COMPOSITION DE CAOUTCHOUC RUBBER COMPOSITION
POUR BANDE DE ROULEMENT DE PNEUMATIQUE HIVER FOR TIRE TREAD OF PNEUMATIC WINTER
1. DOMAINE DE L'INVENTION 1. DOMAIN OF THE INVENTION
L'invention est relative aux compositions caoutchouteuses utilisables comme bandes de roulement de pneumatiques pour véhicules, en particulier de pneumatiques « hiver » aptes à rouler sur des sols recouverts de glace ou verglas sans être pourvus de clous (aussi appelés pneumatiques "studless"). The invention relates to rubber compositions that can be used as tire treads for vehicles, in particular "winter tires" capable of rolling on floors covered with ice or ice without being provided with nails (also called "studless" tires).
Elle est plus particulièrement relative aux bandes de roulement de pneumatiques hiver qui sont spécifiquement adaptés à un roulage sous des conditions dites de "glace fondante" rencontrées dans un domaine de températures typiquement comprises entre -5°C et 0°C. On rappelle en effet que, dans un tel domaine, la pression des pneumatiques au passage d'un véhicule provoque une fusion superficielle de la glace qui se recouvre d'un mince film d'eau nuisible à l'adhérence de ces pneumatiques. It is more particularly related to treads of winter tires which are specifically adapted for running under so-called "melting ice" conditions encountered in a temperature range typically between -5 ° C and 0 ° C. It is recalled that, in such a field, the pressure of the tires at the passage of a vehicle causes a superficial melting of the ice which is covered with a thin film of water detrimental to the adhesion of these tires.
2. ETAT DE LA TECHNIQUE 2. STATE OF THE ART
Pour éviter les effets néfastes des clous, notamment leur forte action abrasive sur le revêtement du sol lui-même et un comportement routier notablement dégradé sur sol sec, les manufacturiers de pneumatiques ont proposé différentes solutions consistant à modifier la formulation des compositions de caoutchouc constitutives de leurs bandes de roulement. To avoid the harmful effects of nails, in particular their strong abrasive action on the floor covering itself and a markedly degraded road behavior on dry ground, the tire manufacturers have proposed various solutions consisting in modifying the formulation of the rubber compositions constituting their treads.
Ainsi, il a été proposé tout d'abord d'incorporer des particules solides à grande dureté, telle que par exemple du carbure de silicium (voir par exemple US 3 878 147), dont certaines viennent affleurer la surface de la bande de roulement au fur et à mesure de l'usure de cette dernière, et entrent donc en contact avec la glace. De telles particules, aptes à agir en définitive comme des micro-clous sur de la glace dure, grâce à un effet de "griffe" bien connu, restent relativement agressives vis-à-vis du sol ; elles ne sont pas bien adaptées aux conditions de roulage sur une glace fondante. D'autres solutions ont donc été proposées, consistant notamment à incorporer des poudres hydrosolubles (i.e., qui peuvent se dissoudre dans l'eau) dans la composition constitutive de la bande de roulement. De telles poudres se solubilisent plus ou moins au contact de la neige ou de la glace fondue, ce qui permet d'une part la création à la surface de la bande de roulement de porosités susceptibles d'améliorer l'accrochage de la bande de roulement sur le sol et d'autre part la création de gorges jouant le rôle de canaux d'évacuation du film liquide créé entre le
pneumatique et le sol. A titre d'exemples de telles poudres hydrosolubles, on peut citer par exemple l'emploi de poudre de cellulose, de PVA (alcool polyvinylique) ou d'amidon, ou encore des poudres de gomme de guar ou de gomme de xanthane (voir par exemple demandes de brevet JP 3-159803, JP 2002-211203, EP 940 435, WO 2008/080750, WO 2008/080751). Thus, it has been proposed first of all to incorporate solid particles of high hardness, such as, for example, silicon carbide (see, for example, US Pat. No. 3,878,147), some of which are flush with the surface of the tread. as it wears, and thus come into contact with the ice. Such particles, able to act finally as micro-nails on hard ice, thanks to a well known "claw" effect, remain relatively aggressive vis-à-vis the ground; they are not well adapted to driving conditions on melting ice. Other solutions have therefore been proposed, including incorporating water-soluble powders (ie, which can dissolve in water) in the constitutive composition of the tread. Such powders solubilize more or less in contact with snow or melted ice, which allows on the one hand the creation on the surface of the tread of porosities likely to improve the attachment of the tread on the ground and on the other hand the creation of throats acting as evacuation channels of the liquid film created between the pneumatic and soil. Examples of such water-soluble powders include, for example, the use of cellulose powder, PVA (polyvinyl alcohol) or starch, or powders of guar gum or xanthan gum (see for example, patent application JP 3-159803, JP 2002-211203, EP 940,435, WO 2008/080750, WO 2008/080751).
Dans tous ces exemples, la solubilité à très basse température et dans un temps très court de la poudre utilisée est un facteur essentiel au bon fonctionnement de la bande de roulement. Si la poudre n'est pas soluble dans les conditions d'utilisation du pneumatique, les fonctions précitées (création de microporosités et de canaux d'évacuation de l'eau) ne sont pas remplies et l'adhérence n'est pas améliorée. In all these examples, the solubility at very low temperature and in a very short time of the powder used is an essential factor for the proper functioning of the tread. If the powder is not soluble in the conditions of use of the tire, the aforementioned functions (creation of microporosities and water discharge channels) are not met and the adhesion is not improved.
3. BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION Poursuivant leurs recherches, les Demanderesses ont découvert une composition de caoutchouc nouvelle, apte à générer une microrugosité de surface efficace et qui permet d'améliorer fortement l'adhérence sur glace des bandes de roulement et des pneumatiques les comportant, sous conditions de glace fondante. En conséquence, la présente invention concerne une composition de caoutchouc utilisable notamment comme bande de roulement d'un pneumatique hiver, comprenant au moins un élastomère diénique, plus de 40 pce d'un plastifiant liquide, entre 50 et 150 pce d'une charge renforçante, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre entre 2 et 50 pce de microparticules de sel métallique hydrosoluble et entre 2 et 50 pce de microparticules creuses d'au moins un oxyde métallique. 3. BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION Continuing their research, the Applicants have discovered a new rubber composition, capable of generating an effective surface micro-roughness and which makes it possible to greatly improve the ice adhesion of the treads and pneumatic tires. including, under conditions of melting ice. Consequently, the present invention relates to a rubber composition that can be used in particular as a tread of a winter tire, comprising at least one diene elastomer, more than 40 phr of a liquid plasticizer, and between 50 and 150 phr of a reinforcing filler. , characterized in that it further comprises between 2 and 50 phr of microparticles of water-soluble metal salt and between 2 and 50 phr of hollow microparticles of at least one metal oxide.
Dans un premier temps, ces différentes microparticules, protubérantes à la surface de la bande de roulement, remplissent la fonction de griffe précédemment décrite sans l'inconvénient d'être fortement abrasives vis-à-vis de l'asphalte utilisé comme revêtement routier. Puis, dans un second temps, après expulsion progressive de la matrice caoutchouteuse, d'une part par hydrosolubilisation au moins partielle des microparticules hydrosolubles, d'autre part par cassage de la structure creuse des microparticules d'oxyde métallique, toutes ces microparticules libèrent des microcavités qui jouent le rôle de volume de stockage et de canal d'évacuation du film d'eau à la surface de la glace ; dans ces conditions, le contact entre la surface de la bande de roulement et la glace n'est plus lubrifié et le coefficient de friction est ainsi amélioré. At first, these various microparticles, protruding on the surface of the tread, fulfill the claw function previously described without the disadvantage of being highly abrasive vis-à-vis the asphalt used as a road surface. Then, in a second step, after progressive expulsion of the rubbery matrix, on the one hand by at least partial hydrosolubilization of the water-soluble microparticles, on the other hand by breaking the hollow structure of the metal oxide microparticles, all these microparticles release microcavities that act as storage volume and drain channel of the water film on the surface of the ice; under these conditions, the contact between the surface of the tread and the ice is no longer lubricated and the coefficient of friction is thus improved.
L'invention concerne également un pneumatique dont la bande de roulement, tout au moins pour la portion (par conséquent sculptée) de bande de roulement qui est destinée à entrer en
contact avec la route lors du roulage du pneumatique, comporte une composition conforme à l'invention. The invention also relates to a tire whose tread, at least for the portion (therefore carved) tread which is intended to enter contact with the road during the rolling of the tire, comprises a composition according to the invention.
Les pneumatiques de l'invention sont particulièrement destinés à équiper des véhicules à moteur de type tourisme, incluant les véhicules 4x4 (à quatre roues motrices) et véhicules SUV {"Sport Utility Vehicles"), des véhicules deux roues (notamment motos) comme des véhicules industriels choisis en particulier parmi camionnettes et "poids-lourd" (i.e., métro, bus, engins de transport routier tels que camions, tracteurs). L'invention ainsi que ses avantages seront aisément compris à la lumière de la description et des exemples de réalisation qui suivent. The tires of the invention are particularly intended to equip tourism-type motor vehicles, including 4x4 vehicles (four-wheel drive) and SUV vehicles ("Sport Utility Vehicles"), two-wheel vehicles (including motorcycles) as industrial vehicles chosen in particular from vans and "heavy goods vehicles" (ie, metro, buses, road transport vehicles such as trucks, tractors). The invention as well as its advantages will be readily understood in the light of the description and the following exemplary embodiments.
4. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION 4. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Dans la présente description, sauf indication expresse différente, tous les pourcentages (%) indiqués sont des % en masse. L'abréviation "pce" signifie parties en poids pour cent parties d'élastomère (du total des élastomères si plusieurs élastomères sont présents). D'autre part, tout intervalle de valeurs désigné par l'expression "entre a et b" représente le domaine de valeurs supérieur à "a" et inférieur à "b" (c'est-à-dire bornes a et b exclues) tandis que tout intervalle de valeurs désigné par l'expression "de a à b" signifie le domaine de valeurs allant de "a" jusqu'à "b" (c'est-à-dire incluant les bornes strictes a et b). La composition de caoutchouc de l'invention est à base d'au moins un élastomère diénique, un système plastifiant, une charge renforçante, des microparticules de sel métallique hydrosoluble et des microparticules creuses d'oxyde métallique, composants qui sont décrits en détail ci- après. 4.1 - Elastomère diénique In the present description, unless expressly indicated otherwise, all the percentages (%) indicated are% by weight. The abbreviation "pce" means parts by weight per hundred parts of elastomer (of the total elastomers if several elastomers are present). On the other hand, any range of values designated by the expression "between a and b" represents the range of values greater than "a" and less than "b" (i.e., terminals a and b excluded). while any range of values designated by the term "from a to b" means the range of values from "a" to "b" (i.e. including the strict limits a and b). The rubber composition of the invention is based on at least one diene elastomer, a plasticizer system, a reinforcing filler, water-soluble metal salt microparticles and hollow metal oxide microparticles, which components are described in detail below. after. 4.1 - Diene elastomer
Par élastomère (ou caoutchouc, les deux termes étant synonymes) du type "diénique", on rappelle que doit être entendu un élastomère issu au moins en partie (i.e. un homopolymère ou un copolymère) de monomères diènes (monomères porteurs de deux doubles liaisons carbone- carbone, conjuguées ou non). By elastomer (or rubber, the two terms being synonymous) of the "diene" type, it is recalled that must be understood an elastomer derived at least in part (ie a homopolymer or a copolymer) of monomers dienes (monomers carrying two double bonds carbon - carbon, conjugated or not).
Les élastomères diéniques peuvent être classés de manière connue en deux catégories : ceux dits "essentiellement insaturés" et ceux dits "essentiellement saturés". Les caoutchoucs butyl, comme par exemple les copolymères de diènes et d'alpha-oléfines type EPDM, entrent dans la catégorie des élastomères diéniques essentiellement saturés, ayant un taux de motifs d'origine
diénique qui est faible ou très faible, toujours inférieur à 15% (% en moles). A contrario, par élastomère diénique essentiellement insaturé, on entend un élastomère diénique issu au moins en partie de monomères diènes conjugués, ayant un taux de motifs ou unités d'origine diénique (diènes conjugués) qui est supérieur à 15% (% en moles). Dans la catégorie des élastomères diéniques "essentiellement insaturés", on entend en particulier par élastomère diénique "fortement insaturé" un élastomère diénique ayant un taux de motifs d'origine diénique (diènes conjugués) qui est supérieur à 50%. The diene elastomers can be classified in known manner into two categories: those known as "essentially unsaturated" and those known as "essentially saturated". Butyl rubbers, such as, for example, copolymers of dienes and alpha-olefins of the EPDM type, fall into the category of essentially saturated diene elastomers having a level of origin patterns. diene which is weak or very weak, always less than 15% (mol%). By contrast, essentially unsaturated diene elastomer is understood to mean a diene elastomer derived at least in part from conjugated diene monomers having a proportion of units or units of diene origin (conjugated dienes) which is greater than 15% (mol%). . In the category of "essentially unsaturated" diene elastomers, the term "highly unsaturated" diene elastomer is particularly understood to mean a diene elastomer having a content of units of diene origin (conjugated dienes) which is greater than 50%.
On préfère utiliser au moins un élastomère diénique du type fortement insaturé, en particulier un élastomère diénique choisi dans le groupe constitué par le caoutchouc naturel (NR), les polyisoprènes de synthèse (IR), les polybutadiènes (BR), les copolymères de butadiène, les copolymères d'isoprène et les mélanges de ces élastomères. De tels copolymères sont plus préférentiellement choisis dans le groupe constitué par les copolymères de butadiène-styrène (SBR), les copolymères d'isoprène-butadiène (BIR), les copolymères d'isoprène-styrène (SIR), les copolymères d'isoprène-butadiène-styrène (SBIR) et les mélanges de tels copolymères. It is preferred to use at least one diene elastomer of the highly unsaturated type, in particular a diene elastomer chosen from the group consisting of natural rubber (NR), synthetic polyisoprenes (IR), polybutadienes (BR) and butadiene copolymers, copolymers of isoprene and mixtures of these elastomers. Such copolymers are more preferably selected from the group consisting of butadiene-styrene copolymers (SBR), isoprene-butadiene copolymers (BIR), isoprene-styrene copolymers (SIR), isoprene-copolymers of butadiene-styrene (SBIR) and mixtures of such copolymers.
Les élastomères peuvent être par exemple à blocs, statistiques, séquencés, microséquencés, et être préparés en dispersion ou en solution ; ils peuvent être couplés et/ou étoilés ou encore fonctionnalisés avec un agent de couplage et/ou d'étoilage ou de fonctionnalisation. Pour un couplage à du noir de carbone, on peut citer par exemple des groupes fonctionnels comprenant une liaison C-Sn ou des groupes fonctionnels aminés tels que benzophénone par exemple ; pour un couplage à une charge inorganique renforçante telle que silice, on peut citer par exemple des groupes fonctionnels silanol ou polysiloxane ayant une extrémité silanol (tels que décrits par exemple dans US 6 013 718), des groupes alkoxysilanes (tels que décrits par exemple dans US 5 977 238), des groupes carboxyliques (tels que décrits par exemple dans US 6 815 473 ou US 2006/0089445) ou encore des groupes polyéthers (tels que décrits par exemple dans US 6 503 973). A titre d'autres exemples de tels élastomères fonctionnalisés, on peut citer également des élastomères (tels que SBR, BR, NR ou IR) du type époxydés. The elastomers can be for example block, statistical, sequenced, microsequenced, and be prepared in dispersion or in solution; they may be coupled and / or starred or functionalized with a coupling agent and / or starring or functionalization. For coupling with carbon black, there may be mentioned for example functional groups comprising a C-Sn bond or amino functional groups such as benzophenone for example; for coupling to a reinforcing inorganic filler such as silica, mention may be made, for example, of silanol or polysiloxane functional groups having a silanol end (as described, for example, in US Pat. No. 6,013,718), alkoxysilane groups (as described, for example, in US 5,977,238), carboxylic groups (as described, for example, in US 6,815,473 or US 2006/0089445) or polyether groups (as described for example in US 6,503,973). By way of other examples of such functionalized elastomers, mention may also be made of elastomers (such as SBR, BR, NR or IR) of the epoxidized type.
A titre préférentiel conviennent les polybutadiènes et en particulier ceux ayant une teneur en unités -1,2 comprise entre 4% et 80% ou ceux ayant une teneur en cis-1,4 supérieure à 80%, les polyisoprènes, les copolymères de butadiène-styrène et en particulier ceux ayant une teneur en styrène comprise entre 5% et 50% en poids et plus particulièrement entre 20% et 40%, une teneur en liaisons -1,2 de la partie butadiénique comprise entre 4% et 65% , une teneur en liaisons trans-1,4 comprise entre 20% et 80%, les copolymères de butadiène-isoprène et notamment ceux ayant une teneur en isoprène comprise entre 5% et 90% en poids et une température de transition vitreuse ("Tg" - mesurée selon ASTM D3418-82) de -40°C à -80°C, les copolymères isoprène-styrène et notamment ceux ayant une teneur en styrène comprise entre 5% et 50% en poids et une Tg comprise entre -25°C et -50°C.
Dans le cas des copolymères de butadiène-styrène-isoprène conviennent notamment ceux ayant une teneur en styrène comprise entre 5% et 50% en poids et plus particulièrement comprise entre 10%> et 40%>, une teneur en isoprène comprise entre 15% et 60%> en poids et plus particulièrement entre 20%> et 50%>, une teneur en butadiène comprise entre 5% et 50%> en poids et plus particulièrement comprise entre 20%> et 40%>, une teneur en unités -1,2 de la partie butadiénique comprise entre 4% et 85%, une teneur en unités trans -1,4 de la partie butadiénique comprise entre 6%> et 80%>, une teneur en unités -1,2 plus -3,4 de la partie isoprénique comprise entre 5% et 70%> et une teneur en unités trans -1,4 de la partie isoprénique comprise entre 10%> et 50%>, et plus généralement tout copolymère butadiène- styrène-isoprène ayant une Tg comprise entre -20°C et -70°C. Polybutadienes, and in particular those having a 1,2-unit content of between 4% and 80%, or those having a cis-1,4 content of greater than 80%, polyisoprenes and copolymers of butadiene- styrene and in particular those having a styrene content of between 5% and 50% by weight and more particularly between 20% and 40%, a 1,2-butadiene content of the butadiene part of between 4% and 65%, a content of trans-1,4 bonds between 20% and 80%, butadiene-isoprene copolymers and in particular those having an isoprene content of between 5% and 90% by weight and a glass transition temperature ("Tg" - measured according to ASTM D3418-82) from -40 ° C. to -80 ° C., the isoprene-styrene copolymers and in particular those having a styrene content of between 5% and 50% by weight and a Tg of between -25 ° C. and -50 ° C. In the case of butadiene-styrene-isoprene copolymers, those having a styrene content of between 5% and 50% by weight and more particularly of between 10% and 40%, and an isoprene content of between 15% and 60%> by weight and more particularly between 20%> and 50%>, a butadiene content of between 5% and 50%> by weight and more particularly between 20%> and 40%>, a content in units -1 , 2 of the butadiene part of between 4% and 85%, a content of trans-1,4 units of the butadiene part of between 6%> and 80%>, a content of -1,2 units plus -3,4 of the isoprenic part of between 5% and 70%> and a trans-1,4 content of the isoprene part of between 10% and 50%, and more generally any butadiene-styrene-isoprene copolymer having a Tg included between -20 ° C and -70 ° C.
Selon un mode de réalisation particulièrement préférentiel de l'invention, l'élastomère diénique est choisi dans le groupe constitué par le caoutchouc naturel, les polyisoprènes de synthèse, les polybutadiènes ayant un taux de liaisons cis-1,4 supérieur à 90%>, les copolymères de butadiène-styrène et les mélanges de ces élastomères. According to a particularly preferred embodiment of the invention, the diene elastomer is chosen from the group consisting of natural rubber, synthetic polyisoprenes and polybutadienes having a cis-1,4 bond ratio greater than 90%, butadiene-styrene copolymers and mixtures of these elastomers.
