WO2025214862A1 - Pneumatique dont la zone du sommet presente des performances d'endurance ameliorees - Google Patents

Pneumatique dont la zone du sommet presente des performances d'endurance ameliorees

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WO2025214862A1
WO2025214862A1 PCT/EP2025/059074 EP2025059074W WO2025214862A1 WO 2025214862 A1 WO2025214862 A1 WO 2025214862A1 EP 2025059074 W EP2025059074 W EP 2025059074W WO 2025214862 A1 WO2025214862 A1 WO 2025214862A1
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tire
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elastomeric mixture
type filler
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PCT/EP2025/059074
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English (en)
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Luc Bestgen
Julien Letessier
Nathalie COSTE
Hugo CHEYRON
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Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Original Assignee
Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to a tire, with a radial carcass reinforcement, intended to equip vehicles carrying heavy loads, such as, for example, trucks, tractors, trailers or road buses.
  • the carcass reinforcement is anchored on both sides in the bead area and is surmounted radially by a crown reinforcement consisting of at least two layers, superimposed and formed of parallel wires or cables in each layer and crossed from one layer to the next, making angles of between 10° and 45° with the circumferential direction.
  • Said layers, called working layers, forming the working reinforcement may also be covered with at least one so-called protective layer and formed of advantageously metallic and extensible reinforcement elements, called elastic.
  • the triangulation ply may also comprise a layer of metal wires or cables forming an angle of between 45° and 90° with the circumferential direction, this ply, called the triangulation ply, being radially located between the carcass reinforcement and the first crown ply, called the working ply, 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, under the various stresses to which it is subjected, exhibits little deformation, the triangulation ply having the essential role of absorbing the transverse compression forces to which all the reinforcing elements are subjected in the area of the crown of the tire.
  • Cables are said to be inextensible when said cables exhibit, under a tensile force equal to 10% of the breaking force, a relative elongation at most equal to 0.2%.
  • Cables are said to be elastic when said cables exhibit, under a tensile force equal to the breaking load, a relative elongation at least equal to 3% with a maximum tangent modulus 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, or longitudinal direction 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 that contains the axis of rotation of the tire.
  • the circumferential median plane is a plane perpendicular to the axis of rotation of the tire and which divides the tire into two halves.
  • French application FR 2 728 510 proposes to have, on the one hand between the carcass reinforcement and the working crown reinforcement ply, radially closest to the axis of rotation, an axially continuous ply, formed of inextensible metal cables making with the circumferential direction an angle at least equal to 60°, and whose axial width is at least equal to the axial width of the shortest working crown ply, and on the other hand between the two working crown plies an additional ply formed of metal elements, oriented substantially parallel to the circumferential direction.
  • patent application WO 99/24269 proposes in particular, on either side of the equatorial plane and in the immediate axial extension of the additional ply of reinforcing elements substantially parallel to the circumferential direction, to couple, over a certain axial distance, the two working crown plies formed of reinforcing elements crossed from one ply to the next in order to then decouple them by rubber compound profiles at least over the remainder of the width common to said two working plies.
  • An aim of the invention is thus to provide tires for "Heavy Goods Vehicles" whose performance in terms of endurance of the crown reinforcement is improved and whose properties of resistance to attacks, particularly when driving on stony ground, are satisfactory.
  • This object is achieved according to the invention by a tire for a heavy goods vehicle, with a radial carcass reinforcement comprising a crown reinforcement formed from at least two working crown layers, each comprising metal reinforcing elements inserted between two calendering layers of elastomeric mixture, the crown reinforcement being capped radially with a tread, said tread being joined to two beads by means of two sidewalls, at least the radially outermost calendering layer of at least the radially outermost working crown layer being an elastomeric mixture based on natural rubber or synthetic polyisoprene with a majority of cis-1,4 chains and optionally at least one other diene elastomer, the natural rubber or the synthetic polyisoprene in the case of blending being present at
  • the BET specific surface area measurement of siliceous type filler is determined in a known manner by gas adsorption using the Brunauer-Emmett-Teller method described in "The Journal of the American Chemical Society” Vol. 60, page 309, February 1938, more precisely according to the French standard NF ISO 9277 of December 1996.
  • the mass distribution curve as a function of the diameter of the siliceous filler particles is obtained in accordance with ISO 20927 of 2019 using a method for determining the dimensional distribution by centrifugal disk, known as the CPS method (“Centrifuge Particle Size”).
  • the FWHM width, expressed in nm is determined by measuring the width of the curve at 50% of the maximum distribution value.
  • the diameter Dmode, expressed in nm, of the siliceous filler particles at the distribution maximum corresponds to the abscissa of the distribution maximum on the curve.
  • the ratio FWHM/D mo of the FWHM distribution width measured at 50% of the distribution maximum on the distribution curve mass as a function of the diameter of the siliceous type filler particles, reinforcing at least said radially outermost calendering layer of at least the radially outermost working crown layer, obtained according to ISO 20927 of 2019 on the diameter D mo of the siliceous type filler particles, reinforcing at least said radially outermost calendering layer of at least the radially outermost working crown layer, at the maximum distribution is greater than or equal to 0.80.
  • the siliceous type filler of the elastomeric mixture constituting at least said radially outermost calendering layer of at least the radially outermost working crown layer has a BET specific surface area greater than 130 m 2 /g, and preferably greater than 140 m 2 /g.
  • the siliceous type filler of the elastomeric mixture constituting at least said radially outermost calendering layer of at least the radially outermost working crown layer is a blend of two silicas.
  • a coupling and/or covering agent chosen from agents known to those skilled in the art.
  • preferred coupling agents are sulfurized 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 Si 69.
  • covering agents examples include a fatty alcohol, an alkylalkoxysilane such as a hexadecyltrimethoxy or triethoxysilane marketed respectively by the company DEGUSSA under the names Si16 and Si216, diphenylguanidine, a polyethylene glycol, a silicone oil optionally modified by means of OH or alkoxy functions.
  • the covering and/or coupling agent is used in a mass ratio to the filler of between 2/100 and 15/100.
  • diene elastomers that can be used in blending with natural rubber or a synthetic polyisoprene with a majority of cis-1,4 chains
  • BR polybutadiene
  • SBR styrene-butadiene copolymer
  • BIR butadiene-isoprene copolymer
  • SBIR styrene-butadiene-isoprene terpolymer
  • Elastomers may be elastomers modified during polymerization or after polymerization by means of branching agents such as divinylbenzene or star-forming agents such as carbonates, halotins, halosilicones or even by means of functionalizing agents leading to grafting onto the chain or at the end of the chain of oxygenated carbonyl, carboxyl functions or even an amine function such as for example by the action of dimethyl or diethylamino benzophenone.
  • branching agents such as divinylbenzene or star-forming agents such as carbonates, halotins, halosilicones
  • the natural rubber or synthetic polyisoprene is preferably used at a majority rate and more preferably at a rate greater than 70 pce.
  • the inventors believe that the hydrophilic nature of the reinforcing fillers defined according to the invention makes it possible to limit the risks of corrosion of the reinforcing elements of the working reinforcement during cracks initiated on the surface of the tread opening the passage to oxidizing agents such as water and air.
  • the reinforcing elements seem to have better resistance to rupture.
  • the phenomena of rupture of the reinforcing elements of the working top layers during particularly demanding rolling are thus pushed back to cases of even greater stress.
  • all of the calendering layers of the working crown layers are made up of an elastomeric mixture based on natural rubber or synthetic polyisoprene with a majority of cis-1,4 chains and optionally at least one other diene elastomer, the natural rubber or the synthetic polyisoprene in the case of blending being present at a majority rate compared to the rate of the other diene elastomer(s) used and a reinforcing filler consisting of a siliceous type filler, with a BET specific surface area of between 50 and 150 m 2 /g, used at a rate of between 20 and 80 phr, and preferably between 30 and 50 phr, and the FWHM/Dmode ratio of the distribution width measured at 50% of the distribution maximum, expressed in nm, (FWHM) on the mass distribution curve as a function of the diameter of the filler particles of siliceous type obtained according to ISO 20927 of 2019 on the
  • the maximum value of tan(ô), noted tan(ô)max, of at least the radially outermost calendering layer of at least the radially outermost working crown layer is less than or equal to 0.11.
  • all of the calendering layers of the working crown layers have a maximum value of tan(ô), noted tan(ô)max, less than or equal to 0.11.
  • the loss factor tan(ô) is a dynamic property of the rubber compound layer. It is measured on a viscoanalyzer (Metravib VA4000), according to the ASTM D 5992-96 standard. The response of a sample of vulcanized composition (cylindrical specimen 2 mm thick and 78 mm 2 in section) is recorded, subjected to sinusoidal stress in alternating simple shear, at a frequency of 10 Hz, at a temperature of 100°C. A strain amplitude sweep is carried out from 0.1 to 50% (forward cycle), then from 50% to 1% (return cycle). The results used are the complex dynamic shear modulus (G*) and the loss factor tan(ô) measured on the return cycle.
