WO2019197768A1 - Pneumatique presentant une couche d'armature de carcasse avec des proprietes d'endurance ameliorees - Google Patents

Pneumatique presentant une couche d'armature de carcasse avec des proprietes d'endurance ameliorees Download PDF

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WO2019197768A1
WO2019197768A1 PCT/FR2019/050820 FR2019050820W WO2019197768A1 WO 2019197768 A1 WO2019197768 A1 WO 2019197768A1 FR 2019050820 W FR2019050820 W FR 2019050820W WO 2019197768 A1 WO2019197768 A1 WO 2019197768A1
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layer
reinforcing elements
carcass reinforcement
tire
equal
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PCT/FR2019/050820
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Nathalie Salgues
Christophe Gayton
Katia BARAN
Arnaud Gommez
Original Assignee
Compagnie Generale Des Etablissements Michelin
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/04—Carbon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C1/00—Tyres characterised by the chemical composition or the physical arrangement or mixture of the composition
    • B60C1/0041—Compositions of the carcass layers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/002—Physical properties
    • C08K2201/006—Additives being defined by their surface area

Definitions

  • the present invention relates to a tire, radial carcass reinforcement and more particularly to a tire intended to equip vehicles carrying heavy loads and rolling at a high speed, such as, for example, trucks, tractors, trailers or road buses.
  • the carcass reinforcement is anchored on both sides in the bead zone and is radially surmounted by a crown reinforcement consisting of at least two layers, superimposed and formed of son or parallel cables in each layer and crossed from one layer to the next in making with the circumferential direction angles between 10 ° and 45 °.
  • Said working layers, forming the working armature can still be covered with at least one so-called protective layer and formed of advantageously metallic and extensible reinforcing elements, called elastic elements.
  • It may also comprise a layer of low extensibility wires or metal cables forming with the circumferential direction an angle of between 45 ° and 90 °, this so-called triangulation ply being radially located between the carcass reinforcement and the first ply of plywood.
  • so-called working top formed of parallel wires or cables having angles at most equal to 45 ° in absolute value.
  • the triangulation ply forms with at least said working ply a triangulated reinforcement, which presents, under the different stresses it undergoes, few deformations, the triangulation ply having the essential role of taking up the transverse compression forces of which the object all the reinforcing elements in the area of the crown of the tire.
  • Cables are said to be inextensible when said cables have under a tensile force equal to 10% of the breaking force a relative elongation of at most equal to Cables are said elastic when said cables have under tensile force equal to the breaking load a relative elongation of at least 3% with a maximum tangent modulus of less than 150 GPa.
  • Circumferential reinforcing elements are reinforcing elements which make angles with the circumferential direction in the range + 2.5 °, -2.5 ° around 0 °.
  • the circumferential direction of the tire is the direction corresponding to the periphery of the tire and defined by the rolling direction of the tire.
  • the transverse or axial direction of the tire is parallel to the axis of rotation of the tire.
  • the radial direction is a direction intersecting the axis of rotation of the tire and perpendicular to it.
  • the axis of rotation of the tire is the axis around which it rotates in normal use.
  • a radial or meridian plane is a plane which contains the axis of rotation of the tire.
  • the circumferential mid-plane is a plane perpendicular to the axis of rotation of the tire and which divides the tire into two halves.
  • modulus of elasticity of a rubber mix, a secant modulus of extension at 10% deformation and at room temperature.
  • the modulus measurements are made in tension according to the AFNOR-NFT-46002 standard of September 1988: the secant modulus is measured in second elongation (ie, after an accommodation cycle). nominal (or apparent stress, in MPa) at 10% elongation (normal conditions of temperature and hygrometry according to AFNOR-NFT-40101 of December 1979).
  • Some current tires, called “road”, are intended to run at high speed and on longer and longer journeys, due to the improvement of the road network and the growth of the motorway network in the world.
  • the set of conditions under which such a tire is called to roll undoubtedly allows an increase in the number of kilometers traveled, the wear of the tire being less; on the other hand, the stamina of the latter is penalized.
  • An object of the invention is to provide tires whose endurance properties of the carcass reinforcement layer are retained regardless of the conditions of use. This object is achieved according to the invention by a radial carcass reinforcement tire formed of at least one layer of reinforcement elements inserted between two calendering layers of rubber mix, said tire comprising a radially capped crown reinforcement.
  • the calendering layers of said at least one carcass reinforcement layer consisting of a rubber-based elastomer mixture natural or synthetic polyisoprene predominantly cis-l, 4 and optionally at least one other diene elastomer, the natural rubber or synthetic polyisoprene in case of cutting being present at a majority rate relative to the rate of the another or other diene elastomers used and a reinforcing filler mainly comprising at least one carbon black, having a BET specific surface area at most equal to 30 m 2 / g and a Compressed Samples Oil Absorption Index (COAN) of at least 60 ml / 100 g, said elastomeric blend not comprising, or comprising at least more than 20 phr, and preferably at most 10 phr of carbon black, the BET surface area of which is greater than 30 m 2 / g and the COAN index is greater than 40
  • COAN Compressed Samples Oil Absorption Index
  • the structure index of black COAN (Compressed Oil Absorption Number) is measured according to the ASTM D3493 standard.
  • a white filler is a filler of silica and / or alumina type comprising SiOH and / or AlOH surface functional groups chosen from the group formed by precipitated or fumed silicas, aluminas or alumina. silicates.
  • reinforcing fillers having the morphology and the surface functions SiOH and / or AlOH silica and / or alumina materials and can be used according to the invention as partial or total replacement thereof
  • the modified carbon blacks either during the synthesis by addition to the feed oil of the oven of a silicon and / or aluminum compound or after the synthesis by adding to an aqueous suspension of carbon black.
  • the crosslinking density measurements are made from the equilibrium swelling method.
  • the mixtures, prepared in the form of samples are swollen in cyclohexane for 72 hours.
  • the weight of the samples is measured immediately after removing the excess solvent with blotting paper.
  • the swelling of the samples and the absorption of solvent is inversely proportional to the presence and therefore to the density of crosslinking bridges.
  • the carbon black content whose BET specific surface area is at most equal to 30 m 2 / g is between 20 and 80 phr, preferably between 40 and 65 phr. and more preferably between 45 and 60 phr.
  • said carbon black whose BET surface area is at most equal to 30 m 2 / g has a COAN index of at least 65 ml / 100 g, and preferably at least 70 ml / 100 g.
  • said carbon black whose BET specific surface area is at most equal to 30 m 2 / g, has a COAN index at most equal to 90 mElOO g.
  • the BET specific surface area of said carbon black at most equal to 30 m 2 / g is at most equal to 25 m 2 / g, and preferably greater than 15 m 2 / g.
  • a coupling agent and / or covering selected from agents known to those skilled in the art.
  • preferential coupling agents mention may be made of sulphurised alkoxysilanes of the bis (3-trialkoxysilylpropyl) polysulfide type, and among these in particular bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide marketed by the Company.
  • DEGUSSA under the names Si69 for the pure liquid product and X50S for the solid product (50/50 by weight blend with N330 black).
  • coating agents include a fatty alcohol, an alkylalkoxysilane such as hexadecyltrimethoxy or triethoxysilane respectively marketed by DEGUSSA under the names Sil 16 and Si 16, diphenylguanidine, a polyethylene glycol, a silicone oil which may be modified with OH or alkoxy functions.
  • the covering agent and / or coupling agent is used in a weight ratio relative to the filler> at 1/100 and ⁇ at 20/100, and preferably between 2/100 and 15/100 when the clear filler represents the all of the reinforcing filler and between 1/100 and 20/100 when the reinforcing filler is constituted by a carbon black and clear charge cutting.
  • diene elastomers that can be used in a blend with natural rubber or a synthetic polyisoprene with a majority of cis-1,4 linkages
  • BR polybutadiene
  • SBR styrene-butadiene copolymer
  • BIR butadiene-isoprene copolymer
  • SBIR styrene-butadiene-isoprene terpolymer
  • elastomers may be modified elastomers during polymerization or after polymerization by means of branching agents such as divinylbenzene or starch agents such as carbonates, halogenotins, halosilicons or else by means of functionalization leading to grafting on the chain or at the end of the chain of oxygen functions carbonyl, carboxyl or an amine function such as for example by the action of dimethyl or diethylamino benzophenone.
  • branching agents such as divinylbenzene or starch agents
  • carbonates, halogenotins, halosilicons or else by means of functionalization leading to grafting on the chain or at the end of the chain of oxygen functions carbonyl, carboxyl or an amine function such as for example by the action of dimethyl or diethylamino benzophenone.
  • the natural rubber or the synthetic polyisoprene is preferably used at a majority rate. and more preferably at a rate greater than 70 phr.
  • the tires according to the invention have shown endurance performance of the carcass reinforcement greater than those of tires of more conventional design under extreme driving conditions in terms of load and / or pressure, the tires being brought to suffer violent shocks such as those suffered while passing on roads degraded, for example having holes, or during shocks on the sidewalks, or on large objects.
  • elastomeric mixtures comprising a black carbon type filler having a BET specific surface area at most equal to 30 m 2 / g and a sample oil absorption index. at least equal to 60 ml / 100 g and a crosslinking density measured according to the equilibrium swelling method being between 13 ⁇ 10 5 mol / cm 3 and 21 ⁇ 10 5 mol / cm 3 makes it possible to give the layers of calendering properties including elongation breaking to maintain endurance properties of the tire.
  • the inventors have shown that conventional mixtures which have a lower breaking elongation lead to lower endurance performance of the carcass reinforcement, the calendering being strongly degraded due to the stresses suffered during violent impacts, the mixtures also subject to oxidation phenomena due to the migration of the inflation air within the mixtures.
  • the elongation at break of the calendering layers of said at least one carcass reinforcement layer is greater than 120%.
  • the elongation at break (in%) is measured in accordance with the ALNOR-NL-T-46-002 standard of September 1988.
  • the tensile measurements for determining the breaking properties are carried out at a temperature of 100 ° C. C ⁇ 2 ° C, and under normal humidity conditions (50 ⁇ 5% relative humidity), according to the French standard NL T 40-101 (December 1979).
