FR3137868A1 - Tissu pour pneumatique comprenant des éléments de renfort comprenant un assemblage constitué de deux brins multifilamentaires de polyamide 5,6 - Google Patents

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Abstract

L’invention concerne un composite d’élastomère (35) qui comprend au moins un élément de renfort (45) noyé dans une composition d’élastomère, l’élément de renfort (45) comprenant un assemblage constitué d’au moins deux brins multifilamentaires de polyamide aliphatique 5,6 (46), et les brins (46) étant enroulés ensemble en hélice pour former une couche et l’élément de renfort (45) étant équilibré en torsions, le facteur de torsion K de l’élément de renfort (45) allant de 110 à 220 , et la densité d’éléments de renfort (45) dans le composite (35) allant de 80 à 145 éléments de renfort par décimètre de composite. Figure pour l’abrégé : Fig 3

Description

Tissu pour pneumatique comprenant des éléments de renfort comprenant un assemblage constitué de deux brins multifilamentaires de polyamide 5,6
La présente invention concerne un composite pour pneumatique comprenant des éléments de renfort comprenant un assemblage constitué de deux brins multifilamentaires de polyamide 5,6. L’invention concerne également un pneumatique comprenant une nappe de frettage obtenue à partir de ce composite.
On connait de l’état de la technique un tissu pour pneumatique destiné à équiper des véhicules tourisme commercialisés sous la marque MICHELIN et appartenant à la gamme PRIMACY 4 et présentant des caractéristiques dimensionnelles suivantes : 225/45R17 94W XL TL. Un tel pneumatique comprend une bande de roulement et une armature de frettage s’étendant dans le sommet selon une direction circonférentielle du pneumatique. L’armature de frettage comprend une nappe de frettage comprenant plusieurs éléments de renfort agencés côte à côte sensiblement parallèlement les uns aux autres et formant un angle inférieur ou égal à 10° avec la direction circonférentielle du pneumatique.
Un tel pneumatique de l’état de la technique comprend une nappe de frettage comprenant un composite comprenant des éléments de renfort comprenant un assemblage constitué de deux brins multifilamentaires en polyamide 6,6, les deux brins étant enroulés en hélice l’un autour de l’autre à une torsion de 250 tours par mètre. Chaque brin multifilamentaire présente un titre égal à 140 tex.
L’invention a pour but de trouver un composite d’élastomère permettant d’obtenir une nappe de frettage présentant une force à rupture satisfaisante pour lutter contre les aléas routiers, et comprenant des éléments de renfort présentant des caractéristiques de titres et de torsions permettant au concepteur de pneumatique, d’adapter les performances du pneumatique, par exemple l’endurance et la résistance à la fatigue en compression des éléments de renforts. L’invention a également pour but de diminuer la part des brins multifilamentaires pétrosourcées dans le pneumatique en augmentant le taux de matière durable dans les brins multifilamentaires.
A cet effet, l’invention a pour objet un composite d’élastomère qui comprend une pluralité d’éléments de renfort filaires substantiellement parallèles entre eux et s’étendant selon une direction principale, chaque élément de renfort étant noyé dans une composition d’élastomère, l’élément de renfort comprenant un assemblage constitué d’au moins deux brins multifilamentaires de polyamide aliphatique 5,6, et
les brins étant enroulés ensemble en hélice pour former une couche et l’élément de renfort étant équilibré en torsions, le facteur de torsion K de l’élément de renfort allant de 110 à 220 avec K défini par la formule
K = T x [(Titre / (1000.ρ)]1/2
dans laquelle T est la torsion de l’élément de renfort exprimée en tours par mètre, Titre est la somme des titres des brins multifilamentaires de l’élément de renfort en tex, ρ est la masse volumique moyenne des brins multifilamentaires en g/cm3pondérée par les titres respectifs des matériaux constitutifs des brins multifilamentaires , et la densité d’éléments de renfort dans le composite allant de 80 à 145 éléments de renfort par décimètre de composite mesuré selon une direction transverse perpendiculaire à la direction principale des éléments de renforts.
Par brin de polyamide aliphatique, on entend un ensemble de filaments constitués de macromolécules linéaires de polymères ou copolymères contenant des fonctions amides ne présentant pas de cycles aromatiques et pouvant être synthétisés par polycondensation entre un acide carboxylique et une amine. Parmi les polyamides aliphatiques 5,6, on pourra citer les polyamides PA 5,6 qui comprennent au moins 30% en taux massique de matière biosourcée, et notamment le Bio-Nylon 56 de la société OTIZ.