  • G* complex dynamic shear modulus
  • the maximum value of tan( ⁇ ) observed, noted tan(ô) max is indicated.
  • the loss factor tan(ô) is measured according to the same method and under the same conditions, as described previously, on a sample of vulcanized composition which is in the form of a cylindrical test piece 1 mm thick and 78 mm2 in cross-section.
  • Rolling resistance is the resistance that appears when the tire rolls. It is represented by the hysteretic losses linked to the deformation of the tire during a revolution.
  • the frequency values linked to the revolution of the tire correspond to values of tan(ô) measured between 30 and 100°C.
  • the value of tan(3) at 100°C thus corresponds to an indicator of the rolling resistance of the tire while rolling.
  • layers of elastomeric materials may be provided which cover the ends of the working crown layers of the crown reinforcement. These layers are usually called edging layers.
  • these edging layers are made up of the same mixture as the calendering layers of the working crown layers. They are therefore made up of an elastomeric blend based on natural rubber or synthetic polyisoprene with a majority of cis-1,4 chains and possibly at least one other diene elastomer, the natural rubber or synthetic polyisoprene in the case of blending being present at a majority rate compared to the rate of the other diene elastomer(s) used and a reinforcing filler consisting of a siliceous type filler, with a BET specific surface area of between 50 and 150 m 2 /g, used at a rate of between 20 and 80 pce, and preferably between 30 and 50 pce, and the FWHM/Dmode ratio of the distribution width measured at 50% of the distribution maximum, expressed in nm, (FWHM) on the mass distribution curve as a function of the diameter of the siliceous type
  • a layer C of elastomeric mixture being arranged between at least the ends of said at least two working crown layers, said layer C is a layer of elastomeric mixture based on natural rubber or synthetic polyisoprene with a majority of cis-1,4 chains and optionally at least one other diene elastomer, the natural rubber or the synthetic polyisoprene in the case of blending being present at a majority rate compared to the rate of the other or other diene elastomers used and a reinforcing filler consisting of a siliceous type filler, with a BET specific surface area of between 50 and 150 m 2 /g, used at a rate of between 20 and 80 phr, and preferably between 30 and 50 phr, and the FWHM/D ratio of the FWHM distribution width, expressed in nm, measured at 50% of the maximum distribution on the mass distribution curve as a function of the diameter of the si
  • the FWHM/D mo ratio of the distribution width measured at 50% of the distribution maximum (FWHM) on the mass distribution curve as a function of the diameter of the siliceous type filler particles reinforcing said layer C of elastomeric mixture obtained according to the ISO 20927 standard of 2019 on the diameter of the siliceous type filler particles, reinforcing said layer C of elastomeric mixture, at the distribution maximum (Dmode) is greater than or equal to 0.80.
  • the siliceous type filler of the elastomeric mixture constituting said layer C has a BET specific surface area greater than 130 m 2 /g, and preferably greater than 140 m 2 /g.
  • the siliceous type filler of the elastomeric mixture constituting said layer C is a blend of two silicas.
  • the maximum value of tan(ô), noted tan(ô)max, of said layer C is less than or equal to 0. 11.
  • the thickness of the layer C of rubber mixture measured at the end of the narrowest working crown layer of the two working crown layers considered, will preferably be between 30% and 80% of the overall thickness of rubber mixture between cable generatrices respectively of the two working crown layers: a thickness of less than 30% not allowing conclusive results to be obtained, and a thickness of more than 80% being useless with regard to improving the resistance to separation between layers and disadvantageous from the cost point of view.
  • the axial width D of the layer of rubber mixture C between the axially innermost end of said layer of rubber mixture C and the axially narrowest end of the working crown layer is such that:
  • the axial width D of the rubber mixture layer C between the axially innermost end of said rubber mixture layer C and the axially narrowest end of the working crown layer is greater than 5 mm.
  • the invention also preferably provides that the thickness of the layer of rubber mixture C, at the axially outer end of the axially narrower working crown layer, has a thickness such that the radial distance d between the two working crown layers, separated by the layer of rubber mixture C, satisfies the relationship:
  • the distance d is measured from cable to cable, that is to say between the cable of a first working layer and the cable of a second working layer.
  • this distance d encompasses the thickness of the rubber mixture layer C and the respective thicknesses of the calendering rubber mixtures, radially outside the cables of the radially inner working layer and radially inside the cables of the radially outer working layer.
  • the various thickness measurements are carried out on a cross-section of a tire, the tire therefore being in an uninflated state.
  • the cut is advantageously carried out by water jet without brushing to avoid any risk of the cables swelling.
  • the crown reinforcement comprising a layer of circumferential reinforcing elements associated with an elastomeric mixture
  • said elastomeric mixture associated with the circumferential reinforcing elements is an elastomeric mixture based on natural rubber or synthetic polyisoprene with a majority of cis-1,4 chains and optionally at least one other diene elastomer, the natural rubber or the synthetic polyisoprene in the case of blending being present at a majority rate compared to the rate of the other or other diene elastomers used and a reinforcing filler consisting of a siliceous type filler, with a BET specific surface area of between 50 and 150 m 2 /g, used at a rate of between 20 and 80 phr, and preferably between 30 and 50 phr, and the ratio FWHM/D mo of the FWHM distribution width, expressed in nm, measured at 50% of the maximum distribution on the mass
  • the ratio FWHM/D mo of the distribution width FWHM measured at 50% of the distribution maximum on the mass distribution curve as a function of the diameter of the siliceous type filler particles reinforcing said elastomeric mixture associated with the circumferential reinforcing elements obtained according to the ISO 20927 standard of 2019 on the diameter Dmode of the siliceous type filler particles reinforcing said elastomeric mixture associated with the circumferential reinforcing elements at the distribution maximum is greater than or equal to 0.80.
  • the siliceous type filler of the elastomeric mixture associated with the circumferential reinforcing elements has a BET specific surface area greater than 130 m 2 /g, and preferably greater than 140 m 2 /g.
  • the siliceous type filler of the elastomeric mixture associated with the circumferential reinforcing elements is a blend of two silicas.
  • the maximum value of tan(ô), noted tan(5)max, of said elastomeric mixture associated with the circumferential reinforcing elements is less than or equal to 0.11.
  • the elastomeric mixture associated with the circumferential reinforcing elements is a rubber mixture associated with the circumferential reinforcing elements by extrusion when, for example, these circumferential reinforcing elements are put in place by winding unitary threads.
  • the elastomeric mixture associated with the circumferential reinforcing elements is in the form of calenders to be associated with the circumferential reinforcing elements to form strips of several circumferential reinforcing elements when, for example, these strips of circumferential reinforcing elements are put in place by winding.
  • the elastomeric mixture associated with the circumferential reinforcing elements is in the form of calenders to be associated with the circumferential reinforcing elements to form a layer of circumferential reinforcing elements when, for example, such a layer of circumferential reinforcing elements is put in place by winding on a single turn of the tire.
  • a layer of circumferential reinforcing elements is radially arranged between two working crown layers.
  • the layer of circumferential reinforcing elements makes it possible to limit the compression of the reinforcing elements of the carcass reinforcement to a greater extent than a similar layer placed 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 on said reinforcing elements and not to fatigue them excessively.
  • 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 reinforcing elements.
  • the reinforcing elements of at least one layer of circumferential reinforcing elements are metallic reinforcing elements having a secant modulus at 0.7% elongation of between 10 and 120 GPa and a maximum tangent modulus of 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 moduli expressed above are measured on a tensile stress versus elongation curve determined with a prestress of 20 MPa, the tensile stress corresponding to a measured tension related to the metal section of the reinforcing element. The measurements are carried out on cables extracted from the tire on a part of the layer of circumferential reinforcing elements extending from an axial end of said layer over an axial width of 50 mm towards the inside of said layer.
  • the moduli of the same reinforcing elements can be measured on a tensile stress versus elongation curve determined with a prestress of 10 MPa, the tensile stress corresponding to a measured tension reduced 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 curing phase of the tire.
  • the reinforcing elements of the axially outer parts and of the central part of at least one layer of circumferential reinforcing elements are metallic reinforcing elements having a secant modulus at 0.7% elongation of between 5 and 60 GPa and a maximum tangent modulus of less than 75 GPa.
  • the secant modulus of the 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 metallic reinforcing elements having a tensile stress curve as a function of relative elongation having low slopes for low elongations and a substantially constant and steep slope for higher elongations.
  • the various characteristics of the reinforcement elements stated above are measured on reinforcement elements taken from tires.
  • Reinforcing elements more particularly suitable for producing 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) 4.877.5 SS; this stranded cable is made up of 21 elementary wires of formula 3 x (1+6), with 3 strands twisted together each made up of 7 wires, one wire forming a central core with a diameter equal to 26/100 mm and 6 wound wires with a diameter equal to 23/100 mm.