  • a measurement is made on samples taken directly from a new tire and another measurement is carried out on samples taken from a new tire and which are first aged for 10 days at 77 ° C. in air. This aging simulates an extreme use of the tire throughout its lifetime.
  • the crown reinforcement of the tire comprises at least one layer of circumferential reinforcing elements.
  • the modulus of elasticity under tension at 10% elongation of the calendering layers of said at least one carcass reinforcement layer is less than 8, 5 MPa.
  • the tensile modulus of elasticity at 10% elongation of the carcass reinforcement calenders are greater than 8.5 MPa and most often greater than 9 MPa.
  • Such elasticity moduli are in particular required to make it possible to limit the compression of the reinforcing elements of the carcass reinforcement layers, especially when the vehicle follows a winding course, during maneuvers on the car parks or during the passage of rounds. -points. Indeed, the shears along the axial direction which operate on the tread in the area of the ground contact surface lead to the compression of the reinforcement elements of the carcass reinforcement.
  • the circumferential reinforcement element layer allows choice of elastic moduli of the rubber mixes of the calender layers of said at least one lower carcass reinforcement layer without adversely affecting the endurance properties of the tire due to compression of reinforcing elements of said at least one carcass reinforcement layer as described above.
  • the maximum value of tan ( ⁇ ), denoted tan ( ⁇ ) max , of the calendering layers of said at least one carcass reinforcement layer is less than 0.055.
  • the loss factor tan ( ⁇ ) is a dynamic property of the layer of rubber mixture. It is measured on a viscoanalyzer (Metravib VA4000), according to ASTM D 5992-96. The response of a sample of vulcanized composition (cylindrical specimen 2 mm thick and 78 mm 2 in section), subjected to sinusoidal stress in alternating simple shear, at the frequency of 10 Hz, was recorded at temperature of 100 ° C. A strain amplitude sweep of 0.1 to 50% (forward cycle) and then 50% to 1% (return cycle) are performed. For the return cycle, the maximum value of tan ( ⁇ ) observed, denoted tan ( ⁇ ) max, is indicated .
  • the rolling resistance is the resistance that appears when the tire rolls. It is represented by the hysteretic losses related to the deformation of the tire during a revolution.
  • the frequency values related to the revolution of the tire correspond to values of tan ( ⁇ ) measured between 30 and 100 ° C.
  • the value of tan ( ⁇ ) at 100 ° C thus corresponds to an indicator of the rolling resistance of the rolling tire.
  • the use of such mixtures whose tan ( ⁇ ) max is less than 0.055 will improve the properties of the tire in terms of rolling resistance.
  • said reinforcing elements of said at least one carcass reinforcement layer are saturated layer cables, at least one inner layer being sheathed with a layer consisting of a polymeric composition such as a non-crosslinkable, crosslinkable or crosslinked rubber composition, preferably based on at least one diene elastomer.
  • layered cords or “multilayer” cables are cables consisting of a central core and one or more layers of strands or substantially concentric son disposed around this central core.
  • a saturated layer of a layered cable is a layer of wires in which there is not enough room to add at least one additional wire.
  • the inventors have demonstrated that the presence of cables as just described as reinforcing elements of said at least one carcass reinforcement layer can contribute to better performance in terms of endurance.
  • the rubber mixes of the calenders of said at least one carcass reinforcement layer make it possible to decrease the rolling resistance of the tire. This results in lower temperatures of these rubber compounds, during reuse of the tire, which can cause less protection of the reinforcing elements vis-à-vis the oxidation phenomena in some cases of use of the tire.
  • the properties of the rubber compounds relating to the oxygen blocking decrease with temperature and the presence of oxygen can lead to a gradual degeneration of the mechanical properties of the cables, for the most severe driving conditions, and can alter the lifetime of these cables.
  • composition based on at least one diene elastomer is understood to mean that the composition comprises predominantly (i.e. in a mass fraction greater than 50%) this or these diene elastomers.
  • sheath according to the invention extends continuously around the layer it covers (that is to say that this sheath is continuous in the "orthoradial" direction of the cable which is perpendicular to its radius), so as to form a continuous sleeve of cross section which is preferably substantially circular.
  • the rubber composition of this sheath may be crosslinkable or crosslinked, that is to say that it comprises by definition a crosslinking system adapted to allow the crosslinking of the composition during its baking ( ie, its hardening and not its fusion); thus, this rubber composition can be described as infusible, since it can not be melted by heating at any temperature.
  • a crosslinking system adapted to allow the crosslinking of the composition during its baking ( ie, its hardening and not its fusion); thus, this rubber composition can be described as infusible, since it can not be melted by heating at any temperature.
  • die elastomer or rubber is meant in known manner an elastomer derived at least in part (ie a homopolymer or a copolymer) of monomers dienes (monomers bearing two carbon-carbon double bonds, conjugated or not).
  • the crosslinking system of the rubber sheath is a so-called vulcanization system, that is to say based on sulfur (or a sulfur donor agent) and a primary accelerator of vulcanization.
  • vulcanization system based on sulfur (or a sulfur donor agent) and a primary accelerator of vulcanization.
  • sulfur or a sulfur donor agent
  • a primary accelerator of vulcanization may be added to this basic vulcanization system.
  • various known secondary accelerators or vulcanization activators may be added to this basic vulcanization system.
  • the rubber composition of the sheath according to the invention may comprise, in addition to said crosslinking system, all the usual ingredients that can be used in tire rubber compositions, such as reinforcing fillers based on carbon black and / or a reinforcing inorganic filler such as silica, anti-aging agents, for example antioxidants, extension oils, plasticizers or agents facilitating the use of the compositions in the raw state, acceptors and donors of methylene, resins, bismaleimides, known adhesion promoter systems of the "RFS" type (resorcinol-formaldehyde-silica) or metal salts, especially cobalt salts.
  • anti-aging agents for example antioxidants, extension oils, plasticizers or agents facilitating the use of the compositions in the raw state
  • acceptors and donors of methylene, resins, bismaleimides known adhesion promoter systems of
  • the composition of this sheath is chosen identical to the composition used for the calender layer of said at least one carcass reinforcement layer that the cables are intended to reinforce.
  • the composition of this sheath is chosen identical to the composition used for the calender layer of said at least one carcass reinforcement layer that the cables are intended to reinforce.
  • said cables of said at least one carcass reinforcement layer are cables with building layers [L + M], comprising a first layer C1 to L son of diameter di wound together in a helix according to a pitch pi with L ranging from 1 to 4, surrounded by at least one intermediate layer C2 to M son of diameter d 2 wound together helically in a pitch p 2 with M ranging from 3 to 12, a sheath formed a non-crosslinkable, crosslinkable or crosslinked rubber composition based on at least one diene elastomer, covering, in the construction, said first layer C 1.
  • the diameter of the wires of the first layer of the inner layer (Cl) is between 0.10 and 0.5 mm and the diameter of the wires of the outer layer (C2) is between 0.10 and 0.5 mm and preferably still the diameter of the wires of the layers (Cl) and (C2) is greater than 0.2 mm. More preferably, the pitch of the winding helix of said son of the outer layer (C2) is between 8 and 25 mm.
  • the pitch of the helix 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 around the axis of the cable; thus, if the axis is divided by two planes perpendicular to said axis and separated by a length equal to the pitch of a wire of a constituent layer of the cable, the axis of this wire has in these two planes the same position on the two circles corresponding to the layer of the wire considered.
  • Said cables according to the invention may be obtained according to various techniques known to those skilled in the art, for example in two steps, first by sheathing via an extrusion head of the core or layers Cl, step followed in a second step of a final operation of wiring or twisting the remaining M son (layer C2) around the layer Cl and sheathed.
  • the problem of stickiness in the green state posed by the rubber sheath, during any intermediate operations of winding and uncoiling can be solved in a manner known to those skilled in the art, for example by the use of a spacer film. plastic material.
  • the crown reinforcement is formed of at least two working crown layers of reinforcement elements, crossed from one layer to the other while making with the direction circumferential angles between 10 ° and 45 °.
  • the reinforcing elements of said at least two working crown layers are inextensible.
  • At least two working crown layers have different axial widths, the difference between the axial width of the axially widest working crown layer and the axial width of the layer.
  • axially the least wide axially working vertex being between 10 and 30 mm.
  • the axial widths of the reinforcing element layers are measured on a cross section of a tire, the tire therefore being in a non-inflated state.
  • the axially widest working crown layer is radially inside the other working crown layers.
  • the layer of circumferential reinforcing elements has an axial width greater than 0.5xS.
  • S is the maximum axial width of the tire, when the latter is mounted on its service rim and inflated to its recommended pressure.
  • the layer of circumferential reinforcing elements is radially arranged between two working crown layers.
  • the layer of circumferential reinforcing elements makes it possible to limit more significantly the compression set of the reinforcement elements of the carcass reinforcement than a similar layer set up. radially outside the working layers. It is preferably radially separated from the carcass reinforcement by at least one working layer so as to limit the stresses of said reinforcing elements and do not strain them too much.
  • the axial widths of the working crown layers radially adjacent to the layer of circumferential reinforcing elements are greater than the axial width of said layer of circumferential reinforcement elements and preferably, said working crown layers adjacent to the layer of circumferential reinforcing elements are on either side of the equatorial plane and in the immediate axial extension of the layer of circumferential reinforcing elements coupled over an axial width, to be subsequently decoupled at least on the remainder of the width common to said two working layers.
  • the presence of such couplings between the working crown layers adjacent to the layer of circumferential reinforcing elements makes it possible to reduce tension stresses acting on the axially outermost circumferential elements and located closest to the circumferential reinforcement element. coupling.
  • the reinforcing elements of at least one layer of circumferential reinforcing elements are metal reinforcing elements having a secant modulus at 0.7% elongation between 10 and 120 GPa and a maximum tangent modulus less than 150 GPa.
  • the secant modulus of the reinforcing elements at 0.7% elongation is less than 100 GPa and greater than 20 GPa, preferably between 30 and 90 GPa and more preferably less than 80 GPa. .
