EP1618010A1 - Pneumatique a mobilite etendue comportant plusieurs couches etanches - Google Patents

Pneumatique a mobilite etendue comportant plusieurs couches etanches

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Publication number
EP1618010A1
EP1618010A1 EP04727851A EP04727851A EP1618010A1 EP 1618010 A1 EP1618010 A1 EP 1618010A1 EP 04727851 A EP04727851 A EP 04727851A EP 04727851 A EP04727851 A EP 04727851A EP 1618010 A1 EP1618010 A1 EP 1618010A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tire according
rubber composition
phr
layer
tire
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP04727851A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
David Jardine
Thierry Royer
Christian Chauffour
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Michelin Recherche et Technique SA Switzerland
Michelin Recherche et Technique SA France
Societe de Technologie Michelin SAS
Original Assignee
Michelin Recherche et Technique SA Switzerland
Michelin Recherche et Technique SA France
Societe de Technologie Michelin SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Michelin Recherche et Technique SA Switzerland, Michelin Recherche et Technique SA France, Societe de Technologie Michelin SAS filed Critical Michelin Recherche et Technique SA Switzerland
Publication of EP1618010A1 publication Critical patent/EP1618010A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C17/00—Tyres characterised by means enabling restricted operation in damaged or deflated condition; Accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C1/00—Tyres characterised by the chemical composition or the physical arrangement or mixture of the composition
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
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    • B60C17/0009—Tyres characterised by means enabling restricted operation in damaged or deflated condition; Accessories therefor comprising sidewall rubber inserts, e.g. crescent shaped inserts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C5/00—Inflatable pneumatic tyres or inner tubes
    • B60C5/12—Inflatable pneumatic tyres or inner tubes without separate inflatable inserts, e.g. tubeless tyres with transverse section open to the rim
    • B60C5/14—Inflatable pneumatic tyres or inner tubes without separate inflatable inserts, e.g. tubeless tyres with transverse section open to the rim with impervious liner or coating on the inner wall of the tyre
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C9/00—Reinforcements or ply arrangement of pneumatic tyres
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T152/00—Resilient tires and wheels
    • Y10T152/10—Tires, resilient
    • Y10T152/10495—Pneumatic tire or inner tube
    • Y10T152/10819—Characterized by the structure of the bead portion of the tire
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T152/10819—Characterized by the structure of the bead portion of the tire
    • Y10T152/10846—Bead characterized by the chemical composition and or physical properties of elastomers or the like

Definitions

  • the present invention relates to a tire with extended mobility of the self-supporting sidewall type, with optimum sealing characteristics.
  • Self-supporting tires are capable of withstanding a load at reduced pressure, or even without pressure, thanks to reinforced sidewalls, most often by means of rubber inserts, provided in the sidewalls.
  • the invention proposes a tire suitable for rolling with extended mobility, comprising at least one carcass-type reinforcement structure anchored on each side of said tire in a bead whose base is intended to be mounted on a seat. rim, each of said beads extending substantially radially outwardly in the form of flanks, the flanks joining radially outwardly a tread, the carcass-type reinforcement structure extending circumferentially from the bead towards said flank, a crown reinforcement, each of the flanges further comprising an anchoring zone allowing the reinforcement structure to be maintained, each of said sidewalls being reinforced by a sidewall insert made of rubber composition capable of supporting a load corresponding to part of the weight of the vehicle during a situation in which the inflation pressure is substantially reduced or zero, said tire also comprising an internal layer made of a rubber composition substantially impermeable to the inflation gas covering substantially the entire interior of said tire, from one sidewall to the other, a bonding layer made of a rubber composition being available daring between each of said
  • a very high level of tightness is achieved thanks to the presence of the tight layer (preferably based on butyl rubber).
  • the positioning of this layer at the innermost position of the walls makes it possible to protect all the other layers and elements of the walls, for example against the diffusion of oxygen.
  • the bonding layer for its part, provides a gradual gradient of rigidity between the sealing layer and the insert. In this way, the assembly is held better and the assembly is durable and reliable.
  • the interface between the waterproof layer and the sidewall insert is optimized. The mechanical stresses, which are extremely important in particular when running at reduced or zero pressure, are better absorbed and distributed.
  • the presence of the bonding layer, less rigid than the insert, also provides additional protection to protect the insert, less resistant than the bonding layer to high mechanical stresses.
  • the bonding layer is also particularly advantageous since it has a satisfactory ability to fix oxygen even at high temperatures such as rolling temperatures. (that is to say under thermo-oxidative aging conditions), thus constituting a barrier to the migration of oxygen which may have passed through the internal layer.
  • the internal layer (preferably based on butyl rubber) extends along the flank radially internally to a level located in the junction zone between the radially interior portion of the flank insert and the radially outer portion of the anchoring zone.
  • the presence of the waterproof layer substantially against the entire surface of the insert ensures the desired high level of tightness.
  • the bonding layer is preferably in direct contact with on the one hand said inner layer and on the other hand said insert. This direct contact makes it possible to act as an interface both with the insert and with the waterproof layer, establishing an area with intermediate mechanical properties between these two elements.
  • said bonding layer extends between the bead and the shoulder area. This corresponds substantially to the surface of the insert. According to another embodiment of the invention, said bonding layer covers a surface substantially identical to that of the inner layer.
  • an end portion of said inner layer is anchored in the corresponding bead. This provides protection against the initiation of detachment.
  • said sidewall insert is disposed axially internally with respect to said reinforcing structure.
  • the reinforcing structure is then disposed axially externally, thus optimizing its travel in the tension zone.
  • an intermediate layer of rubber composition is disposed between said sidewall insert and said reinforcing structure.
  • Said intermediate layer advantageously consists of a rubber composition of a similar nature to that of said bonding layer. It is an economical and simple solution. The positioning of the insert, in a way "floating", gives increased comfort and optimal endurance.
  • said bonding layer consists of a rubber composition having a secant extension module MA10 at 10% deformation, measured at 23 ° C according to standard ASTM D 412, ranging from 2 to 4 MPa.
  • each of said sidewall inserts is preferably made of a rubber composition having a secant extension module MA10 at 10% deformation, measured at 23 ° C according to the standard ASTM D 412, ranging from 5 to 13 Mpa.
  • said internal layer preferably consists of a rubber composition having a secant extension module MA10 at 10% deformation, measured at 23 ° C according to standard ASTM D 412, ranging from 1.5 to 3.5 MPa.
  • the rubber composition of said intermediate layer has a secant extension module MA10 at 10% deformation, measured at 23 ° C according to standard ASTM D 412, ranging from 2 to 4 MPa.
  • the rubber composition of said bonding layer is based on one or more diene elastomers whose molar ratio of units derived from conjugated dienes is at least equal to 30%.
  • dienic elastomer in known manner an elastomer (homopolymer or copolymer) derived at least in part from diene monomers (monomers carrying two carbon-carbon double bonds, conjugated or not).
  • dienic elastomer whose molar ratio of units derived from conjugated dienes is at least equal to 30% (such a dienic elastomer is usually said to be “essentially unsaturated” by a person skilled in the art), diene elastomers such as rubbers are excluded butyl, nitrile rubbers or copolymers of dienes and alpha-olefins of.
  • EPDM type which cannot be used in the compositions of binder or intermediate layer according to the invention because of their reduced molar ratio (lower 15%) in units derived from dienes.
  • the composition of said bonding layer and optionally that of said intermediate layer is based on at least one "highly unsaturated" dienic elastomer, that is to say a dienic elastomer having a molar ratio of units derived of conjugated dienes which is greater than 50%.
  • conjugated dienes butadiene-1, 3, 2-methyl-1, 3-butadiene, 2,3-di (C1 to C5 alkyl) -1, 3-butadienes such as for example 2 are suitable.
  • vinyl-aromatic compounds suitable for example, styrene, ortho-, meta-, para-methylstyrene, the commercial "vinyl-toluene" mixture, para-tertiobutylstyrene, methoxystyrenes, chlorostyrenes, vinyl mesitylene, divinylbenzene, vinylnaphthalene.
  • the copolymers can contain between 99% and 20% by weight of diene units and between 1% and 80% by weight of vinyl-aromatic units.
  • the diene elastomer (s) of the composition of bonding layer and optionally of intermediate layer according to the invention are chosen from the group of “highly unsaturated” diene elastomers constituted by natural rubber, polybutadienes (BR), synthetic polyisoprenes (IR) having a high rate of cis-1,4 chains, butadiene-styrene copolymers (SBR), butadiene-isoprene copolymers (BIR), isoprene copolymers styrene (SIR), butadiene-styrene-isoprene copolymers (SBIR) or a mixture of two or more of these compounds.
  • BR polybutadienes
  • IR synthetic polyisoprenes having a high rate of cis-1,4 chains
  • SBR butadiene-styrene copolymers
  • BIR butadiene-isoprene copolymers
  • SIR isopre
  • the rubber composition of said bonding layer comprises (phr: parts by weight per hundred parts of elastomer (s)):
  • the rubber composition of said bonding layer advantageously comprises:
  • the rubber composition of said bonding layer comprises a reinforcing filler comprising carbon black or a blend of carbon black and a reinforcing inorganic filler, such as silica.
  • carbon blacks all the carbon blacks conventionally used in tires and advantageously those of grade 6, such as black N660, are suitable.
  • reinforcing inorganic filler means, in a known manner, an inorganic or mineral filler, whatever its color and its origin (natural or synthetic), also called “white” filler or sometimes “clear” filler as opposed to black carbon, this inorganic filler being capable of reinforcing on its own, without other means than an intermediate coupling agent, a rubber composition intended for the manufacture of tires, in other words capable of replacing, in its reinforcing function , a conventional charge of pneumatic grade carbon black.
  • said reinforcing inorganic filler is, in whole or at least mainly, silica (Si ⁇ 2).
  • the silica used can be any reinforcing silica known to those skilled in the art, in particular any precipitated or pyrogenic silica having a BET surface as well as a CTAB specific surface, both less than 450 m 2 / g, even if the highly dispersible precipitated silicas are preferred.
  • the BET specific surface is determined in a known manner, according to the Brunauer-Emmet-Teller method described in "The Journal of the American Chemical Society" Vol. 60, page 309, February 1938 and corresponding to standard AFNOR-NFT-45007 (November 1987); the CTAB specific surface is the external surface determined according to the same standard AFNOR-NFT-45007 of November 1987.
  • highly dispersible silica means any silica having a very high ability to disaggregate and to disperse in an elastomer matrix, observable in known manner by electron or optical microscopy, on fine sections.
  • preferential highly dispersible silicas mention may be made of the Ultrasil 7000 and Ultrasil 7005 silicas from the company Degussa, the Zeosil 1165MP, 1135MP and 1115MP silicas from the company Rhodia, the Hi-Sil EZ150G silica from the company PPG, Zeopol silicas 8715, 8745 and 8755 from the company Huber, treated precipitated silicas such as, for example, silicas "doped” with aluminum described in application EP-A-735 088.