Selon un mode de réalisation plus particulier et préférentiel, la composition de caoutchouc comporte 50 à 100 pce de caoutchouc naturel ou de polyisoprène de synthèse, ledit caoutchouc naturel ou le polyisoprène de synthèse pouvant être utilisé notamment en coupage (mélange) avec au plus 50 pce d'un polybutadiène ayant un taux de liaisons cis-1,4 supérieur à 90%. According to a more particular and preferred embodiment, the rubber composition comprises 50 to 100 phr of natural rubber or synthetic polyisoprene, said natural rubber or synthetic polyisoprene which can be used in particular in blending (mixing) with at most 50 phr a polybutadiene having a cis-1,4 bond ratio greater than 90%.
Selon un autre mode de réalisation particulier et préférentiel, la composition de caoutchouc comporte 50 à 100 pce d'un polybutadiène ayant un taux de liaisons cis-1,4 supérieur à 90%>, ledit polybutadiène pouvant être utilisé notamment en coupage avec au plus 50 pce de caoutchouc naturel ou un polyisoprène de synthèse. According to another particular and preferred embodiment, the rubber composition comprises 50 to 100 phr of a polybutadiene having a cis-1,4 bond ratio greater than 90%, said polybutadiene being able to be used especially in a blend with at most 50 phr of natural rubber or synthetic polyisoprene.
Aux élastomères diéniques des bandes de roulement selon l'invention pourraient être associés, en quantité minoritaire, des élastomères synthétiques autre que diéniques, voire des polymères autres que des élastomères, par exemple des polymères thermoplastiques. To the diene elastomers of the treads according to the invention could be associated, in a minor amount, synthetic elastomers other than diene, or even polymers other than elastomers, for example thermoplastic polymers.
4.2 - Système plastifiant La composition de caoutchouc de l'invention a pour autre caractéristique essentielle de comporter plus de 40 pce d'un agent plastifiant liquide (à 20°C) dont la fonction est de ramollir la matrice en diluant l'élastomère et la charge renforçante ; sa Tg est par définition inférieure à -20°C, de préférence inférieure à -40°C.
Toute huile d'extension, qu'elle soit de nature aromatique ou non-aromatique, tout agent plastifiant liquide connu pour ses propriétés plastifiantes vis-à-vis d'élastomères diéniques, est utilisable. A température ambiante (20°C), ces plastifiants ou ces huiles, plus ou moins visqueux, sont des liquides (c'est-à-dire, pour rappel, des substances ayant la capacité de prendre à terme la forme de leur contenant), par opposition notamment à des résines plastifiantes hydrocarbonées qui sont par nature solides à température ambiante. 4.2 - Plasticizer System Another essential feature of the rubber composition of the invention is that it comprises more than 40 phr of a liquid plasticizer (at 20 ° C.) whose function is to soften the matrix by diluting the elastomer and the reinforcing filler; its Tg is by definition less than -20 ° C, preferably less than -40 ° C. Any extender oil, whether aromatic or non-aromatic, any liquid plasticizer known for its plasticizing properties vis-à-vis diene elastomers, is usable. At ambient temperature (20 ° C.), these plasticizers or these oils, more or less viscous, are liquids (that is to say, as a reminder, substances having the capacity to eventually take on the shape of their container) , in contrast to, in particular, hydrocarbon plasticizing resins which are inherently solid at room temperature.
Conviennent particulièrement les plastifiants liquides choisis dans le groupe constitué par les huiles naphténiques (à basse ou haute viscosité, notamment hydrogénées ou non), les huiles paraffiniques, les huiles MES (Médium Extracted Solvates), les huiles TDAE (Treated Distillate Aromatic Extracts), les huiles minérales, les huiles végétales, les plastifiants éthers, les plastifiants esters, les plastifiants phosphates, les plastifiants sulfonates et les mélanges de ces composés. A titre de plastifiants phosphates par exemple, on peut citer ceux qui contiennent entre 12 et 30 atomes de carbone, par exemple le trioctyle phosphate. A titre d'exemples de plastifiants esters, on peut citer notamment les composés choisis dans le groupe constitué par les trimellitates, les pyromellitates, les phtalates, les 1,2-cyclohexane dicarboxylates, les adipates, les azélates, les sébacates, les triesters de glycérol et les mélanges de ces composés. Parmi les triesters ci-dessus, on peut citer notamment des triesters de glycérol, de préférence constitués majoritairement (pour plus de 50 %, plus préférentiellement pour plus de 80 % en poids) d'un acide gras insaturé en Ci8, c'est-à-dire choisi dans le groupe constitué par l'acide oléique, l'acide linoléique, l'acide linolénique et les mélanges de ces acides. Plus préférentiellement, qu'il soit d'origine synthétique ou naturelle (cas par exemple d'huiles végétales de tournesol ou de colza), l'acide gras utilisé est constitué pour plus de 50% en poids, plus préférentiellement encore pour plus de 80% en poids d'acide oléique. De tels triesters (trioléates) à fort taux d'acide oléique sont bien connus, ils ont été décrits par exemple dans la demande WO 02/088238, à titre d'agents plastifiants dans des bandes de roulement pour pneumatiques. Particularly suitable liquid plasticizers selected from the group consisting of naphthenic oils (low or high viscosity, including hydrogenated or not), paraffinic oils, MES oils (Medium Extracted Solvates), Treated Distillate Aromatic Extracts (TDAE) oils, mineral oils, vegetable oils, ethers plasticizers, ester plasticizers, phosphate plasticizers, sulphonate plasticizers and mixtures of these compounds. As phosphate plasticizers, for example, mention may be made of those containing from 12 to 30 carbon atoms, for example trioctyl phosphate. By way of examples of ester plasticizers, mention may be made in particular of compounds selected from the group consisting of trimellitates, pyromellitates, phthalates, 1,2-cyclohexane dicarboxylates, adipates, azelates, sebacates, glycerol and mixtures of these compounds. Among triesters above, there may be mentioned include glycerol triesters, preferably consisting predominantly (for more than 50%, more preferably more than 80% by weight) of an unsaturated fatty acid Ci 8 is that is to say selected from the group consisting of oleic acid, linoleic acid, linolenic acid and mixtures of these acids. More preferably, whether of synthetic or natural origin (for example vegetable oils of sunflower or rapeseed), the fatty acid used is more than 50% by weight, more preferably still more than 80% by weight. % by weight of oleic acid. Such high oleic acid triesters (trioleates) are well known and have been described, for example, in application WO 02/088238, as plasticizers in tire treads.
Le taux de plastifiant liquide dans la composition de l'invention est de préférence compris dans un domaine de 50 à 100 pce. The level of liquid plasticizer in the composition of the invention is preferably in a range of 50 to 100 phr.
Selon un autre mode de réalisation préférentiel, les compositions de l'invention peuvent comporter aussi, à titre de plastifiant solide (à 20°C), une résine hydrocarbonée présentant une Tg supérieur à +20°C, de préférence supérieure à +30°C, telles que décrites par exemple dans les demandes WO 2005/087859, WO 2006/061064 et WO 2007/017060. According to another preferred embodiment, the compositions of the invention may also comprise, as solid plasticizer (at 20 ° C.), a hydrocarbon resin having a Tg greater than + 20 ° C., preferably greater than + 30 ° C. C, as described for example in applications WO 2005/087859, WO 2006/061064 and WO 2007/017060.
Les résines hydrocarbonées sont des polymères bien connus de l'homme du métier, essentiellement à base de carbone et hydrogène, miscibles donc par nature dans les
compositions d'élastomère(s) diénique(s) lorsqu'elles sont qualifiées en outre de "plastifiantes". Elles ont été décrites par exemple dans l'ouvrage intitulé "Hydrocarbon Resins" de R. Mildenberg, M. Zander et G. Collin (New York, VCH, 1997, ISBN 3-527-28617-9) dont le chapitre 5 est consacré à leurs applications, notamment en caoutchouterie pneumatique (5.5. "Rubber Tires and Mechanical Goods"). Elles peuvent être aliphatiques, aromatiques ou encore du type aliphatique/aromatique c'est-à-dire à base de monomères aliphatiques et/ou aromatiques. Elles peuvent être naturelles ou synthétiques, à base ou non de pétrole (si tel est le cas, connues aussi sous le nom de résines de pétrole). Elles sont préférentiellement exclusivement hydrocarbonées, c'est-à-dire qu'elles ne comportent que des atomes de carbone et d'hydrogène. Hydrocarbon resins are polymers well known to those skilled in the art, essentially based on carbon and hydrogen, which are therefore inherently miscible in the diene (s) elastomer compositions (s) when they are further qualified as "plasticizers". They have been described, for example, in the book "Hydrocarbon Resins" by R. Mildenberg, M. Zander and G. Collin (New York, VCH, 1997, ISBN 3-527-28617-9), chapter 5 of which is devoted their applications, in particular pneumatic rubber (5.5 "Rubber Tires and Mechanical Goods"). They may be aliphatic, aromatic or aliphatic / aromatic type that is to say based on aliphatic and / or aromatic monomers. They may be natural or synthetic, whether or not based on petroleum (if so, also known as petroleum resins). They are preferably exclusively hydrocarbon-based, that is to say they contain only carbon and hydrogen atoms.
De préférence, la résine plastifiante hydrocarbonée présente au moins une, plus préférentiellement l'ensemble, des caractéristiques suivantes : - une Tg supérieure à 20°C (plus préférentiellement entre 40 et 100°C) ; Preferably, the plasticizing hydrocarbon resin has at least one, more preferably all, of the following characteristics: a Tg greater than 20 ° C (more preferably between 40 and 100 ° C);
une masse moléculaire moyenne en nombre (Mn) comprise entre 400 et 2000 g/mol (plus préférentiellement entre 500 et 1500 g/mol) ; a number-average molecular weight (Mn) of between 400 and 2000 g / mol (more preferentially between 500 and 1500 g / mol);
un indice de polymolécularité (Ip) inférieur à 3, plus préférentiellement inférieur à 2 (rappel : Ip = Mw/Mn avec Mw masse moléculaire moyenne en poids). a polymolecularity index (Ip) of less than 3, more preferably less than 2 (booster: Ip = Mw / Mn with Mw weight average molecular weight).