  • the maximum tangent modulus of the reinforcing elements is less than 130 GPa and more preferably less than 120 GPa.
  • the modules expressed above are measured on a tensile stress curve as a function of the elongation determined with a preload of 20 MPa brought back to the metal section of the reinforcement element, the tensile stress corresponding to a measured voltage brought back to the metal section of the reinforcing element.
  • the modules of the same reinforcing elements can be measured on a tensile stress curve as a function of the elongation determined with a preload of 10 MPa reduced to the overall section of the reinforcing element, the tensile stress corresponding to a measured voltage brought back to the overall section of the reinforcing element.
  • the overall section of the reinforcing element is the section of a composite element made of metal and rubber, the latter having in particular penetrated the reinforcing element during the baking phase of the tire.
  • the reinforcing elements of the axially outer portions and the central portion of at least one layer of circumferential reinforcing elements are metal reinforcing elements having secant modulus at 0.7% elongation between 5 and 60 GPa and a maximum tangent modulus of less than 75 GPa.
  • the secant modulus reinforcing elements at 0.7% elongation is less than 50 Gpa and greater than 10 GPa, preferably between 15 and 45 GPa and more preferably less than 40 GPa .
  • the maximum tangent modulus of the reinforcing elements is less than 65 GPa and more preferably less than 60 GPa.
  • the reinforcing elements of at least one layer of circumferential reinforcing elements are metal reinforcing elements having a tensile stress curve as a function of the relative elongation having slight slopes to the low elongations and a substantially constant and strong slope for the higher elongations.
  • Such reinforcing elements of the additional ply are usually referred to as "bi-module" elements.
  • the substantially constant and strong slope appears from a relative elongation of between 0.1% and 0.5%.
  • Reinforcement elements more particularly adapted to the production of at least one layer of circumferential reinforcing elements according to the invention are, for example, assemblies of formula 21.23, the construction of which is 3x (0.26 + 6x0.23). 4.4 / 6.6 SS; this strand cable consists of 21 elementary wires of formula 3 x (1 + 6), with 3 twisted strands each consisting of 7 wires, a wire forming a central core of diameter equal to 26/100 mm and 6 coiled wires of diameter equal to 23/100 mm.
  • Such a cable has a secant module at 0.7% equal to 45 GPa and a maximum tangent modulus equal to 98 GPa, measured on a tensile stress curve as a function of the elongation determined with a preload of 20 MPa brought back to the section. of the reinforcing element, the tensile stress corresponding to a measured voltage brought back to the metal section of the reinforcing element.
  • this cable of formula 21.23 On a tensile stress curve as a function of the elongation determined with a prestressing of 10 MPa reduced to the overall section of the reinforcing element, the tensile stress corresponding to a measured voltage brought back to the overall section of the reinforcing element, this cable of formula 21.23 has a secant modulus at 0.7% equal to 23 GPa and a maximum tangent modulus equal to 49 GPa.
  • another example of reinforcing elements is an assembly of formula 21.28, whose construction is 3x (0.32 + 6x0.28) 6.2 / 9.3 SS.
  • This cable has a secant module at 0.7% equal to 56 GPa and a maximum tangent modulus equal to 102 GPa, measured on a tensile stress curve as a function of the elongation determined with a preload of 20 MPa brought to the cross section.
  • metal of the reinforcing element the tensile stress corresponding to a measured voltage brought back to the metal section of the reinforcing element.
  • this cable of formula 21.28 On a tensile stress curve as a function of the elongation determined with a preload of 10 MPa brought back to the overall section of the reinforcing element, the tensile stress corresponding to a measured tension brought back to the overall section of the element of reinforcement, this cable of formula 21.28 has a secant module at 0.7% equal to 27 GPa and a maximum tangent modulus equal to 49 GPa.
  • the circumferential reinforcing elements may be formed of inextensible metal elements and cut so as to form sections of length much shorter than the circumference of the least long layer, but preferably greater than 0.1 times said circumference, the cuts between sections being axially offset with respect to each other. More preferably, the tensile modulus of elasticity per unit width of the additional layer is less than the tensile modulus of elasticity, measured under the same conditions, of the most extensible working crown layer.
  • Such an embodiment makes it possible to confer, in a simple manner, on the layer of circumferential reinforcement elements a module which can easily be adjusted (by the choice of intervals between sections of the same row), but in all cases weaker. that the module of the layer consisting of the same metallic elements but continuous, the module of the additional layer being measured on a vulcanized layer of cut elements, taken from the tire.
  • the circumferential reinforcing elements are corrugated metal elements, the ratio a / l of the amplitude of waviness on the wavelength being at most equal to 0, 09.
  • the tensile modulus of elasticity per unit width of the additional layer is smaller than the tensile modulus of elasticity, measured under the same conditions, of the most extensible working crown layer.
  • the invention also advantageously provides for reducing the tension stresses acting on the axially outermost circumferential elements that the angle formed with the circumferential direction by the reinforcement elements of the working crown layers is less than 30 ° and preferably less than 25 °.
  • a preferred embodiment of the invention further provides that the crown reinforcement is completed radially outwardly by at least one additional layer, called protective layer, of so-called elastic reinforcing elements, oriented relative to the direction. circumferential with an angle between 10 ° and 45 ° and in the same direction as the angle formed by the inextensible elements of the working layer which is radially adjacent thereto.
  • the protective layer may have an axial width smaller than the axial width of the least wide working layer.
  • Said protective layer may also have an axial width greater than the axial width of the narrower working layer, such that it covers the edges of the narrower working layer and, in the case of the radially upper layer, being the smallest, as coupled, in the axial extension of the additional reinforcement, with the widest working crown layer over an axial width, to be subsequently, axially outside, decoupled from said widest layer of work.
  • the crown reinforcement can be further completed, radially on the inside. between the carcass reinforcement and the radially inner working layer closest to said carcass reinforcement, by a triangulation layer of metal non-extensible steel reinforcing elements making, with the circumferential direction, an angle greater than 60 ° and in the same direction as that of the angle formed by the reinforcing elements of the radially closest layer of the carcass reinforcement.
  • the figure represents only a half-view of a tire which is extended symmetrically with respect to the axis XX 'which represents the circumferential median plane, or equatorial plane, of a tire.
  • the tire 1, of dimension 315/70 R 22.5 comprises a radial carcass reinforcement 2 anchored in two beads, not shown in the figure.
  • the carcass reinforcement is formed of a single layer of metal cables.
  • This carcass reinforcement 2 is fretted by a crown reinforcement 4, formed radially from the inside to the outside: of a first working layer 41 formed of unstretchable, inextensible metal ropes, which are continuous over the entire width of the web.
  • a layer of circumferential reinforcing elements 42 formed of 21x23 steel cables, of "bi-module" type, of a second working layer 43 formed of metal cables 9.26 unstretchable, continuous over the entire width of the web, oriented at an angle of 22 ° and crossed with the metal cables of the layer 41, a protective layer 44 formed of elastic metal cables 6.35.
  • the crown reinforcement is itself capped with a tread 5.
  • the maximum axial width S of the tire is equal to 318 mm.
  • the axial width F of the first working layer 41 is equal to 252 mm.
  • the axial width L 43 of the second working layer 43 is equal to 232 mm.
  • the axial width L 42 of the layer of circumferential reinforcing elements 42 is equal to 194 mm.
  • the last crown ply 44 called the protection ply, has a width L 44 equal to
  • the calender layers of the carcass reinforcement layer 2 are made from the following mixture I:
  • N-cyclohexylthiophthalimide sold under the name "Vulkalent G” by the company Fanxess The values of the constituents are expressed in phr (parts by weight per hundred parts of elastomers).
  • the crosslinking density measured according to the equilibrium swelling method on the calendering layers of the carcass reinforcement layer 2 is equal to 19 ⁇ 10 5 mol / cm 3 and therefore included between 13.10 5 mol / cm 3 and 21.10 5 mol / cm 3 .
  • the tensile modulus of elasticity at 10% elongation of the calendering layers of the carcass reinforcement layer 2 is equal to 5.7 MPa and therefore less than 8.5 MPa.
  • the value of tan ( ⁇ ) max of the calender layers of the carcass reinforcement layer 2 is equal to 0.050 and therefore less than 0.055.
  • Tests have been made with different tires made according to the invention in accordance with the representation of the figure and compared with a reference tire T1 also according to the representation of the figure.
  • the tire T1 differs from the tire according to the invention by the nature of the mixture constituting the calendering layers of the carcass reinforcement layer 2.
  • the calendering layers of the carcass reinforcement layer 2 of the reference tire T1 are produced from the following mixture R1:
  • the crosslinking density measured according to the equilibrium swelling method on the calendering layers of the carcass reinforcement layer 2 of the tire T1 is equal to 25 ⁇ 10 5 m ⁇ cm 3 .
  • the modulus of elasticity under tension at 10% elongation of the calendering layers of the carcass reinforcement layer 2 of the tire T1 is equal to 6.12 MPa.
  • tan ( ⁇ ) max of the calender layers of the carcass reinforcement layer 2 of the tire T1 is equal to 0.056.
  • the elongation at break of the mixtures I and Rl is measured on samples made on a new tire.
  • a first measurement is performed on the sample taken. Another measurement is performed on a sample taken and then aged for 10 days at 77 ° C in air.
  • the elongation at break (in%) is measured in accordance with the AFNOR-NF-T-46-002 standard of September 1988.
  • the tensile measurements to determine the breaking properties are carried out at a temperature of 100 ° C. C ⁇ 2 ° C, and under normal humidity conditions (50 ⁇ 5% relative humidity), according to the French standard NF T 40-101 (December 1979).
  • the tires are then peeled to allow the analysis of the calendering layers of the carcass reinforcement layer 2. While the reference tires R1 have crack lengths between the reinforcing elements of the reinforcing layer of carcass 2 potentially leading to a failure of the tire, the tires according to the invention have only crack initiation between the reinforcing elements of the carcass reinforcement layer 2.