  • Such a cable has a secant modulus at 0.7% equal to 45 GPa and a maximum tangent modulus equal to 98 GPa, measured on a tensile stress versus elongation curve determined with a prestress of 20 MPa, the tensile stress corresponding to a measured tension reduced to the metal 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.
  • reinforcing elements is an assembly of formula 21.28, the construction of which is 3x(0.32+6x0.28) 5.6/9.3 SS.
  • This cable has a secant modulus at 0.7% equal to 56 GPa and a maximum tangent modulus equal to 102 GPa, measured on a tensile stress versus elongation curve determined with a prestress of 20 MPa, the tensile stress corresponding to a measured tension reduced to the metal section of the reinforcing element.
  • this cable of formula 21.28 On a tensile stress versus elongation curve determined with a prestress of 10 MPa, the tensile stress corresponding to a measured tension reduced to the overall section of the reinforcing element, this cable of formula 21.28 has a secant modulus at 0.7% equal to 27 GPa and a maximum tangent modulus equal to 49 GPa.
  • the circumferential reinforcing elements may be formed from inextensible metal elements and cut so as to form sections of length much less than the circumference of the shortest layer, but preferably greater than 0.1 times said circumference, the cuts between sections being axially offset from 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 reinforcing elements a modulus which can easily be adjusted (by the choice of the intervals between sections of the same row), but in all cases lower than the modulus of the layer made up of the same metallic but continuous elements, the modulus 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/X of the corrugation amplitude over the wavelength being at most equal to 0.09.
  • the tensile modulus of elasticity per unit width of the additional layer is lower than the tensile modulus of elasticity, measured under the same conditions, of the most extensible working crown layer.
  • a third variant embodiment of the invention it is provided to combine the first and second variant embodiments of the invention relating respectively to the use of a layer of elastomeric mixture C and the use of an elastomeric mixture associated with the circumferential reinforcing elements in combination with at least one calendering layer of at least one working crown layer in accordance with the invention.
  • At least one calendering layer of the carcass reinforcement and advantageously all the calendering layers of the carcass reinforcement are made up of an elastomeric mixture based on natural rubber or synthetic polyisoprene with a majority of cis-1,4 chains and optionally at least one other diene elastomer, the natural rubber or the synthetic polyisoprene in the case of blending being present at a majority rate compared to the rate of the other or other diene elastomers used and a reinforcing filler consisting of a siliceous type filler, with a BET specific surface area of between 50 and 150 m 2 /g, used at a rate of between 20 and 80 pce, and preferably between 30 and 50 pce, and the ratio FWHM/Dmode of the FWHM distribution width, expressed in nm, measured at 50% of the distribution maximum on the
  • the FWHM/D mo ratio of the distribution width measured at 50% of the distribution maximum (FWHM) on the mass distribution curve as a function of the diameter of the siliceous type filler particles, reinforcing the elastomeric mixture of the calendering layers of the carcass reinforcement, obtained according to the ISO 20927 standard of 2019 on the diameter of the siliceous type filler particles, reinforcing the elastomeric mixture of the calendering layers of the carcass reinforcement, at the distribution maximum (Dmode) is greater than or equal to 0.80.
  • the siliceous type filler of the elastomeric mixture constituting the calendering layers of the carcass reinforcement has a BET specific surface area greater than 130 m 2 /g, and preferably greater than 140 m 2 /g.
  • the siliceous type filler of the elastomeric mixture constituting the calendering layers of the carcass reinforcement is a blend of two silicas.
  • the maximum value of tan(ô), noted tan(ô)max, of the calendering layers of the carcass reinforcement is less than or equal to 0.11.
  • a layer of elastomeric mixture being in contact with at least one working crown layer and in contact with the carcass reinforcement, said layer of elastomeric mixture extending axially to at least the axial end of the tread, said layer of elastomeric mixture in contact with at least one working crown layer and in contact with the carcass reinforcement is made up of an elastomeric mixture based on natural rubber or synthetic polyisoprene with a majority of cis-1,4 chains and optionally at least one other diene elastomer, the natural rubber or the synthetic polyisoprene in the case of blending being present at a majority rate compared to the rate of the other or other diene elastomers used and a reinforcing filler consisting of a filler of the type siliceous, with a BET specific surface area of between 50 and 150 m 2 /g, used at
  • the FWHM/D mo ratio of the distribution width measured at 50% of the distribution maximum (FWHM) on the mass distribution curve as a function of the diameter of the siliceous type filler particles, reinforcing the elastomeric mixture of said layer of elastomeric mixture in contact with at least one working crown layer and in contact with the carcass reinforcement, obtained according to the ISO 20927 standard of 2019 on the diameter of the siliceous type filler particles, reinforcing the elastomeric mixture of the calendering layers of the carcass reinforcement, at the distribution maximum (Dmode) is greater than or equal to 0.80.
  • the siliceous type filler of the elastomeric mixture constituting said layer of elastomeric mixture in contact with at least at least one working crown layer and in contact with the carcass reinforcement has a BET specific surface area greater than 130 m 2 /g, and preferably greater than 140 m 2 /g.
  • the siliceous type filler of the elastomeric mixture constituting said layer of elastomeric mixture in contact with at least one working crown layer and in contact with the carcass reinforcement is a blend of two silicas.
  • the maximum value of tan(ô), noted tan(ô)max, of said layer of elastomeric mixture in contact with at least one working crown layer and in contact with the carcass reinforcement is less than or equal to 0.11.
  • the reinforcing elements of said at least two working crown layers are crossed from one layer to the other, making angles of between 10° and 45° with the circumferential direction.
  • the reinforcing elements of said at least two working crown layers are inextensible.
  • a preferred embodiment of the invention also provides that the crown reinforcement is completed radially on the outside by at least one additional layer, called a protective layer, of reinforcing elements oriented relative to the circumferential direction with an angle of 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 to it.
  • a protective layer of reinforcing elements oriented relative to the circumferential direction with an angle of 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 to it.
  • the reinforcing elements of said at least one protective layer are elastic.
  • the protective layer may have an axial width less than the axial width of the narrowest working layer.
  • Said protective layer may also have an axial width greater than the axial width of the narrowest working layer, such that it covers the edges of the narrowest working layer.
  • crown reinforcement may be completed between the carcass reinforcement and the innermost radially working layer. close to said carcass reinforcement, by a triangulation layer of inextensible metallic steel reinforcing elements making, with the circumferential direction, an angle greater than 45° and in the same direction as that of the angle formed by the reinforcing elements of the layer radially closest to the carcass reinforcement.
  • said triangulation layer consists of two half-layers positioned axially on either side of the circumferential median plane.
  • Figures 1 and 2 represent: Figure 1, a meridian view of a diagram of a tire according to an embodiment of the invention, Figure 2, a mass distribution curve as a function of the diameter of the reinforcing fillers.
  • Figure 1 is not shown to scale to simplify understanding. The figure only represents a half-view of a tire which extends symmetrically with respect to the axis XX' which represents the circumferential median plane, or equatorial plane, of a tire.
  • the tire 1 is of dimension 315/70 R 22.5.
  • Said tire 1 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 hooped by a crown reinforcement 4, formed radially from the inside to the outside: of a first working layer 41 formed of metal cables oriented at an angle equal to 18°, of a layer of circumferential reinforcing elements 43 formed of 21x23 steel metal cables, of a second working layer 42 formed of metal cables oriented at an angle equal to 30° and crossed with the metal cables of the layer 41, the cables of each of the working layers 41, 42 being oriented on either side of the circumferential direction.
  • the metal cables constituting the reinforcing elements of the two working layers are cables of formula 9.35. They are distributed in each of the working layers with a distance between the reinforcing elements, measured along the normal to the direction of the mean line of the cable, equal to 2.2 mm.
  • the crown reinforcement is itself topped with a tread 5.
  • the tire is inflated to a pressure of 9 bars.
  • the axial width L 41 of the first working layer 41 is equal to 252 mm.
  • the axial width L 42 of the second working layer 42 is equal to 232 mm.
  • a layer of rubber mixture C decouples the ends of the working crown layers 41 and 42.
  • the engagement zone of the layer C between the two working crown layers 41 and 42 is defined by its thickness or more precisely the radial distance d between the end of the layer 42 and the layer 41 and by the axial width D of the layer C between the axially inner end of said layer C and the end of the radially outer working crown layer 42.
  • the radial distance d is equal to 2.8 mm, i.e. approximately 2.1 times the diameter (
  • the axial distance D is equal to 19 mm, i.e. approximately 14 times the diameter ⁇
  • Figure 2 illustrates a curve 6 of mass distribution (expressed in relative mass) as a function of the diameter of the siliceous type filler particles (expressed in nm), obtained in accordance with the ISO 20927 standard of 2019 according to a method for determining the dimensional distribution by centrifugal disk, called the CPS method (“Centrifuge Particle Size”).
