y 2B de los dibujos muestran también burbujas 18 esféricas, partes 19 cóncavas de las burbujas esféricas y las partículas 20 finas.

Una tasa de espumación en la capa de caucho espumado está en un intervalo de preferentemente el 3 al 50 50%, de manera particularmente preferente, del 15 al 40%.

Si la tasa de espumación es menor del 3%, las partes cóncavas en la banda de rodadura se reducen en volumen, y las prestaciones sobre hielo no pueden mostrarse suficientemente. Por otra parte, si la tasa de espumación excede el 50%, las prestaciones sobre hielo descritas anteriormente en la banda de rodadura son satisfactorias, pero se incrementan las burbujas en la banda de rodadura, y el límite de destrucción tiende a 55

reducirse, de manera que no es preferente en términos de durabilidad. La tasa de espumación Vs significa la tasa global de espumación en el caucho vulcanizado o la banda de rodadura y puede calcularse a partir de la ecuación siguiente:

imagen1

5

en la que ρ1 representa una densidad (g/cm3) del caucho vulcanizado (caucho espumado), y ρ0 representa una densidad (g/cm3) de una parte de fase sólida en el caucho vulcanizado (caucho espumado). Una densidad del caucho (caucho espumado) después de ser vulcanizado y una densidad de la parte de fase sólida en el caucho (caucho espumado) después de ser vulcanizado fueron calculadas, por ejemplo, a partir de una masa medida en etanol y una masa medida en el aire. 10

En la presente invención, las burbujas largas formadas en la capa de caucho espumado tienen un diámetro medio (µm) de preferentemente 10 a 500 µm. Si el diámetro medio descrito anteriormente es menor de 10 µm, las micro-hendiduras de drenaje formadas en la superficie del caucho reducen sus prestaciones de eliminación de agua. Si el diámetro medio descrito anteriormente excede de 500 µm, se deterioran una resistencia al corte y un defecto bloque del caucho y se empeora la resistencia a la abrasión en una superficie de carretera seca, en ciertos casos. 15

El neumático según la presente invención puede ser usado, de manera adecuada, no solo para coches de pasajeros sino también para diversos vehículos, tales como camiones, autobuses y similares. El mismo puede ser usado adecuadamente para estructuras en las que debe inhibirse el deslizamiento sobre una superficie de carretera con hielo y nieve. La banda de rodadura del neumático puede ser usada para bandas de rodadura para recauchutar neumáticos, neumáticos de núcleo sólido y similares. Cuando el neumático tiene cámara de aire, gas inerte, tal 20 como nitrógeno y similares, además de aire, puede ser usado como el gas cargado en un interior del mismo.

En las realizaciones descritas anteriormente, se ha explicado el ejemplo de la banda de rodadura que tiene una estructura de dos capas, pero la estructura de la banda de rodadura no estará restringida específicamente y puede ser una estructura de una única capa. Además, la misma puede ser una estructura multicapa en la que la banda de rodadura está dividida en una dirección del radio del neumático y una estructura en la que la banda de 25 rodadura está dividida en un dirección periférica del neumático o una dirección de la anchura de la banda de rodadura. Al menos una parte de una capa de la superficie de la banda de rodadura está constituida, preferentemente, por la composición de caucho de la presente invención.

A continuación, se explicarán ejemplos de la presente invención, pero la presente invención no estará restringida, en modo alguno, por estos ejemplos. 30

Ejemplos 1 a 9 y Ejemplos Comparativos 1 a 7

Para formar capas de caucho espumado en los ejemplos y ejemplos comparativos respectivos, se mezclaron caucho natural, cis-1,4-polibutadieno (nombre comercial: UBEPOL 150L, fabricado por Ube Industries, Ltd.), negro de humo (N134 (N2SA: 146 m2/g), fabricado por Asahi Carbon Co.; Ltd.), sílice (Nipsil AQ, fabricado por Nippon Silica IndustryCo.; Ltd.), un agente de acoplamiento de silano (Si69, fabricado por Degussa AG.), aceite de aroma, 35 ácido esteárico, un antioxidante (N-isopropil-N’-fenil-p-fenilenodiamina), óxido de zinc, un agente acelerador de vulcanización (MBTS: disulfuro de dibenzotiazil), un agente acelerador de vulcanización (CBS: N-ciclohexil-2-benzotiazolsulfeneamida), azufre, un agente espumante (DNPT: dinitropentametilenotetramina), urea e hidróxido de aluminio (Higilite H-43: diámetro de partícula 5 µm o menos, fabricado por Showa Denko K. K.) o pentonita (Al2O3.4SiO2.H2O: diámetro de partícula de 5 µm o menos). Además, se mezclaron, adecuadamente, (a) 40 fibras orgánicas y (b) fibras orgánicas que contienen partículas finas, seleccionando sus cantidades y una relación (a)/(b). Sus cantidades de mezclado se muestran en las Tablas 1 y 2 siguientes. Las partículas finas de (b) las fibras orgánicas que contienen partículas finas son alúmina fundida, que tiene una dureza de 9.

