WO2007090603A1 - Cable composite elastique pour pneumatique - Google Patents

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WO2007090603A1
WO2007090603A1 PCT/EP2007/000993 EP2007000993W WO2007090603A1 WO 2007090603 A1 WO2007090603 A1 WO 2007090603A1 EP 2007000993 W EP2007000993 W EP 2007000993W WO 2007090603 A1 WO2007090603 A1 WO 2007090603A1
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cable
layer
diene elastomer
elongation
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PCT/EP2007/000993
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Henri Barguet
Brigitte Chauvin
Alain Domingo
Thibaud Pottier
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Societe De Technologie Michelin
Michelin Recherche Et Technique S.A.
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Definitions

  • the present invention relates to metal cables of the "elastic" type (i.e., high elongation), used in particular for the reinforcement of rubber articles such as tires. It relates more particularly to the use of such cables in reinforcements reinforcing the top of such tires.
  • a tire with a radial carcass reinforcement in known manner, comprises a tread, two inextensible beads, two flanks connecting the beads to the tread and a crown reinforcement or "belt” arranged circumferentially between the carcass reinforcement and the tread, this belt consisting of various plies or layers of rubber with or without reinforcing elements ("reinforcements") such as cables or monofilaments, of the metal or textile type.
  • Said tire belt generally consists of at least two superimposed webs or belt layers, generally referred to as "working” webs or “crossed” webs, whose reinforcement cables, generally metallic, are arranged substantially parallel to each other. other within a layer, but crossed from one layer to another (ie inclined, symmetrically or otherwise, with respect to the median circumferential plane) by an angle which is generally between 10 ° and 45 ° depending on the type of tire.
  • These crossed layers or plies may be supplemented by various other plies or layers of auxiliary rubber with or without reinforcements.
  • the belt may comprise for example one or more layers or top layers called “protection”, located under the tread and overlying the working top ply or layers, responsible for protecting the rest of the external aggressions, tears or other perforations.
  • protect located under the tread and overlying the working top ply or layers, responsible for protecting the rest of the external aggressions, tears or other perforations. This is for example the general case in belts tires for heavy vehicles or civil engineering.
  • These plies or protective layers must be sufficiently flexible and deformable to, on the one hand, conform to the shape of the obstacle on which the belt presses during rolling, and on the other hand to oppose the penetration of foreign bodies radially inside it.
  • the satisfaction of such criteria requires, in known manner, the use in these protective layers reinforcements or cables having a high elasticity and a high energy rupture.
  • Such elastic strand cables have been described in a large number of patents or patent applications (see for example US 3,686,855, US 4,176,705, WO 2004/003287 or US 2005/0183808), in particular for reinforcing top sheets.
  • tire protection for industrial vehicles such as heavy goods vehicles or civil engineering (see for example US 5,843,583, US 6,475,636, WO 2004/003287 or US 2005/0183808, WO 2004/033789 or US 7,089,726, WO 2005/014925 or US 2006/0179813).
  • a well-known disadvantage of these strand cables is that they are expensive, for two reasons: first, they are prepared in two stages, namely by prior manufacture of the strands and assembly by twisting these strands; on the other hand, they generally require a high twist of their son (very short helix pitch), certainly necessary twist to give them the desired elasticity but involving reduced manufacturing speeds. This disadvantage obviously affects the cost of the tires themselves.
  • a first object of the invention is a two-layer (Ci, Ce), metal-textile composite, of 1 + N construction, which is formed of a core or inner layer (Ci) having a textile core thread of diameter d 1 , and a metal outer layer (Ce) of N d 2 diameter wires wound together in a helix in a pitch p 2 around the inner layer Ci, said cable being characterized in that also has the following combined characteristics (p 2 in mm):
  • the core yarn is a textile fiber, and it is coated with a sheath of diene elastomer composition, As is the structural elongation of the composite cable, At its total elongation at break, and Af is the elongation at break of the textile fiber.
  • This two-layer cable belongs to the generic family of two-layer metal-textile composite (or hybrid) cables of construction 1 + N, comprising a polymer core and an outer metal layer of N individual wires (see FIG. Examples GB 1,100,686, FR 2,260,660 or US 3,977,174, US 2003/0051788).
  • the cable of the invention Due to its specific construction, the cable of the invention has high elasticity combined with high compactness, excellent penetrability by rubber promoting its resistance to corrosion. It is simple to prepare, can be manufactured in one step and has a reduced industrial cost. Due to its specific inner layer, moderate twists can be used on the N wires of its outer layer.
  • the invention also relates to any composite fabric having a plastic matrix and / or rubber reinforced by a cable according to the invention.
  • the invention also relates to the use of such a cable as a reinforcing element for articles or semi-finished products made of plastic and / or rubber, said articles or products being intended in particular for any system of ground connection of motor vehicles, such as pneumatic tires, internal tire safety supports, wheels, rubber springs, elastomeric joints, other suspension and antivibration elements, as well as these articles or semi-finished products themselves.
  • motor vehicles such as pneumatic tires, internal tire safety supports, wheels, rubber springs, elastomeric joints, other suspension and antivibration elements, as well as these articles or semi-finished products themselves.
  • the tires of the invention may be intended for vehicles of the tourism type, 4x4, "SUV” (Sport Utility Vehicles), but also for two-wheeled vehicles such as motorcycles, or industrial vehicles chosen from light trucks, "Weights "heavy” - ie, metro, bus, road transport equipment (trucks, tractors, trailers), off-the-road vehicles -, agricultural or civil engineering machinery, aircraft, other transport or handling vehicles.
  • SUV Sport Utility Vehicles
  • two-wheeled vehicles such as motorcycles, or industrial vehicles chosen from light trucks, "Weights "heavy” - ie, metro, bus, road transport equipment (trucks, tractors, trailers), off-the-road vehicles -, agricultural or civil engineering machinery, aircraft, other transport or handling vehicles.
  • the cable of the invention is particularly intended to be used as reinforcing element of a tire belt intended in particular for the above vehicles.
  • FIG. in cross-section two elastic cables 1 + N construction according to the invention, used for example in a belt of a tire for passenger vehicle, light truck or truck ( Figure 2 and Fig. 3);
  • a radial carcass reinforcement tire for example for passenger vehicle, light truck or heavy truck, which can incorporate in its belt a cable according to the invention (Fig. 5).
  • Fm maximum load in N
  • Rm tensile strength
  • At total elongation at break
  • the mechanical properties in extension are measured in a known manner using an "INSTRON" traction machine ("4D” pliers).
  • Each textile fiber element is pulled (under a standard initial pretension of 0.5 cN / tex), over an initial length of 400 mm at a nominal speed of 200 mm / min, after prior conditioning of at least 24 hours. in a standard atmosphere (according to European standard DIN EN 20139, temperature of 20 ⁇ 2 ° C, hygrometry of 65 ⁇ 2%).
  • the elongation relative to the breakage of the fiber (Af) is indicated as a percentage (%).
  • Air permeability test is a simple means of indirect measurement of the penetration rate of the cable by a rubber composition. It is made on cables extracted directly, by shelling, vulcanized rubber sheets that they reinforce, these cables are thus penetrated by the cooked rubber.
  • the test is performed over a given length of cable (for example 2 cm) in the following manner: air is sent to the cable inlet, at a given pressure (for example 1 bar), and the volume is measured. of air at the outlet, using a flowmeter; during the measurement, the cable sample is locked in a seal in such a way that only the amount of air passing through the cable from one end to the other along its longitudinal axis is taken into account by the measurement.
  • the measured flow rate is even lower as the penetration rate of the cable by the rubber is higher.
  • the two-layer composite (metal-textile) cable (Ci, Ce) of the invention, of construction 1 + N, is formed of a core or inner layer (Ci) comprising a textile core wire of diameter di, and a metal outer layer (Ce) of N son of diameter d 2 wound together helically in a pitch p 2 around the layer Ci; it furthermore has the following combined characteristics (p 2 in mm):
  • the core yarn is a textile fiber, and is coated with a sheath of diene elastomer composition
  • the cable of the invention is gummed internally (“gummed in situ"): its core wire and its layer Ce are separated radially by a minimum thickness (or sheath) of diene elastomer composition.
  • the cable of the invention is, as such, devoid of gum or any other polymer sheath at its periphery (ie, around the N individual wires constituting its outer layer Ce), as shown for example in Figures 2 and 3 attached to be discussed in detail later.
  • the cable of the invention is a so-called “elastic” (or "high elongation”) type of cable, that is to say a cable which, by definition, satisfies in the present application at least the following two characteristics:
  • a tensile curve (or force-elongation curve) of such a cable is characterized by three zones of modules (slopes) very different, as shown in FIG. 1.
  • first zone (2) of low slope (s) for the small elongations corresponding to the structural part of the elongation
  • a second zone (3) of substantially constant and strong slope for the upper elongations corresponding to the elastic portion of the elongation (Hooke's law);
  • the structural elongation As is defined on the Force-Elongation curve as the point of intersection (5) between the abscissa (axis of the elongation) and the tangent (6). ) to the elastic part (3) of the traction curve (1).
  • the elongations As + Ae (7) and the total elongation At (8) are easily deduced from the curve as shown in FIG. 1.
  • the ratio di / d 2 must be greater than 1.1, preferably greater than 1.3. If the textile core is too small in relation to the diameter of the metal wires, the desaturation of the outer layer Ce is insufficient, its structural aeration as its elongation values As and At are too weak; there are also risks of instability and irregularity of the assembly; all this does not achieve the desired minimum endurance level. On the other hand, depending on the applications concerned, a textile core that is too large may be detrimental to the compactness and cost of the cable per unit section, and ultimately to its bulk in the composite or fabric that it is intended to reinforce. For all the reasons indicated above, the ratio di / d 2 is preferably between 1.3 and 3.0, more preferably still within a range of 1.5 to 2.5.
  • the inner layer Ci of the cable commonly called “core” (“core”) by those skilled in the art, therefore comprises a textile fiber coated with a cladding rubber.
  • textile fiber is meant here and generally any type of textile yarn, synthetic or natural, whether in the monofilament state that is to say, a unitary filament (unit) of relatively large diameter (For example equal to or greater than 50 microns), or in the form of multifilament fiber ("yarn" in English) comprising a plurality of elementary filaments of relatively small diameter (for example less than 50 microns), said monofilaments or multifilament fibers which can be twisted (ie, provided with a twist) or not twisted (ie, devoid of torsion), said multifilamentary fiber being itself elementary (“single yarn”) or resulting from the assembly of several elementary strands, they Twisted or not.
  • a raw yarn as a treated yarn, comprising for example a rubber adhesive system.
  • the selected textile fiber must have, in the initial state (before manufacture of the cable) as in the final state (after manufacture of the cable, therefore in its sheathed form), an elongation at break Af greater than 6%, without which the structural elongation As of the cable is insufficient and its endurance properties degraded. For this reason, it is preferred that Af be greater than 8%, more preferably greater than 10%. Such characteristics exclude, for example, very high modulus and low elongation elongation fibers such as aramid fibers.
  • the textile fiber of the core is preferably selected from the group consisting of thermoplastic polyester fibers (such as for example PET or PEN), thermoplastic polyamide (such as for example polyamide or Nylon ® 6-6), cellulose (such as rayon), and mixtures of such fibers.
  • thermoplastic polyester fibers such as for example PET or PEN
  • thermoplastic polyamide such as for example polyamide or Nylon ® 6-6
  • cellulose such as rayon
  • thermoplastic polyester fiber especially PET (polyethylene terephthalate) or PEN (polyethylene naphthalate).
  • the titer of the textile fiber is between 100 and 300 tex (weight in grams of 1000 meters of fiber - booster: 0.1 11 tex is equal to 1 denier), more preferably between 150 and 250 tex.
  • This titre is determined on a sample of 50 m, by weighing this length of fiber, after prior conditioning for at least 24 hours, in a standard atmosphere (DIN EN 20139).
  • this textile fiber is a multifilament fiber. Its elementary filaments have a diameter preferably between 5 and 50 microns, more preferably between 10 and 30 microns.
  • This multifilament fiber is even more preferably provided with torsion:
  • single yam it consists of a single strand still called “spun” ("single yam”); in this case, its elementary filaments are twisted on themselves by a so-called overtaking process to form what is usually called a “sured” (“folded yam”), or
  • the torsion advantageously makes it possible to modulate the structural elongation As of the cable and its rigidity (initial part of its force-elongation curve), as a function of the intended application.
  • the elementary filaments of the multifilament fiber have a twist of between 50 and 500 revolutions / meter, more preferably between 150 and 450 revolutions / meter.
  • Another advantage of a multifilament fiber is that it has been found, in the cable of the invention, to maintain its voltage after manufacture of the cable, unlike the case of a monofilament which has a tendency to relax.
  • a mechanical pretension maintained on the core will delay the mechanical work of the outer metal layer, which may advantageously constitute an elongation reserve for example for the sheet or the rubberized fabric that the cable is intended to reinforce in the tire of the tire. 'invention.