Par équilibré en torsions, on comprend que les deux brins multifilamentaires sont enroulés avec une torsion sensiblement identique et que la torsion des monofilaments de chaque brin multifilamentaire, c’est-à-dire la torsion des monofilaments du brin multifilamentaire de polyamide aliphatique et la torsion des monofilaments du brin de polyamide aliphatique est sensiblement nulle. En effet, le procédé de fabrication de ces éléments de renforts, bien connu de l’état de la technique, comprend une première étape durant laquelle, chaque filé de monofilaments (en anglais « yarn ») est tout d’abord individuellement tordu sur lui-même (selon une torsion initiale R1’ et R2’ avec R1’=R2’) dans une direction donnée D’=D1’=D2’ (respectivement sens S ou Z, selon une nomenclature reconnue désignant l’orientation des spires selon la barre transversale d’un S ou d’un Z), pour former un brin ou surtors (en anglais « strand ») dans lequel les monofilaments se voient imposer une déformation en hélice autour de l’axe du brin. Puis, au cours d’une seconde étape, les deux brins, sont ensuite retordus ensemble selon une torsion finale R3 telle que R3=R1’=R2’ en direction D3 opposée à la direction D’=D1’=D2’ (respectivement sens Z ou S), pour l’obtention de l’élément de renfort (en anglais « cord »). Cet élément de renfort est alors dit équilibré en torsion car les monofilaments des deux brins présentent, dans l’élément de renfort final, la même torsion résiduelle car R1’=R2’. Cette torsion résiduelle est nulle ou sensiblement nulle car R3=R1’=R2’ et la direction D’=D1’=D2’ est opposée à la direction D3. Par torsion résiduelle sensiblement nulle, on entend que la torsion résiduelle est strictement inférieure à 2,5% de la torsion R3.
Par composition d’élastomère, on entend une composition comprenant un élastomère, de préférence diénique, par exemple du caoutchouc naturel, une charge renforçante, par exemple du noir de carbone et/ou de la silice et un système de réticulation, par exemple un système de vulcanisation, de préférence comprenant du soufre.
Par « assemblage constitué », on entend que l’assemblage ne comprend pas d’autre brin multifilamentaire qu’au moins les deux brins multifilamentaires de polyamide aliphatique.
Dans l’intervalle sélectionné de facteur de torsion, pour un titre donné, le composite comprenant un assemblage constitué d’au moins deux brins multifilamentaires de polyamide aliphatique 5,6 présente une endurance améliorée.
Les brins multifilamentaires de polyamide aliphatique sont enroulés ensemble en hélice pour former une couche.
Le facteur de torsion K est lié à la torsion T selon la relation connue qui suit :
K = T x [(Titre / (1000.ρ)]1/2
dans laquelle la torsion T des filaments élémentaires est exprimée en tours par mètre, le Titre est exprimé en tex (poids en gramme de 1000 mètres de l’élément de renfort), et enfin ρ est la densité ou masse volumique (en g/cm3) du matériau (par exemple, environ 1,50 g/cm3 pour la cellulose, 1,44 g/cm3pour l’aramide, 1,38 g/cm3 pour un polyester tel que PET, 1,14 g/cm3pour le polyamide 5,6) ; dans le cas d’un câblé hybride, ρ est bien entendu une moyenne des densités pondérée par les titres respectifs des matériaux de l’élément de renfort. A titre d’exemple, pour le premier mode de réalisation pour un élément de renfort comprenant un assemblage constitué de deux brins multifilamentaires en polyamide 5,6 ayant un titre de 140 tex et dont la torsion de l’élément de renfort est de 250 tours par mètres, le calcul de K est le suivant :
K= 250 x [(140+140)/(1000 x (140 x 1,14+140x1,14)/(140+140))]1/2
K= 124
La mesure de la torsion T de l’élément de renfort peut être réalisée par toute méthode connue par l’homme du métier, par exemple conformément à la norme ASTM D 885/D 885M – 10a de 2014.
Le titre (ou densité linéique) de chaque brin est déterminé selon la norme ASTM D1423. Le titre est donné en tex (poids en grammes de 1000 m de produit - rappel: 0, 111 tex égal à 1 denier).
Avantageusement, l’élément de renfort a un facteur de torsion K tel qu’il doit avoir une valeur suffisante pour avoir un bon compromis entre, d’une part le module d’extension et la force à rupture, et d’autre part l’endurance à la fatigue en compression. Ainsi, le pneumatique aura un bon compromis entre rigidité de dérive et endurance.
Le titre (ou densité linéique) de chaque brin est déterminé selon la norme ASTM D1423. Le titre est donné en tex (poids en grammes de 1000 m de produit - rappel: 0, 111 tex égal à 1 denier).