  • black / silica blends or blacks partially or completely covered with silica are suitable for constituting the reinforcing filler.
  • reinforcing inorganic fillers comprising carbon blacks modified with silica such as, without limitation, the fillers which are marketed by the company CABOT under the name "CRX 2000", and which are described in the patent document international WO-A-96/37547.
  • aluminas of formula AI 2 O 3
  • aluminas with high dispersibility which are described in European patent document EP-A-810 258
  • aluminum hydroxides such as those described in the international patent document WO-A-99/28376.
  • these compositions according to the invention can also comprise in a conventional manner a reinforcing inorganic filler / elastomeric matrix bonding agent (also called coupling agent), which has the function of ensuring a sufficient bonding (or coupling), of chemical and / or physical nature, between said inorganic filler and the matrix , while facilitating the dispersion of this inorganic charge within said matrix.
  • a reinforcing inorganic filler / elastomeric matrix bonding agent also called coupling agent
  • Coupled agent is understood to mean more specifically an agent capable of establishing a sufficient connection, of chemical and / or physical nature, between the filler considered and the elastomer, while facilitating the dispersion of this filler within the elastomer matrix.
  • Such a coupling agent has for example as simplified general formula "YTX", in which: - Y represents a functional group (function "Y") which is capable of binding physically and / or chemically to the charge inorganic, such a bond being able to be established, for example, between a silicon atom of the coupling agent and the hydroxyl (OH) groups on the surface of the inorganic filler (for example the surface silanols when it is a question of silica); - X represents a functional group (function "X”) capable of physically and / or chemically bonding to the elastomer, for example by means of a sulfur atom;
  • - T represents a group making it possible to connect Y and X.
  • the rubber compositions in accordance with the invention also comprise, in addition to the diene elastomer (s) and the reinforcing filler (and optionally said binding agent in the case of the presence of a reinforcing inorganic filler such as silica), an antioxidant , an anti-ozone wax, a crosslinking system for example based on sulfur and crosslinking activators comprising for example zinc monoxide and stearic acid.
  • the rubber composition of said bonding layer comprises sulfur in an amount equal to or greater than 2 phr (phr: parts by weight per hundred parts of elastomer (s)).
  • the rubber composition of said bonding layer preferably comprises a metal salt intended to activate oxidation in this composition by trapping oxygen.
  • Said salt is advantageously an iron (III) salt belonging to the group consisting of iron (III) acetylacetonate, iron (III) salts of carboxylic acids of formula Fe (C n H 2n ⁇ 2 ) 3 where n is between 2 and 23, and the iron (III) salts of a mono-carboxylic aromatic acid comprising one or more aromatic rings.
  • Said iron (III) salt is preferably present in the rubber composition of said bonding layer in an amount ranging from 0.01 phr to 0.03 phr.
  • said salt is a cobalt salt, such as cobalt naphthenate.
  • Said cobalt salt is present in the rubber composition of said bonding layer in an amount ranging from 0.1 phr to 0.3 phr.
  • each of said inserts preferably comprises (phr: parts by weight per hundred parts of elastomer (s)): - from 20 to 100 phr of natural rubber or of a synthetic polyisoprene with a high rate of linkages cis-1, 4, and
  • the rubber composition of each of said inserts comprises:
  • the rubber composition of said internal layer comprises:
  • the rubber composition of said intermediate layer is preferably based on one or more diene elastomers whose molar ratio of units derived from conjugated dienes is at least equal to 30%. Furthermore, the rubber composition of said intermediate layer preferably comprises (phr: parts by weight per hundred parts of elastomer (s)): - from 40 to 100 phr of natural rubber or of a synthetic polyisoprene at high rate of cis-1, 4, and
  • the rubber composition of said intermediate layer comprises a reinforcing filler comprising carbon black or a blend of carbon black and a reinforcing inorganic filler, such as silica.
  • the present invention also relates to a tire as described above, intended to equip passenger-type motor vehicles, in which said bonding layer has a thickness ranging from 0.4 mm to 2 mm, and preferably 0.6 mm. at 1.2 mm.
  • each of said sidewall inserts has a thickness ranging from 3 mm to 20 mm, and preferably from 5 mm to 14 mm.
  • said internal layer has a thickness ranging from 0.5 mm to 1.2 mm.
  • FIGS. 1 to 5 All the details of construction are given in the description which follows, supplemented by FIGS. 1 to 5 in which:
  • FIG. 1 illustrates a radial section essentially showing a bead, a sidewall, and half of the top of an exemplary embodiment of a first type of tire according to the invention, comprising a layer of bonding mixture placed in the sidewalls, between the waterproof layer and the sidewall insert;
  • FIG. 2 illustrates a radial section essentially showing a bead, a sidewall, and half of the top of an exemplary embodiment of a second type of tire according to the invention, comprising a layer of bonding mixture disposed on a sidewall at the other, between the waterproof layer and the sidewall insert;
  • FIG. 3 illustrates a radial section essentially showing a bead, a sidewall, and half of the top of an embodiment of another type of tire according to the invention, comprising a layer of bonding mixture placed in the sidewalls, between the waterproof layer and the sidewall insert and an intermediate layer, disposed between the insert and the carcass-type reinforcement structure;
  • FIG. 4 illustrates a radial section essentially showing a bead, a sidewall, and half of the top of an embodiment of another type of tire according to the invention, comprising a layer of bonding mixture disposed on a sidewall at the other, between the waterproof layer and the sidewall insert and an intermediate layer, disposed between the insert and the carcass-type reinforcement structure;
  • FIG. 5 illustrates a radial section essentially showing a bead, a sidewall, and half of the top of an exemplary embodiment of a second type of tire according to the invention, comprising on the one hand a bonding mixture layer disposed from one side to the other, between the waterproof layer and the sidewall insert, and on the other hand a rod arrangement of conventional type.
  • the reinforcement or reinforcement of tires is currently - and most often - constituted by stacking one or more plies conventionally designated “carcass plies", “crown plies”, etc.
  • This way of designating the reinforcing reinforcements comes from the manufacturing process, consisting in producing a series of semi-finished products in the form of plies, provided with wired reinforcements, often longitudinal, which are then assembled or stacked in order to make a blank of pneumatic.
  • the sheets are made flat, with large dimensions, and are then cut according to the dimensions of a given product.
  • the plies are also assembled, initially, substantially flat.
  • the blank thus produced is then shaped to adopt the toroidal profile typical of tires.
  • the semi-finished products called “finishing” are then applied to the blank, to obtain a product ready for vulcanization.
  • Such a “conventional” type of process involves, in particular for the manufacturing phase of the tire blank, the use of an anchoring element (generally a bead wire), used to anchor or maintain the carcass reinforcement in the area of the beads of the tire.
  • an anchoring element generally a bead wire
  • a portion of all the plies making up the carcass reinforcement is turned around a bead wire disposed in the bead of the tire. This creates an anchoring of the carcass reinforcement in the bead.
  • the term “carcass-type reinforcement” or “sidewall reinforcement” is valid for designating the reinforcement yarns of a carcass ply in the conventional process, and the corresponding yarns, generally applied to the flanks, of a tire produced using a semi-finished process.
  • the term “anchoring zone”, for its part, can designate the “traditional” turning of the carcass ply around a rod of a conventional process just as much as the assembly formed by the circumferential filaments, the rubber composition and the adjacent flank reinforcement portions of a lower zone produced with a method with application to a toroidal core.
  • the term “thread” generally designates both monofilaments and multifilaments or assemblies such as cables, twists or any equivalent type of assembly, regardless of the material and the treatment. of these sons. It may for example be surface treatments, coating or pre-sizing to promote adhesion to the rubber.
  • unitary wire designates a wire composed of a single element, without assembly.
  • multifilaments designates an assembly of at least two unitary elements to form a cable, a twist, etc.
  • the characteristics of the wire mean, for example, its dimensions, its composition, its mechanical characteristics and properties (in particular the module), its chemical characteristics and properties, etc.
  • the term "contact" between a wire and a layer of bonding rubber means that at least part of the outer circumference of the wire is in intimate contact with the rubber composition constituting bonding rubber.
  • the carcass ply (s) are turned around around a rod.
  • the rod fulfills a function of anchoring the carcass.
  • it supports the tension developing in the carcass wires, for example under the effect of the inflation pressure.
  • the arrangement described in this document ensures a similar anchoring function. It is also known to use the rod of the traditional type to ensure a function of tightening the bead on a rim.
  • the arrangement described in this document also ensures a similar tightening role.
  • the sidewalls are the portions of the tire most often of low bending stiffness situated between the crown and the beads.
  • “Sidewall mixes” are rubber mixes located axially outwardly relative to the wires of the carcass reinforcement structure and to their bonding rubber. These mixtures usually have a low modulus of elasticity.
  • the portion of the tire adjacent radially inside the sidewall is called a “bead”.
  • MA10 extension module of a rubber composition is understood to mean an apparent secant extension module obtained with a uniaxial extension deformation of the order of 10% measured at 23 ° C. according to standard ASTM D 412 .
  • a carcass-type reinforcing or reinforcing structure will be said to be radial when its wires are arranged at 90 °, but also, according to the terminology in use, at an angle close to 90 °.
  • FIG. 1 illustrates the lower zone, in particular the bead 1 of a first embodiment of the tire according to the invention.
  • the bead 1 has a portion axially external 2 provided and shaped so as to be placed against the rim of a rim.
  • the upper or radially external portion of the portion 2 forms a portion 5 adapted to the rim hook. This portion is often curved axially towards the outside, as illustrated in FIG. 1.
  • the portion 2 ends radially and axially towards the inside by a bead seat 4, adapted to be placed against a rim seat.
  • the bead also comprises an axially internal portion 3, extending substantially radially from the seat 4 towards the sidewall 6.
  • the tire also includes a reinforcement 10 or carcass-type reinforcement structure provided with reinforcements advantageously configured in a substantially radial arrangement.
  • This structure can be arranged continuously from one bead to the other, passing through the sidewalls and the top of the tire, or it can comprise two or more parts, arranged for example along the sidewalls, without covering the entire summit.
  • the anchoring function can be achieved by means of an arrangement of circumferential wires, as illustrated for example in one of FIGS. 1 to 4.
  • Circumferential wires 21 preferably arranged in the form of stacks 22, form an arrangement anchor son, provided in each of the beads.
  • These sons are from preferably metallic, and possibly brass-plated.
  • Various variants advantageously provide for yarns of a textile nature, such as, for example, aramid, nylon, PET, PEN, or hybrid, or other, such as, for example, glass fibers.
  • the wires are advantageously substantially concentric and superimposed.
  • a laminated composite bead is produced inside the bead 1, between the wire alignments of the reinforcing structure, the wires 21 are arranged circumferentially. These are arranged in a stack 22 as in the figures, or in several adjacent stacks, or in any suitable arrangement, depending on the type of tire and / or the characteristics sought.
