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IT201800006010A1 - SEALANT LAYER OF A TIRE - Google Patents

SEALANT LAYER OF A TIRE Download PDF

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IT201800006010A1
IT201800006010A1 IT102018000006010A IT201800006010A IT201800006010A1 IT 201800006010 A1 IT201800006010 A1 IT 201800006010A1 IT 102018000006010 A IT102018000006010 A IT 102018000006010A IT 201800006010 A IT201800006010 A IT 201800006010A IT 201800006010 A1 IT201800006010 A1 IT 201800006010A1
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tire
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    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C19/00Tyre parts or constructions not otherwise provided for
    • B60C19/12Puncture preventing arrangements
    • B60C19/122Puncture preventing arrangements disposed inside of the inner liner
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C73/00Repairing of articles made from plastics or substances in a plastic state, e.g. of articles shaped or produced by using techniques covered by this subclass or subclass B29D
    • B29C73/16Auto-repairing or self-sealing arrangements or agents
    • B29C73/163Sealing compositions or agents, e.g. combined with propellant agents

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sealing Material Composition (AREA)

Description

del brevetto per invenzione industriale dal titolo: of the patent for industrial invention entitled:

“STRATO SIGILLANTE DI UNO PNEUMATICO” "SEALING LAYER OF A TIRE"

La presente invenzione è relativa a uno strato sigillante di uno pneumatico. The present invention relates to a sealing layer of a tire.

Da tempo è noto l’utilizzo negli pneumatici di uno strato sigillante viscoso disposto generalmente nella cavità interna dello pneumatico. In particolare, lo strato sigillante è disposto a contatto dello strato innerliner in corrispondenza della fascia battistrada. It has been known for some time to use a viscous sealing layer in tires generally arranged in the internal cavity of the tire. In particular, the sealing layer is arranged in contact with the innerliner layer in correspondence with the tread band.

La funzione dello strato sigillante è quella di realizzare una sorta di “sigillatura” istantanea attorno all’oggetto che ha penetrato il battistrada evitando, così, la fuoriuscita di aria dallo pneumatico. Inoltre, nel caso in cui l’oggetto penetrato fuoriesca, il materiale dello strato sigillante ha la funzione di occupare il foro lasciato dall’oggetto sigillandolo. The function of the sealing layer is to create a sort of instant "seal" around the object that has penetrated the tread, thus avoiding the escape of air from the tire. Furthermore, in the event that the penetrated object comes out, the material of the sealing layer has the function of occupying the hole left by the object by sealing it.

La viscosità dello strato sigillante è uno dei parametri più importanti perché lo stesso svolga efficacemente quanto sopra descritto. Infatti, la viscosità dello strato sigillante deve essere tale da poter garantire sia l’azione sigillante sull’oggetto penetrato e sul foro lasciato dall’oggetto stesso in tempi rapidi come sopra descritto, sia la sua stabilità dimensionale nella cavità interna dello pneumatico durante le fasi di rotolamento o di stazionamento dello pneumatico stesso. The viscosity of the sealing layer is one of the most important parameters for it to effectively carry out what is described above. In fact, the viscosity of the sealing layer must be such as to be able to guarantee both the sealing action on the penetrated object and on the hole left by the object itself quickly as described above, and its dimensional stability in the internal cavity of the tire during the phases. of rolling or parking of the tire itself.

Allo scopo di assicurare i requisiti di viscosità richiesti, lo strato sigillante è realizzato con una mescola la cui composizione polimerica impartisce allo strato sigillante stesso elevate proprietà di isolamento termico. L’elevato isolamento termico dello strato sigillante comporta una bassa dissipazione del calore nello pneumatico e, conseguentemente, un suo surriscaldamento, in particolare in condizioni di elevata velocità. Come può risultare immediato ad un tecnico del ramo, un tale surriscaldamento dello pneumatico può comportare il decadimento delle proprietà di molte porzioni dello stesso, compromettendone l’utilizzo. In order to ensure the required viscosity requirements, the sealing layer is made with a compound whose polymeric composition gives the sealing layer itself high thermal insulation properties. The high thermal insulation of the sealing layer results in low heat dissipation in the tire and, consequently, its overheating, especially in conditions of high speed. As may be immediate to a person skilled in the art, such overheating of the tire can lead to the decay of the properties of many portions of the same, compromising its use.