  • the textile fiber is incorporated in a bonded form, that is to say that it already comprises an adhesive layer, for example an RFL (resorcinol formaldehyde latex) type adhesive or equivalent adhesive composition, intended to promote its adhesion to the diene elastomer composition of the sheathing gum.
  • an adhesive layer for example an RFL (resorcinol formaldehyde latex) type adhesive or equivalent adhesive composition, intended to promote its adhesion to the diene elastomer composition of the sheathing gum.
  • the diameter di of the core or textile fiber is preferably between 0.2 and 1.5 mm, more preferably between 0.3 and 1 mm.
  • the textile fiber described above is therefore coated with a sheath of elastomer composition (or rubber, both being synonymous) of the diene type, also called “sheathing gum” in the present application.
  • the diene elastomers can be classified in known manner into two categories, those said to be essentially unsaturated and those said to be essentially saturated.
  • butyl rubbers or copolymers of dienes and alpha-olefins type EPDM fall within the definition of essentially saturated diene elastomers (levels of units of diene origin low or very low, always clearly less than 15%).
  • the present invention is preferably implemented with a diene elastomer of the highly unsaturated type.
  • This diene elastomer is more preferentially selected from the group consisting of polybutadienes (BR), natural rubber (NR), synthetic polyisoprenes (IR), various butadiene copolymers, various isoprene copolymers, and mixtures of these elastomers, such copolymers being chosen in particular from the group consisting of butadiene-styrene copolymers (SBR), the latter being prepared by emulsion polymerization (ESBR) as in solution (SSBR), the isoprene-butadiene copolymers (BIR), isoprene-styrene copolymers (SIR) and isoprene-butadiene-styrene copolymers (SBIR).
  • BR polybutadienes
  • NR natural rubber
  • IR synthetic polyisoprenes
  • SBR buta
  • a particularly preferred embodiment consists in using an "isoprene" elastomer, that is to say a homopolymer or a copolymer of isoprene, in other words a diene elastomer chosen from the group consisting of natural rubber (NR ), the synthetic polyisoprenes (IR), the various isoprene copolymers and the mixtures of these elastomers.
  • the isoprene elastomer is preferably natural rubber or synthetic polyisoprene of the cis-1,4 type.
  • polyisoprenes having a content (mol%) of cis-1,4 bonds greater than 90%, more preferably still greater than 98%, are preferably used.
  • the diene elastomer may consist, in whole or in part, of another diene elastomer such as, for example, an SBR elastomer used in or with another elastomer, for example type BR.
  • the cladding rubber may contain one or more diene elastomer (s), this last one (s) may be used in combination with any type of synthetic elastomer other than diene, or even with polymers other than elastomers.
  • the sheath gum is of the crosslinkable or crosslinked type, that is to say that it comprises by definition a crosslinking system adapted to allow the crosslinking (hardening) of the composition during its subsequent firing in the finished article (for example pneumatic).
  • the system for crosslinking the rubber sheath is a so-called vulcanization system, that is to say based on sulfur (or a sulfur-donor agent) and a primary vulcanization accelerator.
  • sulfur or a sulfur-donor agent
  • a primary vulcanization accelerator To this basic vulcanization system may be added various known secondary accelerators or vulcanization activators.
  • the sulfur is used at a preferential rate of between 0.5 and 10 phr, more preferably between 1 and 8 phr
  • the primary vulcanization accelerator for example a sulfenamide
  • the sheath gum may also comprise, in addition to said crosslinking system, all or part of the additives normally used in rubber matrices intended for the manufacture of tires, such as, for example, reinforcing fillers such as carbon black or inorganic fillers such as silica, coupling agents, anti-aging agents, antioxidants, plasticizing agents or extension oils, whether the latter are aromatic or non-aromatic in nature (in particular very low or non-aromatic oils, for example of the type naphthenic or paraffinic, high or preferably low viscosity, MES or TDAE), plasticizing resins with high Tg greater than 30 0 C, agents facilitating the implementation (processability) of the compositions in the green state, tackifying resins, anti-eversion agents, methylene acceptors and donors such as, for example, HMT (hexamethylenetethane); ramine) or H3M (hexamethoxymethylmelamine), reinforcing resins (such as resorcinol or bismaleimi
  • the level of reinforcing filler for example carbon black or a reinforcing inorganic filler such as silica, is preferably greater than 50 phr, for example between 60 and 140 phr. It is more preferably greater than 70 phr, for example between 70 and 120 phr.
  • Suitable carbon blacks are all carbon blacks, especially blacks of the HAF, ISAF, SAF type conventionally used in tires (so-called grade blacks). pneumatic). Among the latter, mention will be made more particularly of carbon blacks of (ASTM) grade 300, 600 or 700 (for example N326, N330, N347, N375, N683, N772).
  • As reinforcing inorganic fillers are especially suitable mineral fillers of the silica (SiO 2) type, in particular precipitated or fumed silica having a BET surface area of less than 450 m 2 / g, preferably from 30 to 400 m 2 / g.
  • the formulation of the sheath gum may be chosen identical or not to the formulation of the rubber matrix that the cables of the invention are intended to reinforce, the essential point being that there is no problem of compatibility between the respective materials.
  • the cladding gum has, in the crosslinked state, a secant modulus ElO extension (at 10% elongation) between 4 and 25 MPa, more preferably between 4 and 20 MPa; values in particular between 5 and 12 MPa have proved to be particularly suitable for reinforcing tire belts.
  • the rubber sheath surrounding the core wire has a minimum thickness which is preferably greater than 10 ⁇ m, more preferably greater than 20 ⁇ m, and a maximum thickness of preferably less than 200 ⁇ m, more preferably less than 100 ⁇ m, this in all point of the inner layer (Ci).
  • Its average thickness is preferably between 25 and 75 microns, more preferably between 40 and 60 microns, this irrespective of the diameter of the textile core dj.
  • This preferred field of values has proved to be a very good compromise in terms of feasibility, compactness, cost, particularly of the characteristic As essential for the performance and endurance of the cable in the tire.
  • the inner layer Ci (constituted, let us recall, the core wire and the sheathing gum which surrounds said wire) has a diameter which is preferably between 0.2 and 1.7 mm, more preferably between 0.3 and 1.1 mm.
  • the outer metal layer (Ce) is therefore composed of N individual wires, of diameter d 2 , wound together in a helix in a pitch p 2 around the layer Ci described above, said pitch p 2 being between 4 and 14 mm.
  • the pitch "p" represents the length, measured parallel to the axis of the cable, at the end of which a wire having this pitch performs a complete revolution about said axis of the cable.
  • a step p 2 too short (less than 4 mm) is detrimental to the structural elongation of the cable of the invention; we come up against in addition to a problem of feasibility with risks of assembly failure.
  • a step p 2 too important is detrimental to the elasticity of the cable.
  • the pitch p 2 is preferably between 5 and 12 mm, more preferably within a range of 6 to 10 mm.
  • the N son of the layer Ce are all metallic, it being understood however that the invention also applies to cases where a minority fraction of them would be replaced by one or more wire (s) of a different nature, other than metallic.
  • the N son of the layer Ce have a diameter d 2 which is preferably between 0.15 and 0.45 mm, more preferably between 0.20 and 0.40 mm.
  • the direction of twist (Z or S) of the metal layer Ce is the same (respectively Z or S) as that of the textile core ( ie, its elementary filaments) of the layer Ci when said core is a multifilament fiber provided with torsion. It has been found that such a configuration is even more favorable to the structural elongation As of the cable.
  • the outer layer Ce is a so-called “unsaturated” or "incomplete” layer, that is to say that, by definition, there is sufficient space in this tubular layer Ce to add at least one
  • the level of unsaturation of the outer layer Ce is such that it can only add one or two son, more preferably still only one additional wire diameter d 2 .
  • the metallic wires of the layer are preferably in steel, more preferably in pearlitic (or ferrito-pearlitic) carbon steel hereinafter referred to as "carbon steel", or else in stainless steel (by definition, steel comprising at least 11% chromium and at minus 50% iron). But it is of course possible to use other steels or other alloys.
  • carbon steel When carbon steel is used, its carbon content is preferably between 0.4% and 1.2%, especially between 0.5% and 1.1%. It is more preferentially between 0.6% and 1.0% (% by weight of steel), such a content representing a good compromise between the mechanical properties required for the composite and the feasibility of the son.
  • the metal or steel used may itself be coated with a metal layer improving, for example, the properties of implementation of the wire rope and / or its constituent elements, or the properties of use of the cable and / or the tire themselves, such as adhesion properties, corrosion resistance or resistance to aging.
  • the steel used is covered with a layer of brass (Zn-Cu alloy) or zinc; it is recalled that during the wire manufacturing process, the coating of brass or zinc facilitates the drawing of the wire, as well as the bonding of the wire with the rubber.
  • the son could be covered with a thin metal layer other than brass or zinc, for example having the function of improving the resistance to corrosion of these son and / or their adhesion to rubber, for example a thin layer of Co, Ni, Al, an alloy of two or more compounds Cu, Zn, Al, Ni, Co, Sn.
  • the metal wires of the cable of the invention have a tensile strength (Rm) preferably greater than 2000 MPa, more preferably greater than 2500 MPa.
  • Rm tensile strength
  • the selected cable has the construction 1 + 5, 1 + 6 or 1 + 7.
  • the cable according to the invention can be manufactured according to various techniques, for example:
  • the above final operation of setting up the outer layer Ce is carried out by a twisting method, for example using a twister with a rotating feed or receiving, said method essentially comprising the following steps :
  • Such a twisting process gives each wire of the outer layer Ce an excessive curvature which discarded, during the untwisting, the inner layer Ci and the sheathing gum.
  • This curvature is defined on the one hand by the helical diameter of this outer layer and, on the other hand, by the helical pitch p 2 (or helix angle) of said outer layer Ce.
  • the average thickness of the diene elastomer sheath is between 25 and 75 ⁇ m;
  • the textile fiber of the core is selected from the group consisting of thermoplastic polyester fibers, thermoplastic polyamide, cellulose, and mixtures of such fibers;
  • the textile fiber of the core is a multifilament fiber
  • the textile fiber of the core is provided with torsion
  • the inner layer Ci has a diameter of between 0.2 and 1.7 mm;
  • the outer layer Ce comprises from 4 to 10 wires. More preferentially all the above preferred characteristics are verified.
  • the average thickness of the diene elastomer sheath is between 40 and 60 ⁇ m;
  • the textile fiber of the core is made of thermoplastic polyester
  • the textile fiber of the core is a multifilament fiber whose torsion is between 50 and 500 revolutions / meter; the torsion direction of the core fiber is the same (S or Z) as that of the N outer layer wires; the inner layer Ci has a diameter of between 0.3 and 1.1 mm;
  • the outer layer Ce has 5, 6 or 7 wires.
  • the invention relates of course to the previously described cable both in the green state (its cladding rubber then being uncured) than in the cooked state (its cladding rubber then being vulcanized).
  • FIGs. 2 and FIG. 3 respectively diagrammatically, in section perpendicular to the axis of the cable (assumed rectilinear and at rest), two preferred cables of construction 1 + 6 (cable noted hereinafter CI) and construction 1 + 7 (cable noted below C- 2).
  • each wire of the layer Ce has been shown, in cross section, as having a circular contour, this for simplification; of course, the person skilled in the art knows that the real shape is that of an ellipse and not of a circle, ellipse all the more marked that the torsion of the external threads is high (or that the pitch of the helix of twist is short).
  • the cables CI and C-2 according to the invention comprise firstly an inner layer (or core) Ci consisting of the core wire (10, 20) covered with a sheathing rubber (11, 21).
  • the core wire is constituted for example by a monofilament or a multifilament fiber, for example thermoplastic polyester such as PET or PEN, thermoplastic polyamide such as Nylon ® 6-6 or rayon, whose diameter is for example equal to About 0.5 mm.
  • thermoplastic polyester such as PET or PEN
  • thermoplastic polyamide such as Nylon ® 6-6 or rayon
  • the rubber sheath (11, 21) has an average thickness of 50 ⁇ m, it extends continuously around said core wire (10, 20) that it covers, that is to say that is, this sheath is continuous in the "orthoradial" direction of the cable (perpendicular to its radius).
  • the elastomeric composition (based on natural rubber and carbon black) constituting the sheath gum of the cable of the invention has for example the same formulation as that of the belt rubber sheet that the cable is intended to reinforce.
  • the layer Ci formed by the textile core sheathed in rubber is itself surrounded by an outer layer Ce of six or seven metal wires (12, 22) whose diameter (d 2 ) is smaller than that (di) of textile core thread (10, 20).
  • the metal wires are wound together in a helix at a pitch p 2 around the layer Ci. It can clearly be seen that the wires (10, 12 on the one hand and 20, 22 on the other) are thus arranged in two layers (Ci , Ce) tubular, concentric and substantially adjacent, giving the cable its cylindrical outer contour (13, 23).