Dans un mode de réalisation avantageux, l’élément de renfort comprend également une couche d’une composition adhésive revêtant l’assemblage constitué des deux brins. Une telle composition adhésive est par exemple de type RFL (acronyme pour Résorcinol-Formaldéhyde-Latex) mais également les compositions adhésives telles que décrites dans WO2015118041.
Avantageusement, l’assemblage est constitué de deux brins multifilamentaires de polyamide aliphatique 5,6.
De préférence, l’assemblage est constitué de deux brins multifilamentaires de polyamide aliphatique 5,6; les brins étant enroulés ensemble en hélice pour former une couche. Par assemblage constitué, on entend que l’assemblage ne comprend pas d’autre brin multifilamentaire que les deux brins multifilamentaires de polyamide aliphatique 5,6.
Avantageusement, le facteur de torsion K de l’élément de renfort va de 120 à 150.
Avantageusement, la densité d’éléments de renfort dans le composite va de 90 à 130 éléments de renfort par décimètre de composite, de préférence de 95 à 125 éléments de renfort par décimètre de composite. La densité d’éléments de renfort dans le composite est le nombre d’éléments de renfort pris sur un décimètre du composite selon la direction perpendiculaire à la direction selon laquelle les éléments de renfort s’étendent parallèlement les uns par rapport aux autres. Dans ces intervalles de densité d’éléments de renfort, le composite présente une force à rupture relativement élevée et un coût relativement bas permettant son utilisation dans des pneumatiques adaptés à la plupart des usages.
Avantageusement, la torsion de l’élément de renfort va de 200 à 500 tours par mètre et de préférence de 250 à 490 tours par mètre. Pour un titre donné, dans cet intervalle de torsion, l’élément de renfort présente une endurance suffisante pour être utilisé dans un pneumatique adapté à la plupart des usages actuels et un risque de dispersion de sa force à rupture relativement faible.
Avantageusement, le titre du brin multifilamentaire de polyamide 5,6 va de 60 à 160 tex et de préférence de 70 à 140 tex.
Avantageusement, le module initial en extension de l’élément de renfort va de 1 à 5 cN/tex et de préférence de 2 à 5 cN/tex. Le module initial est relatif à certaines performances de l’élément de renfort aux faibles déformations, notamment à la mise à plat de la nappe de frettage du pneumatique.
Avantageusement, le module final va de 5 à 18 cN/tex et de préférence de 5 à 12 cN/tex. Le module final est relatif à certaines performances de l’élément de renfort aux grandes déformations, par exemple, pour une application en frette, les tendances de rigidité à fortes déformations ont un faible impact sur les performances pneumatique.
On définit le module initial comme la pente à l’origine de la partie linéaire de la courbe Force-Allongement qui intervient juste après une prétension standard de 0,5 cN/tex. Le module final est défini comme la pente au point correspondant à 80% de la force à rupture de la courbe Force-Allongement. La courbe Force-Allongement est obtenue par mesure de manière connue à l'aide d'une machine de traction « INSTRON » munie de pinces « 4D ». Les échantillons testés subissent une traction sur une longueur initiale de 400 mm à une vitesse nominale de 200 mm/min, sous une prétension standard de 0,5 cN/tex.
Ainsi, par exemple pour un assemblage constitué de deux brins multifilamentaires de polyamide aliphatique 5,6 à 94 tex, le module initial est la pente de la courbe Force-Allongement entre 1000 cN et 2000 cN et le module final est la pente de la courbe Force-Allongement entre 4000 cN et 11000 cN.
Et, par exemple pour un assemblage constitué de deux brins multifilamentaires de polyamide aliphatique 5,6 à 140 tex, le module initial est la pente de la courbe Force-Allongement entre 1000 cN et 4000 cN et le module final est la pente de la courbe Force-Allongement entre 6000 cN et 18000 cN.
Avantageusement, le rapport du diamètre de l’élément de renfort sur l’épaisseur du composite est strictement inférieur à 0,90, de préférence inférieur ou égal à 0,80.
Avantageusement, le diamètre de l’élément de renfort est inférieur ou égal à 0,95 mm, de préférence inférieur ou égal à 0,80 mm, plus préférentiellement inférieur ou égal à 0,70 mm. L’élément de renfort selon l’invention s’étend selon une direction générale G et le diamètre de cet élément de renfort est le diamètre dans lequel est inscrit cet élément de renfort dans un plan de coupe perpendiculaire à la direction G.