  • the radially internal end portions of the reinforcement structure 10 cooperate with the wire windings. This creates an anchoring of these portions in said beads.
  • the space between the circumferential wires and the reinforcing structure is occupied by a rubber composition 60 for bonding or anchoring.
  • the extension module of such a mixture can reach or exceed 10 to 15 MPa, and even in certain cases reach or even exceed 40 MPa.
  • a stack can advantageously consist of a single wire wound (substantially at zero degrees) in a spiral over several turns, preferably from the smallest diameter to the largest diameter.
  • a stack can also be made up of several concentric wires placed one inside the other, so that rings of progressively increasing diameter are superimposed. It is not necessary to add a rubber mixture to ensure the impregnation of the reinforcing wire, or circumferential windings of wire.
  • Figures 1 and 2 illustrate two first preferred embodiments according to the invention.
  • a sidewall insert 30, made of a substantially rigid rubber composition extends substantially radially between the region of the base of the sidewall, up to the region of the shoulder of the tire. The main function of this insert is to allow the tire to support a certain load during use at low pressure, or even at zero pressure.
  • the insert 30 occupies a width greater than 50% of the total thickness of the wall of the sidewall.
  • a layer of substantially waterproof rubber composition 40 advantageously extends over substantially the entire internal portion of the tire.
  • the sealing layer being the innermost, all the other layers benefit from the barrier effect thus created.
  • the mixture 30 is advantageously based on butyl rubber. Table I gives more details on the main components of this mixture. Let us also point out the relatively weak extension module of this mixture.
  • the layer 40 is preferably anchored in the axially internal portion of the bead. This anchored portion 41 thus resulting provides effective protection against possible incipient cracks, or detachment, etc.
  • a layer of bonding mixture 50 is disposed between the sealing layer 40 and the insert 30.
  • This layer consists of a rubber composition of extension module substantially intermediate with respect to the two types of material which surround it: either on the one hand the sealing layer 40, of low extension module, and the insert 30, of substantially high extension module.
  • this layer extends substantially over the entire height of the insert 30, on each side, and is interrupted in the region of the apex.
  • the layer 50 extends from one bead to the other, including in the region of the apex.
  • this same layer has a greater thickness than in the other examples illustrated.
  • the carcass-type reinforcement structure 10 travels along the sidewall along a preferential path close to said insert 30.
  • the reinforcement structure 10 is placed axially externally with respect to the insert 30 and advantageously travels in direct contact with the insert, over the major part of the flank path.
  • the path of the structure 10 departs from the insert.
  • the reinforcement structure 10 follows a path that is as direct as possible.
  • an inclination of the anchoring zone, in particular of the piles 22, allows the whole of the anchoring zone and the portion of structure 10 located in this zone, to be substantially aligned with the axially outer edge of the insert 30, at the base thereof, in the portion located outside of the narrowing zone 31. This type of arrangement allows effective recovery of the forces of the carcass-type reinforcement structure by the zone anchoring, without creating a stress concentration zone.
  • FIGS. 3 and 4 comprise an intermediate layer 70, made up of a rubber composition of extension module weaker than the mixture of the insert 30, disposed between the insert 30 and the reinforcement structure 10.
  • the wires of the structure 10 is not in direct contact with the insert 30, giving a certain mechanical flexibility contributing in particular to a good level of comfort and sustainability / endurance.
  • the axially outer profile of the insert 30 is advantageously covered in its entirety by the intermediate layer 70.
  • this layer 70 can either extend substantially radially between the bead and the base from the top, or extend from one bead to another, passing through the top.
  • the rubber composition of the intermediate layer 70 is the same as that of the bonding mixture 50.
  • Table I presents examples of the rubber composition used for the various elements of the tires, the ranges of preferred thicknesses, as well as some properties representative of these materials.
  • composition of rubber forming each sidewall insert is Composition of rubber forming each sidewall insert:
  • 6PPD 3 pce sulfur: 2.5 pce
  • CBS 3.5 pce zinc oxide: 3 pce stearic acid: 3 pce
  • the "6PPD” is N- (1, 3-dimethyl butyl) - N'-phenyl-p-phenylenediamine, both antioxidant and anti-ozone agent
  • the "CBS” is N-cyclohexyl-benzothiazyl-suFenamide, vulcanization accelerator.
  • CBS 1 pce zinc oxide: 3 pce stearic acid: 1 pce
  • Bonding layer with improved oxygen fixation the following mixture formulation, in parts by weight per hundred parts of elastomers (phr): natural rubber: 75 phr styrene butadiene copolymer 25 phr carbon black N660: 45 phr aromatic oil: 5 phr
  • CBS 1 pce zinc oxide: 7 pce stearic acid: 1 pce cobalt salt 0.2 pce or natural rubber: 75 pce styrene butadiene copolymer 25 pce carbon black N660: 45 pce aromatic oil: 5 pce
  • CBS 1 pce zinc oxide: 7 pce stearic acid: 1 pce iron salt 0.02 pce
  • the waterproof layer according to the invention could consist of a rubber composition based on an elastomer other than butyl rubber (IIR), for example a halobutyl rubber (XIIR), a paramethylstyrene-isobutylene copolymer.
  • IIR butyl rubber
  • XIIR halobutyl rubber
  • paramethylstyrene-isobutylene copolymer a rubber composition based on an elastomer other than butyl rubber (IIR), for example a halobutyl rubber (XIIR), a paramethylstyrene-isobutylene copolymer.
  • FIG. 5 illustrates an alternative embodiment in which the anchoring zone comprises a rod 7, consisting of a multi-wire arrangement, around which the reinforcement structure 10 is wound, preferably starting from the axially inner side and then moving towards towards the axially outer side, after passing radially inwardly relative to the rod.
  • the free end 110 of the reinforcement structure 10 then rises radially outward.
  • This guy anchor conventionally known and widely used, is simple to carry out, economical, and durable.
  • the industrial manufacture of a tire according to the invention can be carried out according to several types of process.
  • a principle of laying on a central core is used, allowing either the individual laying of the constituent elements such as the rubber mixes and the reinforcements (wires) or even the laying of semi-finished products such as reinforced rubber strips.

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Abstract

Pneumatique adapté pour roulage à mobilité étendue, comportant une structure de renfort (10) de type carcasse ancrée de chaque côté dudit pneumatique dans un bourrelet (1), chacun des bourrelets comportant par ailleurs une zone d'ancrage permettant le maintien de la structure de renfort, chacun desdits flancs étant renforcé par un insert de flanc (30) constitué de composition de caoutchouc susceptible de supporter une charge correspondant à une partie du poids du véhicule lors d'une situation dans laquelle la pression de gonflage est sensiblement réduite ou nulle, ledit pneumatique comportant par ailleurs une couche interne (40) constituée d'un composition de caoutchouc sensiblement étanche au gaz de gonflage couvrant substantiellement tout l'intérieur dudit pneumatique, d'un flanc à l'autre, une couche de liaison (50), étant disposée entre ledit insert de flanc et ladite couche interne. Ladite couche interne est avantageusement constituée d'un composition de caoutchouc à base de caoutchouc butyl, tandis que ladite couche de liaison est de préférence constituée d'un composition de caoutchouc à base de caoutchouc naturel ou de polyisoprène de synthèse à fort taux d'enchaînements cis-1,4.

Description

PNEUMATIQUE A MOBILITE ETENDUE COMPORTANT PLUSIEURS
COUCHES ETANCHES
La présente invention concerne un pneumatique à mobilité étendue de type à flancs autoporteurs, avec des caractéristiques d' étanchéité optimales.
Depuis quelques années, les manufacturiers de pneumatiques consentent des efforts particulièrement importants afin de développer des solutions originales à un problème datant du début même de l'utilisation des roues chaussées de pneus de type gonflés, à savoir comment permettre au véhicule de poursuivre sa route malgré une perte importante ou totale de pression d'un ou plusieurs pneumatiques. Pendant des décennies, la roue de secours fut considérée comme la solution unique et universelle. Puis, plus récemment, les avantages considérables liés à sa suppression éventuelle sont apparus. Le concept de « mobilité étendue » se développe. Les techniques associées permettent de rouler avec le même pneumatique, en fonction de certaines limites à respecter, après une crevaison ou une chute de pression. Cela permet par exemple de se rendre à un point de dépannage sans devoir s'arrêter, dans des circonstances souvent hasardeuses, pour installer la roue de secours.
Deux grands types de technologies pour mobilité étendue apparaissent aujourd'hui sur le marché automobile. D'une part, on retrouve les pneumatiques de type autoporteur, (souvent désignés par leur appellation en langue anglaise ZP pour « zéro pressure »). Les pneus autoporteurs sont susceptibles de supporter une charge à pression réduite, voire sans pression, grâce à des flancs renforcés, le plus souvent au moyen d'inserts en matière caoutchoutique, prévus dans les flancs.
D'autre part, on retrouve des roues équipées d'appuis, susceptibles de supporter l'intérieur de la bande de roulement d'un pneumatique lors d'un affaissement des flancs suite à une chute de pression. Cette solution est avantageusement couplée à un pneumatique comportant une zone basse susceptible de minimiser les risques de glissement du pneumatique hors de la jante. Cette solution est avantageuse puisqu'elle permet de conserver sensiblement intactes les caractéristiques de roulage en conditions normales. Par contre, elle présente l'inconvénient de nécessiter une pièce additionnelle, l'appui, pour chacune des roues du véhicule.
Afin de réaliser des pneumatiques à flancs autoporteurs de haut niveau de qualité et de fiabilité, il est souhaitable de pouvoir assurer un haut niveau d'étanchéité, d'une part afin de permettre de minimiser les pertes de pression dans le temps, et d'autre part afin de créer une barrière anti-oxygène permettant de protéger les différents éléments constituants du pneumatique. Dans le premier cas, il en va du confort d'utilisation du produit, qui conserve avantageusement une pression constante au fil des semaines et des mois. Selon l'autre aspect, on minimise les sources et les risques d'oxydation de l'un ou l'autre des nombreux éléments architecturaux du pneumatique.
Cependant, dans le cas des pneumatiques à flancs autoporteurs, la présence dans les flancs d'inserts à forte rigidité, occupant une portion relativement importante des flancs, peut rendre délicat le positionnement d'une couche étanche, dont la rigidité est sensiblement inférieure à celle de l'insert. En effet, dû à la nature très différente des mélanges utilisés pour réaliser les inserts d'une part, et la couche étanche d'autre part, il peut en résulter une forte hétérogénéité au niveau des zones d'interface entre de tels matériaux. Par ailleurs, afin d'obtenir les hauts niveaux d'étanchéité évoqués, il est difficilement envisageable de faire un compromis que ce soit sur la nature de la couche étanche ou son positionnement par rapport aux autres éléments architecturaux.