È importante sottolineare come il problema relativo all’isolamento termico dovuto allo strato sigillante difficilmente può essere risolto modificando la sua base polimerica, in quanto questa è necessaria ad impartire le appropriate caratteristiche sigillanti. It is important to underline that the problem related to thermal insulation due to the sealing layer can hardly be solved by modifying its polymer base, as this is necessary to impart the appropriate sealing characteristics.

Era quindi sentita l’esigenza di disporre di uno strato sigillante le cui caratteristiche tecniche fossero tali da garantire una maggiore dissipazione del calore prodotto in fase di esercizio dello pneumatico mantenendo, allo stesso tempo, intatte le proprietà di viscosità necessarie per garantire una corretta azione sigillante. The need was therefore felt to have a sealing layer whose technical characteristics were such as to ensure greater dissipation of the heat produced during the tire's operating phase while maintaining intact the viscosity properties necessary to guarantee a correct sealing action. .

Gli inventori della presente invenzione hanno realizzato un nuovo strato sigillante, la cui composizione è tale da garantire i requisiti di viscosità necessari per una corretta azione sigillante e una sufficiente dissipazione del calore onde evitare il problema del surriscaldamento. In particolare, lo strato sigillante oggetto della presente invenzione non ha comportato una modifica della base polimerica tipica degli strati sigillanti dell’arte nota. The inventors of the present invention have created a new sealing layer, the composition of which is such as to guarantee the viscosity requirements necessary for a correct sealing action and sufficient heat dissipation in order to avoid the problem of overheating. In particular, the sealing layer object of the present invention did not involve a modification of the polymeric base typical of the sealing layers of the known art.

Oggetto della presente invenzione è uno strato sigillante depositato su di una superficie di uno strato di innerliner nella cavità interna di uno pneumatico tubeless; detto strato sigillante essendo caratterizzato dal fatto di comprendere una mescola con viscosità compresa tra 100 e 1000 Pa x s ad una temperatura di 100°C e una massa filamentosa di un materiale termicamente conduttore; detta massa filamentosa essendo immersa in detta mescola; detta massa filamentosa costituendo da 3 al 15 % in peso, preferibilmente dal 5 al 10 % in peso, dello strato sigillante. The object of the present invention is a sealing layer deposited on a surface of an innerliner layer in the internal cavity of a tubeless tire; said sealing layer being characterized in that it comprises a blend with a viscosity of between 100 and 1000 Pa x s at a temperature of 100 ° C and a filamentary mass of a thermally conductive material; said filamentous mass being immersed in said blend; said filamentary mass constituting from 3 to 15% by weight, preferably from 5 to 10% by weight, of the sealing layer.

Per materiale termicamente conduttore si intende un materiale con una conducibilità termica compresa tra 10 e 1000, preferibilmente tra 100 e 500, W/(m·K). By thermally conductive material we mean a material with a thermal conductivity between 10 and 1000, preferably between 100 and 500, W / (m · K).

È stato sperimentalmente verificato che qualora la massa filamentosa costituisca più del 15% in peso dell’intero strato sigillante, le proprietà di viscosità di quest’ultimo non sono tali da garantire l’effetto di sigillatura richiesto. It has been experimentally verified that if the filamentary mass constitutes more than 15% by weight of the entire sealing layer, the viscosity properties of the latter are not such as to guarantee the required sealing effect.

Preferibilmente, la massa filamentosa comprende fili di materiale di diametro compreso tra 0,01 e 1 mm, preferibilmente tra 0,05 e 0,3 mm. Preferably, the filamentary mass comprises threads of material having a diameter between 0.01 and 1 mm, preferably between 0.05 and 0.3 mm.

Preferibilmente, la massa filamentosa comprende fili di materiale scelto nel gruppo composto da carbonio, rame, acciaio, ottone, alluminio, bronzo, stagno, zinco, ferro, e loro leghe. Preferably, the filamentary mass comprises wires of a material selected from the group composed of carbon, copper, steel, brass, aluminum, bronze, tin, zinc, iron, and their alloys.

Preferibilmente, la mescola oggetto della presente invenzione comprende una gomma alobutilica, da 100 a 400 phr di un agente plasticizzante e da 10 a 50 phr di una resina adesiva. Preferably, the compound object of the present invention comprises a halobutyl rubber, from 100 to 400 phr of a plasticizing agent and from 10 to 50 phr of an adhesive resin.

Un ulteriore oggetto della presente invenzione è uno pneumatico tubeless comprendente lo strato sigillante oggetto della presente invenzione. A further object of the present invention is a tubeless tire comprising the sealing layer object of the present invention.