Avantageusement, l’épaisseur du composite est inférieure ou égale à 1,45 mm, de préférence, inférieure ou égale à 1,30 mm, plus préférentiellement inférieure ou égale à 1,20 mm. L’épaisseur du composite est la distance la plus courte entre les deux surfaces externes du composite, c’est-à-dire la distance mesurée selon une direction perpendiculaire aux deux surfaces externes du composite.
Un autre objet de l’invention est un pneumatique comprenant une armature de frettage comprenant au moins une nappe de frettage, dans lequel la nappe de frettage comprend un composite d’élastomère tel que décrit précédemment.
Les pneumatiques de l'invention, en particulier, peuvent être destinés à des véhicules à moteur du type tourisme, 4x4, "SUV" (Sport Utility Vehicles), mais également à des véhicules deux-roues tels que motos, ou à des véhicules industriels tels que métro, bus, engins de transport routier (camions, tracteurs, remorques), véhicules hors-la-route, engins agricoles ou de Génie civil.
De préférence, les pneumatiques peuvent être destinés à des véhicules à moteur du type tourisme, 4x4, "SUV" (Sport Utility Vehicles).
L’invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins dans lesquels :
- la est une vue, dans un plan de coupe méridien, d’un pneumatique 10 selon l’invention,
-la illustre un composite 35 permettant d’obtenir une nappe de frettage du pneumatique de la ;
- la est une vue en coupe selon le plan III-III’ du composite 35 de la ; et
- la est un agrandissement est un agrandissement d’une vue en coupe de l’élément de renfort 45 selon l’invention.
Dans l'emploi du terme « radial », il convient de distinguer plusieurs utilisations différentes du mot par l’homme du métier. Premièrement, l'expression se réfère à un rayon du pneumatique. C'est dans ce sens qu'on dit d'un point A qu'il est
« radialement intérieur » à un point B (ou « radialement à l'intérieur » du point B) s'il est plus près de l'axe de rotation du pneumatique que le point B. Inversement, un point C est dit « radialement extérieur à » un point D (ou « radialement à l'extérieur » du point D) s'il est plus éloigné de l'axe de rotation du pneumatique que le point D. On dira qu'on avance « radialement vers l'intérieur (ou l'extérieur) » lorsqu'on avance en direction des rayons plus petits (ou plus grands). Lorsqu'il est question de distances radiales, ce sens du terme s'applique également.
Par « coupe radiale » ou « section radiale » on entend ici une coupe ou une section selon un plan qui comporte l'axe de rotation du pneumatique.
Le « plan circonférentiel médian » M du pneumatique est le plan qui est normal à l'axe de rotation du pneumatique et qui se situe à équidistance des structures annulaires de renfort de chaque bourrelet.
Le « plan tangentiel médian » TT du pneumatique est le plan qui est perpendiculaire au « plan circonférentiel médian » M.
Une direction « axiale » est une direction parallèle à l’axe de rotation du pneumatique.
Une direction « circonférentielle » est une direction qui est perpendiculaire à la fois à un rayon du pneumatique et à la direction axiale.
EXEMPLE DE PNEUMATIQUE SELON L’INVENTION
Dans les figures, on a représenté un repère X, Y, Z correspondant aux directions habituelles respectivement axiale (X), radiale (Y) et circonférentielle (Z) d’un pneumatique.
On a représenté schématiquement sur la , une vue en coupe radiale, d’un pneumatique selon un premier mode de réalisation de l’invention et désigné par la référence générale 10. Le pneumatique 10 est sensiblement de révolution autour d’un axe sensiblement parallèle à la direction axiale X. Le pneumatique 10 est ici destiné à un véhicule de tourisme.
Le pneumatique 10 comporte un sommet 12 comprenant une armature de sommet 14 comprenant une armature de travail 15 comprenant deux nappes de travail 16, 18 d’éléments de renfort de travail et une armature de frettage 17 comprenant une nappe de frettage 19 d’éléments de renfort de frettage. L’armature de sommet 14 est surmontée d’une bande de roulement 20 agencée radialement extérieure à l’armature de sommet 14. Ici, l’armature de frettage 17, la nappe de frettage 19, est radialement intercalée entre l’armature de travail 15 et la bande de roulement 20.
Le pneumatique comprend également deux flancs 22 prolongeant le sommet 12 radialement vers l’intérieur. Le pneumatique 10 comporte en outre deux bourrelets 24 radialement intérieurs aux flancs 22 et comportant chacun une structure annulaire de renfort 26, en l’occurrence une tringle 28, surmontée d’une masse de gomme 30 de bourrage sur tringle, ainsi qu’une armature de carcasse radiale 32.