  • the rubber sheath (11, 21) completely covers the core wire (10, 20) over its entire periphery.
  • the curvature given during twisting each wire (12, 22) of the layer Ce, is such that these son are no longer, at least on the cable at rest (without tension), in contact with the sheathing gum and of the inner layer Ci.
  • the cable of the invention is advantageously usable, as such or for example incorporated in a metal-rubber composite fabric, for the reinforcement of tires.
  • Such a composite metal-rubber fabric may be in various forms, for example in the form of a sheet, strip, strip or series of strips, other rubber blocks, of various shapes and sizes depending on the intended applications, in which are incorporated or with which co-operate cables of the invention, being furthermore understood that the elastomeric compositions forming the rubber matrix of the composite may be of identical or different formulation to that used, in the cable, for the cladding of the core textile.
  • the final adhesion between the metal and the rubber composition is obtained in a known manner at the end of the firing of the finished article (for example the tire) comprising said composite.
  • this cooking is operated under pressure.
  • the cable of the invention is particularly suitable for reinforcing tire belts, for example tires for two-wheeled vehicles such as motorcycles, aircraft, passenger vehicles or industrial vehicles such as vans, heavy vehicles or civil engineering.
  • Fig. 5 schematically represents a radial section of a tire which may or may not be in conformity with the invention, in this general representation.
  • This tire 40 has a crown 42 reinforced by a crown reinforcement or belt 46, two sidewalls 43 and two beads 44, each of these beads 44 being reinforced for example with a rod 45.
  • the top 42 is surmounted by a tread not shown in this schematic figure.
  • a carcass reinforcement 47 is wound around the two rods 45 in each bead 44, the upturn 48 of this armature 47 being for example disposed towards the outside of the tire 40 which is shown here mounted on its rim 49.
  • the carcass reinforcement 47 is in known manner constituted by at least one sheet reinforced by so-called "radial” cables, that is to say that these cables are arranged substantially parallel to each other and extend from a bead to the other so as to form an angle between 80 ° and 90 ° with the median circumferential plane (plane perpendicular to the axis of rotation of the tire which is located midway between the two beads 44 and passes through the middle of the crown frame 46).
  • this tire 40 also comprises, in known manner, an inner rubber or elastomer layer (commonly known as an "inner liner") which defines the radially inner face of the tire and which is intended to protect the carcass ply from the diffusion of the tire. air from the interior space to the tire.
  • an inner rubber or elastomer layer commonly known as an "inner liner”
  • it may further comprise an intermediate reinforcing elastomer layer which is located between the carcass ply and the inner layer, intended to reinforce the inner layer and, by Therefore, the carcass ply, also intended to partially relocate the forces experienced by the carcass reinforcement.
  • This example of tire according to the invention is characterized in that its belt 46 comprises at least one sheet or protective layer radially covering the rest of the belt, the reinforcing cables are cables according to the invention.
  • the density of the cables according to the invention is preferably between 30 and 60 cables per dm (decimeter) of belt ply.
  • the cables according to the invention are preferably arranged in such a way that the width (denoted L) of the rubber bridge between two adjacent cables is between 0.5 and 1.5 mm.
  • This width L represents in known manner the difference between the calender pitch (no laying of the cable in the rubber fabric) and the diameter of the cable.
  • the rubber bridge which is too narrow, risks being degraded mechanically during the working of the sheet, in particular during the deformations undergone in its own plane by extension or shearing. Beyond the maximum indicated, there is a risk of occurrence of penetration of objects, by perforation, between the cables.
  • the rubber composition used for the fabric of the belt ply has, in the vulcanized state (ie, after curing), an ElO secant modulus which is between 4 and 15 MPa, preferably between 5 and 15 MPa, preferably between 5 and 15 MPa. 12 MPa. It is in such a module range that the best compromise of endurance has been recorded between the cables of the invention on the one hand, and the reinforced fabrics of these cables on the other hand.
  • the textile fibers used are well known to those skilled in the art and commercially available, especially in a glue form.
  • the carbon steel wires are prepared in a known manner, for example starting from machine wires (diameter 5 to 6 mm) which are first cold-rolled, by rolling and / or drawing, to a neighboring intermediate diameter. of 1 mm.
  • the steel used is a carbon steel of the high-tensile type (HT for "High Tensile") whose carbon content is about 0.82%, with about 0.5% manganese, the rest consisting of iron and usual unavoidable impurities related to the steelmaking process.
  • HT high-tensile type
  • the intermediate diameter son undergo a degreasing treatment and / or pickling, before further processing.
  • a degreasing treatment and / or pickling After deposition of a brass coating on these intermediate son, is carried on each wire a so-called “final” work hardening (ie, after the last patenting heat treatment), by cold drawing in a humid medium with a lubricant wire drawing which is for example in the form of an aqueous emulsion or dispersion.
  • the steel wires thus drawn have the diameter ⁇ and the following mechanical properties:
  • the brass coating that surrounds the son has a very small thickness, significantly less than one micrometer, for example of the order of 0.15 to 0.30 microns, which is negligible compared to the diameter of the steel son.
  • the two layered cables according to the invention thus obtained, referenced CI and C-2, have the construction, the external diameter ⁇ e (advantageously less than 1.5 mm in both cases) and the mechanical properties summarized in the table. 2 below (resistance Rm here calculated on the only metal section of the cable, contribution removed from the layer Ci):
  • the CI cable (1 + 6), as shown diagrammatically in FIG. 2, is formed of 7 son in total. It comprises a core Ci formed of sheathed core wire, the diene elastomer composition being deposited via an extrusion head at a temperature of 90-100 ° C. This layer Ci is surrounded by a cylindrical outer layer of 6 metal wires themselves wound helically (direction S) around the core, in a pitch p 2 equal to 7.0 mm (ie a helix angle about 23 °).
  • the cable C-2 is formed of 8 son in total. It comprises an inner layer Ci surrounded by a cylindrical outer layer of 7 metal wires wound together in a helix (direction S) around the core, in a pitch p 2 equal to 5.1 mm (ie a helical angle d approximately 24 °). In both cases, the rubber sheath has an average thickness of about 50 microns.
  • the N wires of the outer layer Ce are not in direct contact with each other. the sheath gum, which of course promotes their structural elongation. It is also clear that the structure of this cable of the invention gives it a very airy character making it penetrable from the outside, for example by gum or any other polymeric matrix.
  • the diene elastomer composition (based on natural rubber and carbon black) constituting the sheathing gum of the cable of the invention has the same formulation as that of the protective crown layer that the cable CI is intended to reinforce in the following essay.
  • the high-density elastic cable C-2 (advantageously having an external diameter of less than 1.0 mm) satisfying even the most preferential characteristics hereafter:
  • the IC cable of the invention has been incorporated by calendering into a composite fabric formed of a known composition based on natural rubber and carbon black as a reinforcing filler, conventionally used for the manufacture of belt protection plies. Heavy-duty tires.
  • This composition essentially comprises, in addition to the elastomer and the reinforcing filler (carbon black), an antioxidant, stearic acid, an extension oil, cobalt naphthenate as adhesion promoter, finally a vulcanization system (sulfur, accelerator, ZnO); its ElO module is of the order of 6 MPa. It was compared to a conventional control strand cable of construction 3 (1 + 5) 0.23 formed of 18 metal wires having a diameter of 0.23 mm.
  • This cable noted below C-3 has been schematized in FIG. 4. It consists of 3 strands (30) twisted together (direction S) in a pitch of 6 mm, each elementary strand consisting of a layer of construction cable (1 + 5) formed of 6 identical threads (32) and the outer layer of 5 wires was assembled (direction S) in a pitch of 4.0 mm.
  • the torsion helix angle depending on the wire considered and its position in the cable, may exceed 40 °.
  • control cable C-3 The properties of control cable C-3 are shown in Table 3 below:
  • FIGs. 2, 3 and 4 appended were shown substantially on the same scale to illustrate the difference in significant bulkiness existing between the two cables of the invention CI and C-2 on the one hand, and a conventional strand cable such as the cable C-3 of FIG. 4, on the other hand.
  • the composite fabrics reinforced by these cables CI and C-3 comprise a rubber matrix formed of two thin layers of rubber which are superimposed on both sides of the cables and which have a thickness of 0.7 mm (CI cable) respectively. or 0.8 mm (C-3 cable).
  • the calender pitch (no laying of the cables in the rubber fabric) is 2.25 mm (C-I cable) or 2.50 mm (C-3 cable).
  • the P-I tires reinforced by the cables C-I of the invention are the tires according to the invention.
  • the P-3 tires reinforced by the C-3 cables constitute the control tires of the prior art; they constitute, because of their recognized performance, a witness of choice for this test.
  • the tires PI and P-3 are identical except for the cables that reinforce the protective layer (single) of their belt.
  • This belt (referenced 46 in Fig. 5) is for example, in known manner, consisting of two triangulation half-plies reinforced with conventional metal cables inclined 65 degrees, surmounted by two "superimposed” working plies crossed. These working plies are reinforced by equally conventional, inextensible, metal cables arranged substantially parallel to each other. one with respect to the others and inclined by 26 degrees (radially internal layer) and 18 degrees (radially external layer).
  • the two working plies are covered by a single protective ply reinforced by the elastic metal cables tested (respectively CI and C-3), these cables being inclined by 18 degrees. All angles of inclination indicated are measured relative to the median circumferential plane.
  • the test is stopped and then the tires tested are peeled off.
  • the number of perforations in the tread is then counted for each tire, and the degree of corrosion experienced by the tested cables is evaluated qualitatively (by visual observation and then given a rating).
  • the tires PI reinforced by the cables of the invention under the very severe conditions of rolling imposed on them, have a significantly improved endurance compared to the control tires P-3: the number of perforations is reduced by 16. % in the tread, corrosion is reduced by 20%.
  • Table 4 shows the results obtained (in relative units, base 100 on the control cable) in terms of average air flow (average over 10 measurements) and number of measurements corresponding to a zero air flow rate.
  • the CI cable of the invention is the one which, by far, has the lowest air permeability (zero or virtually zero average airflow) and therefore the highest rubber penetration rate counts. given its specific construction and its in situ scrub.
  • the cable of the invention can significantly improve the endurance of tire belts, particularly vis-à-vis shocks, perforation and corrosion risks.
  • this cable of the invention is used in this case as it is by simple “filamentary” winding, or previously arranged in different strips, layers, or rubber sheets, the latter being external or radially in relation to the webs or crossed layers of said tires.
  • the cable of the invention can also be used to reinforce parts of tires other than their belts, in particular carcass reinforcement, low tire zones, and finally any part of the tire which usually uses, for its reinforcement, cables with high elasticity.
  • HE type HE type.
  • the invention also relates to any multi-strand steel cable whose structure incorporates at least, as elementary strand, at least one two-layer cable according to the invention.

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Abstract

Câble composite (C-I) métal-textile élastique à deux couches (Ci, Ce) de construction 1+N qui est formé d'un noyau ou couche interne (Ci) comportant un fil d'âme textile (10) de diamètre d<SUB>1</SUB>, et une couche externe métallique (Ce) de N fils (12) de diamètre d<SUB>2</SUB> enroulés ensemble en hélice selon un pas p<SUB>2</SUB> autour de la couche Ci, ledit câble étant caractérisé en ce qu'il présente les caractéristiques suivantes (p<SUB>2</SUB> en mm) :-As > 1,0 % ; At > 4,0 % ; Af > 6,0 % ; d<SUB>1</SUB>, > 1,1 d<SUB>2</SUB> ; 4 < P<SUB>2</SUB> < 14; 1 le fil d'âme (10) est une fibre textile, et il est enrobé d'une gaine de composition d'élastomère diénique (11), As étant l'allongement structural du câble composite, At son allongement total à la rupture, et Af étant l'allongement à la rupture de la fibre textile. Utilisation d'un tel câble pour le renforcement des pneumatiques, par exemple dans la ceinture de ces pneumatiques.

Description

CABLE COMPOSITE ELASTIQUE POUR PNEUMATIQUE
La présente invention est relative aux câbles métalliques du type "élastiques" (i.e., à haute élongation), utilisables notamment pour le renforcement d'articles en caoutchouc tels que des pneumatiques. Elle se rapporte plus particulièrement à l'utilisation de tels câbles dans les armatures de renforcement du sommet de tels pneumatiques.
Un pneumatique à armature de carcasse radiale, de manière connue, comporte une bande de roulement, deux bourrelets inextensibles, deux flancs reliant les bourrelets à la bande de roulement et une armature de sommet ou "ceinture" disposée circonférentiellement entre l'armature de carcasse et la bande de roulement, cette ceinture étant constituée de diverses nappes ou couches de caoutchouc comportant ou non des éléments de renforcement ("renforts") tels que des câbles ou des monofilaments, du type métalliques ou textiles.