La Tg est mesurée de manière connue par DSC {Differential Scanning Calorimetry), selon la norme ASTM D3418 (1999). La macrostructure (Mw, Mn et Ip) de la résine hydrocarbonée est déterminée par chromatographie d'exclusion stérique (SEC) : solvant tétrahydrofurane ; température 35°C ; concentration 1 g/1 ; débit 1 ml/min ; solution filtrée sur filtre de porosité 0,45 μιη avant injection ; étalonnage de Moore avec des étalons de polystyrène ; jeu de 3 colonnes "WATERS" en série ("STYRAGEL" HR4E, HR1 et HR0.5) ; détection par réfractomètre différentiel ("WATERS 2410") et son logiciel d'exploitation associé ("WATERS EMPOWER"). Selon un mode de réalisation particulièrement préférentiel, la résine plastifiante hydrocarbonée est choisie dans le groupe constitué par les résines d'homopolymère ou copolymère de cyclopentadiène (en abrégé CPD), les résines d'homopolymère ou copolymère de dicyclopentadiène (en abrégé DCPD), les résines d'homopolymère ou copolymère terpène, les résines d'homopolymère ou copolymère de coupe C5, les résines d'homopolymère ou copolymère de coupe C9, et les mélanges de ces résines. Parmi les résines de copolymères ci- dessus sont plus préférentiellement utilisées celles choisies dans le groupe constitué par les résines de copolymère (D)CPD/ vinylaromatique, les résines de copolymère (D)CPD/ terpène, les résines de copolymère (D)CPD/ coupe C5, les résines de copolymère (D)CPD/ coupe C9, les résines de copolymère terpène/ vinylaromatique, les résines de copolymère terpène/ phénol,
les résines de copolymère coupe C5/ vinylaromatique, les résines de copolymère coupe C9/ vinylaromatique, et les mélanges de ces résines. The Tg is measured in a known manner by DSC (Differential Scanning Calorimetry), according to the ASTM D3418 (1999) standard. The macrostructure (Mw, Mn and Ip) of the hydrocarbon resin is determined by steric exclusion chromatography (SEC): solvent tetrahydrofuran; temperature 35 ° C; concentration 1 g / 1; flow rate 1 ml / min; filtered solution on 0.45 μιη porosity filter before injection; Moore calibration with polystyrene standards; set of 3 "WATERS" columns in series ("STYRAGEL" HR4E, HR1 and HR0.5); differential refractometer detection ("WATERS 2410") and its associated operating software ("WATERS EMPOWER"). According to a particularly preferred embodiment, the plasticizing hydrocarbon resin is chosen from the group consisting of cyclopentadiene homopolymer or copolymer resins (abbreviated to CPD), dicyclopentadiene homopolymer or copolymer resins (abbreviated to DCPD), homopolymer or terpene copolymer resins, C5 homopolymer or copolymer resins, C9 homopolymer or copolymer resins, and mixtures of these resins. Among the above copolymer resins are more preferably used those selected from the group consisting of (D) CPD / vinylaromatic copolymer resins, (D) CPD / terpene copolymer resins, copolymer resins (D) CPD / C5 cut, (D) CPD / C9 cut copolymer resins, terpene / vinylaromatic copolymer resins, terpene / phenol copolymer resins, C5 / vinylaromatic cut copolymer resins, C9 / vinylaromatic cut copolymer resins, and mixtures of these resins.
Le terme "terpène" regroupe ici de manière connue les monomères alpha-pinène, beta-pinène et limonène ; préférentiellement est utilisé un monomère limonène, composé se présentant de manière connue sous la forme de trois isomères possibles : le L-limonène (énantiomère lévogyre), le D-limonène (énantiomère dextrogyre), ou bien le dipentène, racémique des énantiomères dextrogyre et lévogyre. A titre de monomère vinylaromatique conviennent par exemple le styrène, l'alpha- méthylstyrène, l'ortho-, méta-, para-méthylstyrène, le vinyle- toluène, le para-tertiobutylstyrène, les méthoxystyrènes, les chlorostyrènes, les hydroxystyrènes, le vinylmésitylène, le divinylbenzène, le vinylnaphtalène, tout monomère vinylaromatique issu d'une coupe C9 (ou plus généralement d'une coupe C8 à Cio). De préférence, le composé vinyle-aromatique est du styrène ou un monomère vinylaromatique issu d'une coupe C9 (ou plus généralement d'une coupe C8 à Cio). De préférence, le composé vinylaromatique est le monomère minoritaire, exprimé en fraction molaire, dans le copolymère considéré. The term "terpene" here combines in a known manner the alpha-pinene, beta-pinene and limonene monomers; preferably, a limonene monomer is used which is present in a known manner in the form of three possible isomers: L-limonene (laevorotatory enantiomer), D-limonene (dextrorotatory enantiomer), or the dipentene, racemic of the dextrorotatory and levorotatory enantiomers. . Suitable vinylaromatic monomers are, for example, styrene, alpha-methylstyrene, ortho-, meta-, para-methylstyrene, vinyltoluene, para-tert-butylstyrene, methoxystyrenes, chlorostyrenes, hydroxystyrenes, vinylmesitylene, and the like. , divinylbenzene, vinylnaphthalene, any vinylaromatic monomer from a C 9 cut (or more generally from a C 8 to C 10 cut). Preferably, the vinyl-aromatic compound is styrene or a vinylaromatic monomer derived from a C 9 cut (or more generally from a C 8 to C 10 cut). Preferably, the vinylaromatic compound is the minor monomer, expressed as a mole fraction, in the copolymer under consideration.
Le taux de résine hydrocarbonée est préférentiellement compris entre 3 et 60 pce, plus préférentiellement entre 3 et 40 pce, notamment entre 5 et 30 pce. The content of hydrocarbon resin is preferably between 3 and 60 phr, more preferably between 3 and 40 phr, especially between 5 and 30 phr.
Le taux d'agent plastifiant total (i.e., plastifiant liquide plus, le cas échéant, résine hydrocarbonée solide) est de préférence compris entre 40 et 100 pce, plus préférentiellement compris dans un domaine de 50 à 80 pce. 4.3 - Charge The level of total plasticizer (i.e., liquid plasticizer plus, where appropriate, solid hydrocarbon resin) is preferably between 40 and 100 phr, more preferably in a range of 50 to 80 phr. 4.3 - Charge
On peut utiliser tout type de charge renforçante connue pour ses capacités à renforcer une composition de caoutchouc utilisable pour la fabrication de pneumatiques, par exemple une charge organique telle que du noir de carbone, ou encore une charge inorganique renforçante telle que de la silice à laquelle est associé de manière connue un agent de couplage. Any type of reinforcing filler known for its ability to reinforce a rubber composition that can be used for manufacturing tires, for example an organic filler such as carbon black, or a reinforcing inorganic filler such as silica to which is associated in a known manner a coupling agent.
Une telle charge renforçante consiste préférentiellement en des nanoparticules dont la taille moyenne (en masse) est inférieure à 500 nm, le plus souvent comprise entre 20 et 200 nm, en particulier et préférentiellement entre 20 et 150 nm. Such a reinforcing filler preferably consists of nanoparticles whose average size (in mass) is less than 500 nm, most often between 20 and 200 nm, in particular and preferably between 20 and 150 nm.
Comme noirs de carbone conviennent tous les noirs de carbone, notamment les noirs conventionnellement utilisés dans les pneumatiques ou bandes de roulement des pneumatiques (noirs dits de grade pneumatique). Parmi ces derniers, on citera plus particulièrement les noirs de carbone renforçants des séries 100, 200 ou 300 (grades ASTM), comme par exemple les noirs NI 15, N134, N234, N326, N330, N339, N347, N375. Les noirs de carbone pourraient
être par exemple déjà incorporés à l'élastomère isoprénique sous la forme d'un masterbatch (voir par exemple demandes WO 97/36724 ou WO 99/16600). Suitable carbon blacks are all carbon blacks, especially blacks conventionally used in tires or treads of tires (so-called pneumatic grade blacks). Among these, the reinforcing carbon blacks of the 100, 200 or 300 series (ASTM grades), for example blacks NI15, N134, N234, N326, N330, N339, N347, N375, will be mentioned more particularly. Carbon blacks could for example be already incorporated in the isoprene elastomer in the form of a masterbatch (see for example applications WO 97/36724 or WO 99/16600).
Comme exemples de charges organiques autres que des noirs de carbone, on peut citer les charges organiques de polyvinyle fonctionnalisé telles que décrites dans les demandes WO-A- 2006/069792, WO-A-2006/069793, WO-A-2008/003434 et WO-A-2008/003435. As examples of organic fillers other than carbon blacks, mention may be made of functionalized polyvinyl organic fillers as described in applications WO-A-2006/069792 and WO-A-2006/069793, WO-A-2008/003434. and WO-A-2008/003435.
Par "charge inorganique renforçante", doit être entendu ici toute charge inorganique ou minérale, quelles que soient sa couleur et son origine (naturelle ou de synthèse), encore appelée charge "blanche", charge "claire" ou même charge "non-noire" par opposition au noir de carbone, capable de renforcer à elle seule, sans autre moyen qu'un agent de couplage intermédiaire, une composition de caoutchouc destinée à la fabrication de pneumatiques, en d'autres termes apte à remplacer, dans sa fonction de renforcement, un noir de carbone conventionnel de grade pneumatique ; une telle charge se caractérise généralement, de manière connue, par la présence de groupes hydroxyle (-OH) à sa surface. "Reinforcing inorganic filler" means any inorganic or mineral filler, irrespective of its color and origin (natural or synthetic), also called "white" filler, "clear" filler or even "non-black" filler. "As opposed to carbon black, capable of reinforcing on its own, with no other means than an intermediate coupling agent, a rubber composition for the manufacture of tires, in other words able to replace, in its function of reinforcement, a conventional carbon black of pneumatic grade; such a filler is generally characterized, in known manner, by the presence of hydroxyl groups (-OH) on its surface.