L’armature de carcasse 32 comporte au moins une nappe de carcasse comprenant plusieurs éléments de renfort, la nappe étant ancrée à chacun des bourrelets 24 par un retournement autour de la tringle 28, de manière à former dans chaque bourrelet 24 un brin aller 38 s’étendant depuis les bourrelets à travers les flancs vers le sommet 12, et un brin retour 40, l’extrémité radialement extérieure 42 du brin retour 40 étant radialement à l’extérieur de la structure annulaire de renfort 26. L’armature de carcasse 32 s’étend ainsi depuis les bourrelets 24 à travers les flancs 22 jusque dans le sommet 12. L’armature de carcasse 32 est agencée radialement à l’intérieur de l’armature de sommet 14 et de l’armature de frettage 17. L’armature de carcasse 32 comprend une seule nappe carcasse 34.
Le pneumatique 10 comprend également une couche interne 43 d’étanchéité, de préférence en butyl, axialement intérieure aux flancs 22 et radialement intérieure à l’armature de sommet 14 et s’étendant entre les deux bourrelets 24.
Chaque nappe de travail 16, 18, de frettage 19 et de carcasse 34 comprend une composition polymérique dans laquelle sont noyés des éléments de renfort de la nappe correspondante. Chaque composition polymérique, ici une composition élastomérique, des nappes de travail 16, 18, de frettage 19 et de carcasse 34 est réalisée dans une composition conventionnelle pour calandrage d’éléments de renfort comprenant de façon classique un élastomère diénique, par exemple du caoutchouc naturel, une charge renforçante, par exemple du noir de carbone et/ou de la silice, un système de réticulation, par exemple un système de vulcanisation, de préférence comprenant du soufre, de l’acide stéarique et de l’oxyde de zinc, et éventuellement un accélérateur et/ou retardateur de vulcanisation et/ou divers additifs.
EXEMPLE DE COMPOSITE SELON L’INVENTION
On va maintenant décrire en référence aux figures 2 et 3 un composite à partir duquel est obtenue la nappe de frettage 19.
Le composite comprend des éléments de renfort 45 noyés dans une composition d’élastomère. Les éléments de renfort 45 sont sensiblement parallèles les uns aux autres et selon une direction principale D sensiblement perpendiculaire à la direction générale G selon laquelle les éléments de renfort de la nappe de frettage s’étendent, la direction générale G faisant un angle supérieur ou égal à 45°, de préférence allant de 80° à 110° et ici égale à 90°.
Nature des brins de chaque élément de renfort
Comme représenté schématiquement sur la , chaque élément de renfort 45 comprend plusieurs brins multifilamentaires et comprend un assemblage constitué de deux brins multifilamentaires en polyamide aliphatique, les deux brins étant enroulés en hélice l’un autour de l’autre. Ici, le polyamide aliphatique est du Polyamide 5,6. Chaque élément de renfort est équilibré en torsions. A des fins de précision de la description, la est une vue en coupe de l’élément de renfort 45 sur laquelle on distingue les filaments 46 de chacun des brins.
Titre de chaque élément de renfort
Le titre du brin multifilamentaire de polyamide aliphatique de l’élément de renfort de chaine va de 60 à 160 tex et de préférence de 70 à 140 tex. Ici le titre de chaque brin multifilamentaire de polyamide aliphatique 5,6 de l’élément de renfort de chaine est de 94 tex.
Torsion de chaque élément de renfort
La torsion de chaque élément de renfort 45 va 200 à 500 tours par mètre et de préférence de 250 à 490 tours par mètre. Ici, elle est égale à 250 tours par mètre.
Facteur de torsion de chaque élément de renfort
Le facteur de torsion K de chaque élément de renfort 45 va de 110 à 220 et de préférence de 120 à 150. Ici K=124.
Modules initial et final de chaque élément de renfort
Le module initial en extension de chaque élément de renfort va de va de 1 à 5 cN/tex et de préférence de 2 à 5 cN/tex. Ici il est de 4,9 cN/tex.
Et , le module final va de 5 à 18 cN/tex et de préférence de 5 à 12 cN/tex. Ici il est de 11,4 cN/tex.
Caractéristiques géométriques du composite
En revenant à la , chaque composite 35 présente une épaisseur E et chaque élément de renfort 45 présente un diamètre d. Le diamètre d correspond au diamètre du cercle théorique dans lequel est inscrit l’élément de renfort. Sur cette , la représentation de chaque brin est volontairement schématique à des fins de simplification de la description.
Le diamètre de chaque élément de renfort 45 est inférieur ou égal à 0,95 mm, de préférence inférieur ou égal à 0,80 mm, plus préférentiellement inférieur ou égal à 0,70 mm. Ici, d= 0,65 mm.