  • CPS method centifuge Particle Size
  • the diameter D mo of, expressed in nm, of the siliceous type filler particles at the distribution maximum corresponds to the abscissa of the distribution maximum 7 on curve 6.
  • First tires II according to the invention comprise calendering layers of the two working layers consisting of the mixture I, the layer C and the elastomeric mixture associated with the circumferential reinforcement elements being consisting of the mixture RI.
  • Second tires 12 according to the invention comprise calendering layers of the two working layers and layer C consisting of mixture I, the elastomeric mixture associated with the circumferential reinforcement elements being consisting of mixture RI.
  • Third tires 13 according to the invention comprise calendering layers of the two working layers and the elastomeric mixture associated with the circumferential reinforcement elements consisting of mixture I, layer C being consisting of mixture RI.
  • Fourth tires 14 according to the invention comprise calendering layers of the two working layers, layer C and the elastomeric mixture associated with the circumferential reinforcing elements made up of mixture I.
  • First reference tires T1 differ from tires II according to the invention by the nature of the mixtures of the calendering layers of the two working layers, these being made up of the mixture RI; the calendering layers of the two working layers, the layer C and the elastomeric mixture associated with the circumferential reinforcement elements are thus made up of the mixture RI.
  • Second reference tires T2 comprise calendering layers of the two working layers, layer C and the elastomeric mixture associated with the circumferential reinforcement elements made up of the mixture R2.
  • Third reference tires T3 comprise calendering layers of the two working layers, layer C and the elastomeric mixture associated with the circumferential reinforcement elements made up of the mixture R3.
  • the performance index is the ratio between the total corroded length of the tested tire and that of the control tire TL

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Abstract

L'invention concerne un pneumatique comprenant une armature de sommet (4) formée d'au moins deux couches de sommet de travail (41, 42). Selon l'invention, les couches de calandrage des couches de sommet de travail sont constituées d'un mélange élastomérique comportant une charge de type siliceux de surface spécifique BET comprise entre 50 et 150 m2/g et le ratio FWHM/Dmode obtenu à partir de la courbe de distribution massique en fonction du diamètre des particules de charge de type siliceux est supérieur ou égal à 0.77.

Description

PNEUMATIQUE DONT LA ZONE DU SOMMET PRESENTE DES
PERFORMANCES D’ENDURANCE AMELIOREES
[0001] La présente invention concerne un pneumatique, à armature de carcasse radiale destiné à équiper des véhicules portant de lourdes charges, 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, dites 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 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, formée 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 0,2%.
[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.
[0008] 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] Certains pneumatiques actuels, dits "routiers", sont destinés à rouler à des vitesses moyennes élevées 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. Cette augmentation de la durée de vie en termes kilométriques, conjuguée au fait que de telles conditions d’usage sont susceptibles de se traduire, sous forte charge, par des températures sommet relativement élevées, nécessite une augmentation au moins proportionnelle du potentiel d’endurance de l’armature de sommet des pneumatiques.
[0013] Il existe en effet des contraintes au niveau de l'armature de sommet et plus particulièrement des contraintes de cisaillement entre les couches de sommet qui, dans le cas d’une trop forte élévation de la température de fonctionnement au niveau des extrémités de la couche de sommet axialement la plus courte, ont pour conséquence l'apparition et la propagation de fissures dans la gomme au niveau desdites extrémités. Le même problème existe dans le cas de bords de deux couches d’éléments de renforcement, ladite autre couche n'étant pas obligatoirement radial ement adjacente à la première. [0014] Dans le but d’améliorer l’endurance de l’armature de sommet des pneumatiques, la demande française FR 2 728 510 propose de disposer, d'une part entre l'armature de carcasse et la nappe de travail d'armature de sommet, radialement la plus proche de l'axe de rotation, une nappe axialement continue, formée de câbles métalliques inextensibles faisant avec la direction circonférentielle un angle au moins égal à 60°, et dont la largeur axiale est au moins égale à la largeur axiale de la nappe de sommet de travail la plus courte, et d'autre part entre les deux nappes de sommet de travail une nappe additionnelle formée d'éléments métalliques, orientés sensiblement parallèlement à la direction circonférentielle.
[0015] En complément, la demande de brevet WO 99/24269 propose notamment, de part et d'autre du plan équatorial et dans le prolongement axial immédiat de la nappe additionnelle d'éléments de renforcement sensiblement parallèles à la direction circonférentielle, de coupler, sur une certaine distance axiale, les deux nappes de sommet de travail formées d'éléments de renforcement croisés d'une nappe à la suivante pour ensuite les découpler par des profilés de mélange de caoutchouc au moins sur le restant de la largeur commune aux dites deux nappes de travail.
[0016] Par ailleurs, l’usage de pneumatiques sur des véhicules pour poids-lourds de type « approche chantier » conduit les pneumatiques à subir des agressions lors de roulages sur des sols caillouteux. Ces agressions sont bien entendu néfastes quant aux performances en termes d’endurance.
[0017] En effet ces agressions fissurent la bande de roulement du pneumatique et les fissures se propagent jusqu’à l’armature de sommet lors du roulage. Ces fissurent ouvrent alors la voie aux agents oxydants que sont l’air et l’eau qui peuvent alors entraîner une corrosion des éléments de renforcement métalliques de l’armature de sommet.
[0018] Si associé à ces agressions de la bande de roulement, le pneumatique est soumis à des chocs violents lors de tels roulages sur des sols caillouteux, le risque de rupture d’éléments de renforcement de l’armature de sommet est accru.
[0019] Un but de l’invention est ainsi de fournir des pneumatiques pour véhicules "Poids-Lourds", dont les performances en termes d’endurance de l’armature de sommet sont améliorées et dont les propriétés de résistance aux agressions notamment lors de roulage sur sols caillouteux sont satisfaisantes. [0020] Ce but est atteint selon l’invention par un pneumatique pour véhicule de type poids lourd, à armature de carcasse radiale comprenant une armature de sommet formée d'au moins deux couches de sommet de travail, chacune comportant des éléments de renforcement métalliques insérés entre deux couches de calandrage de mélange élastomérique, l’armature de sommet étant coiffée radialement d’une bande de roulement, ladite bande de roulement étant réunie à deux bourrelets par l’intermédiaire de deux flancs, au moins la couche de calandrage radialement la plus extérieure d’au moins la couche de sommet de travail radialement la plus extérieure étant un mélange élastomérique à base de caoutchouc naturel ou de polyisoprène synthétique à majorité d'enchaînements cis-1,4 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 constituée par une charge de type siliceux, de surface spécifique BET comprise entre 50 et 1 0 m2/g, employée à un taux compris entre 20 et 80 pce, et de préférence entre 30 et 50 pce, et le ratio FWHM/Dmode de la largeur de distribution FWHM, exprimée en nm, mesurée à 50% du maximum de distribution sur la courbe de distribution massique en fonction du diamètre des particules de charge de type siliceux obtenue selon la norme ISO 20927 de 2019 sur le diamètre Dmode, exprimé en nm, des particules de charge de type siliceux au maximum de distribution étant supérieur ou égal à 0.77.
[0021] La mesure de surface spécifique BET de charge de type siliceux est déterminée de manière connue par adsorption de gaz à l'aide de la méthode de Brunauer-Emmett-Teller décrite dans "The Journal of the American Chemical Society" Vol. 60, page 309, février 1938, plus précisément selon la norme française NF ISO 9277 de décembre 1996.
[0022] La courbe de distribution massique en fonction du diamètre des particules de charge de type siliceux est obtenue conformément à la norme ISO 20927 de 2019 selon une méthode de détermination de la distribution dimensionnelle par disque centrifuge, dite méthode CPS (« Centrifuge Particle Size »). La largeur FWHM, exprimée en nm, est déterminée en mesurant la largeur de la courbe à 50 % de la valeur maximale de distribution. Le diamètre Dmode, exprimé en nm, des particules de charge de type siliceux au maximum de distribution correspond à l’abscisse du maximum de distribution sur la courbe.
[0023] Avantageusement selon l’invention, le ratio FWHM/Dmode de la largeur de distribution FWHM mesurée à 50% du maximum de distribution sur la courbe de distribution massique en fonction du diamètre des particules de charge de type siliceux, renforçant au moins ladite couche de calandrage radial ement la plus extérieure d’au moins la couche de sommet de travail radial ement la plus extérieure, obtenue selon la norme ISO 20927 de 2019 sur le diamètre Dmode des particules de charge de type siliceux, renforçant au moins ladite couche de calandrage radial ement la plus extérieure d’au moins la couche de sommet de travail radialement la plus extérieure, au maximum de distribution est supérieur ou égal à 0.80.