Las composiciones de caucho respectivas, en las mezclas mostradas en la Tabla 1 y la Tabla 2, fueron vulcanizadas mientras se medía una temperatura de vulcanización insertando un termopar en las composiciones de 45 caucho en la vulcanización. La temperatura de vulcanización excedió los puntos de fusión de las resinas de fibras orgánicas respectivas hasta que alcanzó una temperatura de vulcanización máxima, y una viscosidad de la resina descrita anteriormente fue reducida más que una viscosidad de la matriz de caucho en la vulcanización de las composiciones de caucho descritas anteriormente.

Se midió una viscosidad (viscosidad del fundido) de las resinas de fibras orgánicas respectivas a la 50 temperatura de vulcanización máxima descrita anteriormente (cuando un par del caucho alcanzó el máximo, la medición se terminó para fijar el par a una viscosidad del caucho, y se midieron un cambio en el par y un cambio en

la presión de espumación) por medio de un reómetro corn, para encontrar que es igual a 6. Por otra parte, se midió una viscosidad (viscosidad de flujo) de las composiciones de caucho descritas anteriormente a la temperatura de vulcanización máxima descrita anteriormente, proporcionando una entrada de amplitud fija de 100 ciclos/minuto por medio de un reómetro corn modelo 1-C, fabricado por Monsanto Co.; Ltd., mientras se cambiaba la temperatura para medir un par con el paso del tiempo, y su valor de par mínimo se fijo a la viscosidad (presión de cúpula: 0,59 MPa, 5 presión de mantenimiento: 0,78 MPa, presión de cierre: 0,78 MPa, ángulo de balanceo: ±5º), para encontrar que era igual a 11.

Las bandas de rodadura (capas de caucho espumado) para un neumático fueron formadas en los ejemplos y los ejemplos comparativos respectivos para producir neumáticos para los ensayos respectivos, según las condiciones de producción de neumáticos usuales. 10

<Prestaciones sobre hielo>

El neumático era un neumático radial para un coche de pasajeros, y el tamaño de neumático del mismo era 185/70R13. Se montaron cuatro neumáticos en un coche de pasajeros, producido domésticamente, de clase 1600 cc, y se confirmaron unas prestaciones de frenado sobre hielo del coche de pasajeros anterior, a una temperatura del hielo de -1ºC. Un neumático, preparado en el Ejemplo Comparativo 1, fue fijado para ser un neumático de 15 control, y las prestaciones sobre hielo se expresaron mediante (distancia de frenado del neumático de control/distancia de frenado de los neumáticos preparados en los otros ejemplos) X 100.

<Prestaciones en MOJADO>

Las distancias de frenado a velocidades iniciales de 40, 60 y 80 km/hora se midieron en una superficie de carretera de asfalto mojado, en las que las distancias de frenado del neumático de control, preparado en el Ejemplo 20 Comparativo 1, fueron fijadas a 100 a las velocidades iniciales respectivas, y los valores de los otros neumáticos fueron convertidos en índices mediante (distancia de frenado del neumático preparado en el Ejemplo Comparativo 1/distancia de frenado del neumático de ensayo) X 100 para expresar las prestaciones en MOJADO mediante un índice de un valor medio de las distancias de frenado a las tres velocidades iniciales. Consiguientemente, cuanto mayor es el valor numérico, mejores son las prestaciones en MOJADO. 25

<Resistencia a la abrasión>

Se permitió que el coche viajara 10.000 km sobre una carretera metalizada, y, a continuación, se midieron las hendiduras restantes. Las distancias de viaje requeridas para que las hendiduras se desgastaran 1 mm fueron comparadas relativamente, donde la distancia de viaje en el Ejemplo Comparativo 1 fue fijada a 100 (correspondiendo a 8.000 km/mm) y las distancias de viaje en los otros ejemplos fueron expresadas mediante 30 índices. Se muestra que cuanto mayor es el índice, mejor es la resistencia a la abrasión.