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Abstract

L'invention concerne un pneumatique comprenant une armature de carcasse constituée d'au moins une couche formée d'éléments de renforcement insérés entre deux couches de calandrage de mélange caoutchouteux. Conformément à l'invention,les couches de calandrage sont constituées d'un mélange élastomérique, comprenant comme charge renforçante majoritairement au moins un noir de carbone, présentant une surface spécifique BET au plus égale à 30m²/g et un indice COAN au moins égal à 60ml/100get la densité de réticulation mesurée selon la méthode de gonflement à l'équilibre étant comprise entre 13.10-5 mol/cm3 et 21.10-5 mol/cm3 dans les couches de calandrage.

Description

PNEUMATIQUE PRESENTANT UNE COUCHE D’ARMATURE DE
CARCASSE AVEC DES PROPRIETES D’ENDURANCE AMEEIOREES
[0001] La présente invention concerne un pneumatique, à armature de carcasse radiale et plus particulièrement un pneumatique destiné à équiper des véhicules portant de lourdes charges et roulant à vitesse soutenue, tels que, par exemple les camions, tracteurs, remorques ou bus routiers.
[0002] D'une manière générale dans les pneumatiques de type poids-lourds, l'armature de carcasse est ancrée de part et d'autre dans la zone du bourrelet et est surmontée radialement par une armature de sommet constituée d'au moins deux couches, superposées et formées de fils ou câbles parallèles dans chaque couche et croisés d’une couche à la suivante en faisant avec la direction circonférentielle des angles compris entre 10° et 45°. Lesdites couches de travail, formant l’armature de travail, peuvent encore être recouvertes d’au moins une couche dite de protection et formée d’éléments de renforcement avantageusement métalliques et extensibles, dits élastiques. Elle peut également comprendre une couche de fils ou câbles métalliques à faible extensibilité faisant avec la direction circonférentielle un angle compris entre 45° et 90°, cette nappe, dite de triangulation, étant radialement située entre l’armature de carcasse et la première nappe de sommet dite de travail, formées de fils ou câbles parallèles présentant des angles au plus égaux à 45° en valeur absolue. La nappe de triangulation forme avec au moins ladite nappe de travail une armature triangulée, qui présente, sous les différentes contraintes qu'elle subit, peu de déformations, la nappe de triangulation ayant pour rôle essentiel de reprendre les efforts de compression transversale dont est l’objet l’ensemble des éléments de renforcement dans la zone du sommet du pneumatique.
[0003] Des câbles sont dits inextensibles lorsque lesdits câbles présentent sous une force de traction égale à 10% de la force de rupture un allongement relatif au plus égal à [0004] Des câbles sont dits élastiques lorsque lesdits câbles présentent sous une force de traction égale à la charge de rupture un allongement relatif au moins égal à 3% avec un module tangent maximum inférieur à 150 GPa.
[0005] Des éléments de renforcement circonférentiels sont des éléments de renforcement qui font avec la direction circonférentielle des angles compris dans l'intervalle + 2,5°, - 2,5° autour de 0°.
[0006] La direction circonférentielle du pneumatique, ou direction longitudinale, est la direction correspondant à la périphérie du pneumatique et définie par la direction de roulement du pneumatique. [0007] La direction transversale ou axiale du pneumatique est parallèle à l’axe de rotation du pneumatique.
[000S] La direction radiale est une direction coupant l’axe de rotation du pneumatique et perpendiculaire à celui-ci.
[0009] L’axe de rotation du pneumatique est l’axe autour duquel il tourne en utilisation normale.
[0010] Un plan radial ou méridien est un plan qui contient l’axe de rotation du pneumatique.
[0011] Le plan médian circonférentiel, ou plan équatorial, est un plan perpendiculaire à l’axe de rotation du pneu et qui divise le pneumatique en deux moitiés. [0012] On entend par « module d’élasticité » d’un mélange caoutchouteux, un module sécant d’extension à 10 % de déformation et à température ambiante.
[0013] En ce qui concerne les compositions de caoutchouc, les mesures de module sont effectuées en traction selon la norme AFNOR-NFT-46002 de septembre 1988 : on mesure en seconde élongation (i.e., après un cycle d’accommodation) le module sécant nominal (ou contrainte apparente, en MPa) à 10% d'allongement (conditions normales de température et d'hygrométrie selon la norme AFNOR-NFT-40101 de décembre 1979). [0014] Certains pneumatiques actuels, dits "routiers", sont destinés à rouler à grande vitesse et sur des trajets de plus en plus longs, du fait de l'amélioration du réseau routier et de la croissance du réseau autoroutier dans le monde. L'ensemble des conditions, sous lesquelles un tel pneumatique est appelé à rouler, permet sans aucun doute un accroissement du nombre de kilomètres parcourus, l'usure du pneumatique étant moindre ; par contre l'endurance de ce dernier est pénalisée. Pour autoriser un voire deux rechapages de tels pneumatiques afin d’allonger leur durée de vie, il est nécessaire de conserver une structure et notamment une armature de carcasse dont les propriétés d’endurance sont suffisantes pour supporter lesdits rechapages. [0015] Les roulages prolongés dans des conditions particulièrement sévères des pneumatiques ainsi construits font effectivement apparaître des limites en termes d’endurance de ces pneumatiques.
[0016] En effet, lors de roulage dans des conditions de surcharge et/ou sur-gonflage, les inventeurs ont su mettre en évidence que les propriétés d’endurance des calandrages de la couche d’armature de carcasse étaient nettement diminuées notamment lorsque les pneumatiques subissent des chocs violents.
[0017] Un but de l’invention est de fournir des pneumatiques dont les propriétés d’endurance de la couche d’armature de carcasse sont conservées quelles que soient les conditions d’usage. [0018] Ce but est atteint selon l’invention par un pneumatique à armature de carcasse radiale formée d’au moins une couche d’éléments de renforcement insérés entre deux couches de calandrage de mélange caoutchouteux, ledit pneumatique comprenant une armature de sommet coiffée radialement d’une bande de roulement, ladite bande de roulement étant réunie à deux bourrelets par l’intermédiaire de deux flancs, les couches de calandrage de ladite au moins une couche d’armature de carcasse étant constituées d’un mélange élastomérique à base de caoutchouc naturel ou de polyisoprène synthétique à majorité d’enchaînements cis-l,4 et éventuellement d’au moins un autre élastomère diénique, le caoutchouc naturel ou le polyisoprène synthétique en cas de coupage étant présent à un taux majoritaire par rapport au taux de l'autre ou des autres élastomères diéniques utilisés et d’une charge renforçante comprenant majoritairement au moins un noir de carbone, présentant une surface spécifique BET au plus égale à 30 m2/g et un indice d’absorption d’huile d’échantillons comprimés (COAN) au moins égal à 60 ml/ 100 g, ledit mélange élastomérique ne comprenant pas, ou comprenant au plus 20 pce, et de préférence au plus 10 pce de noir de carbone dont la surface spécifique BET est supérieure à 30 m2/g et l’indice COAN est supérieur à 40 ml/ 100 g, ledit mélange élastomérique ne comprenant pas, ou comprenant au plus 20 pce, et de préférence au plus 10 pce de charge blanche et la densité de réticulation mesurée selon la méthode de gonflement à l’équilibre étant comprise entre 13.10 5 mol/crrf et 21.10 5 mol/crrf dans ledit mélange élastomérique constituant les couches de calandrage de ladite au moins une couche d’armature de carcasse. [0019] La mesure de surface spécifique BET est effectuée selon la méthode de
BRUNAUER, EMMET et TELLER décrite dans "The Journal of the American Chemical Society", vol. 60, page 309, février 1938, correspondant à la norme NFT 45007 de novembre 1987.
[0020] L’indice de structure du noir COAN (Compressed Oil Absorption Number) est mesuré selon la norme ASTM D3493.
[0021] Au sens de l’invention, une charge blanche est une charge de type silice et/ou alumine comportant des fonctions de surface SiOH et/ou AlOH choisie dans le groupe formé par les silices précipitées ou pyrogénées, les alumines ou les alumino silicates.
[0022] Comme autres exemples de charges renforçantes ayant la morphologie et les fonctions de surface SiOH et/ou AlOH des matières de type silice et/ou alumine et pouvant être utilisées selon l'invention en remplacement partiel ou total de celles-ci, on peut citer les noirs de carbone modifiés soit au cours de la synthèse par addition à l'huile d'alimentation du four d’un composé du silicium et/ou d’aluminium soit après la synthèse en ajoutant, à une suspension aqueuse de noir de carbone dans une solution de silicate et/ou d’aluminate de sodium, un acide de façon à recouvrir au moins partiellement la surface du noir de carbone de fonctions SiOH et/ou AlOH. Comme exemples non limitatifs de ce type de charges carbonées avec en surface des fonctions SiOH et/ou AlOH, on peut citer les charges type CSDP décrites dans la Conférence N° 24 du Meeting ACS, Rubber Division, Anaheim, Californie, 6-9 mai 1997 ainsi que celles de la demande de brevet EP-A-0 799 854. [0023] Selon l'invention, les mesures de densités de réticulation sont effectuées à partir de la méthode de gonflement à l’équilibre. Pour mesurer la densité de réticulation on réalise un gonflement des mélanges, préparés sous forme d'échantillons, dans du cyclohexane pendant 72 heures. On mesure le poids des échantillons immédiatement après avoir évacué l’excès de solvant au moyen d’un papier buvard. Le gonflement des échantillons et l’absorption de solvant est inversement proportionnel à la présence et donc à la densité de ponts de réticulation.
[0024] Les échantillons sont ensuite séchés sous vide jusqu'à atteindre un poids constant. De la différence entre les deux valeurs de poids mesurées, on en déduit un taux de gonflement. On s’affranchit de la restriction au gonflement liée à la présence de noir en appliquant la théorie de Flory Rhener décrit dans «Journal of applied polymer science, 2016, 133, 43932 ». Il est ainsi possible de déterminer la densité pontale en 10 5 mol/cm\
[0025] Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, le taux de noir de carbone dont la surface spécifique BET est au plus égale à 30 m2/g est compris entre 20 et 80 pce, de préférence entre 40 et 65 pce et de préférence encore entre 45 et 60 pce.