[0024] Avantageusement encore selon l’invention, la charge de type siliceux du mélange élastomérique constituant au moins ladite couche de calandrage radialement la plus extérieure d’au moins la couche de sommet de travail radialement la plus extérieure présente une surface spécifique BET supérieure à 130 m2/g, et de préférence supérieure à 140 m2/g.
[0025] De préférence selon l’invention, la charge de type siliceux du mélange élastomérique constituant au moins ladite couche de calandrage radialement la plus extérieure d’au moins la couche de sommet de travail radialement la plus extérieure est un coupage de deux silices.
[0026] Dans le cas d'utilisation de charges de type siliceux, 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 Si 69. 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 lô et Si216, 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 massique par rapport à la charge compris entre 2/100 et 15/100.
[0027] Parmi les élastomères diéniques pouvant être utilisés en coupage avec le caoutchouc naturel ou un polyisoprène synthétique à majorité d'enchaînements cis-1,4, on peut citer un polybutadiène (BR) de préférence à majorité d'enchaînements cis-1,4, 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-1,4 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.
[0028] Les résultats obtenus avec des pneumatiques conformes à l’invention ont effectivement mis en évidence que les performances en termes d’endurance de l’armature de sommet sont améliorées et présentent une résistance aux agressions ou chocs subis par exemple lors de roulage sur des sols caillouteux satisfaisante.
[0029] Les essais réalisés ont montré que l’utilisation des mélanges élastomériques selon l’invention comportant une silice ou un coupage de silices pour réaliser au moins la couche de calandrage radial ement la plus extérieure d’au moins la couche de sommet de travail radial ement la plus extérieure permet d’améliorer les propriétés du pneumatique en termes d’endurance de l’armature de sommet.
[0030] Les inventeurs pensent avoir notamment mis en évidence que le choix de mélanges selon l’invention pour réaliser au moins ladite couche de calandrage radialement la plus extérieure d’au moins la couche de sommet de travail radialement la plus extérieure et notamment présentant les propriétés de la charge de renforcement selon l’invention permet de limiter les vitesses de propagation des fissures apparaissant lors des roulages au niveau des extrémités des couches d’éléments de renforcement.
[0031] En outre, les inventeurs pensent que le caractère hydrophile des charges de renforcement définies selon l’invention permet de limiter les risques de corrosion des éléments de renforcement de l’armature de travail lors de fissures initiées en surface de la bande de roulement ouvrant le passage à des agents oxydants tels que l’eau et l’air. Ainsi, lors de fortes sollicitations, les éléments de renforcement semblent présenter une meilleure résistance à la rupture. Les phénomènes de rupture des éléments de renforcement des couches de sommet de travail lors de roulages particulièrement sollicitant sont ainsi repoussés à des cas de sollicitations encore plus importantes.
[0032] Avantageusement selon l’invention, l’ensemble des couches de calandrage des couches de sommet de travail est constitué d’un mélange élastomérique à base de caoutchouc naturel ou de polyisoprène synthétique à majorité d'enchaînements cis-1,4 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 constituée par une charge de type siliceux, de surface spécifique BET comprise entre 50 et 150 m2/g, employée à un taux compris entre 20 et 80 pce, et de préférence entre 30 et 50 pce, et le ratio FWHM/Dmode de la largeur de distribution mesurée à 50% du maximum de distribution, exprimée en nm, (FWHM) sur la courbe de distribution massique en fonction du diamètre des particules de charge de type siliceux obtenue selon la norme ISO 20927 de 2019 sur le diamètre des particules de charge de type siliceux au maximum de distribution, exprimé en nm, (Dmode) est supérieur ou égal à 0.77.
[0033] Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, la valeur maximale de tan(ô), noté tan(ô)max, d’au moins la couche de calandrage radialement la plus extérieure d’au moins la couche de sommet de travail radialement la plus extérieure, est inférieure ou égale à 0.11.
[0034] De préférence, l’ensemble des couches de calandrage des couches de sommet de travail présente une valeur maximale de tan(ô), noté tan(ô)max, inférieure ou égale à 0.11 .
[0035] 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 10Hz, à une température de 100°C. On effectue un balayage en amplitude de déformation de 0,1 à 50% (cycle aller), puis de 50% à 1% (cycle retour). Les résultats exploités sont le module complexe de cisaillement dynamique (G*) et le facteur de perte tan(ô) mesuré sur le cycle retour. Pour le cycle retour, on indique la valeur maximale de tan(§) observée, noté tan(ô)max. [0036] Dans le cas où l’épaisseur du matériau est comprise entre 1 et 2 mm, le facteur de perte tan(ô) est mesuré selon la même méthode et dans les mêmes conditions, telles que décrites précédemment, sur un échantillon de composition vulcanisée qui se présente sous la forme d’une éprouvette cylindrique de 1 mm d’épaisseur et de 78 mm2 de section.
[0037] 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 100°C. La valeur de tan(3) à 100 °C correspond ainsi à un indicateur de la résistance au roulement du pneumatique en roulage.
[0038] Les inventeurs ont encore su mettre en évidence que le choix de mélanges selon ce mode de réalisation préféré de l’invention pour réaliser au moins la couche de calandrage radial ement la plus extérieure d’au moins la couche de sommet de travail radial ement la plus extérieure permet d’améliorer les propriétés du pneumatique en matière de résistance au roulement, du fait de la valeur relativement faible de la valeur maximale de tan(§), noté tan(ô)max.
[0039] Selon certains modes de réalisations de pneumatiques il peut être prévu des couches de matériaux élastomériques qui viennent couvrir les extrémités des couches de sommet de travail de l’armature de sommet. Ces couches sont usuellement appelées couches de bordage.
[0040] Avantageusement selon l’invention, lorsque ces couches de bordage sont présentes, elles sont constituées du même mélange que les couches de calandrage des couches de sommet de travail. Elles sont donc constituées d’un mélange élastomérique à base de caoutchouc naturel ou de polyisoprène synthétique à majorité d'enchaînements cis- 1,4 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 constituée par une charge de type siliceux, de surface spécifique BET comprise entre 50 et 150 m2/g, employée à un taux compris entre 20 et 80 pce, et de préférence entre 30 et 50 pce, et le ratio FWHM/Dmode de la largeur de distribution mesurée à 50% du maximum de distribution, exprimée en nm, (FWHM) sur la courbe de distribution massique en fonction du diamètre des particules de charge de type siliceux obtenue selon la norme ISO 20927 de 2019 sur le diamètre des particules de charge de type siliceux au maximum de distribution, exprimé en nm, (Dmode) est supérieur ou égal à 0.77.
[0041] Selon une première variante de réalisation de l’invention, une couche C de mélange élastomérique étant disposée entre au moins les extrémités desdites au moins deux couches de sommet de travail, ladite couche C est une couche de mélange élastomérique à base de caoutchouc naturel ou de polyisoprène synthétique à majorité d'enchaînements cis- 1,4 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 constituée par une charge de type siliceux, de surface spécifique BET comprise entre 50 et 150 m2/g, employée à un taux compris entre 20 et 80 pce, et de préférence entre 30 et 50 pce, et le ratio FWHM/Dmode de la largeur de distribution FWHM, exprimée en nm, mesurée à 50% du maximum de distribution sur la courbe de distribution massique en fonction du diamètre des particules de charge de type siliceux obtenue selon la norme ISO 20927 de 2019 sur le diamètre Dmode, exprimé en nm, des particules de charge de type siliceux au maximum de distribution est supérieur ou égal à 0.77.
[0042] Avantageusement selon l’invention, le ratio FWHM/Dmode de la largeur de distribution mesurée à 50% du maximum de distribution (FWHM) sur la courbe de distribution massique en fonction du diamètre des particules de charge de type siliceux renforçant ladite couche C de mélange élastomérique obtenue selon la norme ISO 20927 de 2019 sur le diamètre des particules de charge de type siliceux, renforçant ladite couche C de mélange élastomérique, au maximum de distribution (Dmode) est supérieur ou égal à 0.80.
[0043] Avantageusement encore selon l’invention, la charge de type siliceux du mélange élastomérique constituant ladite couche C présente une surface spécifique BET supérieure à 130 m2/g, et de préférence supérieure à 140 m2/g.
[0044] De préférence selon l’invention, la charge de type siliceux du mélange élastomérique constituant ladite couche C est un coupage de deux silices.
[0045] Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, la valeur maximale de tan(ô), noté tan(ô)max, de ladite couche C est inférieure ou égale à 0. 11 . [0046] Comme dans le cas d’au moins une couche de calandrage d’au moins une couche de sommet de travail, l’utilisation d’une couche de mélange élastomérique C conforme à l’invention va permettre d’améliorer les propriétés du pneumatique en matière d’endurance.