Ladite ceinture de pneumatique est généralement constituée d'au moins deux nappes ou couches de ceinture superposées, qualifiées généralement de nappes "de travail" ou nappes "croisées", dont les câbles de renforcement, en général métalliques, sont disposés pratiquement parallèles les uns aux autres à l'intérieur d'une couche, mais croisés d'une couche à l'autre (c'est-à-dire inclinés, symétriquement ou non, par rapport au plan circonférentiel médian) d'un angle qui est généralement compris entre 10° et 45° selon le type de pneu considéré. Ces couches ou nappes croisées peuvent être complétées par diverses autres nappes ou couches de caoutchouc auxiliaires comportant ou non des renforts.
En particulier, de manière bien connue, la ceinture peut comporter par exemple une ou plusieurs nappes ou couches sommet dites "de protection", situées sous la bande de roulement et surmontant la ou les nappes sommet de travail, chargées de protéger le reste de la ceinture des agressions externes, déchirures ou autres perforations. C'est par exemple le cas général dans les ceintures des pneumatiques pour véhicules Poids-lourd ou Génie civil.
Ces nappes ou couches de protection doivent être suffisamment souples et déformables pour, d'une part, épouser au mieux la forme de l'obstacle sur lequel la ceinture appuie lors du roulage, et, d'autre part s'opposer à la pénétration de corps étrangers radialement à l'intérieur de celle-ci. La satisfaction de tels critères exige, de manière connue, l'utilisation dans ces couches de protection de renforts ou câbles présentant une haute élasticité ainsi qu'une énergie à la rupture élevée.
On utilise habituellement des câbles d'acier (en anglais "steel cords") dits "à torons" {"strand cords") (qualifiés aussi de câbles "HE" pour haute élongation), qui sont assemblés par la technique connue de toronnage et constitués d'une pluralité de torons métalliques retordus ensemble en hélice, chaque toron comportant plusieurs (trois ou plus) fils d'acier également enroulés ensemble en hélice.
De tels câbles élastiques à torons ont été décrits dans un grand nombre brevets ou demandes de brevet (voir par exemple US 3 686 855, US 4 176 705, WO 2004/003287 ou US 2005/0183808), en particulier pour renforcer des nappes sommet de protection de pneumatiques pour véhicules industriels tels que Poids-lourd ou Génie civil (voir par exemple US 5 843 583, US 6 475 636, WO 2004/003287 ou US 2005/0183808, WO 2004/033789 ou US 7 089 726, WO 2005/014925 ou US 2006/0179813).
Un inconvénient bien connu de ces câbles à torons est qu'ils sont coûteux, ceci à double titre : d'une part, ils sont préparés en deux étapes, à savoir par fabrication préalable des torons puis assemblage par retordage de ces torons ; d'autre part, ils nécessitent généralement une torsion élevée de leurs fils (soit des pas d'hélice très courts), torsion certes indispensable pour leur conférer l'élasticité souhaitée mais impliquant des vitesses de fabrication réduites. Cet inconvénient se répercute bien entendu sur le coût des pneumatiques eux-mêmes.
Un autre inconvénient général de ces câbles élastiques à torons est leur encombrement (diamètre externe) important. Or, un objectif majeur d'un manufacturier de pneumatiques voulant réduire la résistance au roulement desdits pneumatiques, et donc l'hystérèse entre autres des ceintures de pneumatiques, est aujourd'hui de diminuer l'épaisseur des tissus de renforcement composites utilisés dans ces ceintures, en particulier grâce à la mise au point de câbles à plus forte compacité.
Poursuivant leurs recherches, les Demanderesses ont découvert un câble élastique nouveau, à compacité élevée, qui non seulement permet de pallier les inconvénients précités des câbles élastiques à torons, mais améliore encore l'endurance des ceintures des pneumatiques.
En conséquence, un premier objet de l'invention est un câble composite métal-textile, élastique, à deux couches (Ci, Ce), de construction 1+N, qui est formé d'un noyau ou couche interne (Ci) comportant un fil d'âme textile de diamètre d\, et une couche externe métallique (Ce) de N fils de diamètre d2 enroulés ensemble en hélice selon un pas p2 autour de la couche interne Ci, ledit câble étant caractérisé en ce qu'il présente en outre les caractéristiques suivantes combinées (p2 en mm) :
- As > 1,0 % ; At > 4,0 % ; Af > 6,0 % ; d, > 1,1 d2 ; 4 < p2 < 14 ;
1 le fil d'âme est une fibre textile, et il est enrobé d'une gaine de composition d'élastomère diénique, As étant l'allongement structural du câble composite, At son allongement total à la rupture, et Af étant l'allongement à la rupture de la fibre textile.
Ce câble à deux couches appartient à la famille générique des câbles composites (ou hybrides) métal -textile à deux couches, de construction 1+N, comportant un noyau en polymère et une couche externe métallique de N fils individuels (voir à titre d'exemples GB 1 100 686, FR 2 260 660 ou US 3 977 174, US 2003/0051788).
Grâce à sa construction spécifique, le câble de l'invention présente une haute élasticité combinée à une compacité élevée, une excellente pénétrabilité par le caoutchouc favorisant sa résistance à la corrosion. Il est simple à préparer, peut être fabriqué en une seule étape et présente un coût industriel réduit. Grâce à sa couche interne spécifique, des torsions modérées peuvent être utilisés sur les N fils de sa couche externe.
L'invention concerne également tout tissu composite comportant une matrice en matière plastique et/ou en caoutchouc renforcée par un câble selon l'invention.
L'invention concerne également l'utilisation d'un tel câble comme élément de renforcement d'articles ou de produits semi-finis en matière plastique et/ou en caoutchouc, lesdits articles ou produits étant notamment destinés à tout système de liaison au sol des véhicules automobiles, tels que pneumatiques, appuis internes de sécurité pour pneumatiques, roues, ressorts en caoutchouc, articulations élastomériques, autres éléments de suspension et antivibratoire, ainsi que ces articles ou produits semi-finis eux-mêmes.
Les pneumatiques de l'invention peuvent être destinés à des véhicules du type tourisme, 4x4, "SUV" {Sport Utility Vehicles), mais également à des véhicules deux-roues tels que motos, ou à des véhicules industriels choisis parmi camionnettes, "Poids-lourd" - i.e., métro, bus, engins de transport routier (camions, tracteurs, remorques), véhicules hors-la-route -, engins agricoles ou de Génie civil, avions, autres véhicules de transport ou de manutention.
Le câble de l'invention est tout particulièrement destiné à être utilisé comme élément de renforcement d'une ceinture de pneumatique destiné en particulier aux véhicules ci-dessus.
L'invention ainsi que ses avantages seront aisément compris à la lumière de la description et des exemples de réalisation qui suivent, ainsi que des figures 1 à 5 relatives à ces exemples qui schématisent, respectivement :
- une courbe force-allongement d'un câble élastique conforme à l'invention (Fig. 1) ; en coupe transversale, deux câbles élastiques de construction 1+N conformes à l'invention, utilisables par exemple dans une ceinture d'un pneumatique pour véhicule tourisme, camionnette ou Poids-lourd (Fig. 2 et Fig. 3) ;
- en coupe transversale, un câble à torons élastique conventionnel, de construction 3(1+5), utilisable également dans une ceinture d'un tel pneumatique (Fig. 4) ;
- en coupe radiale, et dans une représentation très générale, une enveloppe de pneumatique à armature de carcasse radiale, par exemple pour véhicule tourisme, camionnette ou Poids-lourd, pouvant incorporer dans sa ceinture un câble conforme à l'invention (Fig. 5).
I. MESURES ET TESTS
I- 1. Mesures dvnamométriques
Pour ce qui concerne les fils et câbles métalliques, les mesures de force à la rupture notée Fm (charge maximale en N), de résistance à la rupture notée Rm (en MPa), et d'allongement total à la rupture (noté At) (allongement relatif en %) sont effectuées en traction, selon la norme ISO 6892 (1984). On enregistre la courbe Force-Elongation (Force- Allongement) des câbles testés, sous une précontrainte initiale standard de 13 MPa, courbe à partir de laquelle peuvent être déduites les valeurs d'allongement structural (noté As) et d'allongement élastique (noté Ae) du câble (allongements relatifs en %), comme schématisé par exemple à la Fig. 1.
En ce qui concerne les fibres, les propriétés mécaniques en extension sont mesurées de manière connue à l'aide d'une machine de traction " INSTRON" (pinces "4D"). Chaque élément de fibre textile subit une traction (sous une prétension initiale standard de 0,5 cN/tex), sur une longueur initiale de 400 mm à une vitesse nominale de 200 mm/min, après un conditionnement préalable d'au moins 24 heures dans une atmosphère standard (selon norme européenne DIN EN 20139 ; température de 20 ± 2°C ; hygrométrie de 65 ± 2 %). L'allongement relatif à la rupture de la fibre (Af) est indiqué en pourcentage (%).
Quant aux compositions de caoutchouc, leurs mesures de module sont effectuées en traction, sauf indication différente selon la norme ASTM D 412 de 1998 (éprouvette "C") : on mesure en seconde élongation (c'est-à-dire après un cycle d'accommodation) le module sécant "vrai" (c'est-à-dire ramené à la section réelle de l'éprouvette) à 10% d'allongement relatif, noté ElO et exprimé en MPa (conditions normales de température et d'hygrométrie selon la norme ASTM D 1349 de 1999).
1-2. Test de perméabilité à l'air Le test de perméabilité à l'air constitue un moyen simple de mesure indirecte du taux de pénétration du câble par une composition de caoutchouc. Il est réalisé sur des câbles extraits directement, par décorticage, des nappes de caoutchouc vulcanisées qu'ils renforcent, ces câbles étant donc pénétrés par le caoutchouc cuit.
Le test est réalisé sur une longueur de câble déterminée (par exemple 2 cm) de la manière suivante: on envoie de l'air à l'entrée du câble, sous une pression donnée (par exemple 1 bar), et on mesure le volume d'air à la sortie, à l'aide d'un débitmètre ; pendant la mesure l'échantillon de câble est bloqué dans un joint étanche de telle manière que seule la quantité d'air traversant le câble d'une extrémité à l'autre, selon son axe longitudinal, est prise en compte par la mesure. Le débit mesuré est d'autant plus faible que le taux de pénétration du câble par le caoutchouc est plus élevé.
IL DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
II- 1. Câble de l'invention
Le câble composite (métal-textile) à deux couches (Ci, Ce) de l'invention, de construction 1+N, est formé d'un noyau ou couche interne (Ci) comportant un fil d'âme textile de diamètre di, et une couche externe métallique (Ce) de N fils de diamètre d2 enroulés ensemble en hélice selon un pas p2 autour de la couche Ci ; il présente en outre les caractéristiques suivantes combinées (p2 en mm) :
" As > 1,0 % ; At > 4,0 % ; Af > 6,0 % ; di > 1,1 d2 ; 4 < p2 < 14 ; " le fil d'âme est une fibre textile, et il est enrobé d'une gaine de composition d'élastomère diénique,
As étant l'allongement structural du câble composite, At son allongement total à la rupture, et Af étant l'allongement à la rupture de la fibre textile.
En d'autres termes, le câble de l'invention est gommé intérieurement ("gommé in situ") : son fil d'âme et sa couche Ce sont séparés radialement par une épaisseur minimale (ou gaine) de composition d'élastomère diénique. Sauf revêtement Ç'coating") ultérieur par un autre caoutchouc ou polymère, le câble de l'invention est donc, en tant que tel, dépourvu de gomme ou toute autre gaine de polymère à sa périphérie (i.e., autour des N fils individuels constituant sa couche externe Ce), tel qu'il est représenté par exemple aux Fig. 2 et 3 annexées qui seront commentées en détail ultérieurement. Le câble de l'invention est un câble dit du type "élastique" (ou "haute élongation"), c'est-à- dire un câble vérifiant par définition, dans la présente demande, au moins les deux caractéristiques suivantes :
As > 1,0 % ; At > 4,0 %.
On rappelle que de manière bien connue de l'homme du métier (voir par exemple documents US 5 843 583 et WO 2005/014925 précités), l'allongement total à la rupture (At) d'un câble métallique élastique est la somme de trois allongements distincts (At = As + Ae + Ap) :
- un allongement structural As, résultant de la construction, aération même du câble et de son élasticité propre, le cas échéant d'une préformation imposée à un ou plusieurs de ces fils constitutifs ;
- un allongement élastique Ae, résultant de l'élasticité même du métal des fils métalliques, pris individuellement (loi de Hooke) ; un allongement plastique Ap, résultant de la plasticité (déformation irréversible au- delà de la limite d'élasticité) du métal de ces fils métalliques pris individuellement.