Comme charges inorganiques renforçantes conviennent notamment des charges minérales du type siliceuse, en particulier de la silice (Si02, ou du type alumineuse, en particulier de l'alumine (AI2O3). La silice utilisée peut être toute silice renforçante connue de l'homme du métier, notamment toute silice précipitée ou pyrogénée présentant une surface BET ainsi qu'une surface spécifique CTAB toutes deux inférieures à 450 m2/g, de préférence de 30 à 400 m2/g, notamment entre 60 et 300 m2/g. A titres de silices précipitées hautement dispersibles (dites "HDS"), on citera par exemple les silices "Ultrasil" 7000 et "Ultrasil" 7005 de la société Degussa, les silices "Zeosil" 1165MP, 1135MP et 1115MP de la société Rhodia, la silice "Hi- Sil" EZ150G de la société PPG, les silices "Zeopol" 8715, 8745 et 8755 de la Société Huber. Comme exemples d'alumines renforçantes, on peut citer les alumines "Baikalox" "Al 25" ou "CR125" de la société Baïkowski, "APA-100RDX" de Condea, "Aluminoxid C" de Degussa ou "AKP-G015" de Sumitomo Chemicals. De manière préférentielle, le taux de charge renforçante totale (noir de carbone et/ou charge inorganique renforçante) est compris entre 60 et 120 pce, notamment entre 70 et 100 pce. Suitable reinforcing inorganic fillers are in particular siliceous type mineral fillers, in particular silica (SiO 2) , or aluminous type, in particular alumina (Al 2 O 3 ), The silica used may be any reinforcing silica known from those skilled in the art, in particular any precipitated or fumed silica having a BET surface and a CTAB specific surface both less than 450 m 2 / g, preferably from 30 to 400 m 2 / g, especially between 60 and 300 m 2 / g As highly dispersible precipitated silicas (called "HDS"), mention may be made, for example, of the silicas "Ultrasil" 7000 and "Ultrasil" 7005 from the company Degussa, the silicas "Zeosil" 1165MP, 1135MP and 1115MP of the Rhodia, the "Silicone" silica EZ150G from PPG, the "Zeopol" silicas 8715, 8745 and 8755 from Huber As examples of reinforcing aluminas, mention may be made of "Baikalox" Al 25 aluminas. or "CR125" from Baikowski, "APA-1 Condea's "00RDX", Degussa's "Aluminoxid C" or Sumitomo Chemicals "AKP-G015". Preferably, the total reinforcing filler content (carbon black and / or reinforcing inorganic filler) is between 60 and 120 phr, in particular between 70 and 100 phr.
Selon un mode de réalisation particulier, la charge comporte de la silice, du noir de carbone ou un mélange de noir de carbone et de silice. According to a particular embodiment, the filler comprises silica, carbon black or a mixture of carbon black and silica.
Selon un autre mode de réalisation particulier, la charge renforçante comprend du noir de carbone à titre majoritaire ; dans un tel cas, le noir de carbone est présent à un taux préférentiellement supérieur à 60 pce, associé ou non à une charge inorganique renforçante telle que silice en quantité minoritaire.
Selon un autre mode de réalisation particulier, la charge renforçante comprend une charge inorganique, notamment de la silice, à titre majoritaire ; dans un tel cas, la charge inorganique, notamment silice, est présente à un taux préférentiellement supérieur à 70 pce, associée ou non à du noir de carbone en quantité minoritaire ; le noir de carbone, lorsqu'il est présent, est utilisé de préférence à un taux inférieur à 20 pce, plus préférentiellement inférieur à 10 pce (par exemple entre 0,1 et 10 pce). According to another particular embodiment, the reinforcing filler comprises predominantly carbon black; in such a case, the carbon black is present at a level preferably greater than 60 phr, associated or not with a reinforcing inorganic filler such as silica in a minority amount. According to another particular embodiment, the reinforcing filler comprises an inorganic filler, in particular silica, as a majority; in such a case, the inorganic filler, in particular silica, is present at a rate preferably greater than 70 phr, associated or not with carbon black in a minor amount; the carbon black, when present, is preferably used at a level of less than 20 phr, more preferably less than 10 phr (for example between 0.1 and 10 phr).
Indépendamment de l'aspect premier de l'invention, à savoir la recherche d'une adhérence optimisée sur glace fondante, l'emploi à titre majoritaire d'une charge inorganique renforçante telle que silice est également avantageux du point de vue de l'adhérence sur sol mouillé ou enneigé. Independently of the first aspect of the invention, namely the search for an optimized adhesion on melting ice, the majority use of a reinforcing inorganic filler such as silica is also advantageous from the point of view of adhesion. on wet or snowy ground.
Selon un autre mode de réalisation possible de l'invention, la charge renforçante comprend un coupage de noir de carbone et de charge inorganique renforçante telle que silice en des quantités voisines ; dans un tel cas, le taux de charge inorganique, notamment silice, et le taux de noir de carbone sont de préférence chacun compris entre 25 et 75 pce, plus particulièrement chacun compris entre 30 et 50 pce. According to another possible embodiment of the invention, the reinforcing filler comprises a blend of carbon black and reinforcing inorganic filler such as silica in similar amounts; in such a case, the level of inorganic filler, in particular silica, and the level of carbon black are preferably each between 25 and 75 phr, more particularly each between 30 and 50 phr.
Pour coupler la charge inorganique renforçante à l'élastomère diénique, on utilise de manière bien connue un agent de couplage (ou agent de liaison) au moins bifonctionnel destiné à assurer une connexion suffisante, de nature chimique et/ou physique, entre la charge inorganique (surface de ses particules) et l'élastomère diénique. On utilise en particulier des organosilanes ou des polyorganosiloxanes bifonctionnels. On utilise notamment des silanes polysulfurés, dits "symétriques" ou "asymétriques" selon leur structure particulière, tels que décrits par exemple dans les demandes WO03/002648 (ou US 2005/016651) et WO03/002649 (ou US 2005/016650). In order to couple the reinforcing inorganic filler to the diene elastomer, an at least bifunctional coupling agent (or bonding agent) is used in a well-known manner to ensure a sufficient chemical and / or physical connection between the inorganic filler (surface of its particles) and the diene elastomer. In particular, organosilanes or bifunctional polyorganosiloxanes are used. In particular, polysulfide silanes, called "symmetrical" or "asymmetrical" silanes according to their particular structure, are used, as described for example in the applications WO03 / 002648 (or US 2005/016651) and WO03 / 002649 (or US 2005/016650).
Conviennent en particulier, sans que la définition ci-après soit limitative, des silanes polysulfurés dits "symétriques" répondant à la formule générale (I) suivante: Particularly suitable, without the following definition being limiting, so-called "symmetrical" polysulfide silanes having the following general formula (I):
(I) Z - A - Sx - A - Z , dans laquelle: (I) Z - A - S x - A - Z, wherein:
- x est un entier de 2 à 8 (de préférence de 2 à 5) ; x is an integer of 2 to 8 (preferably 2 to 5);
- A est un radical hydrocarboné divalent (de préférence des groupements alkylène en Ci- A is a divalent hydrocarbon radical (preferably alkylene groups
Ci8 ou des groupements arylène en C6-Ci2, plus particulièrement des alkylènes en Ci- Cio, notamment en C1-C4, en particulier le propylène) ; IC8 or arylene groups, C 6 -C 2, especially in Cl- Cio alkylene, in particular C 1 -C 4, particularly propylene);
- Z répond à l'une des formules ci-après:
R1 R1 R2 Z is one of the following formulas: R1 R1 R2
I I I I
Si— -Si— R2 Si— Si- -Si R2 Si-
R2 dans lesquelles: R2 in which:
- les radicaux R.1, substitués ou non substitués, identiques ou différents entre eux, représentent un groupe alkyle en Ci-Cig, cycloalkyle en C5-Ci8 ou aryle en C6-Ci8 (de préférence des groupes alkyle en Ci-C6, cyclohexyle ou phényle, notamment des groupes alkyle en C1-C4, plus particulièrement le méthyle et/ou l'éthyle). the radicals R.1, which may be substituted or unsubstituted, which are identical to or different from one another, represent a Ci-Cs alkyl, C 5 -C 8 cycloalkyl or C 6 -C 18 aryl group (preferably C 1 -C 8 alkyl groups); -C 6 , cyclohexyl or phenyl, especially C 1 -C 4 alkyl groups, more particularly methyl and / or ethyl).
- les radicaux R^, substitués ou non substitués, identiques ou différents entre eux, représentent un groupe alkoxyle en Ci-Cig ou cycloalkoxyle en C5-Ci8 (de préférence un groupe choisi parmi alkoxyles en Ci-Cg et cycloalkoxyles en C5-C8, plus préférentiellement encore un groupe choisi parmi alkoxyles en C1-C4, en particulier méthoxyle et éthoxyle). - the R radicals, substituted or unsubstituted, identical or different, represent an alkoxyl group Ci-Cig cycloalkoxy or C 5 -C 8 (preferably a group selected from Ci-Cg alkoxyls and C 5 cycloalkoxyls -C 8 , more preferably still a group selected from C 1 -C 4 alkoxyls, in particular methoxyl and ethoxyl).
A titre d'exemples de silanes polysulfurés, on citera plus particulièrement les polysulfures de bis(3-triméthoxysilylpropyl) ou de bis(3-triéthoxysilylpropyl). Parmi ces composés, on utilise en particulier le tétrasulfure de bis(3-triéthoxysilylpropyl), en abrégé TESPT, ou le disulfure de bis-(triéthoxysilylpropyle), en abrégé TESPD. On citera également à titre d'exemples préférentiels les polysulfures (notamment disulfures, trisulfures ou tétrasulfures) de bis- (monoalkoxyl(Ci-C4)-dialkyl(Ci-C4)silylpropyl), plus particulièrement le tétrasulfure de bis- monoéthoxydiméthylsilylpropyl tel que décrit dans la demande de brevet WO 02/083782 (ou US 2004/132880). As examples of polysulfurized silanes, mention may be made more particularly of bis (3-trimethoxysilylpropyl) or bis (3-triethoxysilylpropyl) polysulfides. Among these compounds, bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, abbreviated as TESPT, or bis (triethoxysilylpropyl) disulfide, abbreviated as TESPD, is especially used. Mention may also be made, by way of preferred examples, of polysulfides (in particular disulphides, trisulphides or tetrasulphides) of bis- (C 1 -C 4 monoalkoxyl) -dialkyl (C 1 -C 4 ) silylpropyl), more particularly bis-monoethoxydimethylsilylpropyl tetrasulfide, such as described in patent application WO 02/083782 (or US 2004/132880).
