Material compuesto de caucho y neumáticos fabricados mediante la utilización del mismo.

Un material compuesto de caucho constituido por al menos dos capas de unos miembros que comprenden unacomposición de caucho que contiene un caucho a base de dieno reticulado con azufre,

en donde la diferencia de laconcentración de azufre entre los miembros adyacentes del material compuesto de caucho descrito anteriormente es1,5 partes en masa o más, en base a 100 partes en masa del componente de caucho en la composición de cauchodescrita anteriormente; en donde se mezcla óxido de cinc en una cantidad que satisface la condición mostrada en lasiguiente ecuación (I), en base a 100 partes en masa del componente de caucho en la composición de caucho debaja concentración de azufre entre los miembros adyacentes; y en donde se mezcla un antioxidante y/o uncompuesto de hidracida naftoica en una cantidad que satisface la condición mostrada en la siguiente ecuación (II),en base a 100 partes en masa del componente de caucho en la composición de caucho de baja concentración deazufre:

cantidad de mezcla (partes en masa) de óxido de cinc en

la composición de caucho de baja concentración de azufre

>Sb x 1,3 + (Sa - Sb) x 0,3 (I)

(en donde Sa representa la cantidad de mezcla (partes en masa) de azufre en la composición de caucho de altaconcentración de azufre, y Sb representa la cantidad de mezcla (partes en masa) de azufre en la composición decaucho de baja concentración de azufre) y

cantidad de mezcla (moles) del antioxidante y/o el compuesto

de hidracida naftoica en la composición de caucho de baja

concentración de azufre >0,005 + (Sa - Sb) / 2.000 (II)(en donde Sa y Sb representan los mismos contenidos que se describen en la ecuación (I)).

Material compuesto de caucho y neumáticos fabricados mediante la utilización del mismo

Antecedentes de la invención La presente invención se refiere a un material compuesto de una composición de caucho que comprende un caucho a base de dieno reticulado con azufre, más específicamente a un material compuesto de caucho mejorado en el problema que se origina por la diferencia de las concentraciones de los agentes de mezcla en las composiciones de caucho adyacentes que constituyen el material compuesto, y a un neumático preparado mediante la utilización del mismo.

Técnica relacionada En un material compuesto constituido por las composiciones de caucho que se utilizan para neumáticos y que contienen mezclas con diferentes contenidos, cuando se produce una diferencia en las concentraciones de los materiales que se han mezclado, tales como productos químicos y similares, normalmente tiene lugar la difusión y la transferencia de los mismos para que así disminuya la diferencia de las concentraciones. A consecuencia de ello, en la proximidad de la interfase entre los miembros, la composición de caucho se desvía de la composición de mezcla que se fija inicialmente, y en algunos casos no se pueden presentar las características esperadas. En particular, el potencial de propagación de grietas y las propiedades de adherencia se reducen, lo que da lugar a que se produzcan dificultades en la durabilidad del neumático.

Por ejemplo, cuando entre los miembros adyacentes se produce una diferencia en la concentración de azufre, se transfiere azufre desde el caucho de la mezcla de alto contenido de azufre al caucho de la mezcla de bajo contenido de azufre, y en la proximidad de la interfase, en el caucho de la mezcla de bajo contenido de azufre está presente una cantidad de mezcla de azufre mayor que la cantidad de mezcla del mismo fijada. A consecuencia de ello, en la proximidad de la interfase se rompe el equilibrio del agente de reticulación, y no se pueden presentar las características esperadas que se fijan inicialmente.

Entre el caucho de revestimiento para recubrir un cable de acero y el caucho adyacente al mismo se produce el problema específico descrito anteriormente provocado por la diferencia de las concentraciones, y se está investigando mucho sobre un método mejorado para ello (consúltese, por ejemplo, los documentos de patente 1 y 2) .

El empeoramiento de la adherencia provocado por el calor en el caucho para revestimiento de un cable de acero se considera que es atribuible a que la capa de adherencia que se calienta, que comprende sulfuro de cobre, se hace reaccionar con el cinc que se libera en el recubrimiento para formar en la capa de adherencia una capa de sulfuro de cinc, y a que la fuerza adhesiva se reduce. Con el fin de mejorar la durabilidad de la resistencia al calor de la adherencia, se considera el impedir que el sulfuro de cobre se fragmente y así evitar que se libere el cinc. Con el fin de conseguir el objetivo anterior, se considera que es eficaz mezclar azufre en gran cantidad.