L’épaisseur E de chaque composite 35 est inférieure ou égale à 1,45 mm, de préférence, inférieure ou égale à 1,30 mm, plus préférentiellement inférieure ou égale à 1,20 mm. Ici, E=0,86.
Ainsi, le rapport d/E est strictement inférieur à 0,90, de préférence inférieur ou égal à 0,80. Ici, d/E=0,76.
Densité des éléments de renfort dans le composite
La densité des éléments de renfort dans le composite va de 80 à 145 éléments de renfort par décimètre de composite, ici elle est de 98 fils par dm de composite.
PROCEDE DE FABRICATION DE L’ELEMENT DE RENFORT
Comme décrit précédemment, chaque élément de renfort 45 est équilibré en torsions, c’est-à-dire que les deux brins multifilamentaires sont enroulés avec une torsion sensiblement identique et que la torsion des monofilaments de chaque brin multifilamentaire est sensiblement nulle. Dans une première étape, chaque filé de monofilaments (en anglais « yarn ») est tout d’abord individuellement tordu sur lui-même selon une torsion initiale égale à 485 tours par mètre dans une direction donnée, ici le sens Z, pour former un brin ou surtors (en anglais « strand »). Puis, au cours d’une seconde étape, les deux brins, sont ensuite retordus ensemble selon une torsion finale égale à 485 tours par mètre en direction S pour l’obtention de l’assemblage de l’élément de renfort (en anglais « cord »).
Dans des étapes ultérieures, chaque assemblage est revêtu d’une composition adhésive, par exemple une composition adhésive de type RFL (acronyme pour Résorcinol-Formaldéhyde-Latex) et subit des étapes de traitement thermiques afin de faire réticuler, au moins en partie, la composition adhésive.
PROCEDE DE FABRICATION DU COMPOSITE SELON L’INVENTION
On fabrique chaque composite 35 en noyant plusieurs éléments de renfort 45 dans la composition d’élastomère, par exemple par calandrage. Durant une telle étape de calandrage, bien connue de l’homme du métier, on fait défiler des éléments de renforts et on amène deux bandes réalisées dans une composition d’élastomère, appelées skims, de part et d’autre des éléments de renfort de façon à prendre en sandwich les éléments de renforts entre les deux skims. On noie ainsi les éléments de renfort dans la composition d’élastomère.
PROCEDE DE FABRICATION DU PNEUMATIQUE SELON L’INVENTION
Le procédé de fabrication du pneumatique est celui utilisé classiquement par l’homme du métier. Au cours de ce procédé et comme déjà décrit précédemment, on dispose successivement, lors d’une première série d’étapes d’assemblages, différentes nappes et composites. Puis, on conforme l’ébauche ainsi obtenue. Ensuite, on dispose d’autres nappes et composites destinés à former le sommet 12 du pneumatique 10, dont le composite selon l’invention destiné à former la nappe de frettage 19 du pneumatique 10. Enfin, on vulcanise l’ébauche ainsi obtenue pour obtenir le pneumatique 10.
MESURES ET TESTS COMPARATIFS
A titre d’exemple comparatif, on a choisi un composite de l’état de la technique désigné par la référence générale NT d’un pneumatique de l’état de la technique. Le composite NT comprend des éléments de renfort ET comprenant chacun un assemblage constitué de deux brins multifilamentaires en polyamide 6,6 assemblés ensemble et enroulés en hélice l’un autour de l’autre à une torsion de 250 tours par mètre. Chaque élément de renfort ET est équilibré en torsions. Chaque brin multifilamentaire de l’élément de renfort ET présente un titre égal à 140 tex.
A titre d’autre exemple comparatif, on a choisi un composite témoin désigné par la référence générale T d’un pneumatique PT. Le composite T comprend des éléments de renfort RT comprenant chacun un assemblage constitué de deux brins multifilamentaires en polyamide 6,6 assemblés ensemble et enroulés en hélice l’un autour de l’autre à une torsion de 485 tours par mètre. Chaque élément de renfort T est équilibré en torsions. Chaque brin multifilamentaire de l’élément de renfort T présente un titre égal à 94 tex.
Comparaison des éléments de renfort
On a résumé dans le tableau 1 les caractéristiques de l’élément de renfort 45 du pneumatique 10 selon l’invention, l’élément de renfort 45’ selon l’invention, un élément de renfort témoin T et un élément de renfort ET de l’état de la technique. Les mesures de force à rupture sont effectuées en traction selon la norme ISO 6892 de 1984.