A titre d'agent de couplage autre qu'alkoxysilane polysulfuré, on citera notamment des POS (polyorganosiloxanes) bifonctionnels ou encore des polysulfures d'hydroxysilane (R2 = OH dans la formule (I) ci-dessus) tels que décrits dans les demandes de brevet WO 02/30939 (ou US 6,774,255) et WO 02/31041 (ou US 2004/051210), ou encore des silanes ou POS porteurs de groupements fonctionnels azo-dicarbonyle, tels que décrits par exemple dans les demandes de brevet WO 2006/125532, WO 2006/125533, WO 2006/125534. As coupling agent other than polysulfurized alkoxysilane, there may be mentioned in particular bifunctional POS (polyorganosiloxanes) or hydroxysilane polysulfides (R 2 = OH in the formula (I) above) as described in the applications WO 02/30939 (or US Pat. No. 6,774,255) and WO 02/31041 (or US 2004/051210), or alternatively silanes or POS bearing azo-dicarbonyl functional groups, as described, for example, in the patent applications WO 2006 / 125532, WO 2006/125533, WO 2006/125534.
Dans les compositions de caoutchouc conformes à l'invention, la teneur en agent de couplage est préférentiellement comprise entre 2 et 12 pce, plus préférentiellement entre 3 et 8 pce. In the rubber compositions according to the invention, the content of coupling agent is preferably between 2 and 12 phr, more preferably between 3 and 8 phr.
L'homme du métier comprendra qu'à titre de charge équivalente de la charge inorganique renforçante décrite dans le présent paragraphe, pourrait être utilisée une charge renforçante d'une autre nature, notamment organique, dès lors que cette charge renforçante serait recouverte d'une couche inorganique telle que silice, ou bien comporterait à sa surface des
sites fonctionnels, notamment hydroxyles, nécessitant l'utilisation d'un agent de couplage pour établir la liaison entre la charge et l'élastomère. Those skilled in the art will understand that, as the equivalent filler of the reinforcing inorganic filler described in this paragraph, it would be possible to use a reinforcing filler of another nature, in particular an organic filler, since this reinforcing filler would be covered with a filler. inorganic layer such as silica, or have on its surface functional sites, in particular hydroxyls, requiring the use of a coupling agent to establish the bond between the filler and the elastomer.
4.4 - Microparticules hydrosolubles et microparticules creuses d'oxyde métallique 4.4 - Water-soluble microparticles and hollow microparticles of metal oxide
Les compositions de caoutchouc de l'invention ont pour caractéristique essentielle de comporter entre 2 et 50 pce de microparticules de sel métallique hydroso lubie et entre 2 et 50 pce de microparticules creuses (ou microsphères) d'au moins un oxyde métallique, le terme oxyde incluant bien entendu les hydroxydes. The rubber compositions of the invention have the essential characteristic of comprising between 2 and 50 phr of hydrosulfide metal salt microparticles and between 2 and 50 phr of hollow microparticles (or microspheres) of at least one metal oxide, the term oxide including, of course, hydroxides.
Ces microparticules peuvent se présenter par exemple sous forme de poudre, de microperles, de granulés, de billes ou toute autre forme densifïée appropriée. Une présentation sous forme de poudre est préférée pour les deux types de microparticules. Par microparticules, on entend par définition et de manière générale des particules de taille (i.e., plus grande dimension dans le cas de particules anisométriques) micrométrique, c'est-à- dire dont la taille moyenne ou la taille médiane (toutes deux exprimées en poids) sont comprises entre 1 μιη et 1 mm. De préférence, la taille médiane est comprise entre 2 μιη et 800 μιη, plus préférentiellement comprise dans un domaine de 5 à 200 μιη. These microparticles may be, for example, in the form of powder, microbeads, granules, beads or any other suitable densified form. A powder form is preferred for both types of microparticles. By microparticles is meant by definition and in general size particles (ie, larger dimension in the case of anisometric particles) micrometer, that is to say, whose average size or median size (both expressed in weight) are between 1 μιη and 1 mm. Preferably, the median size is between 2 μιη and 800 μιη, more preferably in a range from 5 to 200 μιη.
En dessous des minima indiqués ci-dessus, l'effet technique visé (à savoir la création d'une microrugosité adaptée) risque d'être insuffisant alors qu'au delà des maxima indiqués, on s'expose à différents inconvénients, en particulier lorsque la composition de caoutchouc est utilisée comme bande de roulement : outre une perte d'esthétique possible (particules trop visibles à la surface de la bande de roulement) et un risque de décohésion, lors du roulage, d'éléments de sculpture de taille relativement importante, on a constaté que la performance d'adhérence sur glace fondante pouvait être dégradée. Below the minima indicated above, the intended technical effect (namely the creation of a suitable micro-roughness) may be insufficient, whereas beyond the maximum values indicated, there are various disadvantages, especially when the rubber composition is used as a tread: in addition to a possible loss of aesthetics (particles too visible on the surface of the tread) and a risk of loosening, during rolling, relatively large tread elements it was found that the melting ice adhesion performance could be degraded.
Pour toutes ces raisons, on préfère que les microparticules aient une taille médiane comprise entre 2 μιη et 500 μιη, plus préférentiellement encore comprise dans un domaine de 5 à 200 μιη. Ce domaine de taille particulièrement préférentiel semble correspondre à un compromis optimisé entre d'une part la rugosité de surface recherchée et d'autre part un bon contact entre la composition de caoutchouc et la glace. D'autre part, pour les mêmes raisons que celles exposées ci-dessus, le taux de chaque type de microparticules (microparticules hydrosolubles d'une part, microparticules creuses d'oxyde métallique d'autre part) est de préférence compris entre 5 et 40 pce, plus préférentiellement compris entre 10 et 35 pce.
Selon un mode de réalisation préférentiel, le sel des microparticules hydrosolubles est choisi dans le groupe constitué par les chlorures, les carbonates (incluant notamment les hydroxycarbonates, les bicarbonates), les sulfates et les mélanges de tels sels. Plus préférentiellement encore, le sel choisi est un sulfate. For all these reasons, it is preferred that the microparticles have a median size between 2 μιη and 500 μιη, more preferably still in a range from 5 to 200 μιη. This area of particularly preferred size seems to correspond to an optimized compromise between on the one hand the desired surface roughness and on the other hand a good contact between the rubber composition and the ice. On the other hand, for the same reasons as those set out above, the level of each type of microparticles (water-soluble microparticles on the one hand and metal oxide hollow microparticles on the other hand) is preferably between 5 and 40.degree. pce, more preferably between 10 and 35 phr. According to a preferred embodiment, the salt of the water-soluble microparticles is selected from the group consisting of chlorides, carbonates (including in particular hydroxycarbonates, bicarbonates), sulphates and mixtures of such salts. Even more preferentially, the salt chosen is a sulphate.
Selon un autre mode de réalisation préférentiel, combinable notamment au précédent, le métal du sel métallique est un métal alcalin ou alcalino-terreux. On rappellera ici simplement que le groupe des métaux alcalins est celui des éléments chimiques univalents situés dans la première colonne de la classification périodique et ne comprenant pas l'hydrogène (H) ; dans l'ordre du numéro atomique croissant, les métaux alcalins sont le lithium, le sodium, le potassium, le rubidium, le césium et le francium. Le groupe des métaux alcalino-terreux est celui des éléments chimiques du groupe 2 (ou Ha) du tableau périodique ; par ordre de numéro atomique croissant, les métaux alcalino-terreux sont le béryllium, le magnésium, le calcium, le strontium, le baryum et le radium. According to another preferred embodiment, which can be combined in particular with the preceding one, the metal of the metal salt is an alkaline or alkaline-earth metal. It will be recalled here simply that the group of alkali metals is that of the univalent chemical elements located in the first column of the Periodic Table and not including hydrogen (H); in order of increasing atomic number, the alkali metals are lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium and francium. The group of alkaline earth metals is that of the chemical elements of group 2 (or Ha) of the periodic table; in order of increasing atomic number, the alkaline earth metals are beryllium, magnesium, calcium, strontium, barium and radium.
De préférence, le métal du sel métallique hydrosoluble est choisi dans le groupe constitué par Na (sodium), K (potassium), Mg (magnésium), Ca (calcium) et les mélanges de tels métaux. Plus préférentiellement encore, le métal est le magnésium. Selon un mode de réalisation préférentiel, le métal de l'oxyde métallique est choisi dans le groupe constitué par l'aluminium, le silicium, le zirconium, les métaux de transition et les mélanges de tels métaux. Par métal de transition, on entend plus particulièrement les métaux de la quatrième période allant du scandium au zinc, préférentiellement titane et zinc. Conviennent plus préférentiellement encore l'aluminium, le silicium, le titane, le zirconium et le zinc. Preferably, the metal of the water-soluble metal salt is selected from the group consisting of Na (sodium), K (potassium), Mg (magnesium), Ca (calcium) and mixtures of such metals. More preferably still, the metal is magnesium. According to a preferred embodiment, the metal of the metal oxide is selected from the group consisting of aluminum, silicon, zirconium, transition metals and mixtures of such metals. By transition metal is meant more particularly the metals of the fourth period ranging from scandium to zinc, preferably titanium and zinc. Aluminum, silicon, titanium, zirconium and zinc are even more preferable.
Selon un mode de réalisation plus préférentiel, l'oxyde métallique est choisi dans le groupe constitué par les oxydes et/ou hydroxydes d'aluminium, les oxydes et/ou hydroxydes de silicium, les oxydes et/ou hydroxydes d'aluminium et silicium, et les mélanges de tels oxydes et/ou hydroxydes. Plus préférentiellement encore, l'oxyde métallique utilisé est un alumino silicate. According to a more preferred embodiment, the metal oxide is chosen from the group consisting of aluminum oxides and / or hydroxides, oxides and / or hydroxides of silicon, oxides and / or hydroxides of aluminum and silicon, and mixtures of such oxides and / or hydroxides. More preferably still, the metal oxide used is an aluminosilicate.
Pour l'analyse de la granulométrie et le calcul de la taille médiane des microparticules (ou diamètre médian pour des microparticules supposées sensiblement sphériques), différentes méthodes connues sont applicables, par exemple par diffraction laser (voir par exemple norme ISO-8130-13 ou norme JIS K5600-9-3). For the analysis of the particle size and the calculation of the median size of the microparticles (or median diameter for microparticles supposed to be substantially spherical), various known methods are applicable, for example by laser diffraction (see, for example, ISO-8130-13 or JIS standard K5600-9-3).