[0026] Avantageusement selon l’invention, ledit noir de carbone dont la surface spécifique BET est au plus égale à 30 m2/g présente un indice COAN au moins égal à 65 ml/ 100 g, et de préférence au moins égal à 70 ml/ 100 g.
[0027] Avantageusement encore selon l’invention, ledit noir de carbone dont la surface spécifique BET est au plus égale à 30 m2/g présente un indice COAN au plus égal à 90 mElOO g.
[0028] Et de préférence selon l’invention, la surface spécifique BET dudit noir de carbone au plus égale à 30 m2/g est au plus égale à 25 m2/g, et de préférence supérieure à 15 m2/g. [0029] Dans le cas d’utilisation de charge claire ou charge blanche, il est nécessaire d'utiliser un agent de couplage et/ou de recouvrement choisi parmi les agents connus de l’homme de l’art. Comme exemples d’agents de couplage préférentiel, on peut citer les alcoxysilanes sulfurés du type polysulfure de bis-(3-trialcoxysilylpropyle), et parmi ceux-ci notamment le tétrasulfure de bis-(3-triéthoxysilylpropyle) commercialisé par la Société DEGUSSA sous les dénominations Si69 pour le produit liquide pur et X50S pour le produit solide (coupage 50/50 en poids avec du noir N330). Comme exemples d'agents de recouvrement on peut citer un alcool gras, un alkylalcoxysilane tel qu’un hexadécyltriméthoxy ou triéthoxysilane respectivement commercialisés par la Société DEGUSSA sous les dénominations Sil 16 et SÎ216, la diphénylguanidine, un polyéthylène glycol, une huile silicone éventuellement modifié au moyen des fonctions OH ou alcoxy. L'agent de recouvrement et/ou de couplage est utilisé dans un rapport pondéral par rapport à la charge > à 1/100 et < à 20/100, et préférentiellement compris entre 2/100 et 15/100 lorsque la charge claire représente la totalité de la charge renforçante et compris entre 1/100 et 20/100 lorsque la charge renforçante est constituée par un coupage de noir de carbone et de charge claire.
[0030] Parmi les élastomères diéniques pouvant être utilisés en coupage avec le caoutchouc naturel ou un polyisoprène synthétique à majorité d'enchaînements cis-l,4, on peut citer un polybutadiène (BR) de préférence à majorité d'enchaînements cis-l,4, un copolymère styrène-butadiène (SBR) solution ou émulsion, un copolymère butadiène- isoprène (BIR) ou bien encore un terpolymère styrène-butadiène-isoprène (SBIR). Ces élastomères peuvent être des élastomères modifiés en cours de polymérisation ou après polymérisation au moyen d’agents de ramification comme un divinylbenzène ou d’agents d'étoilage tels que des carbonates, des halogénoétains, des halogénosiliciums ou bien encore au moyen d’agents de fonctionnalisation conduisant à un greffage sur la chaîne ou en bout de chaîne de fonctions oxygénées carbonyle, carboxyle ou bien d’une fonction amine comme par exemple par action de la diméthyl ou de la diéthylamino benzophénone. Dans le cas de coupages de caoutchouc naturel ou de polyisoprène synthétique à majorité d'enchaînements cis-l,4 avec un ou plusieurs des élastomères diéniques, mentionnés ci-dessus, le caoutchouc naturel ou le polyisoprène synthétique est utilisé de préférence à un taux majoritaire et plus préférentiellement à un taux supérieur à 70 pce.
[0031] Les pneumatiques selon l’invention ont montré des performances d’endurance de l’armature carcasse supérieures à celles de pneumatiques de conception plus usuelle dans des conditions de roulage extrêmes en termes de charge et/ou de pression, les pneumatiques étant amenés à subir des chocs violents tels que ceux subis lors de passage sur des routes dégradées, présentant par exemple des trous, ou lors de chocs sur les trottoirs, ou sur des gros objets.
[0032] Les inventeurs ont su mettre en évidence que le choix des mélanges élastomériques comprenant une charge de type noir de carbone présentant une surface spécifique BET au plus égale à 30 m2/g et un indice d’absorption d’huile d’échantillons comprimés (COAN) au moins égal à 60 ml/ 100 g et une densité de réticulation mesurée selon la méthode de gonflement à l’équilibre étant comprise entre 13.10 5 mol/cm3 et 21.10 5 mol/cm3 permet de conférer aux couches de calandrages des propriétés notamment d’allongement à rupture permettant de conserver des propriétés d’endurance du pneumatique. Les inventeurs ont mis en évidence que des mélanges usuels qui présentent un allongement à rupture plus faible conduisent à des performances d’endurance de l’armature de carcasse inférieures, les calandrages étant fortement dégradés du fait des contraintes subies lors de chocs violents, les mélanges subissant par ailleurs des phénomènes d’oxydation du fait de la migration de l’air de gonflage au sein des mélanges. [0033] Selon une variante avantageuse de réalisation de l’invention, l’allongement à rupture des couches de calandrage de ladite au moins une couche d’armature de carcasse est supérieur à 120 %.
[0034] L’allongement à la rupture (en %) est mesuré conformément à la norme ALNOR- NL-T-46-002 de septembre 1988. Les mesures de traction pour déterminer les propriétés de rupture sont effectuées à la température de l00°C ± 2°C, et dans les conditions normales d'hygrométrie (50 ± 5% d'humidité relative), selon la norme française NL T 40-101 (décembre 1979). Une mesure est réalisée sur des échantillons directement prélevés sur pneumatique neuf et une autre mesure est réalisée sur des échantillons prélevés sur pneumatique neuf et qui subissent au préalable un vieillissement de 10 jours à 77°C sous air. Ce vieillissement simule un usage extrême du pneumatique pendant toute sa durée de vie.
[0035] Selon une variante de réalisation de l’invention, l’armature sommet du pneumatique comporte au moins une couche d’éléments de renforcement circonférentiels. [0036] Selon un mode préféré de réalisation selon cette variante de l’invention, le module d’élasticité sous tension à 10 % d'allongement des couches de calandrage de ladite au moins une couche d’armature de carcasse est inférieur à 8,5 MPa.
[0037] L’utilisation de tels mélanges dont les modules d’élasticité sont inférieurs à 8.5 MPa contribue encore à l’amélioration des propriétés du pneumatique en matière d’endurance.
[0038] Habituellement, les modules d’élasticité sous tension à 10 % d'allongement des calandrages de l’armature de carcasse sont supérieurs à 8.5 MPa et le plus souvent supérieurs à 9 MPa. De tels modules d’élasticité sont notamment requis pour permettre de limiter les mises en compression des éléments de renforcement des couches d’armature de carcasse notamment lorsque le véhicule suit un parcours sinueux, lors de manœuvres sur les parkings ou bien lors du passage de ronds-points. En effet, les cisaillements selon la direction axiale qui s’opèrent sur la bande de roulement dans la zone de la surface de contact avec le sol conduisent à la mise en compression des éléments de renforcement de l’armature de carcasse
[0039] Les inventeurs ont su mettre en évidence que la couche d’élément de renforcement circonférentiels autorise des choix de modules d’élasticité des mélanges caoutchouteux des couches de calandrages de ladite au moins une couche d’armature de carcasse plus faibles sans nuire aux propriétés d’endurance du pneumatique du fait des mises en compression des éléments de renforcement de ladite au moins une couche d’armature de carcasse telles que décrites précédemment.
[0040] De préférence encore selon l’invention, la valeur maximale de tan(ô), noté tan(ô)max, des couches de calandrage de ladite au moins une couche d’armature de carcasse est inférieure à 0.055. [0041] Le facteur de perte tan(ô) est une propriété dynamique de la couche de mélange caoutchouteux. Il est mesuré sur un viscoanalyseur (Metravib VA4000), selon la norme ASTM D 5992-96. On enregistre la réponse d’un échantillon de composition vulcanisée (éprouvette cylindrique de 2 mm d’épaisseur et de 78 mm2 de section), soumis à une sollicitation sinusoïdale en cisaillement simple alterné, à la fréquence de lOHz, à une température de lOO°C. On effectue un balayage en amplitude de déformation de 0,1 à 50% (cycle aller), puis de 50% à 1% (cycle retour). Pour le cycle retour, on indique la valeur maximale de tan(ô) observée, noté tan(ô)max.
[0042] La résistance au roulement est la résistance qui apparaît lorsque le pneumatique roule. Elle est représentée par les pertes hystérétiques liées à la déformation du pneumatique durant une révolution. Les valeurs de fréquence liées à la révolution du pneumatique correspondent à des valeurs de tan(ô) mesurée entre 30 et l00°C. La valeur de tan(ô) à 100 °C correspond ainsi à un indicateur de la résistance au roulement du pneumatique en roulage. [0043] L’utilisation de tels mélanges dont la valeur tan(ô)max est inférieure à 0.055 va permettre d’améliorer les propriétés du pneumatique en matière de résistance au roulement.
[0044] Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, lesdits éléments de renforcement de ladite au moins une couche d’armature de carcasse sont des câbles à couches saturées, au moins une couche interne étant gainée d’une couche constituée d’une composition polymérique telle qu'une composition de caoutchouc non réticulable, réticulable ou réticulée, de préférence à base d’au moins un élastomère diénique.
[0045] Des câbles dits "à couches" (" layered cords") ou "multicouches" sont des câbles constitués d'un noyau central et d'une ou plusieurs couches de brins ou fils pratiquement concentriques disposées autour de ce noyau central. [0046] Au sens de l’invention, une couche saturée d’un câble à couches est une couche constituée de fils dans laquelle il n'existe pas suffisamment de place pour y ajouter au moins un fil supplémentaire.
[0047] Les inventeurs ont su mettre en évidence que la présence des câbles tels qu’ils viennent d’être décrits comme éléments de renforcement de ladite au moins une couche d’armature de carcasse permettent de contribuer à de meilleures performances en termes d’endurance.