ET T 45 45’
Nature des brins Polyamide 6,6/Polyamide6,6 Polyamide 6,6/Polyamide6,6 Polyamide 5,6/Polyamide5,6 Polyamide 5,6/Polyamide5,6
Module initial à 20°C (cN/tex) 4,9 3,3 4,9 2,7
Module final à 20°C (cN/tex) 13,6 9,3 11,4 6,8
Torsion (t/m) 250 485 250 485
Titre des brins (tex) 140/140 94/94 140/140 94/94
Facteur de torsion K 124 197 124 197
Force à Rupture (daN) 23,09 14,2 22,04 13,8
On note que l’élément de renfort 45 présente un module initial équivalent à celui de l’élément de renfort de l’état de la technique ET et un module final significativement inférieur à celui de l’élément de renfort de l’état de la technique ET et que l’élément de renfort 45’ présente un module initial équivalent à l’élément de renfort témoin T et un module final significativement inférieur à celui de l’élément de renfort témoin T. Pour l’application en frette, les tendances de rigidité à fortes déformations ont un faible impact sur les performances du pneumatique.
Comparaison des composites
On a comparé le composite 35 selon l’invention comprenant des éléments de renfort 45 à un composite NT de l’état de la technique comprenant des éléments de renfort ET. Les caractéristiques géométriques de ces composites sont rassemblées dans le tableau 2 ci-dessous.

Composite
NT
35
Elément de renfort ET 45
Densité (éléments de renfort/dm) 98 98
Diamètre d de l’élément de renfort (mm) 0,65 0,65
Epaisseur E du composite (mm) 0,86 0,86
Rapport d/E 0,76 0,76
Force à rupture du composite (daN/cm) 226,2 215,9
Endurance des éléments de renfort
On a comparé l’endurance de l’élément de renfort 45 à celle de l’élément de renfort de l’état de la technique ET. L’élément de renfort 45 est conforme à l’invention. L’élément de renfort de l’état de la technique ET n’est pas conforme à l’invention. Afin d’évaluer l’endurance, on a noyé des éléments de renfort dans une composition d’élastomère afin de former une éprouvette sous la forme de bande d’épaisseur égale à 2 mm que l’on a fait cycler autour d’un barreau cylindrique de 15 mm de diamètre. Après 190 000 cycles, on a mesuré la force à rupture finale de chaque élément de renfort. On a alors calculé la déchéance correspondant à la perte, en %, de force à rupture après les 190 000 cycles. Plus la déchéance est élevée, moins l’endurance est élevée. Les résultats des tests ainsi que les caractéristiques des éléments de renfort testés sont rassemblés dans le tableau 3 ci-dessous.
Elément de renfort ET 45
Nature des brins Polyamide 6,6 Polyamide 5,6
Force à rupture initiale (daN) 23 23.3
Force à rupture finale (daN) 12 17.42
Déchéance (%) 45 25
On a comparé l’endurance de l’élément de renfort 45’ à celle d’un élément de renfort témoin T. L’élément de renfort 45’ est conforme à l’invention. L’élément de renfort témoin T n’est pas conforme à l’invention. Afin d’évaluer l’endurance, on a noyé des éléments de renfort dans une composition d’élastomère afin de former une éprouvette sous la forme de bande d’épaisseur égale à 2 mm que l’on a fait cycler autour d’un barreau cylindrique de 15 mm de diamètre. Après 800 000 cycles, on a mesuré la force à rupture finale de chaque élément de renfort. On a alors calculé la déchéance correspondant à la perte, en %, de force à rupture après les 800 000 cycles. Plus la déchéance est élevée, moins l’endurance est élevée. Les résultats des tests ainsi que les caractéristiques des éléments de renfort testés sont rassemblés dans le tableau 4 ci-dessous.
Elément de renfort T 45’
Nature des brins Polyamide 6,6 Polyamide 5,6
Force à rupture initiale (daN) 15,1 13,2
Force à rupture finale (daN) 11,3 11,22
Déchéance (%) 25 15
Ces résultats montrent que, pour des natures de brins en polyamide aliphatique 5,6 et dans l’intervalle de facteur de torsion K allant de 110 à 220, on constate qu’on peut améliorer l’endurance des éléments de renfort et ainsi celle du composite selon l’invention tout en diminuant la part des matières pétrosourcées en augmentant ainsi le taux de matière durable.
L’invention ne se limite pas aux modes de réalisation précédemment décrits.
Dans le mode de réalisation de l’invention, la tringle 28 est une tringle tressée constituée d’un assemblage de fils métalliques recouverts d’un dépôt à base de zinc ou d’un alliage de cuivre qui subissent un traitement de surface spécifique, par exemple par traitement thermique pour permettre l’adhésion à la matrice élastomérique.