[0047] De préférence, l’épaisseur de la couche C de mélange caoutchouteux, mesurée à l'extrémité de la couche de sommet de travail la moins large des deux couches de sommet de travail considérées, sera préférentiellement comprise entre 30 % et 80 % de l'épaisseur globale de mélange caoutchouteux entre génératrices de câbles respectivement des deux couches de sommet de travail: une épaisseur inférieure à 30 % ne permettant pas d'obtenir des résultats probants, et une épaisseur supérieure à 80 % étant inutile vis à vis de l'amélioration à la résistance à la séparation entre couches et désavantageux du point de vue coût.
[0048] De préférence encore, la largeur axiale D de la couche de mélange caoutchouteux C comprise entre l’extrémité axialement la plus à l’intérieure de ladite couche de mélange caoutchouteux C et l’extrémité de la couche de sommet de travail axialement la moins large est telle que :
3* < D < 25*(])2 avec <|)2, diamètre des éléments de renforcement de la couche de sommet de travail axial ement la moins large. Une telle relation définit une zone d’engagement entre la couche de mélange caoutchouteux C et la couche de sommet de travail axialement la moins large. Un tel engagement en dessous d’une valeur égale à trois fois le diamètre des éléments de renforcement de la couche de travail axialement la moins large peut ne pas être suffisant pour obtenir un découplage des couches de sommet de travail pour notamment obtenir une atténuation des sollicitations en extrémité de la couche de sommet de travail axialement la moins large. Une valeur de cet engagement supérieure à vingt fois le diamètre des éléments de renforcement de la couche de travail axialement la moins large peut conduire à une diminution trop importante de la rigidité de dérive de l’armature de sommet du pneumatique.
[0049] De préférence, la largeur axiale D de la couche de mélange caoutchouteux C comprise entre l’extrémité axialement la plus à l’intérieure de ladite couche de mélange caoutchouteux C et l’extrémité de la couche de sommet de travail axialement la moins large est supérieure à 5 mm. [0050] L’invention prévoit encore de préférence que l’épaisseur de la couche de mélange caoutchouteux C, à l’extrémité axialement extérieure de la couche de sommet de travail axialement la moins large, présente une épaisseur telle que la distance radiale d entre les deux couches de sommet de travail, séparées par la couche de mélange caoutchouteux C, vérifie la relation :
3/5*(|)2 < d < 5*<|)2 avec <|)2, diamètre des éléments de renforcement de la nappe de sommet de travail axialement la moins large.
[0051] La distance d est mesurée de câble à câble, c’est-à-dire entre le câble d’une première couche de travail et le câble d’une seconde couche de travail. En d’autres termes, cette distance d englobe l’épaisseur de la couche de mélange caoutchouteux C et les épaisseurs respectives des mélanges caoutchouteux de calandrage, radialement extérieure aux câbles de la couche de travail radialement intérieure et radialement intérieure aux câbles de la couche de travail radialement extérieure.
[0052] Les différentes mesures d’épaisseur sont effectuées sur une coupe transversale d’un pneumatique, le pneumatique étant donc dans un état non gonflé. La coupe est avantageusement réalisée par jet d’eau sans brossage pour éviter tout risque de foisonnement des câbles.
[0053] Selon une deuxième variante de réalisation de l’invention, l’armature de sommet comportant une couche d’éléments de renforcement circonférentiels associés à un mélange élastomérique, ledit mélange élastomérique associé aux éléments de renforcement circonférentiels est un mélange élastomérique à base de caoutchouc naturel ou de polyisoprène synthétique à majorité d'enchaînements cis-1,4 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 constituée par une charge de type siliceux, de surface spécifique BET comprise entre 50 et 150 m2/g, employée à un taux compris entre 20 et 80 pce, et de préférence entre 30 et 50 pce, et le ratio FWHM/Dmode de la largeur de distribution FWHM, exprimée en nm, mesurée à 50% du maximum de distribution sur la courbe de distribution massique en fonction du diamètre des particules de charge de type siliceux obtenue selon la norme ISO 20927 de 2019 sur le diamètre Dmode, exprimé en nm, des particules de charge de type siliceux au maximum de distribution est supérieur ou égal à 0.77.
[0054] Avantageusement selon l’invention, le ratio FWHM/Dmode de la largeur de distribution FWHM mesurée à 50% du maximum de distribution sur la courbe de distribution massique en fonction du diamètre des particules de charge de type siliceux renforçant ledit mélange élastomérique associé aux éléments de renforcement circonférentiels obtenue selon la norme ISO 20927 de 2019 sur le diamètre Dmode des particules de charge de type siliceux renforçant ledit mélange élastomérique associé aux éléments de renforcement circonférentiels au maximum de distribution est supérieur ou égal à 0.80.
[0055] Avantageusement encore selon l’invention, la charge de type siliceux du mélange élastomérique associé aux éléments de renforcement circonférentiels présente une surface spécifique BET supérieure à 130 m2/g, et de préférence supérieure à 140 m2/g.
[0056] De préférence selon l’invention, la charge de type siliceux du mélange élastomérique associé aux éléments de renforcement circonférentiels est un coupage de deux silices.
[0057] Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, la valeur maximale de tan(ô), noté tan(5)max, dudit mélange élastomérique associé aux éléments de renforcement circonférentiels est inférieure ou égale à 0.11.
[0058] Selon un premier mode de réalisation de cette deuxième variante de réalisation de l’invention, le mélange élastomérique associé aux éléments de renforcement circonférentiels est un mélange de gommage associé aux éléments de renforcements circonférentiels par extrusion lorsque par exemple ces éléments de renforcement circonférentiels sont mis en place par enroulement de fils unitaires.
[0059] Selon un deuxième mode de réalisation de cette deuxième variante de réalisation de l’invention, le mélange élastomérique associé aux éléments de renforcement circonférentiels se présente sous forme de calandrages pour être associés aux éléments de renforcements circonférentiels pour former des bandelettes de plusieurs éléments de renforcement circonférentiels lorsque par exemple ces bandelettes d’éléments de renforcement circonférentiels sont mises en place par enroulement. [0060] Selon un troisième mode de réalisation de cette deuxième variante de réalisation de l’invention, le mélange élastomérique associé aux éléments de renforcement circonférentiels se présente sous forme de calandrages pour être associés aux éléments de renforcements circonférentiels pour former une couche d’éléments de renforcement circonférentiels lorsque par exemple une telle couche d’éléments de renforcement circonférentiels est mise en place par enroulement sur un seul tour de pneumatique.
[0061] Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, une couche d’éléments de renforcement circonférentiels est radialement disposée entre deux couches de sommet de travail.
[0062] 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.
[0063] 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.
[0064] 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.
[0065] 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.
[0066] De préférence également, le module tangent maximum des éléments de renforcement est inférieur à 130 GPa et de préférence encore inférieur à 120 GPa. [0067] 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, la contrainte de traction correspondant à une tension mesurée ramenée à la section de métal de l’élément de renforcement. Les mesures sont réalisées sur des câbles extraits du pneumatique sur une partie de la couche d’éléments de renforcement circonférentiels s’étendant depuis une extrémité axiale de ladite couche sur une largeur axiale de 50 mm vers l’intérieur de ladite couche.
[0068] 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, 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.
[0069] 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.
[0070] 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.
[0071] De préférence également, le module tangent maximum des éléments de renforcement est inférieur à 65 GPa et de préférence encore inférieur à 60 GPa.
[0072] 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. [0073] Les différentes caractéristiques des éléments de renforcement énoncées ci- dessus sont mesurées sur des éléments de renforcement prélevés sur des pneumatiques.
[0074] 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) 4.877.5 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, 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, 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.
[0075] 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) 5.6/9.3 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, 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, 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.
[0076] 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. [0077] Selon un deuxième mode de réalisation de l’invention, les éléments de renforcement circonférentiels peuvent être formées 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.
[0078] Selon un troisième mode de réalisation de l’invention, les éléments de renforcement circonférentiels sont des éléments métalliques ondulés, le rapport a/X 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.
[0079] Comme dans le cas d’au moins une couche de calandrage d’au moins une couche de sommet de travail, l’utilisation d’un mélange élastomérique, associé aux éléments de renforcement circonférentiels, conforme à l’invention va permettre d’améliorer les propriétés du pneumatique en matière d’endurance et permet de conférer une résistance aux agressions ou chocs subis par exemple lors de roulage sur des sols caillouteux satisfaisante.