On peut aussi utiliser de manière simple et préférentielle une analyse de la granulométrie par un tamisage mécanique ; l'opération consiste a tamiser une quantité définie d'échantillon (par exemple 200 g) sur une table vibrante pendant 30 min avec des diamètres de tamis différents
(par exemple, selon une raison de progression égale à 1,26, avec des mailles de 1000, 800, 630, 500, 400, ... 100, 80, 63 μιη) ; les refus récoltés sur chaque tamis sont pesés sur une balance de précision ; on en déduit le % de refus pour chaque diamètre de maille par rapport au poids total de produit ; la taille médiane (ou diamètre médian) ou moyenne (ou diamètre moyen) est finalement calculée de manière connue à partir de l'histogramme de la distribution granulométrique . It is also possible to use a simple and preferential analysis of the particle size by mechanical sieving; the operation consists in sieving a defined quantity of sample (for example 200 g) on a vibrating table for 30 min with different sieve diameters (for example, according to a progression reason equal to 1.26, with meshes of 1000, 800, 630, 500, 400, ... 100, 80, 63 μιη); the refusals collected on each sieve are weighed on a precision scale; we deduce the% of refusal for each mesh diameter with respect to the total weight of product; the median (or median diameter) or mean (or mean diameter) size is finally calculated in a known manner from the histogram of the particle size distribution.
4.5 - Additifs divers Les compositions de caoutchouc de l'invention comportent également tout ou partie des additifs usuels habituellement utilisés dans les compositions d'élastomères destinées à la fabrication de bandes de roulement pour pneumatiques, notamment pour pneumatiques hiver, comme par exemple des agents de protection tels que cires anti-ozone, anti-ozonants chimiques, anti-oxydants, des résines renforçantes, des accepteurs (par exemple résine phénolique novolaque) ou des donneurs de méthylène (par exemple HMT ou H3M), un système de réticulation à base soit de soufre, soit de donneurs de soufre et/ou de peroxyde et/ou de bismaléimides, des accélérateurs de vulcanisation, des activateurs de vulcanisation. 4.5 - Various additives The rubber compositions of the invention also comprise all or part of the usual additives normally used in elastomer compositions intended for the manufacture of tire treads, in particular for winter tires, such as for example such as anti-ozone waxes, chemical anti-ozonants, anti-oxidants, reinforcing resins, acceptors (eg phenolic novolac resin) or methylene donors (eg HMT or H3M), a crosslinking system based either of sulfur, either of sulfur and / or peroxide and / or bismaleimide donors, vulcanization accelerators, vulcanization activators.
Ces compositions peuvent également contenir des activateurs de couplage lorsque qu'un agent de couplage est utilisé, des agents de recouvrement de la charge inorganique ou plus généralement des agents d'aide à la mise en œuvre susceptibles de manière connue, grâce à une amélioration de la dispersion de la charge dans la matrice de caoutchouc et à un abaissement de la viscosité des compositions, d'améliorer leur faculté de mise en œuvre à l'état cru ; ces agents sont par exemple des silanes hydrolysables tels que des alkyl-alkoxysilanes, des polyols, des polyéthers, des aminés, des polyorganosiloxanes hydroxylés ou hydrolysables. These compositions may also contain coupling activators when a coupling agent is used, inorganic filler recovery agents or, more generally, processing aid agents that are capable in a known manner, by means of an improvement of the dispersion of the filler in the rubber matrix and a lowering of the viscosity of the compositions, to improve their ability to implement in the green state; these agents are for example hydrolysable silanes such as alkyl-alkoxysilanes, polyols, polyethers, amines, hydroxylated or hydrolysable polyorganosiloxanes.
4.6 - Fabrication des compositions de caoutchouc et des bandes de roulement 4.6 - Manufacture of rubber compositions and treads
Les compositions de caoutchouc de l'invention sont fabriquées dans des mélangeurs appropriés, en utilisant deux phases de préparation successives selon une procédure générale bien connue de l'homme du métier : une première phase de travail ou malaxage thermomécanique (parfois qualifiée de phase "non-productive") à haute température, jusqu'à une température maximale comprise entre 130°C et 200°C, de préférence entre 145°C et 185°C, suivie d'une seconde phase de travail mécanique (parfois qualifiée de phase "productive") à plus basse température, typiquement inférieure à 120°C, par exemple entre 60°C et 100°C, phase de finition au cours de laquelle est incorporé le système de réticulation ou vulcanisation. The rubber compositions of the invention are manufactured in suitable mixers, using two successive preparation phases according to a general procedure well known to those skilled in the art: a first phase of work or thermomechanical mixing (sometimes referred to as "non-phase" phase). -productive ") at high temperature, up to a maximum temperature of between 130 ° C and 200 ° C, preferably between 145 ° C and 185 ° C, followed by a second phase of mechanical work (sometimes called phase" Producer ") at a lower temperature, typically below 120 ° C, for example between 60 ° C and 100 ° C, finishing phase during which is incorporated the crosslinking system or vulcanization.
Un procédé utilisable pour la fabrication de telles compositions comporte par exemple et de préférence les étapes suivantes :
incorporer à l'élastomère diénique, dans un mélangeur, plus de 40 pce d'un plastifiant liquide, entre 50 et 150 pce d'une charge renforçante, entre 2 et 50 pce de microparticules de sel métallique hydroso lubie et entre 2 et 50 pce de microparticules creuses d'au moins un oxyde métallique, en malaxant thermomécaniquement le tout, en une ou plusieurs fois, jusqu'à atteindre une température maximale comprise entre 130°C et 200°C ; A method that can be used for the manufacture of such compositions comprises, for example, and preferably the following steps: to incorporate into the diene elastomer, in a mixer, more than 40 phr of a liquid plasticizer, between 50 and 150 phr of a reinforcing filler, between 2 and 50 phr of hydrosulfide metal salt microparticles and between 2 and 50 phr hollow microparticles of at least one metal oxide, by thermomechanically kneading the whole, in one or more times, until a maximum temperature of between 130 ° C and 200 ° C is reached;
refroidir l'ensemble à une température inférieure à 100°C ; cool the assembly to a temperature below 100 ° C;
incorporer ensuite un système de réticulation ; then incorporate a crosslinking system;
- malaxer le tout jusqu'à une température maximale inférieure à 120°C ; - mix everything up to a maximum temperature below 120 ° C;
extruder ou calandrer la composition de caoutchouc ainsi obtenue, notamment sous la forme d'une bande de roulement de pneumatique. extruding or calendering the rubber composition thus obtained, especially in the form of a tire tread.
A titre d'exemple, la première phase (non-productive) est conduite en une seule étape thermomécanique au cours de laquelle on introduit, dans un mélangeur approprié tel qu'un mélangeur interne usuel, tous les constituants nécessaires, les éventuels agents de recouvrement ou de mise en œuvre complémentaires et autres additifs divers, à l'exception du système de réticulation. Après refroidissement du mélange ainsi obtenu au cours de la première phase non-productive, on incorpore alors le système de réticulation à basse température, généralement dans un mélangeur externe tel qu'un mélangeur à cylindres ; le tout est alors mélangé (phase productive) pendant quelques minutes, par exemple entre 5 et 15 min. By way of example, the first (non-productive) phase is carried out in a single thermomechanical step during which all the necessary constituents, the possible coating agents, are introduced into a suitable mixer such as a conventional internal mixer. or other complementary additives and other additives, with the exception of the crosslinking system. After cooling the mixture thus obtained during the first non-productive phase, the low temperature crosslinking system is then incorporated, generally in an external mixer such as a roll mill; the whole is then mixed (productive phase) for a few minutes, for example between 5 and 15 min.
Le système de réticulation proprement dit est préférentiellement à base de soufre et d'un accélérateur primaire de vulcanisation, en particulier d'un accélérateur du type sulfénamide. A ce système de vulcanisation viennent s'ajouter, incorporés au cours de la première phase non- productive et/ou au cours de la phase productive, divers accélérateurs secondaires ou activateurs de vulcanisation connus tels qu'oxyde de zinc, acide stéarique, dérivés guanidiques (en particulier diphénylguanidine), etc. Le taux de soufre est de préférence compris entre 0,5 et 3,0 pce, celui de l'accélérateur primaire est de préférence compris entre 0,5 et 5,0 pce. The actual crosslinking system is preferably based on sulfur and a primary vulcanization accelerator, in particular a sulfenamide type accelerator. To this vulcanization system are added, incorporated during the first non-productive phase and / or during the productive phase, various known secondary accelerators or vulcanization activators such as zinc oxide, stearic acid, guanidine derivatives (especially diphenylguanidine), etc. The sulfur content is preferably between 0.5 and 3.0 phr, that of the primary accelerator is preferably between 0.5 and 5.0 phr.
On peut utiliser comme accélérateur (primaire ou secondaire) tout composé susceptible d'agir comme accélérateur de vulcanisation des élastomères diéniques en présence de soufre, notamment des accélérateurs du type thiazoles ainsi que leurs dérivés, des accélérateurs de types thiurames, dithiocarbamates de zinc. Ces accélérateurs sont plus préférentiellement choisis dans le groupe constitué par disulfure de 2-mercaptobenzothiazyle (en abrégé "MBTS"), N-cyclohexyl-2-benzothiazyle sulfénamide (en abrégé "CBS"), N,N-dicyclohexyl-2- benzothiazyle sulfénamide ("DCBS"), N-ter-butyl-2-benzothiazyle sulfénamide ("TBBS"), N- ter-butyl-2-benzothiazyle sulfénimide ("TBSI"), dibenzyldithiocarbamate de zinc ("ZBEC") et les mélanges de ces composés.
La composition finale ainsi obtenue est ensuite calandrée par exemple sous la forme d'une feuille ou d'une plaque, notamment pour une caractérisation au laboratoire, ou encore extrudée sous la forme d'un profilé de caoutchouc utilisable directement comme bande de roulement de pneumatique hiver. It is possible to use as accelerator (primary or secondary) any compound capable of acting as accelerator for vulcanization of diene elastomers in the presence of sulfur, in particular thiazole-type accelerators and their derivatives, accelerators of the thiuram type, zinc dithiocarbamates. These accelerators are more preferably selected from the group consisting of 2-mercaptobenzothiazyl disulfide (abbreviated "MBTS"), N-cyclohexyl-2-benzothiazyl sulfenamide (abbreviated "CBS"), N, N-dicyclohexyl-2-benzothiazyl sulfenamide ("DCBS"), N-tert-butyl-2-benzothiazylsulfenamide ("TBBS"), N-tert-butyl-2-benzothiazylsulfenimide ("TBSI"), zinc dibenzyldithiocarbamate ("ZBEC") and mixtures thereof. these compounds. The final composition thus obtained is then calendered, for example in the form of a sheet or a plate, in particular for a characterization in the laboratory, or else extruded in the form of a rubber profile that can be used directly as a tread of a tire. winter.