Sus resultados se muestran en las Tablas 1 y 2.

Tabla 1

Elemento en combinación (partes en masa) Ejemplo

1

2 3 4 5 6 7 8 9

Combinación

Caucho natural 70 70 70 50 20 50 50 70 70

Caucho cis-1,4-polibutadieno

30 30 30 50 80 50 50 30 30

Negro de humo

55 55 55 30 55 55 5 5 5

Sílice

5 5 5 30 5 5 55 55 55

Agente de acoplamiento de silano

0,5 0,5 0,5 3,0 0,5 0,5 5,5 5,5 5,5

Aceite con aroma

15 15 15 15 15 15 15 15 15

Ácido esteárico

2 2 2 2 2 2 2 2 2

Antioxidante (TPPD)

2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5

Óxido de zinc

2 2 2 2 2 2 2 2 2

Agente acelerador de vulcanización (MBTS)

0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6

Agente acelerador de vulcanización (CBS)

1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2

Azufre

1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,1 1,1 1,1

Agente espumante (DNPT)

2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5

Urea

2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5

(a) Fibra orgánica1)

1 1 1 1 1 1 1 1 1

(b) Fibra orgánica que contiene partículas finas2)

1 1 1 1 1 1 1 1 1

(a)/(b)

50/50

Hidróxido de aluminio

10 5 20 10 10 10 10

Pentonita

10 5

Tasa de espumación

25 ← ← ← ← ← ← ← ←

Prestaciones

Prestaciones sobre hielo 110 105 120 120 130 115 125 106 103

Prestaciones anti- deslizamiento en mojado

110 108 120 130 100 115 135 106 105

Resistencia a la abrasión

97 98 96 97 97 100 96 96 97

Tabla 2

Elemento en combinación (partes en masa) Ejemplo comparativo

1

2 3 4 5 6 7

Combinación

Caucho natural 70 70 70 100 80 50 50

Caucho cis-1,4-polibutadieno

30 30 30 - 20 50 50

Negro de humo

55 55 55 30 30 60 -

Sílice

5 5 5 30 30 - 60

Agente de acoplamiento de silano

0,5 0,5 0,5 3,0 3,0 - 6,0

Aceite con aroma

15 15 15 15 15 15 15

Ácido esteárico

2 2 2 2 2 2 2

Antioxidante (TPPD)

2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5

Óxido de zinc

2 2 2 2 2 2 2

Agente acelerador de vulcanización (MBTS)

0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6

Agente acelerador de vulcanización (CBS)

1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2

Azufre

1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,1

Agente espumante (DNPT)

2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5

Urea

2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5

(a) Fibra orgánica1)

1 1 1 1 1 1 1

(b) Fibra orgánica que contiene partículas finas2)

1 1 1 1 1 1 1

(a)/(b)

50/50

Hidróxido de aluminio

- 4 25 10 10 10 10

Pentonita

Tasa de espumación

25 ← ← ← ← ← ←

Prestaciones

Prestaciones sobre hielo 100 100 115 95 98 90 105

Prestaciones anti-deslizamiento en mojado

100 100 110 105 100 110 130

Resistencia a la abrasión

100 98 90 105 100 110 94

Los materiales de las fibras de 1) y 2): tipo de resina (PE polietileno, punto de fusión: 132ºC), contenido de partículas finas (partes en masa): 15, diámetro de partícula medio de las partículas finas (µm): 20, diámetro de fibra (µm): 32, longitud de fibra (mm):2

Puede encontrarse, a partir de los resultados mostrados en las Tablas 1 y 2, que los neumáticos preparados en los Ejemplos 1 a 9 son iguales o más altos que la media tanto en prestaciones en MOJADO como en prestaciones sobre hielo. Además, puede encontrarse, a partir de los resultados del Ejemplo Comparativo 2, que las prestaciones sobre hielo y las prestaciones en MOJADO no se mejoran sustancialmente solo añadiendo 4 partes en masa del polvo de compuesto inorgánico. Puede encontrarse, a partir de los resultados del Ejemplo Comparativo 3, 5 que la adición de 25 partes en masa del polvo de compuesto inorgánico hace imposible mantener la resistencia a la abrasión. Además, puede encontrarse, a partir de los resultados de los Ejemplos Comparativos 4 a 7, que cantidades de mezclado inadecuadas de caucho natural, cis-1,4-polibutadieno, negro de humo y sílice ejercen un efecto sobre las prestaciones sobre hielo y que las prestaciones en MOJADO no se incrementan tanto.