Pour pallier ces différents inconvénients, l'invention propose un pneumatique adapté pour roulage à mobilité étendue, comportant au moins une structure de renfort de type carcasse ancrée de chaque côté dudit pneumatique dans un bourrelet dont la base est destinée à être montée sur un siège de jante, chacun desdits bourrelets s'étendant sensiblement radialement extérieurement sous la forme de flancs, les flancs rejoignant radialement vers l'extérieur une bande de roulement, la structure de renfort de type carcasse s'étendant circonférentiellement depuis le bourrelet vers ledit flanc, une armature de sommet, chacun des bourrelets comportant par ailleurs une zone d'ancrage permettant le maintien de la structure de renfort, chacun desdits flancs étant renforcé par un insert de flanc constitué de composition de caoutchouc susceptible de supporter une charge correspondant à une partie du poids du véhicule lors d'une situation dans laquelle la pression de gonflage est sensiblement réduite ou nulle, ledit pneumatique comportant par ailleurs une couche interne constituée d'un composition de caoutchouc sensiblement étanche au gaz de gonflage couvrant substantiellement tout l'intérieur dudit pneumatique, d'un flanc à l'autre, une couche de liaison constituée d'une composition de caoutchouc étant disposée entre chacun desdits inserts de flanc et ladite couche interne.
Un très haut niveau d'étanchéité est atteint grâce à la présence de la couche étanche (préférentiellement à base de caoutchouc butyl). Le positionnement de cette couche à la position la plus intérieure des parois, permet de protéger toutes les autres couches et éléments des parois, par exemple contre la diffusion d'oxygène.
La couche de liaison quant à elle, procure un gradient progressif de rigidité entre la couche étanche et l'insert. On obtient de la sorte une meilleure tenue de l'ensemble et un assemblage durable et fiable. L'interface entre la couche étanche et l'insert de flanc est optimisée. Les contraintes mécaniques, extrêmement importantes en particulier lors du roulage à pression réduite ou nulle, sont mieux amorties et réparties.
La présence de la couche de liaison, moins rigide que l'insert, procure par ailleurs une protection additionnelle pour protéger l'insert, moins résistant que la couche de liaison aux fortes sollicitations mécaniques. La couche de liaison est aussi particulièrement avantageuse car elle présente une aptitude satisfaisante à fixer l'oxygène même à des températures élevées telles que les températures de roulage (c'est-à-dire dans des conditions de vieillissement thermo-oxydant), constituant ainsi une barrière à la migration de l'oxygène ayant éventuellement traversé la couche interne.
Selon un mode de réalisation avantageux, la couche interne (préférentiellement à base de caoutchouc butyl) se prolonge le long du flanc radialement intérieurement jusqu'à un niveau situé dans la zone de jonction entre la portion radialement intérieure de l'insert de flanc et la portion radialement extérieure de la zone d'ancrage. La présence de la couche étanche sensiblement contre toute la surface de l'insert permet d'assurer le haut niveau d'étanchéité souhaité. La présence de cette couche sensiblement plus souple, donc moins fragile que l'insert lui-même, procure une protection efficace dudit insert.
La couche de liaison est de préférence en contact direct avec d'une part ladite couche intérieure et d'autre part ledit insert. Ce contact direct permet d'agir comme interface tant avec l'insert qu'avec la couche étanche, établissant une zone avec des propriétés mécaniques intermédiaires entre ces deux éléments.
Selon un exemple de réalisation de l'invention, ladite couche de liaison s'étend entre le bourrelet et la zone de l'épaule. Ceci correspond sensiblement à la surface de l'insert. Selon un autre exemple de réalisation de l'invention, ladite couche de liaison couvre une surface sensiblement identique à celle de la couche intérieure.
Selon un mode de réalisation avantageux, une portion d'extrémité de ladite couche intérieure est ancrée dans le bourrelet correspondant. On obtient de la sorte une protection contre l'amorce de décollement.
De manière avantageuse, ledit insert de flanc est disposé axialement intérieurement par rapport à ladite structure de renfort. La structure de renfort est alors disposée axialement extérieurement, optimisant ainsi son parcours en zone de tension. Ceci est particulièrement favorable au niveau de l'endurance. Selon un mode de réalisation avantageux, une couche intermédiaire de composition de caoutchouc est disposée entre ledit insert de flanc et ladite structure de renfort. La présence de cette couche intermédiaire permet une meilleure déradialisation des renforts de la structure de renfort dans la zone de contact avec le sol, résultant en un meilleur confort et une meilleure endurance. Ladite couche intermédiaire est avantageusement constituée d'un composition de caoutchouc de nature similaire à celui de ladite couche de liaison. Il s'agit d'une solution économique et simple à réaliser. Le positionnement de l'insert, en quelque sorte « flottant », confère un confort accru et une endurance optimale.
Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, ladite couche de liaison est constituée d'une composition de caoutchouc présentant un module d'extension sécant MA10 à 10 % de déformation, mesuré à 23° C selon la norme ASTM D 412, allant de 2 à 4 MPa.
Selon un mode de réalisation avantageux du pneumatique selon l'invention, chacun desdits inserts de flanc est de préférence constitué d'une composition de caoutchouc présentant un module d'extension sécant MA10 à 10 % de déformation, mesuré à 23° C selon la norme ASTM D 412, allant de 5 à 13 Mpa.
D'autre part, ladite couche interne est de préférence constituée d'une composition de caoutchouc présentant un module d'extension sécant MA10 à 10 % de déformation, mesuré à 23° C selon la norme ASTM D 412, allant de 1 ,5 à 3,5 MPa.
De manière avantageuse, la composition de caoutchouc de ladite couche intermédiaire présente un module d'extension sécant MA10 à 10 % de déformation, mesuré à 23° C selon la norme ASTM D 412, allant de 2 à 4 MPa. Selon un mode de réalisation avantageux, la composition de caoutchouc de ladite couche de liaison est à base d'un ou plusieurs élastomères diéniques dont le taux molaires d'unités issues de diènes conjugués est au moins égal à 30 %.
Par l'expression « à base de », on entend de manière connue que le constituant qui suit est présent à titre majoritaire dans la composition.
Par élastomère dienique, on entend de manière connue un élastomère(homopolymère ou copolymère) issu au moins en partie de monomères diènes (monomères porteurs de deux doubles liaisons carbone-carbone, conjuguées ou non). Par élastomère dienique dont le taux molaires d'unités issues de diènes conjugués est au moins égal à 30 % (un tel élastomère dienique est usuellement dit « essentiellement insaturé » par l'homme du métier), on exclut des élastomères diéniques tels que les caoutchoucs butyl, les caoutchoucs nitrile ou les copolymères de diènes et d'alpha-oléfines de .type EPDM, qui ne sont pas utilisables dans les compositions de couche de liaison ou de couche intermédiaire selon l'invention en raison de leur taux molaire réduit (inférieur à 15 %) en unités issues de diènes.
De préférence, la composition de ladite couche de liaison et éventuellement celle de ladite couche intermédiaire est à base d'au moins un élastomère dienique "fortement insaturé", c'est-à-dire un élastomère dienique ayant un taux molaire d'unités issues de diènes conjugués qui est supérieur à 50 %.
A titre d'élastomère dienique « fortement saturé » utilisable dans les compositions de couche de liaison et éventuellement de couche intermédiaire conformes à l'invention, on peut utiliser du caoutchouc naturel et ou :
- un homopolymère obtenu par polymérisation d'un monomère diène conjugué ayant de 4 à 12 atomes de carbone, ou
- un copolymère obtenu par copolymérisation d'un ou plusieurs diènes conjugués entre eux ou avec un ou plusieurs vinyle-aromatiques ayant de 8 à 20 atomes de carbone. A titre de diènes conjugués conviennent notamment le butadiène-1 ,3, le 2-méthyl-1 ,3- butadiène, les 2,3-di(alkyle en C1 à C5)-1 ,3-butadiènes tels que par exemple le 2,3- diméthyl-1 ,3-butadiène, le 2,3-diéthyl-1 ,3-butadiène, le 2-méthyl-3-éthyl-1 ,3- butadiène, le 2-méthyl-3-isopropyl-1 ,3-butadiène, un aryl-1 ,3-butadiène, le 1 ,3- pentadiène, le 2,4-hexadiène.
A titre de composés vinyle-aromatiques conviennent par exemple le styrène, l'ortho-, le meta-, para-méthylstyrène, le mélange commercial "vinyle-toluène", le para- tertiobutylstyrène, les méthoxystyrènes, les chlorostyrènes, le vinylmésitylène, le divinylbenzène, le vinylnaphtalène.
Les copolymères peuvent contenir entre 99 % et 20 % en poids d'unités diéniques et entre 1% et 80% en poids d'unités vinyle-aromatiques.
A titre encore plus préférentiel, le ou les élastomères diénique(s) de la composition de couche de liaison et éventuellement de couche intermédiaire selon l'invention sont choisis dans le groupe des élastomères diéniques « fortement insaturés » constitué par le caoutchouc naturel, les polybutadiènes (BR), les polyisoprènes de synthèse (IR) ayant un fort taux d'enchaînements cis-1 ,4, les copolymères de butadiène- styrène (SBR), les copolymères de butadiène-isoprène (BIR), les copolymères d'isoprène-styrène (SIR), les copolymères de butadiène-styrène-isoprène (SBIR) ou un mélange de deux ou plus de ces composés.
A titre encore plus préférentiel, la composition de caoutchouc de ladite couche de liaison comprend (pce : parties en poids pour cent parties d'élastomère(s)) :
- de 40 à 100 pce de caoutchouc naturel ou d'un polyisoprène de synthèse à fort taux d'enchaînements cis-1 ,4, et
- de 60 à 0 pce d'un polybutadiène et/ou d'un copolymère du butadiène et d'un monomère vinyl aromatique, tel qu'un copolymère styrène-butadiène. Par ailleurs, la composition de caoutchouc de ladite couche de liaison comprend avantageusement :
- de 55 à 100 pce dudit caoutchouc naturel ou dudit polyisoprène de synthèse, et - de 45 à 0 pce dudit polybutadiène et/ou dudit copolymère du butadiène.
De manière préférentielle, la composition de caoutchouc de ladite couche de liaison comprend une charge renforçante comprenant du noir de carbone ou un coupage de noir de carbone et d'une charge inorganique renforçante, telle que de la silice.
Comme noirs de carbone conviennent tous les noirs de carbone, conventionnellement utilisés dans les pneumatiques et avantageusement ceux de grade 6, tels que le noir N660.
On entend par "charge inorganique renforçante", de manière connue, une charge inorganique ou minérale, quelles que soient sa couleur et son origine (naturelle ou de synthèse), encore appelée charge "blanche" ou parfois charge "claire" par opposition au noir de carbone, cette charge inorganique étant capable de renforcer à elle seule, sans autre moyen qu'un agent de couplage intermédiaire, une composition de caoutchouc destinée à la fabrication de pneumatiques, en d'autres termes capable de remplacer, dans sa fonction de renforcement, une charge conventionnelle de noir de carbone de grade pneumatique.