La vulcanisation (ou cuisson) est conduite de manière connue à une température généralement comprise entre 130°C et 200°C, pendant un temps suffisant qui peut varier par exemple entre 5 et 90 min en fonction notamment de la température de cuisson, du système de vulcanisation adopté et de la cinétique de vulcanisation de la composition considérée. The vulcanization (or cooking) is conducted in a known manner at a temperature generally between 130 ° C and 200 ° C, for a sufficient time which may vary for example between 5 and 90 min depending in particular on the cooking temperature, the system of vulcanization adopted and the kinetics of vulcanization of the composition under consideration.
Dans le cas d'une bande de roulement de type composite formée de plusieurs compositions de caoutchouc de formulations différentes, les compositions de caoutchouc selon l'invention précédemment décrites peuvent constituer une partie seulement de la bande de roulement du pneumatique conforme à l'invention, tout au moins pour la portion (par conséquent sculptée) de la bande de roulement destinée à entrer en contact avec la route lors du roulage du pneumatique. In the case of a composite type tread formed of several rubber compositions of different formulations, the rubber compositions according to the invention described above may constitute only part of the tread of the tire according to the invention, at least for the portion (therefore carved) of the tread intended to come into contact with the road during the rolling of the tire.
L'invention concerne les compositions de caoutchouc et pneumatiques précédemment décrits tant à l'état cru (i.e., avant cuisson) qu'à l'état cuit (i.e., après réticulation ou vulcanisation). The invention relates to the rubber and tire compositions described above both in the green (i.e., before firing) and the fired (i.e., after crosslinking or vulcanization) state.
5. EXEMPLES DE REALISATION DE L'INVENTION 5.1 - Préparation des compositions de caoutchouc EXAMPLES OF CARRYING OUT THE INVENTION 5.1 Preparation of Rubber Compositions
Dans ces essais, on compare deux compositions (notées C-l et C-2) à base d'élastomères diéniques (coupage NR et BR à taux de liaisons cis-1,4 supérieur à 95%), renforcées par un coupage de silice et de noir de carbone auxquels sont associés ou non, d'une part 15 pce de poudre de microparticules de sulfate de magnésium et d'autre part 15 pce de poudre de microparticules creuses d'aluminosilicate. Le tableau 1 donne la formulation des deux compositions (taux des différents produits exprimés en pce). In these tests, two compositions (denoted Cl and C-2) based on diene elastomers (NR and BR cleavage with a cis-1,4 bond ratio of greater than 95%) are compared, reinforced by a silica and silica blend. carbon black with which are associated or not, on the one hand 15 phr of magnesium sulfate microparticle powder and on the other hand 15 phr of aluminosilicate hollow microparticle powder. Table 1 gives the formulation of the two compositions (rate of the different products expressed in phr).
Pour la fabrication des ces compositions, on a procédé de la manière suivante: on introduit dans un mélangeur interne, dont la température initiale de cuve est d'environ 60°C, successivement la charge renforçante (noir de carbone, silice et son agent de couplage associé), le plastifiant liquide, les microparticules de sulfate de magnésium, les microparticules creuses d'aluminosilicate, l'élastomère diénique (ou coupage d'élastomères diéniques) ainsi que les divers autres ingrédients à l'exception du système de vulcanisation ; le mélangeur est ainsi rempli à environ 70% (% en volume). On conduit alors un travail thermomécanique (phase
non-productive) en une étape, qui dure au total environ 3 à 4 minutes, jusqu'à atteindre une température maximale de "tombée" de 165°C. On récupère le mélange ainsi obtenu, on le refroidit puis on incorpore du soufre et un accélérateur type sulfénamide sur un mélangeur externe (homo-finisseur) à 30°C, en mélangeant le tout (phase productive) pendant un temps approprié (par exemple entre 5 et 12 min). For the manufacture of these compositions, the following procedure was carried out: the reinforcing filler (carbon black, silica and its agent) was successively introduced into an internal mixer, the initial batch temperature of which was approximately 60 ° C. associated coupling), the liquid plasticizer, the magnesium sulfate microparticles, the hollow aluminosilicate microparticles, the diene elastomer (or diene elastomer cutting) and the various other ingredients with the exception of the vulcanization system; the mixer is thus filled to about 70% (% by volume). We then conduct a thermomechanical work (phase non-productive) in one step, which lasts in total about 3 to 4 minutes, until reaching a maximum temperature of "fallen" of 165 ° C. The mixture thus obtained is recovered, cooled and then sulfur and a sulfenamide type accelerator are incorporated on an external mixer (homo-finisher) at 30 ° C., mixing the whole (productive phase) for a suitable time (for example between 5 and 12 minutes).
5.2 - Tests de friction sur glace 5.2 - Friction tests on ice
Ces deux compositions sont ensuite soumises à un test laboratoire consistant à mesurer leur coefficient de friction sur glace. These two compositions are then subjected to a laboratory test consisting in measuring their coefficient of friction on ice.
Le principe repose sur un patin de composition de caoutchouc glissant à une vitesse donnée (par exemple 5 km/h) sur une piste de glace avec une charge imposée (par exemple égale à 3 kg/cm2). Préalablement au test, la surface du patin à tester est rodée par rabotage sur une épaisseur de 0,5 mm, suivi d'une série de frottements par glissement répété sur un sol sec réel (asphalte) sous la dite charge imposée (par exemple 3 kg/cm2). Les forces générées dans le sens de l'avancement (Fx) du patin et perpendiculaire à l'avancement (Fz) sont mesurées. Le rapport Fx/Fz détermine le coefficient de friction de l'éprouvette sur la glace. La température pendant la mesure est fixée a -2 C. The principle is based on a rubber composition slider sliding at a given speed (for example 5 km / h) on an ice track with an imposed load (for example equal to 3 kg / cm 2 ). Prior to the test, the surface of the test pad is lapped by planing to a thickness of 0.5 mm, followed by a series of repeated sliding friction on real dry soil (asphalt) under the said imposed load (for example 3 kg / cm 2 ). The forces generated in the direction of advance (Fx) of the pad and perpendicular to the advance (Fz) are measured. The ratio Fx / Fz determines the coefficient of friction of the specimen on the ice. The temperature during the measurement is set at -2 ° C.
Ce test dont le principe est bien connu de l'homme du métier (voir par exemple demandes de brevet EP 1052270 et EP 1505112) permet d'évaluer dans des conditions représentatives l'adhérence sur glace fondante qui serait obtenue après un essai de roulage sur véhicule équipé de pneumatiques dont la bande de roulement est constituée des mêmes compositions de caoutchouc. This test, the principle of which is well known to those skilled in the art (see, for example, patent applications EP 1052270 and EP 1505112) makes it possible to evaluate, under representative conditions, the adhesion on melting ice that would be obtained after a rolling test on vehicle equipped with tires whose tread is made of the same rubber compositions.
Les résultats sont exprimés dans le tableau 2 ; une valeur supérieure à celle du témoin (composition C-l), arbitrairement fixée à 100, indique un résultat amélioré c'est-à-dire une aptitude à une distance de freinage plus courte. On constate que la composition de l'invention C-2 présente une amélioration notable (gain de 10%) du coefficient de friction sur glace, par rapport à la composition témoin C-l . The results are expressed in Table 2; a value greater than that of the control (composition C-1), arbitrarily set at 100, indicates an improved result, that is to say an aptitude at a shorter braking distance. It is found that the composition of the invention C-2 shows a significant improvement (gain of 10%) in the coefficient of friction on ice, compared to the control composition C-1.
En conclusion, les compositions conformes à l'invention offrent aux pneumatiques et à leurs bandes de roulement une adhérence sur glace fondante qui est améliorée.
Tableau 1 In conclusion, the compositions according to the invention offer the tires and their treads an adhesion on melting ice which is improved. Table 1
BR avec 0,3% de 1-2 ; 2,7% de trans ; 97% de cis 1-4 (Tg = -104°C) ; Caoutchouc naturel (peptisé) ; BR with 0.3% of 1-2; 2.7% trans; 97% cis 1-4 (Tg = -104 ° C); Natural rubber (peptized);
silice "Zeosil 1115MP" de la société Rhodia, type "HDS" silica "Zeosil 1115MP" from Rhodia, type "HDS"
(BET et CTAB : environ 120 m7g); (BET and CTAB: approximately 120 m 7 g);
agent de couplage TESPT ("Si69" de la société Degussa) ; coupling agent TESPT ("Si69" from Degussa);
grade ASTM N234 (société Cabot) ; ASTM N234 grade (Cabot company);
poudre de sulfate de magnésium magnesium sulphate powder
(société Aldrich ; taille médiane des particules : environ 100 μιη) ; poudre d'aluminosilicate ("Fillite 200/7" de la société Japan Fillite) (taille médiane des particules : environ 90 μιη) ; (Aldrich company, median particle size: about 100 μιη); aluminosilicate powder ("Fillite 200/7" from Japan Fillite Company) (median particle size: about 90 μιη);
huile MES ("Catenex SNR" de Shell) ; MES oil ("Catenex SNR" from Shell);
diphénylguanidine (Perkacit DPG de la société Flexsys) ; diphenylguanidine (Perkacit DPG from Flexsys);
N-l,3-diméthylbutyl-N-phénylparaphénylènediamine N-l, 3-dimethylbutyl-N-phénylparaphénylènediamine
(Santoflex 6-PPD de la société Flexsys); (Santoflex 6-PPD from Flexsys);
N-dicyclohexyl-2-benzothiazol-sulfénamide N-dicyclohexyl-2-benzothiazol sulfenamide
("Santocure CBS" de la société Flexsys). ("Santocure CBS" from the company Flexsys).
Tableau 2 Table 2
Composition de caoutchouc : C-l C-2 Rubber composition: C-1 C-2
Test de friction sur glace (-2°C) : 100 110
Ice friction test (-2 ° C): 100 110