Ainsi, une courbe de traction (ou courbe Force-Elongation) d'un tel câble se caractérise par trois zones de modules (pentes) bien différentes, comme illustré à la Fig. 1. On voit bien sur cette courbe de traction (référencée 1) :
une première zone (2) de pente(s) faible(s) pour les faibles allongements, correspondant à la partie structurale de l'allongement ; - une deuxième zone (3) de pente sensiblement constante et forte pour les allongements supérieurs, correspondant à la partie élastique de l'allongement (loi de Hooke) ;
- enfin une troisième zone (4) dans laquelle le module (tangente à la courbe de traction) diminue avec l'augmentation d'allongement, correspondant à la partie plastique de l'allongement.
Par convention reconnue de l'homme du métier, l'allongement structural As est défini, sur la courbe Force-Elongation, comme le point d'intersection (5) entre l'abscisse (axe de l'élongation) et la tangente (6) à la partie élastique (3) de la courbe de traction (1). Les allongements As+Ae (7) et l'allongement total At (8) se déduisent aisément de la courbe comme indiqué à la Fig. 1.
De préférence, dans le câble de l'invention, on a les relations suivantes qui sont vérifiées :
- As > 1,5 % ; At > 4,5 %. Plus préférentiellement encore, on a les relations :
- As > 2,0 % ; At > 5,5 %.
Dans le câble de l'invention, le rapport di/d2 doit être supérieur à 1,1, préférentiellement supérieur à 1,3. Si l'âme textile est trop petite par rapport au diamètre des fils métalliques, la désaturation de la couche externe Ce est insuffisante, son aération structurale comme ses valeurs d'allongements As et At sont trop faibles ; il existe en outre des risques d'instabilité et d'irrégularité de l'assemblage ; tout ceci ne permet pas d'atteindre le niveau d'endurance minimal visé. D'autre part, selon les applications concernées, une âme textile trop grosse peut nuire à la compacité et au coût du câble par unité de section, finalement à son encombrement dans le composite ou tissu qu'il est destiné à renforcer. Pour toutes les raisons indiquées ci- dessus, le rapport di/d2 est de préférence compris entre 1,3 et 3,0, plus préférentiellement encore compris dans un domaine de 1,5 à 2,5.
La couche interne Ci du câble, appelée couramment "noyau" ("core") par l'homme du métier, comporte donc une fibre textile enrobée d'une gomme de gainage.
Par fibre textile, on entend ici et de manière générale tout type de fil textile, synthétique ou naturel, qu'il soit à l'état de monofil c'est-à-dire d'un filament élémentaire (unitaire) de diamètre relativement élevé (par exemple égal ou supérieur à 50 μm), ou à l'état de fibre multifilamentaire ("yarn" en anglais) comportant une pluralité de filaments élémentaires de diamètre relativement faible (par exemple inférieur à 50 μm), lesdits monofils ou fibres multifilamentaires pouvant être torsadés (i.e., pourvus d'une torsion) ou non torsadés (i.e., dépourvus de torsion), ladite fibre multifilamentaire pouvant être elle-même élémentaire ("single yarn") ou résultant de l'assemblage de plusieurs brins élémentaires, eux-mêmes torsadés ou non. La définition précédente s'applique à un fil à l'état brut comme à un fil traité, comportant par exemple un système adhésif pour caoutchouc.
La fibre textile choisie doit présenter, à l'état initial (avant fabrication du câble) comme à l'état final (après fabrication du câble, donc sous sa forme gainée), un allongement à la rupture Af supérieur à 6%, sans quoi l'allongement structural As du câble est insuffisant et ses propriétés d'endurance dégradées. Pour cette raison, on préfère que Af soit supérieur à 8%, plus préférentiellement supérieur à 10%. De telles caractéristiques excluent par exemple les fibres textiles à très haut module et à faible allongement à la rupture telles que les fibres aramide.
Pour les raisons indiquées ci-dessus, la fibre textile de l'âme est choisie de préférence dans le groupe constitué par les fibres en polyester thermoplastique (tel que par exemple PET ou PEN), en polyamide thermoplastique (tel que par exemple polyamide ou Nylon® 6-6), en cellulose (telle que rayonne), et les mélanges de telles fibres.
On préfère tout particulièrement utiliser une fibre en polyester thermoplastique, notamment en PET (polyéthylène téréphtalate) ou en PEN (polyéthylène naphtalate).
De préférence, le titre de la fibre textile est compris entre 100 et 300 tex (poids en grammes de 1000 mètres de fibre - rappel : 0,1 11 tex est égal à 1 denier), plus préférentiellement compris entre 150 et 250 tex. Ce titre est déterminé sur échantillon de 50 m, par pesée de cette longueur de fibre, après un conditionnement préalable pendant au moins 24 heures, dans une atmosphère standard (norme DIN EN 20139).
De préférence cette fibre textile est une fibre multifilamentaire. Ses filaments élémentaires ont un diamètre préférentiellement compris entre 5 et 50 μm, plus préférentiellement entre 10 et 30 μm.
Cette fibre multifilamentaire est encore plus préférentiellement pourvue de torsion :
- qu'elle soit constituée d'un seul brin encore appelé "filé" ("single yam") ; dans ce cas, ses filaments élémentaires sont tordus sur eux-mêmes par un procédé dit de surtordage pour former ce que l'on a coutume d'appeler un "surtors" ("folded yam"), ou
- qu'elle soit constituée de plusieurs brins ; dans ce cas, ce sont les brins qui sont tordus entre eux par une opération dite de retordage pour former un "retors" textile ("cord" ou "plied yarn").
La torsion permet avantageusement de moduler l'allongement structural As du câble et sa rigidité (partie initiale de sa courbe force-allongement), en fonction de l'application visée. Ainsi, de préférence, les filaments élémentaires de la fibre multifilamentaire présentent une torsion comprise entre 50 et 500 tours/mètre, plus préférentiellement comprise entre 150 et 450 tours/mètre.
Un autre avantage d'une fibre multifilamentaire est qu'elle s'est révélée, dans le câble de l'invention, conserver sa tension après fabrication du câble, contrairement au cas d'un monofil qui a tendance à se relaxer. Une prétension mécanique maintenue sur l'âme va retarder le travail mécanique de la couche externe métallique, ce qui peut constituer avantageusement une réserve d'allongement par exemple pour la nappe ou le tissu caoutchouté que le câble est destiné à renforcer dans le pneumatique de l'invention. Selon un mode de réalisation préféré, la fibre textile est incorporée sous une forme encollée, c'est-à-dire qu'elle comporte déjà une couche adhésive, par exemple une colle du type RFL (résorcinol formol latex) ou composition adhésive équivalente, destinée à favoriser son adhésion à la composition d'élastomère diénique de la gomme de gainage.
Le diamètre di de l'âme ou fibre textile est de préférence compris entre 0,2 et 1,5 mm, plus préférentiellement compris entre 0,3 et 1 mm. •
La fibre textile précédemment décrite est donc enrobée d'une gaine de composition d'élastomère (ou caoutchouc, les deux étant synonymes) du type diénique, appelée aussi "gomme de gainage" dans la présente demande.
Les élastomères diéniques peuvent être classés de manière connue en deux catégories, ceux dits essentiellement insaturés et ceux dits essentiellement saturés. C'est ainsi, par exemple, que les caoutchoucs butyle ou les copolymères de diènes et d'alpha-oléfines type EPDM entrent dans la définition d'élastomères diéniques essentiellement saturés (taux de motifs d'origine diénique faible ou très faible, toujours nettement inférieur à 15%).
Bien qu'elle soit applicable à tout type d'élastomère diénique, la présente invention est préférentiellement mise en œuvre avec un élastomère diénique du type fortement insaturé. Cet élastomère diénique est plus préférentiellement choisi dans le groupe constitué par les polybutadiènes (BR), le caoutchouc naturel (NR), les polyisoprènes de synthèse (IR), les différents copolymères de butadiène, les différents copolymères d'isoprène, et les mélanges de ces élastomères, de tels copolymères étant notamment choisis dans le groupe constitué par les copolymères de butadiène-styrène (SBR), que ces derniers soient préparés par polymérisation en émulsion (ESBR) comme en solution (SSBR), les copolymères d'isoprène-butadiène (BIR), les copolymères d'isoprène-styrène (SIR) et les copolymères d'isoprène-butadiène- styrène (SBIR).
Un mode de réalisation particulièrement préférentiel consiste à utiliser un élastomère "isoprénique", c'est-à-dire un homopolymère ou un copolymère d'isoprène, en d'autres termes un élastomère diénique choisi dans le groupe constitué par le caoutchouc naturel (NR), les polyisoprènes de synthèse (IR), les différents copolymères d'isoprène et les mélanges de ces élastomères. L'élastomère isoprénique est de préférence du caoutchouc naturel ou un polyisoprène de synthèse du type cis-1,4. Parmi ces polyisoprènes de synthèse, sont utilisés de préférence des polyisoprènes ayant un taux (% molaire) de liaisons cis-1,4 supérieur à 90%, plus préférentiellement encore supérieur à 98%. Selon d'autres modes de réalisation préférentiels, l'élastomère diénique peut être constitué, en tout ou partie, d'un autre élastomère diénique tel que, par exemple, un élastomère SBR utilisé en coupage ou non avec un autre élastomère, par exemple du type BR. La gomme de gainage peut contenir un seul ou plusieurs élastomère(s) diénique(s), ce(s) dernier(s) pouvant être utilisé(s) en association avec tout type d'élastomère synthétique autre que diénique, voire avec des polymères autres que des élastomères.
La gomme de gainage est du type réticulable ou réticulée, c'est-à-dire qu'elle comprend par définition un système de réticulation adapté pour permettre la réticulation (durcissement) de la composition lors de sa cuisson ultérieure dans l'article fini (par exemple pneumatique). De préférence, le système de réticulation de la gaine de caoutchouc est un système dit de vulcanisation, c'est-à-dire à base de soufre (ou d'un agent donneur de soufre) et d'un accélérateur primaire de vulcanisation. A ce système de vulcanisation de base peuvent s'ajouter divers accélérateurs secondaires ou activateurs de vulcanisation connus. Le soufre est utilisé à un taux préférentiel compris entre 0,5 et 10 pce, plus préférentiellement compris entre 1 et 8 pce, l'accélérateur primaire de vulcanisation, par exemple un sulfénamide, est utilisé à un taux préférentiel compris entre 0,5 et 10 pce, plus préférentiellement compris entre 0,5 et 5,0 pce.
La gomme de gainage peut comporter également, outre ledit système de réticulation, tout ou partie des additifs habituellement utilisés dans les matrices de caoutchouc destinées à la fabrication de pneumatiques, tels que par exemple des charges renforçantes comme le noir de carbone ou des charges inorganiques comme la silice, des agents de couplage, des agents antivieillissement, des antioxydants, des agents plastifiants ou des huiles d'extension, que ces derniers soient de nature aromatique ou non-aromatique (notamment des huiles très faiblement ou non aromatiques, par exemple du type naphténiques ou paraffiniques, à haute ou de préférence à basse viscosité, des huiles MES ou TDAE), des résines plastifiantes à haute Tg supérieure à 300C, des agents facilitant la mise en œuvre (processabilité) des compositions à l'état cru, des résines tackifiantes, des agents antiréversion, des accepteurs et donneurs de méthylène tels que par exemple HMT (hexaméthylènetétramine) ou H3M (hexaméthoxyméthylmélamine), des résines renforçantes (tels que résorcinol ou bismaléimide), des systèmes promoteurs d'adhésion connus du type sels métalliques par exemple, notamment sels de cobalt ou de nickel.
Le taux de charge renforçante, par exemple du noir de carbone ou une charge inorganique renforçante telle que silice, est de préférence supérieur à 50 pce, par exemple compris entre 60 et 140 pce. Il est plus préférentiellement supérieur à 70 pce, par exemple compris entre 70 et 120 pce.
Comme noirs de carbone conviennent tous les noirs de carbone, notamment les noirs du type HAF, ISAF, SAF conventionnellement utilisés dans les pneumatiques (noirs dits de grade pneumatique). Parmi ces derniers, on citera plus particulièrement les noirs de carbone de grade (ASTM) 300, 600 ou 700 (par exemple N326, N330, N347, N375, N683, N772). Comme charges inorganiques renforçantes conviennent notamment des charges minérales du type silice (Siθ2), notamment les silice précipitées ou pyrogénées présentant une surface BET inférieure à 450 m2/g, de préférence de 30 à 400 m2/g.
L'homme de l'art saura, à la lumière de la présente description, ajuster la formulation de la gomme de gainage afin d'atteindre les niveaux de propriétés (notamment module d'élasticité) souhaités, et adapter la formulation à l'application spécifique envisagée.
La formulation de la gomme de gainage peut être choisie identique ou non à la formulation de la matrice de caoutchouc que les câbles de l'invention sont destinés à renforcer, l'essentiel étant qu'il n'y ait pas de problème de compatibilité entre les matériaux respectifs. De préférence, la gomme de gainage présente, à l'état réticulé, un module sécant en extension ElO (à 10% d'allongement) compris entre 4 et 25 MPa, plus préférentiellement entre 4 et 20 MPa ; des valeurs comprises notamment entre 5 et 12 MPa se sont révélées convenir particulièrement pour le renforcement des ceintures de pneumatiques.