Avantageusement, ladite charge inorganique renforçante est, en totalité ou tout du moins majoritairement, de la silice (Siθ2). La silice utilisée peut être toute silice renforçante connue de l'homme du métier, notamment toute silice précipitée ou pyrogénée présentant une surface BET ainsi qu'une surface spécifique CTAB toutes deux inférieures à 450 m2/g, même si les silices précipitées hautement dispersibles sont préférées. Dans le présent exposé, la surface spécifique BET est déterminée de manière connue, selon la méthode de Brunauer-Emmet-Teller décrite dans "The Journal of the American Chemical Society" Vol. 60, page 309, février 1938 et correspondant à la norme AFNOR-NFT-45007 (novembre 1987); la surface spécifique CTAB est la surface externe déterminée selon la même norme AFNOR-NFT-45007 de novembre 1987.
Par silice hautement dispersible, on entend toute silice ayant une aptitude très importante à la désagglomération et à la dispersion dans une matrice élastomère, observable de manière connue par microscopie électronique ou optique, sur coupes fines. Comme exemples non limitatifs de telles silices hautement dispersibles préférentielles, on peut citer les silices Ultrasil 7000 et Ultrasil 7005 de la société Degussa, les silices Zeosil 1165MP, 1135MP et 1115MP de la société Rhodia, la silice Hi-Sil EZ150G de la société PPG, les silices Zeopol 8715, 8745 et 8755 de la Société Huber, des silices précipitées traitées telles que par exemple les silices "dopées" à l'aluminium décrites dans la demande EP-A-735 088.
Par exemple, les coupages noir/ silice ou les noirs partiellement ou intégralement recouverts de silice conviennent pour constituer la charge renforçante. Conviennent également des charges inorganiques renforçantes comprenant les noirs de carbone modifiés par de la silice tels que, à titre non limitatif, les charges qui sont commercialisées par la société CABOT sous la dénomination « CRX 2000 », et qui sont décrites dans le document de brevet international WO-A-96/37547.
A titre de charge inorganique renforçante, on peut également utiliser, à titre non limitatif, des alumines (de formule AI2O3), telles que les alumines à dispersibilité élevée qui sont décrites dans le document de brevet européen EP-A-810 258, ou encore des hydroxydes d'aluminium, tels que ceux décrits dans le document de brevet international WO-A-99/28376. Dans le cas de l'utilisation d'une charge inorganique renforçante, telle que de la silice, dans la composition de caoutchouc de la couche de liaison et éventuellement dans celle de la couche intermédiaire, ces compositions selon l'invention peuvent comprendre en outre de manière classique un agent de liaison charge inorganique renforçante / matrice élastomère (encore appelé agent de couplage), qui a pour fonction d'assurer une liaison (ou couplage) suffisante, de nature chimique et/ou physique, entre ladite charge inorganique et la matrice, tout en facilitant la dispersion de cette charge inorganique au sein de ladite matrice.
Par agent de couplage, on entend plus précisément un agent apte à établir une connexion suffisante, de nature chimique et/ou physique, entre la charge considérée et l'élastomère, tout en facilitant la dispersion de cette charge au sein de la matrice élastomère. Un tel agent de couplage, au moins bifonctionnel, a par exemple comme formule générale simplifiée " Y-T-X ", dans laquelle: - Y représente un groupe fonctionnel (fonction "Y") qui est capable de se lier physiquement et/ou chimiquement à la charge inorganique, une telle liaison pouvant être établie, par exemple, entre un atome de silicium de l'agent de couplage et les groupes hydroxyle (OH) de surface de la charge inorganique (par exemple les silanols de surface lorsqu'il s'agit de silice); - X représente un groupe fonctionnel (fonction "X") capable de se lier physiquement et/ou chimiquement à l'élastomère, par exemple par l'intermédiaire d'un atome de soufre;
- T représente un groupe permettant de relier Y et X.
Les compositions de caoutchouc conformes à l'invention comprennent également, outre le ou les élastomères diéniques et la charge renforçante (et éventuellement ledit agent de liaison en cas de présence d'une charge inorganique renforçante telle que de la silice), un anti-oxydant, une cire anti-ozonante, un système de réticulation par exemple à base de soufre et des activateurs de réticulation comprenant par exemple du monoxyde de zinc et de l'acide stéarique. De manière avantageuse, la composition de caoutchouc de ladite couche de liaison comprend du soufre selon une quantité égale ou supérieure à 2 pce (pce : parties en poids pour cent parties d'élastomère(s)).
La composition de caoutchouc de ladite couche de liaison comprend de préférence un sel métallique prévu pour activer l'oxydation dans cette composition en piégeant l'oxygène. Ledit sel est avantageusemet un sel de fer (III) appartenant au groupe constitué par l'acétylacétonate de fer (III), les sels de fer (III) d'acides carboxyliques de formule Fe(CnH2nθ2)3 où n est compris entre 2 et 23, et les sels de fer (III) d'un acide aromatique mono-carboxylique comportant un ou plusieurs cycles aromatiques. Ledit sel de fer (III) est de préférence présent dans la composition de caoutchouc de ladite couche de liaison selon une quantité allant de 0,01 pce à 0,03 pce.
Selon une autre variante, ledit sel est un sel de cobalt, tel que le naphténate de cobalt. Ledit sel de cobalt est présent dans la composition de caoutchouc de ladite couche de liaison selon une quantité allant de 0,1 pce à 0,3 pce.
La composition de caoutchouc de chacun desdits inserts comprend de préférence (pce : parties en poids pour cent parties d'élastomère(s)) : - de 20 à 100 pce de caoutchouc naturel ou d'un polyisoprène de synthèse à fort taux d'enchaînements cis-1 ,4, et
- de 80 à 0 pce d'un polybutadiène et/ou d'un copolymère du butadiène et d'un monomère vinyl aromatique, tel qu'un copolymère styrène-butadiène.
De manière avantageuse, la composition de caoutchouc de chacun desdits inserts comprend :
- de 20 à 50 pce de caoutchouc naturel ou d'un polyisoprène de synthèse à fort taux d'enchaînements cis-1 ,4, et
- de 80 à 50 pce d'un polybutadiène et/ou d'un copolymère du butadiène et d'un monomère vinyl aromatique, tel qu'un copolymère styrène-butadiène. De manière préférentielle, la composition de caoutchouc de ladite couche interne comprend :
- de 40 à 100 pce d'au moins un élastomère appartenant au groupe constitué par les caoutchoucs butyl, les caoutchoucs butyl halogènes et les copolymères paraméthylstyrène-isobutylène, et
- de 60 à 0 pce de caoutchouc naturel ou d'un polyisoprène de synthèse à fort taux d'enchaînements cis-1 ,4 et/ou d'un copolymère du butadiène et d'un monomère vinyl aromatique, tel qu'un copolymère styrène-butadiène.
La composition de caoutchouc de ladite couche intermédiaire est de préférence à base d'un ou plusieurs élastomères diéniques dont le taux molaires d'unités issues de diènes conjugués est au moins égal à 30 %. Par ailleurs, la composition de caoutchouc de ladite couche intermédiaire comprend de préférence (pce : parties en poids pour cent parties d'élastomère(s)) : - de 40 à 100 pce de caoutchouc naturel ou d'un polyisoprène de synthèse à fort taux d'enchaînements cis-1 ,4, et
- de 60 à 0 pce d'un polybutadiène et/ou d'un copolymère du butadiène et d'un monomère vinyl aromatique, tel qu'un copolymère styrène-butadiène.
Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, la composition de caoutchouc de ladite couche intermédiaire comprend une charge renforçante comprenant du noir de carbone ou un coupage de noir de carbone et d'une charge inorganique renforçante, telle que de la silice.
La présente invention concerne par ailleurs un pneumatique tel que décrit précédemment, destiné à équiper des véhicules automobile de type tourisme, dans lequel ladite couche de liaison présente une épaisseur allant de 0,4 mm à 2 mm, et de préférence de 0,6 mm à 1 ,2 mm.
De manière préférentielle, chacun desdits inserts de flanc présente une épaisseur allant de 3 mm à 20 mm, et de préférence de 5 mm à 14 mm. Selon un mode de réalisation avantageux, ladite couche interne présente une épaisseur allant de 0,5 mm à 1 ,2 mm.
Tous les détails de réalisation sont donnés dans la description qui suit, complétée par les figures 1 à 5 dans lequelles:
la figure 1 illustre une coupe radiale montrant essentiellement un bourrelet, un flanc, et la moitié du sommet d'un exemple de réalisation d'un premier type de pneumatique selon l'invention, comportant une couche de mélange de liaison disposé dans les flancs, entre la couche étanche et l'insert de flanc ;
la figure 2 illustre une coupe radiale montrant essentiellement un bourrelet, un flanc, et la moitié du sommet d'un exemple de réalisation d'un second type de pneumatique selon l'invention, comportant une couche de mélange de liaison disposé d'un flanc à l'autre, entre la couche étanche et l'insert de flanc ;
la figure 3 illustre une coupe radiale montrant essentiellement un bourrelet, un flanc, et la moitié du sommet d'un exemple de réalisation d'un autre type de pneumatique selon l'invention, comportant une couche de mélange de liaison disposé dans les flancs, entre la couche étanche et l'insert de flanc et une couche intermédiaire, disposée entre l'insert et la structure de renfort de type carcasse ;
la figure 4 illustre une coupe radiale montrant essentiellement un bourrelet, un flanc, et la moitié du sommet d'un exemple de réalisation d'un autre type de pneumatique selon l'invention, comportant une couche de mélange de liaison disposé d'un flanc à l'autre, entre la couche étanche et l'insert de flanc et une couche intermédiaire, disposée entre l'insert et la structure de renfort de type carcasse ;
la figure 5 illustre une coupe radiale montrant essentiellement un bourrelet, un flanc, et la moitié du sommet d'un exemple de réalisation d'un second type de pneumatique selon l'invention, comportant d'une part une couche de mélange de liaison disposé d'un flanc à l'autre, entre la couche étanche et l'insert de flanc, et d'autre part un arrangement de tringle de type classique.
L'armature de renforcement ou renforcement des pneumatiques est à l'heure actuelle - et le plus souvent - constituée par empilage d'une ou plusieurs nappes désignées classiquement « nappes de carcasse », «nappes sommet », etc. Cette façon de désigner les armatures de renforcement provient du procédé de fabrication, consistant à réaliser une série de produits semi-finis en forme de nappes, pourvues de renforts filaires souvent longitudinaux, qui sont par la suite assemblées ou empilées afin de confectionner une ébauche de pneumatique. Les nappes sont réalisées à plat, avec des dimensions importantes, et sont par la suite coupées en fonction des dimensions d'un produit donné. L'assemblage des nappes est également réalisé, dans un premier temps, sensiblement à plat. L'ébauche ainsi réalisée est ensuite mise en forme pour adopter le profil toroïdal typique des pneumatiques. Les produits semi-finis dits « de finition » sont ensuite appliqués sur l'ébauche, pour obtenir un produit prêt pour la vulcanisation.