[0048] En effet, il apparaît comme expliqué ci-dessus que les mélanges caoutchouteux des calandrages de ladite au moins une couche d’armature de carcasse permettent de diminuer la résistance au roulement du pneumatique. Cela se traduit par une baisse des températures de ces mélanges caoutchouteux, lors de rutilisation du pneumatique, qui peut entraîner une moindre protection des éléments de renforcement vis-à-vis des phénomènes d’oxydation dans certains cas d’utilisation du pneumatique. En effet, les propriétés des mélanges caoutchouteux relatives au blocage de l’oxygène diminuent avec la température et la présence d’oxygène peut conduire à une dégénérescence progressive des propriétés mécaniques des câbles, pour les conditions de roulage les plus sévères, et peut altérer la durée de vie de ces câbles.
[0049] La présence de la gaine de caoutchouc au sein des câbles décrits ci-dessus vient compenser cet éventuel risque d’oxydation des éléments de renforcement, la gaine contribuant au blocage de l’oxygène et à un fonctionnement mécanique moins sévère.
[0050] Par l’expression "composition à base d’au moins un élastomère diénique", on entend de manière connue que la composition comprend à titre majoritaire (i.e. selon une fraction massique supérieure à 50%) ce ou ces élastomères diéniques. [0051] On notera que la gaine selon l’invention s’étend d’une manière continue autour de la couche qu’elle recouvre (c’est-à-dire que cette gaine est continue dans la direction "orthoradiale" du câble qui est perpendiculaire à son rayon), de manière à former un manchon continu de section transversale qui est avantageusement pratiquement circulaire.
[0052] On notera également que la composition de caoutchouc de cette gaine peut être réticulable ou réticulée, c’est-à-dire qu'elle comprend par définition un système de réticulation adapté pour permettre la réticulation de la composition lors de sa cuisson (i.e., son durcissement et non sa fusion) ; ainsi, cette composition de caoutchouc peut être qualifiée d’infusible, du fait qu’elle ne peut pas être fondue par chauffage à quelque température que ce soit. [0053] Par élastomère ou caoutchouc "diénique", on entend de manière connue 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). [0054] 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. [0055] La composition de caoutchouc de la gaine selon l’invention peut comprendre, outre ledit système de réticulation, tous les ingrédients habituels utilisables dans les compositions de caoutchouc pour pneumatiques, tels que des charges renforçantes à base de noir de carbone et/ou d'une charge inorganique renforçante telle que silice, des agents anti-vieillissement, par exemple des antioxydants, des huiles d'extension, des plastifiants ou des agents facilitant la mise en œuvre des compositions à l'état cru, des accepteurs et donneurs de méthylène, des résines, des bismaléimides, des systèmes promoteurs d’adhésion connus du type "RFS" (résorcinol- formaldéhyde-silice) ou sels métalliques, notamment des sels de cobalt.
[0056] A titre préférentiel, la composition de cette gaine est choisie identique à la composition utilisée pour la couche de calandrage de ladite au moins une couche d’armature de carcasse que les câbles sont destinés à renforcer. Ainsi, il n’y a aucun problème d’incompatibilité éventuelle entre les matériaux respectifs de la gaine et de la matrice de caoutchouc.
[0057] Selon une variante de l’invention, lesdits câbles de ladite au moins une couche d’armature de carcasse sont des câbles à couches de construction [L+M], comportant une première couche Cl à L fils de diamètre di enroulés ensemble en hélice selon un pas pi avec L allant de 1 à 4, entourée d’au moins une couche intermédiaire C2 à M fils de diamètre d2 enroulés ensemble en hélice selon un pas p2 avec M allant de 3 à 12, une gaine constituée d'une composition de caoutchouc non réticulable, réticulable ou réticulée à base d’au moins un élastomère diénique, recouvrant, dans la construction ladite première couche C 1.
[0058] De préférence, le diamètre des fils de la première couche de la couche interne (Cl) est compris entre 0.10 et 0.5 mm et le diamètre des fils de la couche externe (C2) est compris entre 0.10 et 0.5 mm et de préférence encore le diamètre des fils des couches (Cl) et (C2) est supérieur à 0.2 mm. [0059] De préférence encore, le pas d’hélice d’enroulement desdits fils de la couche externe (C2) est compris entre 8 et 25 mm.
[0060] Au sens de l’invention, le pas d’hélice représente la longueur, mesurée parallèlement à l'axe du câble, au bout de laquelle un fil ayant ce pas effectue un tour complet autour de l’axe du câble ; ainsi, si l’on sectionne l’axe par deux plans perpendiculaires audit axe et séparés par une longueur égale au pas d’un fil d’une couche constitutive du câble, l’axe de ce fil a dans ces deux plans la même position sur les deux cercles correspondant à la couche du fil considéré.
[0061] Lesdits câbles selon l’invention pourront être obtenus selon différentes techniques connues de l'homme du métier, par exemple en deux étapes, tout d’abord par gainage via une tête d'extrusion de l'âme ou couches Cl, étape suivie dans un deuxième temps d'une opération finale de câblage ou retordage des M fils restants (couche C2) autour de la couche Cl ainsi gainée. Le problème de collant à l’état cru posé par la gaine de caoutchouc, lors des opérations intermédiaires éventuelles de bobinage et débobinage pourra être résolu de manière connue par l’homme du métier, par exemple par l’emploi d’un film intercalaire en matière plastique.
[0062] De tels câbles d’au moins une couche de sommet de travail sont par exemple choisis parmi les câbles décrits dans les demandes de brevet WO 2006/013077 et WO 2009/083212. [0063] Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, l’armature sommet est formée d'au moins deux couches de sommet de travail d'éléments de renforcement, croisés d’une couche à l’autre en faisant avec la direction circonférentielle des angles compris entre 10° et 45°.
[0064] De préférence encore, les éléments de renforcement desdites au moins deux couches de sommet de travail sont inextensibles.
[0065] Selon une réalisation préférée de l’invention, au moins deux couches de sommet de travail présentent des largeurs axiales différentes, la différence entre la largeur axiale de la couche de sommet de travail axialement la plus large et la largeur axiale de la couche de sommet de travail axialement la moins large étant comprise entre 10 et 30 mm. [0066] Les largeurs axiales des couches d’éléments de renforcement sont mesurées sur une coupe transversale d’un pneumatique, le pneumatique étant donc dans un état non gonflé.
[0067] Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, la couche de sommet de travail axialement la plus large est radialement à l’intérieur des autres couches de sommet de travail.
[0068] Selon une variante avantageuse de réalisation de l’invention, la couche d’éléments de renforcement circonférentiels présente une largeur axiale supérieure à 0.5xS.
[0069] S est la largeur maximale axiale du pneumatique, lorsque ce dernier est monté sur sa jante de service et gonflé à sa pression recommandée.
[0070] Selon un mode de réalisation préférée de l’invention, la couche d’éléments de renforcement circonférentiels est radialement disposée entre deux couches de sommet de travail.
[0071] Selon ce mode de réalisation de l’invention, la couche d’éléments de renforcement circonférentiels permet de limiter de manière plus importante les mises en compression des éléments de renforcement de l’armature de carcasse qu’une couche semblable mise en place radialement à l’extérieur des couches de travail. Elle est préférablement radialement séparée de l’armature de carcasse par au moins une couche de travail de façon à limiter les sollicitations desdits éléments de renforcement et ne pas trop les fatiguer.
[0072] Avantageusement encore selon l’invention, les largeurs axiales des couches de sommet de travail radialement adjacentes à la couche d’éléments de renforcement circonférentiels sont supérieures à la largeur axiale de ladite couche d’éléments de renforcement circonférentiels et de préférence, lesdites couches de sommet de travail adjacentes à la couche d’éléments de renforcement circonférentiels sont de part et d'autre du plan équatorial et dans le prolongement axial immédiat de la couche d’éléments de renforcement circonférentiels couplées sur une largeur axiale, pour être ensuite découplées au moins sur le restant de la largeur commune aux dites deux couches de travail. [0073] La présence de tels couplages entre les couches de sommet de travail adjacentes à la couche d’éléments de renforcement circonférentiels permet la diminution des contraintes de tension agissant sur les éléments circonférentiels axialement le plus à l’extérieur et situé le plus près du couplage. [0074] Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, les éléments de renforcement d’au moins une couche d’éléments de renforcement circonférentiels sont des éléments de renforcement métalliques présentant un module sécant à 0,7 % d’allongement compris entre 10 et 120 GPa et un module tangent maximum inférieur à 150 GPa.
[0075] Selon une réalisation préférée, le module sécant des éléments de renforcement à 0,7 % d’allongement est inférieur à 100 GPa et supérieur à 20 GPa, de préférence compris entre 30 et 90 GPa et de préférence encore inférieur à 80 GPa.
[0076] De préférence également, le module tangent maximum des éléments de renforcement est inférieur à 130 GPa et de préférence encore inférieur à 120 GPa.
[0077] Les modules exprimés ci-dessus sont mesurés sur une courbe contrainte de traction en fonction de l’allongement déterminée avec une précontrainte de 20 MPa ramenée à la section de métal de l’élément de renforcement, la contrainte de traction correspondant à une tension mesurée ramenée à la section de métal de l’élément de renforcement.
[0078] Les modules des mêmes éléments de renforcement peuvent être mesurés sur une courbe contrainte de traction en fonction de l’allongement déterminée avec une précontrainte de 10 MPa ramenée à la section globale de l’élément de renforcement, la contrainte de traction correspondant à une tension mesurée ramenée à la section globale de l’élément de renforcement. La section globale de l’élément de renforcement est la section d’un élément composite constitué de métal et de caoutchouc, ce dernier ayant notamment pénétré l’élément de renforcement pendant la phase de cuisson du pneumatique.
[0079] Selon cette formulation relative à la section globale de l’élément de renforcement, les éléments de renforcement des parties axialement extérieures et de la partie centrale d’au moins une couche d’éléments de renforcement circonférentiels sont des éléments de renforcement métalliques présentant un module sécant à 0,7 % d’allongement compris entre 5 et 60 GPa et un module tangent maximum inférieur à 75 GPa.
[00S0] Selon une réalisation préférée, le module sécant des éléments de renforcement à 0,7 % d’allongement est inférieur à 50 Gpa et supérieur à 10 GPa, de préférence compris entre 15 et 45 GPa et de préférence encore inférieure à 40 GPa.