El neumático según la presente invención es un neumático que tiene unas excelentes prestaciones en 10 MOJADO, prestaciones sobre hielo y viabilidad y que tiene una aplicabilidad industrial muy alta.

Claims (11)

1. REIVINDICACIONES

   1. Neumático que comprende una capa de caucho espumado provista sobre una superficie puesta sustancialmente en contacto con una superficie de carretera, en la que la capa de caucho espumado tiene una tasa de espumación en un intervalo del 3 al 50%; al menos caucho natural y polibutadieno están contenidos en un componente de caucho; el caucho natural está contenido en un intervalo de 20 a 70 partes en masa, y el polibutadieno está contenido en un intervalo de 30 a 80 partes en masa, cada uno, por 5 100 partes en masa del componente de caucho; negro de humo está contenido en un intervalo de 5 a 55 partes en masa por 100 partes en masa del componente de caucho; sílice está contenida en un intervalo de 5 a 55 partes en masa por 100 partes en masa del componente de caucho; (a) fibras orgánicas que no contienen partículas finas y (b) fibras orgánicas que contienen partículas finas están contenidas en el componente de caucho; y al menos un polvo de compuesto inorgánico, que tiene un diámetro de partícula 10 de 10 µm o menos, representado por la Fórmula (I) siguiente, está contenido en un intervalo de 5 a 20 partes en masa por 100 partes en masa del componente de caucho;

   M.xSiO2.yH2O (I)

   en la que M en la Fórmula (I) es óxido o hidróxido de un metal seleccionado de entre Al, Mg, Ti y Ca, y x e y pueden ser diferentes, uno del otro, y son números enteros de 0 a 10. 15

2. 2. Neumático según la reivindicación 1, en el que el polvo de compuesto inorgánico representado por la Fórmula (I) es un polvo de compuesto inorgánico representado por la Fórmula (II) siguiente:

   Al2O3.mSiO2.nH2O (II)

   en la que m es la Fórmula (II) es un entero de 1 a 4, y n es un entero de 0 a 4.

3. 3. Neumático según la reivindicación 1, en el que el polvo de compuesto inorgánico representado por la 20 Fórmula (I) es un polvo que comprende hidróxido de aluminio.

4. 4. Neumático según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que (a) las fibras orgánicas y (b) las fibras orgánicas que contienen partículas finas están contenidas en una cantidad total en un intervalo de 1 a 5 partes en masa por 100 partes en masa del componente de caucho.

5. 5. Neumático según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que las partículas finas están contenidas 25 en (b) las fibras orgánicas que contienen partículas finas en un intervalo de 5 a 50 partes en masa por 100 partes en masa de la resina en la totalidad de las fibras orgánicas.

6. 6. Neumático según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que las partículas finas contenidas en (b) las fibras orgánicas que contienen partículas finas tienen una dureza Mohs de 2 o más, están en un intervalo de 10 a 50 µm en el 80% en masa o más de un conteo de frecuencia en una distribución de 30 diámetros de partículas y tienen un diámetro de partículas medio en un intervalo de 10 a 30 µm.

7. 7. Neumático según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que las fibras usadas para (a) las fibras orgánicas y (b) las fibras orgánicas que contienen partículas finas tienen un diámetro en un intervalo de 0,01 a 0,1 mm y una longitud en un intervalo de 0,5 a 20 mm.

8. 8. Neumático según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que las partículas finas contenidas en (b) 35 las fibras orgánicas que contienen partículas finas tienen un conteo de frecuencia del 20% en masa o más en un valor pico de una distribución de tamaños de partículas.

9. 9. Neumático según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que las partículas finas contenidas en (b) las fibras orgánicas que contienen partículas finas tienen una relación de aspecto de 1,1 o mayor, y hay partes vértice presentes en las mismas. 40

10. 10. Neumático según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que las partículas contenidas en (b) las fibras orgánicas que contienen partículas finas son seleccionadas de entre partículas finas inorgánicas y partículas finas orgánicas.

11. 11. Neumático según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que una resina de las fibras orgánicas es un polímero cristalino que comprende al menos un elemento seleccionado de entre polietileno y 45 polipropileno y tiene un punto de fusión de 190ºC o menor.