Un tel type de procédé "classique" implique, en particulier pour la phase de fabrication de l'ébauche du pneumatique, l'utilisation d'un élément d'ancrage (généralement une tringle), utilisée pour réaliser l'ancrage ou le maintien de l'armature de carcasse dans la zone des bourrelets du pneumatique. Ainsi, pour ce type de procédé, on effectue un retournement d'une portion de toutes les nappes composant l'armature de carcasse (ou d'une partie seulement) autour d'une tringle disposée dans le bourrelet du pneumatique. On crée de la sorte un ancrage de l'armature de carcasse dans le bourrelet.
La généralisation dans l'industrie de ce type de procédé classique, malgré de nombreuses variantes dans la façon de réaliser les nappes et les assemblages, a conduit l'homme du métier à utiliser un vocabulaire calqué sur le procédé ; d'où la terminologie généralement admise, comportant notamment les termes «nappes», «carcasse», «tringle», «conformation» pour désigner le passage d'un profil plat à un profil toroïdal, etc.
Cependant, il existe aujourd'hui des pneumatiques qui ne comportent à proprement parler pas de «nappes» ou de «tringles» d'après les définitions précédentes. Par exemple, le document EP 0 582 196 décrit des pneumatiques fabriqués sans l'aide de produits semi-finis sous forme de nappes. Par exemple, les fils des différentes structures de renfort sont appliqués directement sur les couches adjacentes de mélanges caoutchoutiques, le tout étant appliqué par couches successives sur un noyau toroïdal dont la forme permet d'obtenir directement un profil s'apparentant au profil final du pneumatique en cours de fabrication. Ainsi, dans ce cas, on ne retrouve plus de «semi-finis», ni de «nappes», ni de «tringle». Les produits de base tels les mélanges caoutchoutiques et les renforts sous forme de fils ou filaments, sont directement appliqués sur le noyau. Ce noyau étant de forme toroïdale, on n'a plus à former l'ébauche pour passer d'un profil plat à un profil sous forme de tore.
Par ailleurs, la plupart des exemples de réalisation de pneumatiques décrits dans ce document ne disposent pas du "traditionnel" retournement de nappe carcasse autour d'une tringle. Dans ces exemples, ce type d'ancrage est remplacé par un agencement dans lequel on dispose de façon adjacente à ladite structure de renfort de flanc des filaments circonférentiels, le tout étant noyé dans une composition de caoutchouc d'ancrage ou de liaison.
Il existe également des procédés d'assemblage sur noyau toroïdal utilisant des produits semi-finis spécialement adaptés pour une pose rapide, efficace et simple sur un noyau central. Enfin, il est également possible d'utiliser un mixte comportant à la fois certains produits semi-finis pour réaliser certains aspects architecturaux (tels que des nappes, tringles, etc), tandis que d'autres sont réalisés à partir de l'application directe de mélanges et/ou de renforts sous forme de filaments ou de bandelettes. Dans le présent document, afin de tenir compte des évolutions technologiques récentes tant dans le domaine de la fabrication que pour la conception de produits, les termes classiques tels que «nappes», «tringles», etc, sont avantageusement remplacés par des termes neutres ou indépendants du type de procédé utilisé. Ainsi, le terme «renfort de type carcasse» ou «renfort de flanc» est valable pour désigner les fils de renforts d'une nappe carcasse dans le procédé classique, et les fils correspondants, en général appliqués au niveau des flancs, d'un pneumatique produit selon un procédé sans semi-finis. Le terme «zone d'ancrage» pour sa part, peut désigner tout autant le "traditionnel" retournement de nappe carcasse autour d'une tringle d'un procédé classique, que l'ensemble formé par les filaments circonférentiels, la composition de caoutchouc et les portions adjacentes de renfort de flanc d'une zone basse réalisée avec un procédé avec application sur un noyau toroïdal.
Dans la présente description, le terme "fil" désigne en toute généralité aussi bien des monofilaments que des multifilaments ou des assemblages comme des câbles, des retors ou encore tout type d'assemblage équivalent, et ceci, quels que soient la matière et le traitement de ces fils. Il peut s'agir par exemple de traitements de surface, enrobage ou pré-encollage pour favoriser l'adhérence sur le caoutchouc. L'expression « fil unitaire » désigne un fil composé d'un seul élément, sans assemblage. Le terme « multifilaments » désigne au contraire un assemblage d'au moins deux éléments unitaires pour former un câble, un retors, etc.
Par caractéristiques du fil, on entend par exemple ses dimensions, sa composition, ses caractéristiques et propriétés mécaniques (notamment le module), ses caractéristiques et propriétés chimiques, etc.
Dans la présente description, on entend par "contact" entre un fil et une couche de gomme de liaison le fait qu'au moins une partie de la circonférence extérieure du fil est en contact intime avec la composition de caoutchouc constituant de la gomme de liaison. On sait que, de façon traditionnelle, la ou les nappes de carcasse sont retournées autour d'une tringle. La tringle remplit alors une fonction d'ancrage de la carcasse. Ainsi, notamment, elle supporte la tension se développant dans les fils de carcasse par exemple sous l'effet de la pression de gonflage. L'agencement décrit dans le présent document permet d'assurer une fonction similaire d'ancrage. Il est également connu d'utiliser la tringle de type traditionnel pour assurer une fonction de serrage du bourrelet sur une jante. L'agencement décrit dans le présent document permet également d'assurer un rôle similaire de serrage.
On désigne "flancs" les portions du pneumatique le plus souvent de faible rigidité de flexion situées entre le sommet et les bourrelets. On appelle "mélange flancs" les mélanges caoutchoutiques situés axialement extérieurement relativement aux fils de la structure de renforcement de la carcasse et à leur gomme de liaison. Ces mélanges ont habituellement un bas module d'élasticité.
On appelle "bourrelet" la portion du pneumatique adjacente radialement intérieurement au flanc.
On entend par "module d'extension MA10" d'un composition de caoutchouc, un module d'extension sécant apparent obtenu à une déformation d'extension uniaxiale de l'ordre de 10% mesuré à 23°C selon la norme ASTM D 412.
Pour rappel, "radialement vers le haut", ou "radialement supérieur" ou "radialement extérieurement" signifie vers les plus grands rayons.
Une structure de renfort ou de renforcement de type carcasse sera dite radiale lorsque ses fils sont disposés à 90°, mais aussi, selon la terminologie en usage, à un angle proche de 90°.
La figure 1 illustre la zone basse, notamment le bourrelet 1 d'une première forme d'exécution du pneumatique selon l'invention. Le bourrelet 1 comporte une portion axialement externe 2 prévue et conformée de façon à être placée contre le rebord d'une jante. La portion supérieure, ou radialement externe de la portion 2 forme une portion adaptée 5 au crochet de jante. Cette portion est souvent incurvée axialement vers l'extérieur, tel qu'illustré à la figure 1. La portion 2 se termine radialement et axialement vers l'intérieur par un siège de bourrelet 4, adapté pour être disposé contre un siège de jante. Le bourrelet comporte également une portion axialement interne 3, s'étendant sensiblement radialement depuis le siège 4 vers le flanc 6.
Le pneumatique comporte également une structure de renfort 10 ou de renforcement de type carcasse pourvue de renforts avantageusement configurés selon un agencement sensiblement radial. Cette structure peut être agencée de façon continue d'un bourrelet à l'autre, en passant par les flancs et le sommet du pneumatique, ou encore, elle peut comporter deux ou plusieurs parties, agencées par exemple le long des flancs, sans couvrir la totalité du sommet.
Afin de positionner les fils de renforcement de façon aussi précise que possible, il est très avantageux de confectionner le pneumatique sur support rigide, par exemple un noyau central imposant la forme de sa cavité intérieure. On applique sur ce noyau, dans l'ordre requis par l'architecture finale, tous les constituants du pneumatique, qui sont disposés directement à leur place finale, sans que le profil du pneumatique doive être modifié lors de la confection.
Deux principaux types d'ancrage de la structure de renfort de type carcasse sont possibles. De façon typique, tel qu'illustré à la figure 5, le retournement de ladite structure 10 autour d'une tringle 7 au niveau du bourrelet 1 assure l'ancrage de la structure de renfort de type carcasse dans le bourrelet.
Autrement, la fonction d'ancrage peut être réalisée grâce à un agencement de fils circonférentiels, tel qu'illustré par exemple à l'une des figures 1 à 4. Des fils circonférentiels 21 agencés de préférence sous forme de piles 22, forment un agencement de fils d'ancrage, prévu dans chacun des bourrelets. Ces fils sont de préférence métalliques, et éventuellement laitonnés. Diverses variantes prévoient avantageusement des fils de nature textile, comme par exemple en aramide, nylon, PET, PEN, ou hybride, ou autre, comme par exemple en fibres de verre. Dans chaque pile, les fils sont avantageusement sensiblement concentriques et superposés.
Afin d'assurer un parfait ancrage de la structure de renfort, on réalise un bourrelet composite stratifié. A l'intérieur du bourrelet 1 , entre les alignements de fil de la structure de renfort, on dispose les fils 21 orientés circonférentiellement. Ceux-ci sont disposés en une pile 22 comme sur les figures, ou en plusieurs piles adjacentes, ou en toute disposition judicieuse, selon le type de pneumatique et/ou les caractéristiques recherchées.
Les portions d'extrémité radialement internes de la structure de renfort 10 coopèrent avec les enroulements filaires. Il se crée ainsi un ancrage de ces portions dans lesdits bourrelets. Afin de favoriser cet ancrage, l'espace entre les fils circonférentiels et la structure de renfort est occupé par un composition de caoutchouc 60 de liaison ou d'ancrage. On peut également prévoir l'utilisation de plusieurs mélanges ayant des caractéristiques différentes, délimitant plusieurs zones, les combinaisons de mélanges et les agencements résultants étant quasi-illimités. A titre d'exemple non limitatif, le module d'extension d'un tel mélange peut atteindre ou dépasser 10 à 15 MPa, et même dans certains cas atteindre, voire dépasser 40 MPa.
Les arrangements de fils peuvent être agencés et fabriqués de plusieurs façons. Par exemple, une pile peut avantageusement être constituée d'un seul fil enroulé (sensiblement à zéro degré) en spirale sur plusieurs tours, de préférence depuis le plus petit diamètre vers le plus grand diamètre. Une pile peut également être constituée de plusieurs fils concentriques posés l'un dans l'autre, de façon à ce que l'on superpose des anneaux de diamètre progressivement croissant. Il n'est pas nécessaire d'ajouter un mélange de caoutchouc pour assurer l'imprégnation du fil de renfort, ou des enroulements circonférentiels de fil. Les figures 1 et 2 illustrent deux premiers modes de réalisation préférentiels selon l'invention. Un insert de flanc 30, constitué d'une composition de caoutchouc sensiblement rigide, s'étend sensiblement radialement entre la région de la base du flanc, jusqu'à la région de l'épaule du pneumatique. Cet insert a pour fonction principale de permettre au pneumatique de supporter une certaine charge lors d'une utilisation à faible pression, voire à pression nulle.