Cuando se mezcla azufre en gran cantidad, con el fin de mejorar la durabilidad de la resistencia al calor de la adherencia de un cable de acero con un caucho de revestimiento aplicado sobre él, las propiedades de rotura empeoran, en particular se produce un empeoramiento de la propiedad de resistencia al calor.

Por otra parte, debido a la diferencia de la cantidad de mezcla de azufre con el miembro adyacente, durante la vulcanización se transfiere azufre al miembro adyacente, y carece de sentido aumentar la cantidad de azufre en el caucho de revestimiento con el fin de mejorar la durabilidad de la resistencia al calor de la adherencia con un cable de acero. Por el contrario, la resistencia al calor del miembro adyacente también se reduce. Sin embargo, con el fin de mejorar la durabilidad de la resistencia al calor de la adherencia de un cable de acero con un caucho de revestimiento, es condición esencial mezclar azufre en gran cantidad, y normalmente el azufre se mezcla en una cantidad de 5 a 10 partes en masa, en términos del contenido de azufre en base a 100 partes en masa del componente de caucho.

En el documento de patente 1 se han descrito unos neumáticos de gran tamaño para carga pesada y unos neumáticos para todoterreno en los que un caucho amortiguador, adyacente a la capa de carcasa, y una capa de cinturón se mezclan con el polisulfuro prescrito para impedir que se transfiera azufre desde el caucho de revestimiento, para de ese modo resolver el problema de una inferior adherencia del cable de acero con el caucho de revestimiento en la capa de carcasa y la capa de cinturón del neumático, y mejorar la durabilidad y el tiempo de rotura del neumático.

Además, en el documento de patente 2 se ha descrito una composición de caucho en la que están contenidas 40 a 70 partes en peso de negro de carbón, 0, 1 a 3, 0 partes en peso de una sal de cobalto de ácido orgánico y 5 a 10 partes en peso del componente de azufre total, que incluye azufre y un agente de acoplamiento de silano que contiene específicamente azufre, en base a 100 partes en peso del componente de caucho de la composición de caucho, para de ese modo dar lugar a unas propiedades de rotura del caucho con una resistencia al calor que sea compatible con la resistencia al calor de la adherencia y los neumáticos.

En las técnicas descritas en los documentos de patente anteriores se puede conseguir los fines descritos anteriormente impidiendo que el azufre se transfiera a los miembros adyacentes, pero se tiene que utilizar miembros y materias primas específicos, y no se tienen en cuenta los problemas relacionados con los costes y la administración.

Por consiguiente, sin utilizar materias primas y miembros nuevos específicos, se tiene que controlar tanto como sea posible la diferencia que se produce entre las características de la parte central del miembro de material compuesto de caucho y las características en la proximidad de la interfase con otros miembros adyacentes.

Documento de patente 1: Solicitud de patente japonesa abierta a la inspección pública Nº 67358/2005.

Documento de patente 2: Solicitud de patente japonesa abierta a la inspección pública Nº 75888/2005.

La patente europea EP-A-1258338 describe un material compuesto de caucho para cable de acero en el que se han mejorado las propiedades de adherencia iniciales y las propiedades de adherencia frente al envejecimiento, entre el cable de acero y la composición de caucho, con una mejor eficacia de los costes de fabricación. El material compuesto de la composición de caucho para cable de acero incluye una capa de revestimiento y un cable de acero, y la capa de revestimiento incluye una capa de revestimiento interior, que recubre directamente el cable de acero, formada por una composición de caucho que contiene un componente de caucho, un compuesto de cobalto y azufre, y una capa de revestimiento exterior, que recubre la parte exterior de la capa de revestimiento interior, formada por una composición de caucho cuyo contenido de compuesto de cobalto y de azufre es menor que el de la capa de revestimiento interior.

Descripción de la invención Un objeto de la presente invención es proporcionar un material compuesto de caucho mejorado respecto al problema que se origina por la diferencia de la concentración de un agente de mezcla, en particular azufre, en las composiciones de caucho adyacentes que comprenden una composición de caucho que contiene un caucho a base de dieno reticulado con azufre, sin utilizar materias primas y miembros nuevos, y un neumático preparado mediante la utilización del mismo.