[0081] De préférence également, le module tangent maximum des éléments de renforcement est inférieur à 65 GPa et de préférence encore inférieur à 60 GPa.
[0082] Selon un mode de réalisation préféré, les éléments de renforcements d’au moins une couche d’éléments de renforcement circonférentiels sont des éléments de renforcement métalliques présentant une courbe contrainte de traction en fonction de l’allongement relatif ayant des faibles pentes pour les faibles allongements et une pente sensiblement constante et forte pour les allongements supérieurs. De tels éléments de renforcement de la nappe additionnelle sont habituellement dénommés éléments "bi-module".
[0083] Selon une réalisation préférée de l’invention, la pente sensiblement constante et forte apparaît à partir d’un allongement relatif compris entre 0,1% et 0,5%.
[0084] Les différentes caractéristiques des éléments de renforcement énoncées ci- dessus sont mesurées sur des éléments de renforcement prélevés sur des pneumatiques.
[0085] Des éléments de renforcement plus particulièrement adaptés à la réalisation d’au moins une couche d’éléments de renforcement circonférentiels selon l’invention sont par exemple des assemblages de formule 21.23, dont la construction est 3x(0.26+6x0.23) 4.4/6.6 SS ; ce câble à torons est constitué de 21 fils élémentaires de formule 3 x (1+6), avec 3 torons tordus ensembles chacun constitué de 7 fils, un fil formant une âme centrale de diamètre égal à 26/100 mm et 6 fils enroulés de diamètre égal à 23/100 mm. Un tel câble présente un module sécant à 0,7% égal à 45 GPa et un module tangent maximum égal à 98 GPa, mesurés sur une courbe contrainte de traction en fonction de l’allongement déterminée avec une précontrainte de 20 MPa ramenée à la section de métal de l’élément de renforcement, la contrainte de traction correspondant à une tension mesurée ramenée à la section de métal de l’élément de renforcement. Sur une courbe contrainte de traction en fonction de l’allongement déterminée avec une précontrainte de 10 MPa ramenée à la section globale de l’élément de renforcement, la contrainte de traction correspondant à une tension mesurée ramenée à la section globale de l’élément de renforcement, ce câble de formule 21.23 présente un module sécant à 0,7% égal à 23 GPa et un module tangent maximum égal à 49 GPa. [0086] De la même façon, un autre exemple d’éléments de renforcement est un assemblage de formule 21.28, dont la construction est 3x(0.32+6x0.28) 6.2/9.3 SS. Ce câble présente un module sécant à 0,7% égal à 56 GPa et un module tangent maximum égal à 102 GPa, mesurés sur une courbe contrainte de traction en fonction de l’allongement déterminée avec une précontrainte de 20 MPa ramenée à la section de métal de l’élément de renforcement, la contrainte de traction correspondant à une tension mesurée ramenée à la section de métal de l’élément de renforcement. Sur une courbe contrainte de traction en fonction de l’allongement déterminée avec une précontrainte de 10 MPa ramenée à la section globale de l’élément de renforcement, la contrainte de traction correspondant à une tension mesurée ramenée à la section globale de l’élément de renforcement, ce câble de formule 21.28 présente un module sécant à 0,7% égal à 27 GPa et un module tangent maximum égal à 49 GPa.
[0087] L’utilisation de tels éléments de renforcement dans au moins une couche d’éléments de renforcement circonférentiels permet notamment de conserver des rigidités de la couche satisfaisante y compris après les étapes de conformation et de cuisson dans des procédés de fabrication usuels.
[0088] Selon un deuxième mode de réalisation de l’invention, les éléments de renforcement circonférentiels peuvent être formés d'éléments métalliques inextensibles et coupés de manière à former des tronçons de longueur très inférieure à la circonférence de la couche la moins longue, mais préférentiellement supérieure à 0,1 fois ladite circonférence, les coupures entre tronçons étant axialement décalées les unes par rapport aux autres. De préférence encore, le module d'élasticité à la traction par unité de largeur de la couche additionnelle est inférieur au module d'élasticité à la traction, mesuré dans les mêmes conditions, de la couche de sommet de travail la plus extensible. Un tel mode de réalisation permet de conférer, de manière simple, à la couche d’éléments de renforcement circonférentiels un module pouvant facilement être ajusté (par le choix des intervalles entre tronçons d’une même rangée), mais dans tous les cas plus faible que le module de la couche constituée des mêmes éléments métalliques mais continus, le module de la couche additionnelle étant mesuré sur une couche vulcanisée d'éléments coupés, prélevée sur le pneumatique.
[0089] Selon un troisième mode de réalisation de l’invention, les éléments de renforcement circonférentiels sont des éléments métalliques ondulés, le rapport a/l de l'amplitude d'ondulation sur la longueur d'onde étant au plus égale à 0,09. De préférence, le module d’élasticité à la traction par unité de largeur de la couche additionnelle est inférieur au module d'élasticité à la traction, mesuré dans les mêmes conditions, de la couche de sommet de travail la plus extensible. [0090] L’invention prévoit encore avantageusement pour diminuer les contraintes de tension agissant sur les éléments circonférentiels axialement le plus à l’extérieur que l’angle formé avec la direction circonférentielle par les éléments de renforcement des couches de sommet de travail est inférieur à 30° et de préférence inférieur à 25°.
[0091] Une réalisation préférée de l’invention prévoit encore que l’armature de sommet est complétée radialement à l’extérieur par au moins une couche supplémentaire, dite de protection, d'éléments de renforcement dits élastiques, orientés par rapport à la direction circonférentielle avec un angle compris entre 10° et 45° et de même sens que l’angle formé par les éléments inextensibles de la couche de travail qui lui est radialement adjacente. [0092] La couche de protection peut avoir une largeur axiale inférieure à la largeur axiale de la couche de travail la moins large. Ladite couche de protection peut aussi avoir une largeur axiale supérieure à la largeur axiale de la couche de travail la moins large, telle qu'elle recouvre les bords de la couche de travail la moins large et, dans le cas de la couche radialement supérieure comme étant le moins large, telle qu'elle soit couplée, dans le prolongement axial de l’armature additionnelle, avec la couche de sommet de travail la plus large sur une largeur axiale, pour être ensuite, axialement à l'extérieur, découplée de ladite couche de travail la plus large.
[0093] Selon l’un quelconque des modes de réalisation de l’invention évoqué précédemment, l’armature de sommet peut encore être complétée, radialement à l’intérieur entre l'armature de carcasse et la couche de travail radialement intérieure la plus proche de ladite armature de carcasse, par une couche de triangulation d'éléments de renforcement inextensibles métalliques en acier faisant, avec la direction circonférentielle, un angle supérieur à 60° et de même sens que celui de l’angle formé par les éléments de renforcement de la couche radialement la plus proche de l'armature de carcasse.
[0094] D’autres détails et caractéristiques avantageux de l’invention ressortiront ci- après de la description des exemples de réalisation de l’invention en référence à la figure qui représente une vue méridienne d’un schéma d’un pneumatique selon un mode de réalisation de l’invention. [0095] La figure n’est pas représentée à l’échelle pour en simplifier la compréhension.
La figure ne représente qu’une demi-vue d’un pneumatique qui se prolonge de manière symétrique par rapport à l’axe XX’ qui représente le plan médian circonférentiel, ou plan équatorial, d’un pneumatique.
[0096] Sur la figure, le pneumatique 1, de dimension 315/70 R 22.5, comprend une armature de carcasse radiale 2 ancrée dans deux bourrelets, non représentés sur la figure. L’armature de carcasse est formée d’une seule couche de câbles métalliques. Cette armature de carcasse 2 est frettée par une armature de sommet 4, formée radialement de l'intérieur à l'extérieur : d'une première couche de travail 41 formée de câbles métalliques inextensibles 9.26 non frettés, continus sur toute la largeur de la nappe, orientés d’un angle égal à 18°, d'une couche d’éléments de renforcement circonférentiels 42 formée de câbles métalliques en acier 21x23, de type "bi-module", d’une seconde couche de travail 43 formée de câbles métalliques inextensibles 9.26 non frettés, continus sur toute la largeur de la nappe, orientés d’un angle égal à 22° et croisés avec les câbles métalliques de la couche 41, d’une couche de protection 44 formées de câbles métalliques élastiques 6.35.
[0097] L’armature de sommet est elle-même coiffée d’une bande de roulement 5.
[0098] La largeur axiale maximale S du pneumatique est égale à 318 mm. [0099] La largeur axiale F de la première couche de travail 41 est égale à 252 mm.
[00100] La largeur axiale L43 de la deuxième couche de travail 43 est égale à 232 mm.
[00101] Quant à la largeur axiale L42 de la couche d’éléments de renforcement circonférentiels 42, elle est égale à 194 mm. [00102] La dernière nappe de sommet 44, dite de protection, a une largeur L44 égale à
124 mm.
[00103] Conformément à l’invention, les couches de calandrage de la couche d’armature de carcasse 2 sont réalisées à partir du mélange I suivant :
Figure imgf000021_0001
(1) Caoutchouc naturel
(2) Noir de carbone « S204 » de la société Orion Engineered Carbon
(3) N-l,3-diméthylbutyl-N-phénylparaphénylènediamine « Santoflex 6-PPD » de la société Flexsys
(4) Stéarine (« Pristerene 4931 » de la société Uniqema)
(5) Oxyde de zinc, grade industriel, société Umicore
(6) Naphténate de cobalt - N° de produit 60830 de la société Fluka
(7) N,N-dicyclohexylbenzothiazole-2-sulfénamide de la société Flexsys
(8) N-cyclohexylthiophtalimide commercialisé sous dénomination « Vulkalent G » par la société Fanxess [00104] Les valeurs des constituants sont exprimées en pce (parties en poids pour cent parties d’élastomères).
[00105] Conformément à l’invention, la densité de réticulation mesurée selon la méthode de gonflement à l’équilibre sur les couches de calandrage de la couche d’armature de carcasse 2 est égale à 19.10 5 mol/cm3 et donc comprise entre 13.10 5 mol/cm3 et 21.10 5 mol/cm3.