Bien que les figures illustrent un insert de dimension importante, une fonction similaire pourrait être remplie par un ou plusieurs inserts de taille sensiblement différente, notamment plus petite.
Dans une proportion importante du flanc, l'insert 30 occupe une largeur supérieure à 50 % de l'épaisseur totale de la paroi du flanc.
Axialement intérieurement par rapport à l'insert 30, une couche de composition de caoutchouc sensiblement étanche 40 s'étend avantageusement sur sensiblement toute la portion interne du pneumatique. La couche d'étanchéité étant la plus intérieure, toutes les autres couches bénéficient de l'effet barrière ainsi créé. Le mélange 30 est avantageusement à base de caoutchouc butyl. Le tableau I donne plus de détails sur les principaux éléments constituants de ce mélange. Signalons en outre le module d'extension relativement faible de ce mélange.
Tel qu'illustré dans les différents exemples de réalisation, la couche 40 est de préférence ancrée dans la portion axialement interne du bourrelet. Cette portion ancrée 41 ainsi résultante procure une protection efficace contre les éventuelles amorces de fissures, ou de décollement, etc.
Une couche de mélange de liaison 50 est disposée entre la couche d'étanchéité 40 et l'insert 30. Cette couche est constituée d'un composition de caoutchouc de module d'extension sensiblement intermédiaire par rapport aux deux types de matériaux qui l'entourent : soit d'une part la couche d'étanchéité 40, de faible module d'extension, et l'insert 30, de module d'extension sensiblement élevé. Dans les exemples des figures 1 et 3, cette couche s'étend sensiblement sur toute la hauteur de l'insert 30, sur chaque flanc, et est interrompue dans la zone du sommet. Au contraire, dans les exemples des figures 2, 4 et 5 la couche 50 s'étend d'un bourrelet à l'autre, y compris dans la zone du sommet. A la figure 5, cette même couche comporte une épaisseur plus importante que dans les autres exemples illustrés.
La structure de renfort de type carcasse 10, chemine le long du flanc selon un parcours préférentiel voisin dudit insert 30. Ainsi, aux figures 1 et 2, ladite structure
10 est posée axialement extérieurement par rapport à l'insert 30 et chemine avantageusement en contact direct avec l'insert, sur la plus grande partie du parcours du flanc. A la base du flanc, dans la zone où l'insert rétrécit, le parcours de la structure 10 s'écarte de l'insert. De manière avantageuse, dans la région d'interface entre la zone d'ancrage et le flanc, la structure de renfort 10 suit un parcours le plus direct possible. Dans les exemples illustrés, une inclinaison de la zone d'ancrage, notamment des piles 22, permet à l'ensemble de la zone d'ancrage et de la portion de structure 10 se trouvant dans cette zone, d'être sensiblement aligné avec le bord axialement extérieur de l'insert 30, à la base de celui-ci, dans la portion située hors de la zone de rétrécissement 31. Ce type de disposition permet une reprise efficace des efforts dé la structure de renfort de type carcasse par la zone d'ancrage, sans création de zone de concentration de contraintes.
Le contact direct entre la structure de renfort et l'insert permet d'optimiser les caractéristiques de rigidité et de résistance mécanique du flanc.
Les variantes des figures 3 et 4 comportent une couche intermédiaire 70, constituée de composition de caoutchouc de module d'extension plus faible que le mélange de l'insert 30, disposée entre l'insert 30 et la structure de renfort 10. Les fils de la structure 10 ne sont pas en contact direct avec l'insert 30, conférant une certaine souplesse mécanique contribuant notamment à un bon niveau de confort et de durabilité/endurance. Tel qu'illustré à la figure 5, le profil axialement extérieur de l'insert 30 est avantageusement recouvert dans sa totalité par la couche intermédiaire 70. Selon diverses variantes, cette couche 70 peut soit s'étendre sensiblement radialement entre le bourrelet et la base du sommet, ou encore s'étendre d'un bourrelet à l'autre, en passant par le sommet. De manière avantageuse, la composition de caoutchouc de la couche intermédiaire 70 est la même que celle du mélange de liaison 50.
Le tableau I présente des exemples de composition de caoutchouc utilisées pour les différents éléments du pneumatiques, des gammes d'épaisseurs préférentielles, ainsi que quelques propriétés représentatives de ces matériaux.
TABLEAU I (pce : parties en poids pour cent parties d'élastomère(s))
Couche interne Couche Insert de flanc Couche de liaison intermédiaire
Ingrédient A Caoutchouc (NR ou IR)* (NR ou IR)* (NR ou IR)*
Butyle (IIR) 40 - 100 pce 20-100 pce 40 - 100 pce
40 -100 pce (de préférence >55%)
Ingrédient B (NR ou IR)* SBR 0-60 pce SBR 0-50 pce SBR 0-60 pce 0 - 60 pce
Ingrédient C SBR 0-60 pce BR 0-60 pce BR 0-80 pce BR 0-60 pce
Module (Mpa) 1.5 - 3.5 2 - 4 5 - 13 2 - 4
Epaisseur Entre 0.5 - 1.2 Entre 0.4 - 2 Entre 3 - 20 Entre 0.2 - 1.5** préférentielle PréférentielPréférentiel¬
(mm) lement 0.6 - 1.2 lement 5 - 14 * caoutchouc naturel ou polyisoprène de synthèse à fort taux d'enchaînements cis-1 ,4 ** la mesure de l'épaisseur est effectuée depuis la partie externe (ou dos) des fils de la structure 10 (et non pas entre les fils). Voici enfin quelques illustrations, à titre d'exemples non limitatifs, de formulations des différents mélanges :
Composition de caoutchouc formant chaque insert de flanc:
la formulation de mélange suivante, en parties en poids pour cent parties d'élastomères (pce):
caoutchouc naturel: 35 pce polybutadiène: 65 pce noir de carbone N660: 65 pce
" 6PPD ": 3 pce soufre: 2,5 pce " CBS ": 3,5 pce oxyde de zinc: 3 pce acide stéarique: 3 pce, où la " 6PPD " est la N-(1 ,3-diméthyl butyl)-N'-phényl-p-phénylènediamine, agent à la fois anti-oxydant et anti-ozonant, et la " CBS " est la N-cyclohexyl-benzothiazyl-suIfénamide, accélérateur de vulcanisation.
Composition de caoutchouc formant la couche de liaison:
la formulation de mélange suivante, en parties en poids pour cent parties d'élastomères (pce): caoutchouc naturel: 75 pce copolymère styrène butadiène 25 pce noir de carbone N660: 45 pce huile aromatique: 5 pce
" 6PPD " 1 pce soufre: 2 pce
" CBS " 1 pce oxyde de zinc: 3 pce acide stéarique: 1 pce
Couche de liaison à fixation d'oxygène améliorée: la formulation de mélange suivante, en parties en poids pour cent parties d'élastomères (pce): caoutchouc naturel: 75 pce copolymère styrène butadiène 25 pce noir de carbone N660: 45 pce huile aromatique: 5 pce
" 6PPD " 1 pce soufre: 3.5 pce
" CBS " 1 pce oxyde de zinc: 7 pce acide stéarique: 1 pce sel de cobalt 0.2 pce ou caoutchouc naturel: 75 pce copolymère styrène butadiène 25 pce noir de carbone N660: 45 pce huile aromatique: 5 pce
" 6PPD " 1 pce soufre: 3.5 pce
" CBS " 1 pce oxyde de zinc: 7 pce acide stéarique: 1 pce sel de fer 0.02 pce
Où « pce » désigne le pourcentage d'élastomère en poids.
On notera que la couche étanche selon l'invention pourrait être constituée d'une composition de caoutchouc à base d'un élastomère autre que le caoutchouc butyl (IIR) par exemple un caoutchouc halobutyl (XIIR), un copolymère paraméthylstyrène- isobutylène.
La figure 5 illustre une variante de réalisation dans laquelle la zone d'ancrage comporte une tringle 7, constituée d'un arrangement multifils, autour de laquelle la structure de renfort 10 est enroulée, de préférence en partant du côté axialement intérieur puis en se dirigeant vers le côté axialement extérieur, après un passage radialement intérieurement par rapport à la tringle. L'extrémité libre 110 de la structure de renfort 10 remonte ensuite radialement extérieurement. Ce type d'ancrage, classiquement connu et largement utilisé, est simple à réaliser, économique, et durable.
La fabrication industrielle d'un pneumatique selon l'invention peut être réalisée selon plusieurs types de procédés. De manière avantageuse, on utilise un principe de pose sur noyau central permettant soit la pose individuelle des éléments constituants tels les mélanges caoutchoutiques et les renforts (fils) ou encore la pose de produits semi-finis tels des lamelles caoutchoutiques renforcées.

Claims

REVENDICATIONS
1. Pneumatique adapté pour roulage à mobilité étendue, comportant au moins une structure de renfort de type carcasse ancrée de chaque côté dudit pneumatique dans un bourrelet dont la base est destinée à être montée sur un siège de jante, chacun desdits bourrelets s'étendant sensiblement radialement extérieurement sous la forme de flancs, les flancs rejoignant radialement vers l'extérieur une bande de roulement, la structure de renfort de type carcasse s'étendant circonférentiellement depuis le bourrelet vers ledit flanc, une armature de sommet, chacun des bourrelets comportant par ailleurs une zone d'ancrage permettant le maintien de la structure de renfort, chacun desdits flancs étant renforcé par un insert de flanc constitué de composition de caoutchouc susceptible de supporter une charge correspondant à une partie du poids du véhicule lors d'une situation dans laquelle la pression de gonflage est sensiblement réduite ou nulle, ledit pneumatique comportant par ailleurs une couche interne constituée d'un composition de caoutchouc sensiblement étanche au gaz de gonflage couvrant substantiellement tout l'intérieur dudit pneumatique, d'un flanc à l'autre, une couche de liaison constituée d'une composition de caoutchouc étant disposée entre chacun desdits inserts de flanc et ladite couche interne.
2. Pneumatique selon la revendication 1 , dans lequel ladite couche interne se prolonge le long du flanc radialement intérieurement jusqu'à un niveau situé dans la zone de jonction entre la portion radialement intérieure de l'insert de flanc et la portion radialement extérieure de la zone d'ancrage.
3. Pneumatique selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel ladite couche de liaison est en contact direct avec d'une part ladite couche intérieure et d'autre part ledit insert.
4. Pneumatique selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel ladite couche de liaison s'étend entre le bourrelet et la zone de l'épaule.
5. Pneumatique selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel ladite couche de liaison couvre une surface sensiblement identique à celle de la couche intérieure.
6. Pneumatique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel une portion d'extrémité de ladite couche intérieure est ancrée dans le bourrelet correspondant.
7. Pneumatique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit insert de flanc est disposé axialement intérieurement par rapport à ladite structure de renfort.
8. Pneumatique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel une couche intermédiaire de composition de caoutchouc est disposée entre ledit insert de flanc et ladite structure de renfort.