Di seguito è riportato un esempio realizzativo a puro titolo illustrativo e non limitativo. Below is an example of an example for illustrative and non-limiting purposes.

È stata preparata una mescola per la realizzazione di uno strato sigillante, la cui formulazione è riportata in phr in Tabella I. A compound was prepared for the realization of a sealing layer, the formulation of which is reported in phr in Table I.

TABELLA I TABLE I

La gomma alobutilica è una gomma bromo butilica Halobutyl rubber is a bromine butyl rubber

Il nero di carbonio utilizzato è identificato con la sigla N550 The carbon black used is identified with the code N550

Il plasticizzante usato è olio naftenico The plasticizer used is naphthenic oil

L’accelerante utilizzato è dibenzotiazil disolfuro (MBTS) The accelerator used is dibenzothiazyl disulfide (MBTS)

Gli ingredienti indicati in Tabella I sono stati miscelati tra loro e mantenuti sotto agitazione ad una temperatura di 100°C per un tempo di 10 min. The ingredients indicated in Table I were mixed together and kept under stirring at a temperature of 100 ° C for a time of 10 min.

La mescola sopra descritta è stata utilizzata per la realizzazione sia di uno strato sigillante privo di massa filamentosa di un metallo termicamente conduttore (strato di confronto), sia di uno strato sigillante secondo la presente invenzione e comprendete una massa filamentosa di acciaio in una quantità pari a 7 % in peso. The compound described above was used for the realization of both a filament-free sealing layer of a thermally conductive metal (comparison layer), and a sealing layer according to the present invention and comprising a filamentary mass of steel in an equal quantity to 7% by weight.

Lo strato sigillante secondo la presente invenzione è stato realizzato immergendo la massa filamentosa nella mescola di Tabella I, fino a che la massa filamentosa stessa non sia il più possibile uniformemente impregnata dalla mescola. The sealing layer according to the present invention was made by immersing the filamentary mass in the mixture of Table I, until the filamentary mass itself is as uniformly impregnated as possible by the mixture.

Le mescole così preparate sono state vulcanizzate e applicate sulla superficie di un rispettivo strato di innerliner. The compounds thus prepared were vulcanized and applied on the surface of a respective innerliner layer.

L’applicazione dello strato sigillante avviene secondo una tecnica nota e, per questo, non costituisce un aspetto innovativo per la presente invenzione. The application of the sealing layer takes place according to a known technique and, for this reason, it does not constitute an innovative aspect for the present invention.

Per verificare l’efficacia dello strato sigillante secondo la presente invenzione ne è stata misurata sia la dissipazione del calore sia la forza di adesione al rispettivo strato di innerliner. To verify the effectiveness of the sealing layer according to the present invention, both the heat dissipation and the strength of adhesion to the respective innerliner layer were measured.

Inoltre, per verificare che l’inserimento della massa filamentosa non abbia compromesso le sue caratteristiche di sigillatura, è stata anche misurata la viscosità e la ritenzione della pressione a seguito di una foratura dello rispettivo pneumatico. Furthermore, to verify that the insertion of the filamentary mass did not compromise its sealing characteristics, the viscosity and pressure retention following a puncture of the respective tire was also measured.

Le medesime misurazioni sono state realizzate sullo strato sigillante di confronto come sopra definito. The same measurements were made on the comparison sealing layer as defined above.

La misura di viscosità è stata ottenuta in conformità alla procedura standard ISO13145 mentre la misura di appiccicosità è stata ottenuta in conformità alla procedura standard D1876. The viscosity measurement was obtained in accordance with the standard procedure ISO13145 while the stickiness measurement was obtained in accordance with the standard procedure D1876.

Il test relativo alla ritenzione di pressione è stato eseguito su pneumatici sui cui è stato applicato, nelle medesime condizioni, lo strato sigillante di confronto e quello della presente invenzione (comprendente la massa filamentosa). Gli pneumatici, dopo essere stati gonfiati con la medesima pressione interna, sono stati sottoposti alle stesse condizioni di foratura con successiva rimozione dell’oggetto utilizzato per la foratura stessa. Per ognuno degli pneumatici sottoposti al test è stata valutata la ritenzione della pressione dopo 24h dalla foratura (e successiva rimozione dell’oggetto). The pressure retention test was performed on tires on which the comparative sealant layer and that of the present invention (including the filamentary mass) were applied under the same conditions. The tires, after being inflated with the same internal pressure, were subjected to the same puncture conditions with subsequent removal of the object used for the puncture itself. For each of the tires subjected to the test, pressure retention was assessed after 24 hours from the puncture (and subsequent removal of the object).