[0080] Selon une troisième variante de réalisation de l’invention, il est prévu de combiner les premières et deuxième variante de réalisation de l’invention concernant respectivement l’utilisation d’une couche de mélange élastomérique C et l’utilisation d’un mélange élastomérique associé aux éléments de renforcement circonférentiels en combinaison avec au moins une couche de calandrage d’au moins une couche de sommet de travail conforme à l’invention. [0081] Selon d’autres modes de réalisation de l’invention, notamment pour diminuer le nombre de mélanges élastomériques utilisés au sein du pneumatique, au moins une couche de calandrage de l’armature de carcasse et avantageusement toutes les couches de calandrage de l’armature de carcasse sont constituées d’un mélange élastomérique à base de caoutchouc naturel ou de polyisoprène synthétique à majorité d'enchaînements cis-1,4 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 constituée par une charge de type siliceux, de surface spécifique BET comprise entre 50 et 150 m2/g, employée à un taux compris entre 20 et 80 pce, et de préférence entre 30 et 50 pce, et le ratio FWHM/Dmode de la largeur de distribution FWHM, exprimée en nm, mesurée à 50% du maximum de distribution sur la courbe de distribution massique en fonction du diamètre des particules de charge de type siliceux obtenue selon la norme ISO 20927 de 2019 sur le diamètre Dmode, exprimé en nm, des particules de charge de type siliceux au maximum de distribution étant supérieur ou égal à 0.77.
[0082] Avantageusement selon l’invention, le ratio FWHM/Dmode de la largeur de distribution mesurée à 50% du maximum de distribution (FWHM) sur la courbe de distribution massique en fonction du diamètre des particules de charge de type siliceux, renforçant le mélange élastomérique des couches de calandrage de l’armature de carcasse, obtenue selon la norme ISO 20927 de 2019 sur le diamètre des particules de charge de type siliceux, renforçant le mélange élastomérique des couches de calandrage de l’armature de carcasse, au maximum de distribution (Dmode) est supérieur ou égal à 0.80.
[0083] Avantageusement encore selon l’invention, la charge de type siliceux du mélange élastomérique constituant les couches de calandrage de l’armature de carcasse présente une surface spécifique BET supérieure à 130 m2/g, et de préférence supérieure à 140 m2/g.
[0084] De préférence selon l’invention, la charge de type siliceux du mélange élastomérique constituant les couches de calandrage de l’armature de carcasse est un coupage de deux silices. [0085] Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, la valeur maximale de tan(ô), noté tan(ô)max, des couches de calandrage de l’armature de carcasse est inférieure ou égale à 0.11.
[0086] Selon encore d’autres modes de réalisation de l’invention, notamment encore pour diminuer le nombre de mélanges élastomériques utilisés au sein du pneumatique, une couche de mélange élastomérique étant au contact d’au moins une couche de sommet de travail et au contact de l’armature de carcasse, ladite couche de mélange élastomérique s’étendant axialement jusqu’au moins l’extrémité axiale de la bande de roulement, ladite couche de mélange élastomérique au contact d’au moins une couche de sommet de travail et au contact de l’armature de carcasse est constituée d’un mélange élastomérique à base de caoutchouc naturel ou de polyisoprène synthétique à majorité d'enchaînements cis-1,4 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 constituée par une charge de type siliceux, de surface spécifique BET comprise entre 50 et 150 m2/g, employée à un taux compris entre 20 et 80 pce, et de préférence entre 30 et 50 pce, et le ratio FWHM/Dmode de la largeur de distribution FWHM, exprimée en nm, mesurée à 50% du maximum de distribution sur la courbe de distribution massique en fonction du diamètre des particules de charge de type siliceux obtenue selon la norme ISO 20927 de 2019 sur le diamètre Dmode, exprimé en nm, des particules de charge de type siliceux au maximum de distribution étant supérieur ou égal à 0.77.
[0087] Avantageusement selon l’invention, le ratio FWHM/Dmode de la largeur de distribution mesurée à 50% du maximum de distribution (FWHM) sur la courbe de distribution massique en fonction du diamètre des particules de charge de type siliceux, renforçant le mélange élastomérique de ladite couche de mélange élastomérique au contact d’au moins une couche de sommet de travail et au contact de l’armature de carcasse, obtenue selon la norme ISO 20927 de 2019 sur le diamètre des particules de charge de type siliceux, renforçant le mélange élastomérique des couches de calandrage de l’armature de carcasse, au maximum de distribution (Dmode) est supérieur ou égal à 0.80.
[0088] Avantageusement encore selon l’invention, la charge de type siliceux du mélange élastomérique constituant ladite couche de mélange élastomérique au contact d’au moins une couche de sommet de travail et au contact de l’armature de carcasse présente une surface spécifique BET supérieure à 130 m2/g, et de préférence supérieure à 140 m2/g.
[0089] De préférence selon l’invention, la charge de type siliceux du mélange élastomérique constituant ladite couche de mélange élastomérique au contact d’au moins une couche de sommet de travail et au contact de l’armature de carcasse est un coupage de deux silices.
[0090] Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, la valeur maximale de tan(ô), noté tan(ô)max, de ladite couche de mélange élastomérique au contact d’au moins une couche de sommet de travail et au contact de l’armature de carcasse est inférieure ou égale à 0.11.
[0091] Selon une variante de réalisation de l’invention, les éléments de renforcement desdites au moins deux couches de sommet de travail sont croisés d'une couche à l'autre en faisant avec la direction circonférentielle des angles compris entre 10° et 45°.
[0092] De préférence encore, les éléments de renforcement desdites au moins deux couches de sommet de travail sont inextensibles.
[0093] 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 renforcements 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.
[0094] Avantageusement selon l’invention, les éléments de renforcement de ladite au moins une couche de protection sont élastiques.
[0095] 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.
[0096] D’autres variantes peuvent encore prévoir que l’armature de sommet peut être complétée 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 45° 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. Avantageusement, ladite couche de triangulation est constituée de deux demi-couches positionnées axial ement de part et d’autre du plan médian circonférentiel.
[0097] D’autres détails et caractéristiques avantageux de l’invention ressortiront ci- après de la description d’exemples de réalisation selon l’invention en référence aux figures 1 et 2 qui représentent : figure 1, une vue méridienne d’un schéma d’un pneumatique selon un mode de réalisation de l’invention, figure 2, une courbe de distribution massique en fonction du diamètre des charges renforçantes.
[0098] La figure 1 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.
[0099] Sur la figure 1, le pneumatique 1 est de dimension 315/70 R 22.5. Ledit pneumatique 1 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 orientés d'un angle égal à 18°, d'une couche d’éléments de renforcement circonférentiels 43 formée de câbles métalliques en acier 21x23, d’une seconde couche de travail 42 formée de câbles métalliques orientés d'un angle égal à 30° et croisés avec les câbles métalliques de la couche 41, les câbles de chacune des couches de travail 41, 42 étant orientés de part et d’autre de la direction circonférentielle. [00100] Les câbles métalliques constituant les éléments de renforcement des deux couches de travail sont des câbles de formule 9.35. Ils sont répartis dans chacune des couches de travail avec une distance entre les éléments de renforcement, mesurée selon la normale à la direction de la ligne moyenne du câble égale à 2.2 mm.
[00101] L’armature de sommet est elle-même coiffée d’une bande de roulement 5.
[00102] Le pneumatique est gonflé à une pression de 9 bars.
[00103] La largeur axiale L41 de la première couche de travail 41 est égale à 252 mm.
[00104] La largeur axiale L42 de la deuxième couche de travail 42 est égale à 232 mm.
[00105] La largeur axiale L43 de la couche d’éléments de renforcement circonférentiels
43 est égale à 194 mm.
[00106] Conformément à l’invention, une couche de mélange caoutchouteux C vient découpler les extrémités des couches de sommet de travail 41 et 42.
[00107] La zone d’engagement de la couche C entre les deux couches de sommet de travail 41 et 42 est définie par son épaisseur ou plus précisément la distance radiale d entre l’extrémité de la couche 42 et la couche 41 et par la largeur axiale D de la couche C comprise entre l’extrémité axialement intérieure de ladite couche C et l’extrémité de la couche de sommet de travail 42 radialement extérieure. La distance radiale d est égale à 2.8 mm soit environ 2.1 fois le diamètre (|>2 des éléments de renforcement de la couche de sommet de travail 42, le diamètre <|)2 étant égal à 1.35 mm. La distance axiale D est égale à 19 mm, soit environ 14 fois le diamètre <|)2 des éléments de renforcement de la couche de sommet de travail 42.
[00108] La figure 2 illustre une courbe 6 de distribution massique (exprimée en masse relative) en fonction du diamètre des particules de charge de type siliceux (exprimé en nm), obtenue conformément à la norme ISO 20927 de 2019 selon une méthode de détermination de la distribution dimensionnelle par disque centrifuge, dite méthode CPS (« Centrifuge Particle Size »). [00109] La largeur FWHM, exprimée en nm, est déterminée en mesurant la largeur de la courbe à 50 % de la valeur maximale de distribution 7.
[00110] Le diamètre Dmode, exprimé en nm, des particules de charge de type siliceux au maximum de distribution correspond à l’abscisse du maximum de distribution 7 sur la courbe 6.
[00111] Différents pneumatiques selon l’invention sont comparés à différents pneumatiques de référence de même dimension. L’ensemble de ces pneumatiques sont conformes à la représentation de la figure 1.