9. Pneumatique selon une des revendications précédentes, dans lequel ladite couche de liaison est constituée d'une composition de caoutchouc présentant un module d'extension sécant MA10 à 10 % de déformation, mesuré à 23° C selon la norme ASTM D 412, allant de 2 à 4 MPa.
10. Pneumatique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel chacun desdits inserts de flanc est constitué d'une composition de caoutchouc présentant un module d'extension sécant MA10 à 10 % de déformation, mesuré à 23° C selon la norme ASTM D 412, allant de 5 à 13 MPa, et dans lequel ladite couche interne est constituée d'une composition de caoutchouc présentant un module d'extension sécant MA10 à 10 % de déformation, mesuré à 23° C selon la norme ASTM D 412, allant de 1 ,5 à 3,5 MPa.
11. Pneumatique selon la revendication 8, dans lequel la composition de caoutchouc de ladite couche intermédiaire présente un module d'extension sécant MA10 à 10 % de déformation, mesuré à 23° C selon la norme ASTM D 412, allant de 2 à 4 MPa.
12. Pneumatique selon une des revendications précédentes, dans lequel la composition de caoutchouc de ladite couche de liaison est à base d'un ou plusieurs élastomères diéniques dont le taux molaires d'unités issues de diènes conjugués est au moins égal à 30 %.
13. Pneumatique selon la revendication 12, dans lequel la composition de caoutchouc de ladite couche de liaison comprend (pce : parties en poids pour cent parties d'élastomère(s)) :
- de 40 à 100 pce de caoutchouc naturel ou d'un polyisoprène de synthèse à fort taux d'enchaînements cis-1 ,4, et
- de 60 à 0 pce d'un polybutadiène et/ou d'un copolymère du butadiène et d'un monomère vinyl aromatique, tel qu'un copolymère styrène-butadiène.
14. Pneumatique selon la revendication 13, dans lequel la composition de caoutchouc de ladite couche de liaison comprend :
- de 55 à 100 pce dudit caoutchouc naturel ou dudit polyisoprène de synthèse, et
- de 45 à 0 pce dudit polybutadiène et/ou dudit copolymère du butadiène.
15. Pneumatique selon une des revendications 12 à 14, dans lequel la composition de caoutchouc de ladite couche de liaison comprend une charge renforçante comprenant du noir de carbone ou un coupage de noir de carbone et d'une charge inorganique renforçante, telle que de la silice.
16. Pneumatique selon une des revendications 12 à 15, dans lequel la composition de caoutchouc de ladite couche de liaison comprend du soufre selon une quantité égale ou supérieure à 2 pce (pce : parties en poids pour cent parties d'élastomère(s)).
17. Pneumatique selon une des revendications 12 à 16, dans lequel la composition de caoutchouc de ladite couche de liaison comprend en outre un sel métallique prévu pour activer l'oxydation dans cette composition en piégeant l'oxygène.
18. Pneumatique selon la revendication 17, dans lequel ledit sel est un sel de fer (III) appartenant au groupe constitué par l'acétylacétonate de fer (III), les sels de fer (III) d'acides carboxyliques de formule Fe(CnH2nθ2)3 où n est compris entre 2 et 23, et les sels de fer (III) d'un acide aromatique mono-carboxylique comportant un ou plusieurs cycles aromatiques.
19. Pneumatique selon la revendication 18, dans lequel ledit sel de fer (III) est présent dans la composition de caoutchouc de ladite couche de liaison selon une quantité allant de 0,01 pce à 0,03 pce.
20. Pneumatique selon la revendication 17, dans lequel ledit sel est un sel de cobalt, tel que le naphténate de cobalt.
21. Pneumatique selon la revendication 20, dans lequel ledit sel de cobalt est présent dans la composition de caoutchouc de ladite couche de liaison selon une quantité allant de 0,1 pce à 0,3 pce.
22. Pneumatique selon une des revendications 12 à 21 , dans lequel la composition de caoutchouc de chacun desdits inserts comprend (pce : parties en poids pour cent parties d'élastomère(s)) : - de 20 à 100 pce de caoutchouc naturel ou d'un polyisoprène de synthèse à fort taux d'enchaînements cis-1 ,4, et - de 80 à 0 pce d'un polybutadiène et/ou d'un copolymère du butadiène et d'un monomère vinyl aromatique, tel qu'un copolymère styrène-butadiène.
23. Pneumatique selon la revendication 22, dans lequel la composition de caoutchouc de chacun desdits inserts comprend : de 20 à 50 pce de caoutchouc naturel ou d'un polyisoprène de synthèse à fort taux d'enchaînements cis-1 ,4, et de 80 à 50 pce d'un polybutadiène et/ou d'un copolymère du butadiène et d'un monomère vinyl aromatique, tel qu'un copolymère styrène-butadiène.
24. Pneumatique selon la revendication 22 ou 23, dans lequel la composition de caoutchouc de ladite couche interne comprend :
- de 40 à 100 pce d'au moins un élastomère appartenant au groupe constitué par les caoutchoucs butyl, les caoutchoucs butyl halogènes et les copolymères paraméthylstyrène-isobutylène, et
- de 60 à 0 pce de caoutchouc naturel ou d'un polyisoprène de synthèse à fort taux d'enchaînements cis-1 ,4 et/ou d'un copolymère du butadiène et d'un monomère vinyl aromatique, tel qu'un copolymère styrène-butadiène.
25. Pneumatique selon la revendication 8 et l'une quelconque des revendications 12 à 24, dans lequel la composition de caoutchouc de ladite couche intermédiaire est à base d'un ou plusieurs élastomères diéniques dont le taux molaires d'unités issues de diènes conjugués est au moins égal à 30 %.
26. Pneumatique selon la revendication 25, dans lequel la composition de caoutchouc de ladite couche intermédiaire comprend (pce : parties en poids pour cent parties d'élastomère(s)) :
- de 40 à 100 pce de caoutchouc naturel ou d'un polyisoprène de synthèse à fort taux d'enchaînements cis-1 ,4, et - de 60 à 0 pce d'un polybutadiène et/ou d'un copolymère du butadiène et d'un monomère vinyl aromatique, tel qu'un copolymère styrène-butadiène.
27. Pneumatique selon la revendication 25 ou 26, dans lequel la composition de caoutchouc de ladite couche intermédiaire comprend une charge renforçante comprenant du noir de carbone ou un coupage de noir de carbone et d'une charge inorganique renforçante, telle que de la silice.
28. Pneumatique selon une des revendications précédentes, destiné à équiper des véhicules automobile de type tourisme, dans lequel ladite couche de liaison présente une épaisseur allant de 0,4 mm à 2 mm.
29. Pneumatique selon la revendication 28, dans lequel ladite couche de liaison présente une épaisseur allant de 0,6 mm à 1 ,2 mm.
30. Pneumatique selon la revendication 28 ou 29, dans lequel chacun desdits inserts de flanc présente une épaisseur allant de 3 mm à 20 mm.
31. Pneumatique selon la revendication 30, dans lequel chacun desdits inserts de flanc présente une épaisseur allant de 5 mm à 14 mm.
32. Pneumatique selon une des revendications 28 à 31 , dans lequel ladite couche interne présente une épaisseur allant de 0,5 mm à 1 ,2 mm.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1733901A1 (fr) * 2005-06-16 2006-12-20 Societe de Technologie Michelin Pneumatique de roulage à plat comprenant une carcasse separée au sommet
JP4368413B2 (ja) * 2006-11-02 2009-11-18 横浜ゴム株式会社 低透過性樹脂の多層フィルムを用いた低透過性ゴム積層体の製造方法
FR2950564B1 (fr) * 2009-09-30 2014-11-07 Michelin Soc Tech Pneumatique comportant un reservoir d'antioxydant
FR2954332B1 (fr) * 2009-12-22 2012-01-13 Michelin Soc Tech Article notamment pneumatique avec melange de caoutchouc externe comportant un sel de lanthanide
TWI398368B (zh) * 2010-01-29 2013-06-11 Kenda Industry Co Ltd Tire-free tire
US20120103496A1 (en) * 2010-10-28 2012-05-03 Joseph Alan Incavo Pneumatic tire with tie layer and method of making same
FR2975044B1 (fr) 2011-05-12 2013-06-14 Michelin Soc Tech Pneumatique pourvu d'une bande de roulement comprenant un elastomere thermoplastique
FR2995559B1 (fr) * 2012-09-17 2014-09-05 Michelin & Cie Pneumatique pourvu d'une bande de roulement comprenant un elastomere thermoplastique et du noir de carbone
FR2999975B1 (fr) * 2012-12-20 2015-02-27 Michelin & Cie Renfort metallique pret a l'emploi dont la surface est pourvue de nanoparticules de sulfure metallique
JP2015123935A (ja) * 2013-12-27 2015-07-06 住友ゴム工業株式会社 空気入りタイヤ
JP6362977B2 (ja) * 2014-09-19 2018-07-25 東洋ゴム工業株式会社 空気入りタイヤ
FR3027026B1 (fr) * 2014-10-13 2016-12-09 Michelin & Cie Produit renforce comprenant une composition comprenant un accelerateur de vulcanisation rapide et pneumatique comprenant ledit produit renforce
FR3089990A3 (fr) * 2018-12-17 2020-06-19 Michelin & Cie Composition de caoutchouc à base d’au moins un élastomère fonctionnalisé comprenant des groupes fonctionnels polaires et un composé polyphénolique spécifique
JP7352449B2 (ja) * 2019-11-15 2023-09-28 株式会社ブリヂストン ランフラットタイヤ

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1436725A (en) * 1972-06-21 1976-05-26 Bridgestone Tire Co Ltd Pneumatic safety tyre
JPH06102406B2 (ja) * 1986-05-28 1994-12-14 株式会社ブリヂストン 空気入り安全タイヤ
JPH0459403A (ja) * 1990-06-28 1992-02-26 Yokohama Rubber Co Ltd:The ランフラット空気入りラジアルタイヤ
WO1999016823A1 (fr) * 1997-09-29 1999-04-08 The Yokohama Rubber Co., Ltd. Pneumatique
FR2770757B1 (fr) * 1997-11-13 2000-01-07 Pierre Rimbert Brosse a dents a tete interchangeable
US6230773B1 (en) * 1998-03-17 2001-05-15 The Goodyear Tire & Rubber Company Tire with sidewall carcass reinforcement
AU4965099A (en) * 1999-07-01 2001-01-22 Goodyear Tire And Rubber Company, The Fabric support for metal reinforced inner ply of runflat tire
JP2001138721A (ja) * 1999-11-18 2001-05-22 Sumitomo Rubber Ind Ltd ランフラットタイヤ
WO2002002356A1 (fr) * 2000-07-03 2002-01-10 Bridgestone Corporation Pneumatique

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2004096584A1 *

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Publication number Publication date
US20060090830A1 (en) 2006-05-04
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WO2004096584A1 (fr) 2004-11-11

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