Investigaciones intensas y repetidas realizadas para la presente invención con el fin de conseguir el objeto descrito anteriormente han dado lugar al descubrimiento de que el objeto anterior se puede conseguir mezclando óxido de cinc, y un antioxidante y/o un compuesto de hidracida naftoica, en las cantidades obtenidas mediante las ecuaciones de relación específicas, con la composición de caucho de baja concentración de azufre de un material compuesto en el que la diferencia de la concentración de azufre entre los miembros adyacentes es una cantidad específica o mayor, es decir, mezclando por adelantado óxido de cinc, y el antioxidante y/o el compuesto de hidracida naftoica, con la composición de caucho de baja concentración de azufre, mediante la estimación de la cantidad de azufre después de que se transfiera hacia el lado de la composición de baja concentración de azufre. La presente invención se ha concluido en base a los conocimientos anteriores.

Es decir, la presente invención proporciona un material compuesto de caucho constituido por al menos dos capas de unos miembros que comprenden una composición... [Seguir leyendo]

1. Un material compuesto de caucho constituido por al menos dos capas de unos miembros que comprenden una composición de caucho que contiene un caucho a base de dieno reticulado con azufre, en donde la diferencia de la concentración de azufre entre los miembros adyacentes del material compuesto de caucho descrito anteriormente es 5 1, 5 partes en masa o más, en base a 100 partes en masa del componente de caucho en la composición de caucho descrita anteriormente; en donde se mezcla óxido de cinc en una cantidad que satisface la condición mostrada en la siguiente ecuación (I) , en base a 100 partes en masa del componente de caucho en la composición de caucho de baja concentración de azufre entre los miembros adyacentes; y en donde se mezcla un antioxidante y/o un compuesto de hidracida naftoica en una cantidad que satisface la condición mostrada en la siguiente ecuación (II) ,

en base a 100 partes en masa del componente de caucho en la composición de caucho de baja concentración de azufre:

cantidad de mezcla (partes en masa) de óxido de cinc en la composición de caucho de baja concentración de azufre > Sb x 1, 3 + (Sa - Sb) x 0, 3 (I)

(en donde Sa representa la cantidad de mezcla (partes en masa) de azufre en la composición de caucho de alta concentración de azufre, y Sb representa la cantidad de mezcla (partes en masa) de azufre en la composición de caucho de baja concentración de azufre) y

cantidad de mezcla (moles) del antioxidante y/o el compuesto de hidracida naftoica en la composición de caucho de baja concentración de azufre > 0, 005 + (Sa - Sb) / 2.000 (II)

(en donde Sa y Sb representan los mismos contenidos que se describen en la ecuación (I) ) .

2. Un material compuesto de caucho según la reivindicación 1, en donde la cantidad de mezcla de óxido de cinc, en base a 100 partes en masa del componente de caucho en la composición de caucho de baja concentración de azufre descrita anteriormente, es una cantidad que satisface la condición mostrada en la siguiente ecuación (III) , y la cantidad de mezcla del antioxidante y/o el compuesto de hidracida naftoica es una cantidad que satisface la condición mostrada en la siguiente ecuación (IV) :

cantidad de mezcla (partes en masa) de óxido de cinc en la composición de caucho de baja concentración de azufre ≥ Sb × 1, 5 + (Sa - Sb) × 0, 5 (III)

(en donde Sa y Sb representan los mismos contenidos que se describen en la ecuación (I) ) y

cantidad de mezcla (moles) del antioxidante y/o el compuesto de hidracida naftoica en la composición de caucho de baja concentración de azufre > 0, 005 + (Sa - Sb) / 1.000 (IV)

(en donde Sa y Sb representan los mismos contenidos que se describen en la ecuación (I) ) .

3. Un material compuesto de caucho según la reivindicación 1 ó 2, en donde al menos 50% en masa del antioxidante y/o el compuesto de hidracida naftoica que se ha mezclado en la composición de caucho de baja concentración de azufre es un antioxidante a base de amina y/o un derivado de hidracida 3-hidroxi-2-naftoica.

4. Un material compuesto de caucho según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde al menos 50% en masa del componente de caucho que constituye la composición de caucho de baja concentración de azufre es poliisopreno.

5. Un material compuesto de caucho según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde la cantidad de mezcla de negro de carbón, que es un material de carga para refuerzo que constituye la composición de caucho de baja concentración de azufre, es 50 partes en masa o menos en base a 100 partes en masa del componente de caucho.

6. Un neumático caracterizado por utilizar un material compuesto de caucho según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 en un miembro que no se pone en contacto directo con el aire ambiente.

7. Un neumático según la reivindicación 6, que es un neumático para carga pesada.