[00106] Le module d’élasticité sous tension à 10 % d'allongement des couches de calandrage de la couche d’armature de carcasse 2 est égal à 5.7 MPa et donc inférieur à 8.5 MPa. [00107] La valeur de tan(ô)max des couches de calandrages de la couche d’armature de carcasse 2 est égale à 0.050 et donc inférieure à 0.055.
[00108] Des essais ont été réalisés avec différents pneumatiques réalisés selon l’invention conformément à la représentation de la figure et comparés avec un pneumatique de référence Tl également conforme à la représentation de la figure. [00109] Le pneumatique Tl diffère du pneumatique selon l’invention par la nature du mélange constituant les couches de calandrage de la couche d’armature de carcasse 2.
[00110] Les couches de calandrage de la couche d’armature de carcasse 2 du pneumatique de référence Tl sont réalisées à partir du mélange Rl suivant :
Figure imgf000022_0001
Figure imgf000023_0001
(1) Caoutchouc naturel
(2) Noir de carbone « N683 » de la société Cabot.
(3) N-l,3-diméthylbutyl-N-phénylparaphénylènediamine « Santoflex 6-PPD » de la société Flexsys
(4) Stéarine (« Pristerene 4931 » de la société Uniqema)
(5) Oxyde de zinc, grade industriel, société Umicore
(6) Naphténate de cobalt - N° de produit 60830 de la société Fluka
(7) N,N-dicyclohexylbenzothiazole-2-sulfénamide de la société Flexsys
(8) N-cyclohexylthiophtalimide commercialisé sous dénomination « Vulkalent G » par la société Lanxess
[00111] Les valeurs des constituants sont exprimées en pce (parties en poids pour cent parties d’élastomères).
[00112] La densité de réticulation mesurée selon la méthode de gonflement à l’équilibre sur les couches de calandrage de la couche d’armature de carcasse 2 du pneumatique Tl est égale à 25.10 5 moFcm3.
[00113] Le module d’élasticité sous tension à 10 % d'allongement des couches de calandrage de la couche d’armature de carcasse 2 du pneumatique Tl est égal à 6.12 MPa.
[00114] La valeur de tan(ô)max des couches de calandrages de la couche d’armature de carcasse 2 du pneumatique Tl est égale à 0.056. [00115] L’allongement à rupture des mélanges I et Rl est mesurée sur des prélèvements fait sur pneumatique neuf.
[00116] Une première mesure est réalisée sur l’échantillon prélevé. Une autre mesure est réalisée sur un échantillon prélevé puis vieillit 10 jours à 77°C sous air.
[00117] L’allongement à la rupture (en %) est mesuré conformément à la norme AFNOR- NF-T-46-002 de septembre 1988. Les mesures de traction pour déterminer les propriétés de rupture sont effectuées à la température de l00°C ± 2°C, et dans les conditions normales d’hygrométrie (50 ± 5% d’humidité relative), selon la norme française NF T 40-101 (décembre 1979).
[00118] Les mesures sont présentées dans le tableau suivant :
Figure imgf000024_0001
[00119] Un essai a été réalisé pour mettre en évidence l'apport que peut avoir l'invention sur la protection de la couche d’armature de carcasse du pneumatique. Cet essai consiste en un choc trottoir, le pneumatique passant sur une bordure d’une hauteur de 12 cm de manière assez violente. Le pneumatique subit un pré-roulage de 2h à 100 km/h puis une surcharge de 20% est appliquée au pneumatique gonflé à l’azote avant d’attaquer le trottoir à la vitesse ralentie de 3 Km/h avec un angle de 10°. Le nombre de passage sur le trottoir dans ces conditions est de cinq.
[00120] Les pneumatiques sont ensuite décortiqués pour permettre l’analyse des couches de calandrage de la couche d’armature de carcasse 2. Alors que les pneumatiques de référence Rl présentent des longueurs de fissures entre les éléments de renforcement de la couche d’armature de carcasse 2 pouvant potentiellement conduire à une défaillance du pneumatique, les pneumatiques selon l’invention ne présentent que des amorces de fissures entre les éléments de renforcement de la couche d’armature de carcasse 2.

Claims

RE VENDIC ATION S
1 - Pneumatique à armature de carcasse radiale formée d'au moins une couche d'éléments de renforcement insérés entre deux couches de calandrage de mélange caoutchouteux, ledit pneumatique comprenant une armature de sommet coiffée radialement d’une bande de roulement, ladite bande de roulement étant réunie à deux bourrelets par l’intermédiaire de deux flancs, caractérisé en ce que les couches de calandrage de ladite au moins une couche d’armature de carcasse sont constituées d’un mélange élastomérique à base de caoutchouc naturel ou de polyisoprène synthétique à majorité d'enchaînements cis-l,4 et éventuellement d’au moins un autre élastomère diénique, le caoutchouc naturel ou le polyisoprène synthétique en cas de coupage étant présent à un taux majoritaire par rapport au taux de l'autre ou des autres élastomères diéniques utilisés et d'une charge renforçante comprenant majoritairement au moins un noir de carbone, présentant une surface spécifique BET au plus égale à 30 m2/g et un indice d’absorption d’huile d’échantillons comprimés (COAN) au moins égal à 60 ml/ 100 g, en ce que ledit mélange élastomérique ne comprend pas, ou comprend au plus 20 pce de noir de carbone dont la surface spécifique BET est supérieure à 30 m2/g et l’indice COAN est supérieur à 40 ml/ 100 g, en ce que ledit mélange élastomérique ne comprend pas, ou comprend au plus 20 pce de charge blanche et en ce que la densité de réticulation mesurée selon la méthode de gonflement à l’équilibre est comprise entre 13.10 5 mol/crrf et 21.10 5 mol/c f dans ledit mélange élastomérique constituant les couches de calandrage de ladite au moins une couche d’armature de carcasse.
2 - Pneumatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le taux de noir de carbone dont la surface spécifique BET est au plus égale à 30 m2/g est compris entre 20 et 80 pce, et de de préférence entre 40 et 65 pce.
3 - Pneumatique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit noir de carbone dont la surface spécifique BET est au plus égale à 30 m2/g présente un indice COAN au moins égal à 65 ml/ 100 g, et de préférence au moins égal à 70 ml/ 100 g.
4 - Pneumatique selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit noir de carbone dont la surface spécifique BET est au plus égale à 30 m2/g présente un indice COAN au plus égal à 90 mElOO g. 5 - Pneumatique selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface spécifique BET dudit noir de carbone au plus égale à 30 m2/g est au plus égale à 25 m2/g, et de préférence supérieure à 15 m2/g.
6 - Pneumatique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’armature sommet comporte une couche d’éléments de renforcement circonférentiels.
7 - Pneumatique selon la revendication 6, caractérisé en ce que le module d’élasticité sous tension à 10 % d'allongement des couches de calandrage de ladite au moins une couche d’armature de carcasse est inférieur à 8,5 MPa.
8 - Pneumatique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la valeur maximale de tan(ô), noté tan(ô)max, des couches de calandrage de ladite au moins une couche d’armature de carcasse est inférieure à 0.055.
9 - Pneumatique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits éléments de renforcement d’au moins une couche d’armature de carcasse sont des câbles à couches saturées, au moins une couche interne étant gainée d’une couche constituée d’une composition polymérique telle qu'une composition de caoutchouc non réticulable, réticulable ou réticulée, de préférence à base d’au moins un élastomère diénique.
10 - Pneumatique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’armature sommet est formée d’au moins deux couches de sommet de travail d’éléments de renforcement, croisés d’une couche à l’autre en faisant avec la direction circonférentielle des angles compris entre 10° et 45°.
11 - Pneumatique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche d’éléments de renforcement circonférentiels est radialement disposée entre deux couches de sommet de travail.
12 - Pneumatique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments de renforcement d’au moins une couche d’éléments de renforcement circonférentiels sont des éléments de renforcement métalliques présentant un module sécant à 0,7 % d’allongement compris entre 10 et 120 GPa et un module tangent maximum inférieur à 150 GPa.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0799854A1 (fr) 1995-10-25 1997-10-08 The Yokohama Rubber Co., Ltd. Composition a base de caoutchouc comportant du noir de carbone presentant une surface traitee au dioxyde de silicium
WO2006013077A1 (fr) 2004-08-02 2006-02-09 Societe De Technologie Michelin Cable a couches pour ceinture de pneumatique
WO2009083212A1 (fr) 2007-12-28 2009-07-09 Societe De Technologie Michelin Câble a couches gomme in situ utilisable en ceinture de pneumatique
US20150191586A1 (en) * 2014-01-08 2015-07-09 Sumitomo Rubber Industries, Ltd. Pneumatic tire
EP2938505A1 (fr) * 2012-12-27 2015-11-04 Compagnie Générale des Etablissements Michelin Support de flanc pour pneu pouvant rouler à plat
WO2017117399A1 (fr) * 2015-12-31 2017-07-06 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Sous-couche de bande de roulement de pneu

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0799854A1 (fr) 1995-10-25 1997-10-08 The Yokohama Rubber Co., Ltd. Composition a base de caoutchouc comportant du noir de carbone presentant une surface traitee au dioxyde de silicium
WO2006013077A1 (fr) 2004-08-02 2006-02-09 Societe De Technologie Michelin Cable a couches pour ceinture de pneumatique
WO2009083212A1 (fr) 2007-12-28 2009-07-09 Societe De Technologie Michelin Câble a couches gomme in situ utilisable en ceinture de pneumatique
EP2938505A1 (fr) * 2012-12-27 2015-11-04 Compagnie Générale des Etablissements Michelin Support de flanc pour pneu pouvant rouler à plat
US20150191586A1 (en) * 2014-01-08 2015-07-09 Sumitomo Rubber Industries, Ltd. Pneumatic tire
WO2017117399A1 (fr) * 2015-12-31 2017-07-06 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Sous-couche de bande de roulement de pneu

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BRUNAUER; EMMET; TELLER, THE JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY, vol. 60, February 1938 (1938-02-01), pages 309
FLORY RHENER, JOURNAL OF APPLIED POLYMER SCIENCE, vol. 133, 2016, pages 43932

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