La gaine de caoutchouc entourant le fil d'âme a une épaisseur minimale qui est de préférence supérieure à lOμm, plus préférentiellement supérieure à 20 μm, et une épaisseur maximale de préférence inférieure à 200 μm, plus préférentiellement inférieure à 100 μm, ceci en tout point de la couche interne (Ci).
Son épaisseur moyenne est de préférence comprise entre 25 et 75 μm, plus préférentiellement comprise entre 40 et 60 μm, ceci quel que soit le diamètre de l'âme textile dj. Ce domaine préférentiel de valeurs s'est révélé un très bon compromis en termes de faisabilité, compacité, coût, particulièrement de la caractéristique As essentielle pour la performance et l'endurance du câble en pneumatique.
En d'autres termes, compte tenu de la plage de variation du diamètre di du fil d'âme, la couche interne Ci (constituée, rappelons-le, du fil d'âme et de la gomme de gainage qui entoure ledit fil) a un diamètre qui est de préférence compris entre 0,2 et 1,7 mm, plus préférentiellement compris entre 0,3 et 1,1 mm.
La couche externe métallique (Ce) est donc constitué de N fils individuels, de diamètre d2, enroulés ensemble en hélice selon un pas p2 autour de la couche Ci précédemment décrite, ledit pas p2 étant compris entre 4 et 14 mm. On rappelle ici que, de manière bien connue, le pas « p » représente la longueur, mesurée parallèlement à l'axe du câble, au bout de laquelle un fil ayant ce pas effectue un tour complet autour dudit axe du câble. Un pas p2 trop court (inférieur à 4 mm) est nuisible à l'allongement structural du câble de l'invention ; on se heurte par ailleurs à un problème de faisabilité avec des risques de défaut d'assemblage. Un pas p2 trop important (supérieur à 14 mm) est préjudiciable à l'élasticité du câble. Pour toutes ces raisons, le pas p2 est de préférence compris entre 5 et 12 mm, encore plus préférentiellement compris dans un domaine de 6 à 10 mm.
De préférence les N fils de la couche Ce sont tous métalliques, étant entendu toutefois que l'invention s'applique également aux cas où une fraction minoritaire d'entre eux serait remplacée par un ou plusieurs fil(s) d'une nature différente, autre que métallique.
Les N fils de la couche Ce ont un diamètre d2 qui est de préférence compris entre 0,15 et 0,45 mm, plus préférentiellement compris entre 0,20 et 0,40 mm.
Selon un mode préférentiel de l'invention, le sens de torsion (Z ou S) de la couche Ce métallique (Le., celui de ses N fils) est le même (respectivement Z ou S) que celui de l'âme textile (i.e., de ses filaments élémentaires) de la couche Ci lorsque ladite âme est une fibre multifilamentaire pourvue de torsion. On a constaté qu'une telle configuration était encore plus favorable à l'allongement structural As du câble.
Selon un autre mode préférentiel, afin d'obtenir d'une part un allongement structural As plus élevé et d'autre part une meilleure pénétrabilité du câble de l'invention par une matrice de polymère quelconque en favorisant ainsi sa résistance à la corrosion, on préfère que la couche externe Ce soit une couche dite "insaturée" ou "incomplète", c'est-à-dire que, par définition, il existe suffisamment de place dans cette couche tubulaire Ce pour y ajouter au moins un
(N+l)ème fil de diamètre d2, plusieurs des N fils se trouvant éventuellement au contact les uns des autres. Réciproquement, cette couche tubulaire Ce serait qualifiée de "saturée" ou
"complète" s'il n'existait pas suffisamment de place dans cette couche pour y ajouter au moins un (N+l)ème fil de diamètre d2.
De préférence, le taux d'insaturation de la couche externe Ce est tel que l'on ne peut y ajouter que un ou deux fils, plus préférentiellement encore qu'un seul fil supplémentaire de diamètre d2.
Les fils métalliques de la couche. Ce sont préférentiellement en acier, plus préférentiellement en acier perlitique (ou ferrito-perlitique) au carbone désigné ci-après par "acier au carbone", ou encore en acier inoxydable (par définition, acier comportant au moins 1 1% de chrome et au moins 50% de fer). Mais il est bien entendu possible d'utiliser d'autres aciers ou d'autres alliages.
Lorsqu'un acier au carbone est utilisé, sa teneur en carbone est de préférence comprise entre 0,4% et 1,2%, notamment entre 0,5% et 1,1%. Elle est plus préférentiellement comprise entre 0,6% et 1,0% (% en poids d'acier), une telle teneur représentant un bon compromis entre les propriétés mécaniques requises pour le composite et la faisabilité des fils.
Le métal ou l'acier utilisé, qu'il s'agisse en particulier d'un acier au carbone ou d'un acier inoxydable, peut être lui-même revêtu d'une couche métallique améliorant par exemple les propriétés de mise en œuvre du câble métallique et/ou de ses éléments constitutifs, ou les propriétés d'usage du câble et/ou du pneumatique eux-mêmes, telles que les propriétés d'adhésion, de résistance à la corrosion ou encore de résistance au vieillissement.
Selon un mode de réalisation préférentiel, l'acier utilisé est recouvert d'une couche de laiton (alliage Zn-Cu) ou de zinc ; on rappelle que lors du procédé de fabrication des fils, le revêtement de laiton ou de zinc facilite le tréfilage du fil, ainsi que le collage du fil avec le caoutchouc. Mais les fils pourraient être recouverts d'une fine couche métallique autre que du laiton ou du zinc, ayant par exemple pour fonction d'améliorer la résistance à la corrosion de ces fils et/ou leur adhésion au caoutchouc, par exemple une fine couche de Co, Ni, Al, d'un alliage de deux ou plus des composés Cu, Zn, Al, Ni, Co, Sn.
Les fils métalliques du câble de l'invention possèdent une résistance en traction (Rm) de préférence supérieure à 2000 MPa, plus préférentiellement supérieure à 2500 MPa. L'homme du métier sait comment fabriquer des fils d'acier présentant de telles caractéristiques, en ajustant notamment la composition de l'acier et les taux d'écrouissage final de ces fils, en fonction de ses besoins propres particuliers.
Selon un mode préférentiel, la couche externe Ce comporte de 4 à 10 fils (N= 4-10), en d'autres termes le câble de l'invention est choisi dans le groupe des câbles de constructions 1+4, 1+5, 1+6, 1+7, 1+8, 1+9 et 1+10. Selon un mode plus préférentiel de réalisation de l'invention, le câble sélectionné a pour construction 1+5, 1+6 ou 1+7.
Le câble selon l'invention peut être fabriqué selon différentes techniques, par exemple :
- tout d'abord par gainage, via une tête d'extrusion, du fil d'âme avec la gomme de gainage à l'état cru, suivi d'une opération finale de câblage ou retordage, en ligne avec la précédente, des N fils de la couche Ce autour de la couche Ci, opération au cours de laquelle les N fils vont venir prendre appui, transitoirement, sur la gomme de gainage crue.
L'homme du métier aurait pu s'attendre à ce que la gomme de gainage à l'état cru et sous température relativement élevée, présentant par conséquent une viscosité réduite, migre entre les N fils de la couche externe avant que ces derniers n'aient eu le temps de se mettre correctement en place. De manière surprenante, il n'en est rien ; la viscoélasticité de la composition d'élastomère diénique semble a posteriori bien adaptée pour éviter ce problème.
De préférence, l'opération finale ci-dessus de mise en place de la couche externe Ce est opérée par un procédé de retordage, par exemple à l'aide d'une retordeuse à alimentation ou réception tournante, ledit procédé comportant essentiellement les étapes suivantes :
- enrouler en hélice sur ladite couche interne Ci les fils de ladite couche externe Ce selon un pas de torsion transitoire donné ; puis - appliquer une surtorsion destinée à réduire ce pas transitoire, c'est-à-dire à augmenter l'angle d'hélice de ladite couche externe Ce et, par conséquent, la courbure d'hélice de cette dernière ; puis
- stabiliser par détorsion le câble obtenu pour l'obtention d'un couple résiduel nul.
Un tel procédé de retordage confère à chaque fil de la couche externe Ce une courbure excessive qui l'écarté, lors de la détorsion, de la couche interne Ci et de la gomme de gainage. Cette courbure est définie, d'une part par le diamètre d'hélice de cette couche externe et, d'autre part, par le pas d'hélice p2 (ou bien angle d'hélice) de ladite couche externe Ce.
En résumé, selon un mode de réalisation particulièrement préféré de l'invention, on a au moins une (indépendamment des autres) caractéristiques listées ci-après qui est vérifiée dans le câble de l'invention :
- As > 1,5 % ; - At > 4,5 % ;
- Af > 8,0 % ;
- I,3 < (d1 / d2) ;
- 5 < p2 < 12 (mm) ;
- 0,2 < di < 1,5 (mm) ; - 0,15 < d2 < 0,45 (mm) ; l'épaisseur moyenne de la gaine d'élastomère diénique est comprise entre 25 et 75 μm ;
. - la fibre textile de l'âme est choisie dans le groupe constitué par les fibres en polyester thermoplastique, en polyamide thermoplastique, en cellulose, et les mélanges de telles fibres ;
- la fibre textile de l'âme est une fibre multifilamentaire ;
- la fibre textile de l'âme est pourvue de torsion ;
- la couche interne Ci a un diamètre compris entre 0,2 et 1 ,7 mm ;
- la couche externe Ce comporte de 4 à 10 fils. Plus préférentiellement l'ensemble des caractéristiques préférentielles ci-dessus est vérifié.
Selon un mode de réalisation encore plus particulièrement préféré de l'invention, on a au moins une (indépendamment des autres) caractéristiques listées ci-après qui est vérifiée dans le câble de l'invention :
- As > 2,0 % ;
- At > 5,5 % ;
- Af > 10,0 % ;
Figure imgf000017_0001
;
- 6 < p2 ≤ 10 (mm) ;
- 0,3 < di < 1,0 (mm) ;
- 0,2 < d2 < 0,4 (mm) ; l'épaisseur moyenne de la gaine d'élastomère diénique est comprise entre 40 et 60 μm ;
- la fibre textile de l'âme est en polyester thermoplastique ;
- la fibre textile de l'âme est une fibre multifilamentaire dont la torsion est comprise entre 50 et 500 tours/mètre ; la direction de torsion de la fibre de l'âme est la même (S ou Z) que celle des N fils de la couche externe ; la couche interne Ci a un diamètre compris entre 0,3 et 1 ,1 mm ;
- la couche externe Ce comporte 5, 6 ou 7 fils.
Plus préférentiellement encore, l'ensemble des caractéristiques plus préférentielles ci-dessus est vérifié.
L'invention concerne bien entendu le câble précédemment décrit tant à l'état cru (sa gomme de gainage étant alors non vulcanisée) qu'à l'état cuit (sa gomme de gainage étant alors vulcanisée).
A titre d'exemples, les Fig. 2 et Fig. 3 schématisent respectivement, en coupe perpendiculaire à l'axe du câble (supposé rectiligne et au repos), deux câbles préférentiels de construction 1+6 (câble noté ci-après C-I) et construction 1+7 (câble noté ci-après C-2).
Dans ces représentations schématiques, chaque fil de la couche Ce a été représenté, en coupe transversale, comme ayant un contour circulaire, ceci pour simplification ; bien entendu, l'homme du métier sait que la forme réelle est celle d'une ellipse et non d'un cercle, ellipse d'autant plus marquée que la torsion des fils externes est élevée (ou que le pas de l'hélice de torsion est court). Les câbles C-I et C-2 selon l'invention comportent d'abord une couche interne (ou noyau) Ci constituée du fil d'âme (10, 20) recouvert d'une gomme de gainage (11, 21). Le fil d'âme est constitué par exemple par un monofil ou une fibre multifilamentaire, par exemple en polyester thermoplastique tel que PET ou PEN, polyamide thermoplastique tel que Nylon® 6- 6 ou encore en rayonne, dont le diamètre est par exemple égal à 0,5 mm environ.
Dans les deux cas, la gaine de caoutchouc (11, 21) a une épaisseur moyenne de 50 μm, elle s'étend de manière continue autour dudit fil d'âme (10, 20) qu'elle recouvre, c'est-à-dire que cette gaine est continue dans la direction "orthoradiale" du câble (perpendiculaire à son rayon). La composition élastomérique (à base de caoutchouc naturel et de noir de carbone) constituant la gomme de gainage du câble de l'invention a par exemple la même formulation que celle de la nappe de caoutchouc de ceinture que le câble est destiné à renforcer.