Il test di dissipazione di calore è stato realizzato nel seguente modo: un campione di strato sigillante di confronto e un medesimo campione di strato sigillante della presente invenzione (comprendente la massa filamentosa) sono stati posizionati su una piastra riscaldata ad una temperatura costante di 80°C e ne è stata misurata la variazione di temperatura nel tempo. The heat dissipation test was carried out as follows: a sample of the comparative sealing layer and the same sample of the sealing layer of the present invention (including the filamentary mass) were placed on a plate heated to a constant temperature of 80 ° C and its temperature variation over time was measured.

Il test di adesione è stato realizzato secondo la procedura di test ASTM D413 The adhesion test was performed according to the ASTM D413 test procedure

In Tabella II sono riportati i valori delle prove di cui sopra, in forma indicizzata rispetto allo strato sigillante di confronto, ossia privo della massa filamentosa. Table II shows the values of the above tests, in indexed form with respect to the comparative sealing layer, ie without the filamentary mass.

TABELLA II TABLE II

Come è possibile verificare dai valori di Tabella II, lo strato sigillante oggetto della presente invenzione garantisce un miglioramento in termini di dissipazione del calore mantenendo, al contempo, inalterate le proprietà di sigillatura e di adesione allo strato di innerliner necessarie per una corretta ritenzione della pressione a seguito di una foratura dello pneumatico. As it is possible to verify from the values of Table II, the sealing layer object of the present invention guarantees an improvement in terms of heat dissipation while maintaining unchanged the sealing and adhesion properties to the innerliner layer necessary for a correct pressure retention. following a puncture in the tire.

Claims (7)

1. Strato sigillante depositato su di una superficie di uno strato di innerliner nella cavità interna di uno pneumatico tubeless; detto strato sigillante essendo caratterizzato dal fatto di comprendere una mescola con viscosità compresa tra 100 e 1000 Pa x s ad una temperatura di 100°C e una massa filamentosa di un materiale termicamente conduttore; detta massa filamentosa essendo immersa in detta mescola; detta massa filamentosa costituendo da 3 al 15 % in peso dello strato sigillante. 1. Sealant layer deposited on a surface of an innerliner layer in the internal cavity of a tubeless tire; said sealing layer being characterized in that it comprises a blend with a viscosity of between 100 and 1000 Pa x s at a temperature of 100 ° C and a filamentary mass of a thermally conductive material; said filamentous mass being immersed in said blend; said filamentary mass constituting from 3 to 15% by weight of the sealing layer. 2. Strato sigillante secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la massa filamentosa costituisce dal 5 al 10 % in peso dello strato sigillante. 2. Sealing layer according to claim 1, characterized in that the filamentary mass constitutes from 5 to 10% by weight of the sealing layer. 3. Strato sigillante secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che la massa filamentosa comprende fili di materiale termicamente conduttore di diametro compreso tra 0,01 e 1,00 mm. 3. Sealing layer according to claim 1 or 2, characterized in that the filamentary mass comprises threads of thermally conductive material with a diameter of between 0.01 and 1.00 mm. 4. Strato sigillante secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che la massa filamentosa comprende fili di materiale termicamente conduttore di diametro compreso tra 0,05 e 0,3 mm. 4. Sealing layer according to claim 1 or 2, characterized in that the filamentary mass comprises threads of thermally conductive material with a diameter of between 0.05 and 0.3 mm. 5. Strato sigillante secondo una delle rivendicazione precedenti, caratterizzato dal fatto che la massa filamentosa comprende fili di un materiale scelto nel gruppo composto da carbonio, rame, acciaio, ottone, alluminio, bronzo, stagno, zinco, ferro, e loro leghe. 5. Sealing layer according to one of the preceding claims, characterized in that the filamentary mass comprises wires of a material selected from the group consisting of carbon, copper, steel, brass, aluminum, bronze, tin, zinc, iron, and their alloys. 6. Strato sigillante secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta mescola comprende una gomma alobutilica, da 100 a 400 phr di un agente plasticizzante e da 10 a 50 phr di una resina adesiva. 6. Sealant layer according to one of the preceding claims, characterized in that said compound comprises a halobutyl rubber, from 100 to 400 phr of a plasticizing agent and from 10 to 50 phr of an adhesive resin. 7. Pneumatico tubeless comprendente uno strato sigillante secondo una delle rivendicazioni precedenti. 7. Tubeless tire comprising a sealing layer according to one of the preceding claims.
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