Dans des modes de réalisation non décrits ci-dessus, le pneumatique peut présenter une tringle qui est une tringle gainée, c’est-à-dire qui est constituée de fils de métal préalablement enrobés d’un film polymérique ou constituée d’un assemblage de fils métalliques enrobé d’un film polymérique. La gaine de la tringle est constituée d’un thermoplastique extrudable, comme par exemple un polyamide aliphatique et de préférence de polyamide aliphatique 6,6. Afin de garantir l’adhésion de la tringle gainée avec la composition élastomérique, une composition adhésive par exemple de type RFL (acronyme pour Résorcinol-Formaldéhyde-Latex) mais également les compositions adhésives telles que décrites dans WO2015118041, est déposée à l’interface de la gaine ce qui permet d’éviter un traitement de surface spécifique des fils métalliques. Cette tringle gainée permet ainsi sans traitement spécifique des fils de garantir l’adhésion à la matrice élastomérique et de protéger la tringle contre la corrosion dans les environnements agressifs.
On pourra également combiner les caractéristiques des différents modes de réalisation et variantes décrits ou envisagés ci-dessus sous réserve que celles-ci soient compatibles entre elles.

Claims (12)

  1. Composite d’élastomère (35),caractérisé en ce qu’il comprend une pluralité d’éléments de renfort filaires substantiellement parallèles entre eux et s’étendant selon une direction principale, chaque élément de renfort (45) étant noyé dans une composition d’élastomère, l’élément de renfort (45) comprenant un assemblage constitué d’au moins deux brins multifilamentaires de polyamide aliphatique 5,6 (46), et
    les brins (46) étant enroulés ensemble en hélice pour former une couche et l’élément de renfort (45) étant équilibré en torsions, le facteur de torsion K de l’élément de renfort (45) allant de 110 à 220 avec K défini par la formule K = T x [(Titre / (1000.ρ)]1/2
    dans laquelle T est la torsion de l’élément de renfort (45) exprimée en tours par mètre, Titre est la somme des titres des brins multifilamentaires de l’élément de renfort en tex, ρ est la masse volumique moyenne des brins multifilamentaires en g/cm3pondérée par les titres respectifs des matériaux constitutifs des brins multifilamentaires , et la densité d’éléments de renfort (45) dans le composite (35) allant de 80 à 145 éléments de renfort par décimètre de composite mesuré selon une direction transverse perpendiculaire à la direction principale des éléments de renforts.
  2. Composite d’élastomère (35) selon la revendication précédente, dans lequel l’assemblage est constitué de deux brins multifilamentaires de polyamide aliphatique 5,6 (46).
  3. Composite d’élastomère (35) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le facteur de torsion K de l’élément de renfort (45) va de 120 à 150.
  4. Composite d’élastomère (35) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la densité d’éléments de renfort (45) dans le composite (35) va de 90 à 130 éléments de renfort par décimètre de composite, de préférence de 95 à 125 éléments de renfort par décimètre de composite.
  5. Composite d’élastomère (35) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la torsion de l’élément de renfort (45) va de 200 à 500 tours par mètre et de préférence de 250 à 490 tours par mètre.
  6. Composite d’élastomère (35) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le titre du brin multifilamentaire de polyamide 5,6 (46) va de 60 à 160 tex et de préférence de 70 à 140 tex.
  7. Composite d’élastomère (35) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le module initial en extension de l’élément de renfort (45) va de 1 à 5 cN/tex et de préférence de 2 à 5 cN/tex.
  8. Composite d’élastomère (35) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le module final en extension de l’élément de renfort (45) va de 5 à 18 cN/tex et de préférence de 5 à 12 cN/tex.
  9. Composite d’élastomère (35) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le rapport du diamètre de l’élément de renfort (45) sur l’épaisseur du composite est strictement inférieur à 0,90, de préférence inférieur ou égal à 0,80.
  10. Composite d’élastomère (35) selon la revendication 9, dans lequel le diamètre de l’élément de renfort (45) est inférieur ou égal à 0,95 mm, de préférence inférieur ou égal à 0,80 mm, plus préférentiellement inférieur ou égal à 0,70 mm.
  11. Composite d’élastomère (35) selon la revendication 9 ou 10 dans lequel l’épaisseur du composite (35) est inférieure ou égale à 1,45 mm, de préférence, inférieure ou égale à 1,30 mm, plus préférentiellement inférieure ou égale à 1,20 mm.
  12. Pneumatique (10) comprenant une armature de frettage (17) comprenant au moins une nappe de frettage (19),caractérisé en ce quela nappe de frettage (19) comprend un composite d’élastomère (35) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
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