La couche Ci, formée par l'âme textile gainée de caoutchouc est elle-même entourée d'une couche externe Ce de six ou sept fils métalliques (12, 22) dont le diamètre (d2) est inférieur à celui (di) du fil d'âme textile (10, 20). Les fils métalliques sont enroulés ensemble en hélice selon un pas p2 autour de la couche Ci. On voit bien que les fils (10, 12 d'une part ; 20, 22 d'autre part) sont ainsi disposés selon deux couches (Ci, Ce) tubulaires, concentriques et essentiellement adjacentes, donnant au câble son contour externe (13, 23) cylindrique.
La gaine de caoutchouc (11, 21) recouvre complètement le fil d'âme (10, 20), sur toute sa périphérie. La courbure donnée lors du retordage à chaque fil métallique (12, 22) de la couche Ce, est telle que ces fils ne sont plus, tout au moins sur le câble au repos (sans tension), au contact de la gomme de gainage et de la couche interne Ci.
II-2. Utilisation en pneumatique
Le câble de l'invention est avantageusement utilisable, en tant que tel ou par exemple incorporé à un tissu composite métal-caoutchouc, pour le renforcement de pneumatiques.
Un tel tissu composite métal-caoutchouc peut se présenter sous des formes variées, par exemple sous la forme d'une nappe, bande, bandelette ou série de bandelettes, autres blocs de caoutchouc, de formes et dimensions variées selon les applications visées, dans lesquels sont incorporés ou avec lesquels coopèrent des câbles de l'invention, étant par ailleurs entendu que les compositions élastomériques formant la matrice de caoutchouc du composite peuvent être de formulation identique ou différente à celle utilisée, dans le câble, pour le gainage de l'âme textile. Dans ce composite, l'adhésion définitive entre le métal et la composition de caoutchouc est obtenue de manière connue à l'issue de la cuisson de l'article fini (par exemple le pneumatique) comportant ledit composite. De préférence, cette cuisson est opérée sous pression. Le câble de l'invention est particulièrement adapté au renforcement des ceintures de pneumatiques, par exemple de pneumatiques pour véhicules deux-roues tels que moto, avion, véhicules tourisme ou véhicules industriels tels que camionnettes, Poids-lourd ou Génie-civil.
La Fig. 5 représente de manière schématique une coupe radiale d'un pneumatique pouvant être conforme ou non à l'invention, dans cette représentation générale.
Ce pneumatique 40 comporte un sommet 42 renforcé par une armature de sommet ou ceinture 46, deux flancs 43 et deux bourrelets 44, chacun de ces bourrelets 44 étant renforcé par exemple avec une tringle 45. Le sommet 42 est surmonté d'une bande de roulement non représentée sur cette figure schématique. Une armature de carcasse 47 est enroulée autour des deux tringles 45 dans chaque bourrelet 44, le retournement 48 de cette armature 47 étant par exemple disposé vers l'extérieur du pneumatique 40 qui est ici représenté monté sur sa jante 49. L'armature de carcasse 47 est de manière connue en soi constituée d'au moins une nappe renforcée par des câbles dits "radiaux", c'est-à-dire que ces câbles sont disposés pratiquement parallèles les uns aux autres et s'étendent d'un bourrelet à l'autre de manière à former un angle compris entre 80° et 90° avec le plan circonférentiel médian (plan perpendiculaire à l'axe de rotation du pneumatique qui est situé à mi-distance des deux bourrelets 44 et passe par le milieu de l'armature de sommet 46).
Bien entendu, ce pneumatique 40 comporte en outre de manière connue une couche de gomme ou élastomère intérieure (communément appelée "gomme intérieure") qui définit la face radialement interne du pneumatique et qui est destinée à protéger la nappe de carcasse de la diffusion d'air provenant de l'espace intérieur au pneumatique. Avantageusement, en particulier dans le cas d'un pneumatique pour véhicule Poids-lourd, il peut comporter en outre une couche élastomère intermédiaire de renfort qui est située entre la nappe de carcasse et la couche intérieure, destinée à renforcer la couche intérieure et, par conséquent, la nappe de carcasse, également destinée à délocaliser partiellement les efforts subis par l'armature de carcasse.
Cet exemple de pneu conforme à l'invention est caractérisé en ce que sa ceinture 46 comporte au moins une nappe ou couche de protection recouvrant radialement le reste de la ceinture, dont les câbles de renforcement sont des câbles conformes à l'invention.
Dans cette nappe de protection de ceinture, la densité des câbles conformes à l'invention est de préférence comprise entre 30 et 60 câbles par dm (décimètre) de nappe de ceinture. Les câbles conformes à l'invention sont de préférence disposés de telle manière que la largeur (notée L) du pont de caoutchouc, entre deux câbles adjacents, est comprise entre 0,5 et 1,5 mm. Cette largeur L représente de manière connue la différence entre le pas de calandrage (pas de pose du câble dans le tissu de caoutchouc) et le diamètre du câble. En dessous de la valeur minimale indiquée, le pont de caoutchouc, trop étroit, risque de se dégrader mécaniquement lors du travail de la nappe, notamment au cours des déformations subies dans son propre plan par extension ou cisaillement. Au-delà du maximum indiqué, on s'expose à des risques d'apparition de pénétration d'objets, par perforation, entre les câbles.
De préférence, la composition de caoutchouc utilisée pour le tissu de la nappe de ceinture présente, à l'état vulcanisé (i.e., après cuisson), un module sécant en extension ElO qui est compris entre 4 et 15 MPa, de préférence entre 5 et 12 MPa. C'est dans un tel domaine de module que l'on a enregistré le meilleur compromis d'endurance entre les câbles de l'invention d'une part, les tissus renforcés de ces câbles d'autre part.
III. EXEMPLES DE REALISATION DE L'INVENTION
III- 1. Câbles de l'invention
On utilise dans les essais qui suivent des câbles à couches conformes à l'invention, de constructions 1+6 et 1+7, tels que décrits précédemment et schématisés aux Fig. 2 et 3.
Les fibres textiles utilisées (en PET) sont bien connues de l'homme du métier et disponibles commercialement, notamment sous une forme encollée. Le fil d'âme (10) du câble C-I est constitué par un monofil en PET ("regular") de diamètre 0,5 mm (ténacité = 58 cN/tex ; Af = 15%), encollé à l'aide d'une colle RFL connue. Le fil d'âme (20) du câble C-2 est une fibre multifilamentaire en PET {"regular") de diamètre 0,45 mm et de titre 144 tex (ténacité = 62 cN/tex ; Af = 19%), pourvue d'une torsion sur elle-même de 180 tours/mètre, également encollée.
Les fils en acier au carbone sont préparés de manière connue, en partant par exemple de fils machine (diamètre 5 à 6 mm) que l'on écrouit tout d'abord, par laminage et/ou tréfilage, jusqu'à un diamètre intermédiaire voisin de 1 mm. L'acier utilisé est un acier au carbone du type à haute résistance (dit HT pour " High Tensile ") dont la teneur en carbone est de 0,82% environ, comportant 0,5% de manganèse environ, le reste étant constitué de fer et des impuretés inévitables habituelles liées au procédé de fabrication de l'acier.
Les fils de diamètre intermédiaire subissent un traitement de dégraissage et/ou décapage, avant leur transformation ultérieure. Après dépôt d'un revêtement de laiton sur ces fils intermédiaires, on effectue sur chaque fil un écrouissage dit "final" (i.e., après le dernier traitement thermique de patentage), par tréfilage à froid en milieu humide avec un lubrifiant de tréfilage qui se présente par exemple sous forme d'une émulsion ou d'une dispersion aqueuses.
Les fils en acier ainsi tréfilés ont le diamètre φ et les propriétés mécaniques suivantes :
Tableau 1
Figure imgf000021_0001
Le revêtement de laiton qui entoure les fils a une épaisseur très faible, nettement inférieure au micromètre, par exemple de l'ordre de 0,15 à 0,30 μm, ce qui est négligeable par rapport au diamètre des fils en acier.
Après gainage de l'âme textile par une composition d'élastomère diénique à l'état cru, les fils métalliques sont ensuite assemblés, en ligne avec l'opération de gainage, au pas p2 pour former la couche externe Ce. Les deux câbles à couches conforme à l'invention ainsi obtenus, référencés C-I et C-2, ont la construction, le diamètre externe φe (avantageusement inférieur à 1,5 mm dans les deux cas) et les propriétés mécaniques résumés dans le tableau 2 ci-dessous (résistance Rm ici calculée sur la seule section métallique du câble, contribution supprimée de la couche Ci) :
Tableau 2
Figure imgf000021_0002
Le câble C-I (1+6), tel que schématisé à la Fig. 2, est donc formé de 7 fils au total. Il comporte un noyau Ci formé du fil d'âme gainé, la composition d'élastomère diénique étant déposée via une tête d'extrusion, à la température de 90-100°C. Cette couche Ci est entourée d'une couche externe cylindrique de 6 fils métalliques eux-mêmes enroulés ensemble en hélice (direction S) autour de l'âme, selon un pas p2 égal à 7,0 mm (soit un angle d'hélice d'environ 23°).
Le câble C-2, tel que schématisé à la Fig. 3, est formé de 8 fils au total. Il comporte une couche interne Ci entourée d'une couche externe cylindrique de 7 fils métalliques enroulés ensemble en hélice (direction S) autour de l'âme, selon un pas p2 égal à 5,1 mm (soit un angle d'hélice d'environ 24°). Dans les deux cas, la gaine de caoutchouc a une épaisseur moyenne de l'ordre de 50 μm. Au repos c'est-à-dire en l'absence de tension sur le câble de l'invention (tel que schématisé notamment aux Fig. 2 et 3), les N fils de la couche externe Ce ne sont pas au contact direct de la gomme de gainage, ce qui favorise bien entendu leur allongement structural. On voit bien par ailleurs que la structure de ce câble de l'invention lui donne un caractère très aéré le rendant pénétrable de l'extérieur, par exemple par de la gomme ou toute autre matrice polymérique.
La composition d'élastomère diénique (à base de caoutchouc naturel et de noir de carbone) constituant la gomme de gainage du câble de l'invention a la même formulation que celle de la nappe sommet de protection que le câble C-I est destiné à renforcer dans l'essai qui suit.
On note en particulier que les deux câbles de l'invention présentent les caractéristiques préférentielles suivantes :
As > 2,0 % ; At > 6,0 % ,
le câble élastique C-2 à haute compacité (présentant avantageusement un diamètre externe inférieur à 1,0 mm) vérifiant même les caractéristiques encore plus préférentielles ci-après :
As > 2,5 % ; At > 6,5 % .
Il est à noter ici que deux câbles témoins de structures 1+6 et 1+7 ont été préparés, présentant rigoureusement la même construction, respectivement, que celles des câbles C-I et C-2 ci- dessus, exception faite de la présence d'une gomme de gainage. Il s'est avéré que, sans gomme de gainage, l'allongement structural As de ces câbles témoins était nettement dégradé, à savoir environ deux fois plus faible, par rapport aux câbles de l'invention C-I et C-2.
III-2. Endurance en pneumatique
Le câble C-I de l'invention a été incorporé par calandrage à un tissu composite formé d'une composition connue à base de caoutchouc naturel et de noir de carbone à titre de charge renforçante, utilisée conventionnellement pour la fabrication des nappes de protection de ceinture de pneumatiques Poids-lourd. Cette composition comporte essentiellement, en plus de l'élastomère et de la charge renforçante (noir de carbone), un antioxydant, de l'acide stéarique, une huile d'extension, du naphténate de cobalt en tant que promoteur d'adhésion, enfin un système de vulcanisation (soufre, accélérateur, ZnO) ; son module ElO est de l'ordre de 6 MPa. II a été comparé à un câble à torons témoin conventionnel, de construction 3(1+5) 0,23, formé de 18 fils métalliques ayant un diamètre de 0,23 mm. Ce câble noté ci-après C-3 a été schématisé à la Fig. 4. Il est constitué de 3 torons (30) retordus ensemble (direction S) selon un pas de 6 mm, chaque toron élémentaire consistant en un câble à couches de construction (1+5) formé de 6 fils identiques (32) et dont la couche externe de 5 fils a été assemblée (direction S) selon un pas de 4,0 mm. L'angle d'hélice de torsion, selon le fil considéré et sa position dans le câble, peut dépasser 40°.
Les propriétés du câble témoin C-3 sont indiquées dans le tableau 3 ci-dessous :
Tableau 3 I
Câble Construction Φe Fm Rm As Ae At
(mm) (daN) (MPa) (%) (%) (%)
C-3 3(1+5) (0,23) 1,5 154 2140 1,7 2,3 6,5
Pour comparaison, les Fig. 2, 3 et 4 annexées ont été représentées sensiblement à la même échelle pour illustrer la différence d'encombrement notable existant entre les deux câbles de l'invention C-I et C-2 d'une part, et un câble conventionnel à torons tel que le câble C-3 de la Fig. 4, d'autre part.
Les tissus composites renforcés par ces câbles C-I et C-3 comportent une matrice de caoutchouc formée de deux couches fines de gomme qui sont superposées de part et d'autre des câbles et qui présentent respectivement une épaisseur de 0,7 mm (câble C-I) ou de 0,8 mm (câble C-3). Le pas de calandrage (pas de pose des câbles dans le tissu de caoutchouc) est de 2,25 mm (câble C-I) ou de 2,50 mm (câble C-3).
On réalise ensuite deux séries d'essais de roulage de pneumatiques Poids-lourd (notées P-I et P-3) de dimensions 315/80 R22.5, avec dans chaque série des pneumatiques destinés au roulage, d'autres à un décorticage sur pneu neuf. Les pneus P-I renforcés par les câbles C-I de l'invention sont les pneumatiques conformes à l'invention. Les pneumatiques P-3 renforcés par les câbles C-3 constituent les pneus témoins de l'art antérieur ; ils constituent, en raison de leurs performances reconnues, un témoin de choix pour cet essai.
Les pneumatiques P-I et P-3 sont donc identiques à l'exception des câbles qui renforcent la nappe de protection (unique) de leur ceinture. Cette ceinture (référencée 46 à la Fig. 5) est par exemple, de manière connue en soi, constituée de deux demi-nappes de triangulation renforcées de câbles métalliques conventionnels inclinés de 65 degrés, surmontées de deux "nappes de travail" superposées croisées. Ces nappes de travail sont renforcées par des câbles métalliques également conventionnels, inextensibles, disposés sensiblement parallèlement les uns par rapport aux autres et inclinés de 26 degrés (nappe radialement interne) et 18 degrés (nappe radialement externe). Les deux nappes de travail sont recouvertes par une nappe de protection unique renforcée par les câbles métalliques élastiques testés (respectivement C-I et C-3), ces câbles étant inclinés de 18 degrés. Tous les angles d'inclinaison indiqués sont mesurés par rapport au plan circonférentiel médian.
On fait subir à ces pneumatiques un essai de roulage sévère, en surcharge, destiné à tester leur résistance aux chocs et à la perforation, ainsi qu'à la corrosion. Cet essai consiste à faire rouler les pneumatiques à vitesse modérée sur un sol agressif du type "chantier", recouvert de cailloux coupants, en leur imposant en outre une partie du roulage dans des zones du circuit inondées d'eau salée.
Au bout d'un temps déterminé, on arrête le test puis on décortique les pneumatiques testés. On dénombre ensuite, pour chaque pneumatique, le nombre de perforations dans la bande de roulement et on évalue qualitativement (par observation visuelle puis attribution d'une note) le degré de corrosion subi par les câbles testés.
On constate alors que les pneumatiques P-I renforcés par les câbles de l'invention, dans les conditions très sévères de roulage qui leur sont imposées, présentent une endurance nettement améliorée par rapport aux pneumatiques témoins P-3 : le nombre de perforations est réduit de 16% dans la bande de roulement, la corrosion est réduite de 20%.
Les câbles C-I et C-3 non fatigués, après extraction hors des pneumatiques neufs, ont été par ailleurs soumis au test de perméabilité à l'air décrit au paragraphe 1-2, en mesurant le volume d'air (en cm3) traversant les câbles en 1 minute (moyenne de 10 mesures).
Le tableau 4 ci-dessous présente les résultats obtenus (en unités relatives, base 100 sur le câble témoin) en terme de débit moyen d'air (moyenne sur 10 mesures) et de nombre de mesures correspondant à un débit d'air nul.
Tableau 4
Figure imgf000024_0001
Le câble C-I de l'invention est celui qui, de loin, présente la perméabilité à l'air la plus faible (débit moyen d'air nul ou pratiquement nul) et par conséquent le taux de pénétration par le caoutchouc le plus élevé, compte tenu de sa construction spécifique et de son gommage in situ. En conclusion, le câble de l'invention permet d'améliorer de manière notable l'endurance des ceintures de pneumatiques, particulièrement vis-à-vis des chocs, risques de perforation et de la corrosion.
Ses propriétés, particulièrement son allongement structural élevé combiné à un encombrement réduit, lui offrent une large panoplie d'applications possibles, notamment comme câble de renforcement dans des pneumatiques.
Dans la ceinture des pneumatiques, il pourra être également utilisé comme câble dit "circonférentiel", orienté sensiblement selon la direction circonférentielle du pneumatique (i.e., faisant un angle ne s'écartant pas de plus de cinq degrés avec la direction de rotation du pneumatique), pour le frettage du sommet du pneumatique, que ce câble de l'invention soit utilisé dans ce cas tel quel par simple enroulement "filamentaire", ou préalablement disposé dans différentes bandelettes, couches, ou nappes de caoutchouc, ces dernières pouvant être externes ou internes radialement par rapport aux nappes ou couches croisées desdits pneumatiques.
Le câble de l'invention est également utilisable pour renforcer des parties des pneumatiques autres que leur ceinture, notamment les armatures de carcasse, des zones basse de pneumatiques, en définitive toute partie du pneumatique utilisant habituellement, pour son renforcement, des câbles à forte élasticité du type HE.
Enfin, l'invention concerne également tout câble d'acier multi-torons ("multi-strand rope") dont la structure incorpore au moins, en tant que toron élémentaire, au moins un câble à deux couches conforme à l'invention.

Claims

REVENDICATIONS
1. Câble composite élastique (C-I, C-2) à deux couches (Ci, Ce) de construction 1+N, gommé in situ, formé d'une couche interne (Ci) comportant un fil d'âme textile (10, 20) de diamètre di, et une couche externe métallique (Ce) de N fils (12, 22) de diamètre d2 enroulés ensemble en hélice selon un pas p2 autour de la couche Ci, ledit câble composite étant caractérisé en ce qu'il présente les caractéristiques suivantes (p2 en mm) :
• As > 1,0 % ; At > 4,0 % ; Af > 6,0 % ; di > 1,1 d2 ; 4 < p2 < 14 ; " le fil d'âme (10, 20) est une fibre textile, et il est enrobé d'une gaine de composition d'élastomère diénique (11, 21),
As étant l'allongement structural du câble composite, At son allongement total à la rupture, et Af étant l'allongement à la rupture de la fibre textile.
2. Câble selon la revendication 1, As étant supérieur à 1,5% et At étant supérieur à 4,5%.
3. Câble selon le revendication 2, As étant supérieur à 2% et At étant supérieur à 5,5%.
4. Câble selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, Af étant supérieur à 8%.
5. Câble selon la revendication 4, Af étant supérieur à 10%.
6. Câble selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, le rapport dj/d2 étant supérieur à 1,3.
7. Câble selon la revendication 6, le rapport dj/d2 étant compris entre 1,3 et 3,0.
8. Câble selon la revendication 7, le rapport d[/d2 étant compris dans un domaine de 1 ,5 à 2,5.
9. Câble selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, la relation suivante étant vérifiée : 5 < p2 < 12.
10. Câble selon la revendication 9, p2 étant compris dans un domaine de 6 à 10 mm.
11. Câble selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, d2 étant compris entre 0,15 et 0,45 mm.
12. Câble selon la revendication 11, d2 étant compris entre 0,20 et 0,40 mm.
13. Câble selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, di étant compris entre 0,2 et 1,5 mm.
14. Câble selon la revendication 13, di étant compris entre 0,3 et 1,0 mm.
15. Câble selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, la fibre textile étant un monofilament ou une fibre multifilamentaire.
16. Câble selon la revendication 15, la fibre textile étant une fibre multifilamentaire.
17. Câble selon la revendication 16, les filaments élémentaires formant la fibre multifilamentaire ayant un diamètre compris entre 5 et 50 μm.
18. Câble selon la revendication 16 ou 17, les filaments élémentaires étant dépourvus de torsion.
19. Câble selon la revendication 16 ou 17, les filaments élémentaires étant pourvus d'une torsion.
20. Câble selon la revendication 19, la torsion étant comprise entre 50 et 500 tours/mètre.
21. Câble selon la revendication 20, la torsion étant comprise entre 150 et 450 tours/mètre.
22. Câble selon l'une quelconque des revendications 19 à 22, le sens de torsion des filaments élémentaires étant le même que celui des fils de la couche externe Ce.
23. Câble selon l'une quelconque des revendications 1 à 22, la fibre textile étant choisie dans le groupe constitué par les fibres en polyester thermoplastique, les fibres en polyamide thermoplastique, les fibres en cellulose, et les mélanges de telles fibres.
24. Câble selon la revendication 23, la fibre textile étant en une fibre en PET ou en PEN.
25. Câble selon l'une quelconque des revendications 1 à 24, la gaine d'élastomère diénique présentant une épaisseur minimale supérieure à lOμm et une épaisseur maximale inférieure à 200 μm.
26. Câble selon la revendication 25, la gaine d'élastomère diénique présentant une épaisseur minimale supérieure à 20 μm et une épaisseur maximale inférieure à 100 μm.
27. Câble selon l'une quelconque des revendications 1 à 26, la gaine d'élastomère diénique présentant une épaisseur moyenne comprise entre 25 et 75 μm.
28. Câble selon la revendication 27, la gaine d'élastomère diénique présentant une épaisseur moyenne comprise entre 40 et 60 μm.
29. Câble selon l'une quelconque des revendications 1 à 28, la couche interne Ci, constituée du fil d'âme et de la gomme de gainage qui entoure ledit fil, ayant un diamètre qui est compris entre 0,2 et 1,7 mm.
30. Câble selon la revendication 29, la couche interne Ci ayant diamètre qui est compris entre 0,3 et 1,1 mm.
31. Câble selon l'une quelconque des revendications 1 à 30, l'élastomère diénique étant choisi dans le groupe constitué par les polybutadiènes, le caoutchouc naturel, les polyisoprènes de synthèse, les copolymères de butadiène, les copolymères d'isoprène, et les mélanges de ces élastomères.
32. Câble selon la revendication 31, l'élastomère diénique étant choisi dans le groupe constitué par le caoutchouc naturel, les polyisoprènes de synthèse, et les mélanges de ces élastomères.
33. Câble selon la revendication 32, l'élastomère diénique étant du caoutchouc naturel.
34. Câble selon l'une quelconque des revendications 1 à 33, la composition d'élastomère diénique comprenant du noir de carbone à titre de charge renforçante.
35. Câble selon l'une quelconque des revendications 1 à 34, la composition d'élastomère diénique se trouvant à l'état cru.
36. Câble selon l'une quelconque des revendications 1 à 34, la composition d'élastomère diénique se trouvant à l'état vulcanisé.
37. Câble selon la revendication 36, la composition d'élastomère diénique présentant un module sécant en extension, à 10% d'allongement, qui est compris entre 4 et 25 MPa.
38. Câble selon l'une quelconque des revendications 1 à 37, la couche externe Ce comportant 4 à 10 fils.
39. Câble selon la revendication 38, la couche externe Ce comportant 5 à 7 fils.
40. Câble selon l'une quelconque des revendications 1 à 39, les N fils de la couche Ce étant en acier au carbone et/ou en acier inoxydable.
41. Utilisation d'un câble selon l'une quelconque des revendications 1 à 40, comme élément de renforcement d'un pneumatique pour véhicule automobile.
42. Utilisation selon la revendication 41, le câble étant utilisé dans la ceinture du pneumatique.
43. Tissu composite comportant une matrice en matière plastique et/ou en caoutchouc renforcée par un câble selon l'une quelconque des revendications 1 à 40.
44. Pneumatique renforcé d'un câble selon l'une quelconque des revendications 1 à 40.
45. Pneumatique selon la revendication 44, comportant une armature de carcasse qui est ancrée dans deux bourrelets et qui est surmontée radialement par une ceinture elle-même surmontée d'une bande de roulement qui est réunie auxdits bourrelets par deux flancs, caractérisé en ce que ledit câble renforce ladite ceinture.
46. Procédé de fabrication d'un câble selon l'une quelconque des revendications 1 à 40, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes :
- une première opération de gainage, via une tête d'extrusion, du fil d'âme textile (10, 20) avec la gomme de gainage (1 1, 21) à l'état cru, pour constitution de la couche interne Ci, suivie ;
- d'une seconde opération de câblage ou de retordage, en ligne avec la première opération, des N fils (12, 22) de la couche Ce autour de la couche Ci.
47. Procédé selon la revendication 46, la seconde opération consistant en une opération de retordage.
48. Procédé selon la revendication 47, l'opération de retordage comportant essentiellement les étapes suivantes :
- enrouler en hélice sur ladite couche interne Ci les fils de ladite couche externe Ce selon un pas de torsion transitoire donné ; puis - appliquer une surtorsion destinée à réduire ce pas transitoire, c'est-à-dire à augmenter l'angle d'hélice de ladite couche externe Ce et, par conséquent, la courbure d'hélice de cette dernière ; puis - stabiliser par détorsion le câble obtenu pour l'obtention d'un couple résiduel nul.
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