[00112] Les différents mélanges utilisés sont listés ci-après, en exprimant pour chacun des mélanges comportant une charge de type siliceux la surface spécifique BET, la largeur FWHM, le diamètre Dmode, ainsi que le ratio FWHM /Dmode.
[00113] Les valeurs des constituants sont exprimées en pce (parties en poids pour cent parties d’élastomères.
[00114] Des premiers pneumatiques II selon l’invention comportent des couches de calandrages des deux couches de travail constituées du mélange I, la couche C et le mélange élastomérique associé aux éléments de renforcement circonférentiels étant constituées du mélange RI .
[00115] Des deuxièmes pneumatiques 12 selon l’invention comportent des couches de calandrages des deux couches de travail et la couche C constituées du mélange I, le mélange élastomérique associé aux éléments de renforcement circonférentiels étant constituée du mélange RI .
[00116] Des troisièmes pneumatiques 13 selon l’invention comportent des couches de calandrages des deux couches de travail et le mélange élastomérique associé aux éléments de renforcement circonférentiels constituées du mélange I, la couche C étant constituée du mélange RI .
[00117] Des quatrièmes pneumatiques 14 selon l’invention comportent des couches de calandrages des deux couches de travail, la couche C et le mélange élastomérique associé aux éléments de renforcement circonférentiels constituées du mélange I.
[00118] Des premiers pneumatiques de référence Tl diffèrent des pneumatiques II selon l’invention par la nature des mélanges des couches de calandrages des deux couches de travail, celles-ci étant constituées du mélange RI ; les couches de calandrages des deux couches de travail, la couche C et le mélange élastomérique associé aux éléments de renforcement circonférentiels sont ainsi constituées du mélange RI.
[00119] Des deuxièmes pneumatiques de référence T2 comportent des couches de calandrages des deux couches de travail, la couche C et le mélange élastomérique associé aux éléments de renforcement circonférentiels constituées du mélange R2. [00120] Des troisièmes pneumatiques de référence T3 comportent des couches de calandrages des deux couches de travail, la couche C et le mélange élastomérique associé aux éléments de renforcement circonférentiels constituées du mélange R3.
[00121] Des essais ont été réalisés avec les pneumatiques réalisés selon l’invention II, 12, 13 et 14 et avec les pneumatiques de référence Tl, T2 et T3.
[00122] Des premiers essais d’endurance ont été réalisés sur une machine de test imposant à chacun des pneumatiques un roulage ligne droite, sur un volant intérieur de développement 40m, à une vitesse égale à l’indice de vitesse maximum prescrit pour ledit pneumatique (speed index) sous une charge initiale de 4230 Kg progressivement augmentée pour réduire la durée du test. Les essais ont été réalisés pour les pneumatiques selon l’invention avec des conditions identiques à celles appliquées aux pneumatiques de référence.
[00123] Les résultats sont présentés dans le tableau suivant. On note en relatif le kilométrage parcouru par les pneumatiques avant de voir apparaître une fissure en extrémité de l’armature de sommet, une valeur 100 étant attribué au pneumatique de référence TL
[00124] D’autres essais d’endurance ont été réalisés sur une machine de tests imposant de façon cyclique un effort transversal et une surcharge dynamique aux pneumatiques. Les essais ont été réalisés pour les pneumatiques selon l’invention avec des conditions identiques à celles appliquées aux pneumatiques de référence.
[00125] Les résultats sont présentés dans le tableau suivant. On note en relatif le kilométrage parcouru par les pneumatiques avant de voir apparaître une fissure en extrémité de l’armature de sommet, une valeur 100 étant attribué au pneumatique de référence TL [00126] Des tests visant à caractériser la résistance à la rupture d’une armature de sommet de pneumatique subissant des agressions ont été réalisés par roulage avec des véhicules circulant durant 20 000 km en effectuant des cycles de roulage comprenant une partie à 80 km/h sur route pendant 10 km, une partie à 30 km/h sur un lit de cailloux pendant 3 km et une partie sur 50 m au ralenti dans de l’eau saturée en sel. Les pneumatiques sont ensuite déchapés pour faire apparaître la couche de travail radialement la plus extérieure pour mesurer les longueurs de câbles corrodés.
[00127] Les résultats sont présentés dans le tableau suivant. L’indice de performance est le rapport entre la longueur totale corrodée du pneumatique testé et celle du pneumatique témoin TL
[00128] Par ailleurs, des mesures de résistance au roulement ont été réalisées.
[00129] Les résultats des mesures sont présentés dans le tableau suivant ; elles sont exprimées en Kg/t, une valeur de 100 étant attribuée au pneumatique de référence TL

Claims

REVENDICATIONS
1 - Pneumatique (1) pour véhicule de type poids lourd, à armature de carcasse radiale (2) comprenant une armature de sommet (4) formée d'au moins deux couches de sommet de travail (41, 43) chacune comportant des éléments de renforcement métalliques insérés entre deux couches de calandrage de mélange élastomérique, l’armature de sommet (4) étant coiffée radialement d’une bande de roulement (5), ladite bande de roulement (5) étant réunie à deux bourrelets par l’intermédiaire de deux flancs, caractérisé en ce qu’au moins la couche de calandrage radialement la plus extérieure d’au moins la couche de sommet de travail radialement la plus extérieure (43) est un mélange élastomérique à base de caoutchouc naturel ou de polyisoprène synthétique à majorité d'enchaînements cis-1,4 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 constituée par une charge de type siliceux, de surface spécifique BET comprise entre 50 et 150 m2/g, employée à un taux compris entre 20 et 80 pce, et de préférence entre 30 et 50 pce et en ce que le ratio FWHM/Dmode de la largeur FWHM, exprimée en nm, de distribution mesurée à 50% du maximum de distribution sur la courbe de distribution massique en fonction du diamètre des particules de charge de type siliceux obtenue selon la norme ISO20927 de 2019, sur le diamètre Dmode, exprimé en nm, des particules de charge de type siliceux au maximum de distribution, est supérieur ou égal à 0.77.
2 - Pneumatique (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ratio FWHM/Dmode est supérieur ou égal à 0.80.
3 - Pneumatique (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que la charge de type siliceux du mélange élastomérique constituant au moins ladite couche de calandrage radialement la plus extérieure d’au moins la couche de sommet de travail radialement la plus extérieure (43) présente une surface spécifique BET supérieure à 130 m2/g, et de préférence supérieure à 140 m2/g.
4 - Pneumatique (1) selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la valeur maximale de tan(ô), noté tan(5)max, d’au moins la couche de calandrage radialement la plus extérieure d’au moins la couche de sommet de travail radialement la plus extérieure (43), est inférieure ou égale à 0.11. 5 - Pneumatique (1) selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la charge de type siliceux du mélange élastomérique constituant au moins ladite couche de calandrage radial ement la plus extérieure d’au moins la couche de sommet de travail radial ement la plus extérieure (43) est un coupage de deux silices.
6 - Pneumatique (1) selon l’une des revendications précédentes, une couche C de mélange élastomérique étant disposée entre au moins les extrémités desdites au moins deux couches de sommet de travail (41, 43), caractérisé en ce que ladite couche C est une couche de mélange élastomérique à base de caoutchouc naturel ou de polyisoprène synthétique à majorité d'enchaînements cis-1,4 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 constituée par une charge de type siliceux, de surface spécifique BET comprise entre 50 et 150 m2/g, employée à un taux compris entre 20 et 80 pce, et de préférence entre 30 et 50 pce et en ce que le ratio FWHM/Dmode de la largeur de distribution FWHM, exprimée en nm, mesurée à 50% du maximum de distribution sur la courbe de distribution massique en fonction du diamètre des particules de charge de type siliceux obtenue selon la norme ISO 20927 de 2019, sur le diamètre Dmode, exprimé en nm, des particules de charge de type siliceux au maximum de distribution, est supérieur ou égal à 0.77.
7 - Pneumatique (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce que la valeur maximale de tan(ô), noté tan(5)max, de ladite couche C est inférieure ou égale à 0.11.
8 - Pneumatique (1) selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que la charge de type siliceux du mélange élastomérique constituant ladite couche C est un coupage de deux silices.
9 - Pneumatique (1) selon l’une des revendications précédentes, l’armature de sommet (4) comportant une couche d’éléments de renforcement circonférentiels (42) associés à un mélange élastomérique, caractérisé en ce que ledit mélange élastomérique associé aux éléments de renforcement circonférentiels est un mélange élastomérique à base de caoutchouc naturel ou de polyisoprène synthétique à majorité d'enchaînements cis-1,4 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 constituée par une charge de type siliceux, de surface spécifique BET comprise entre 50 et 150 m2/g, employée à un taux compris entre 20 et 80 pce, et de préférence entre 30 et 50 pce et en ce que le ratio FWHM/Dmode de la largeur de distribution FWHM, exprimée en nm, mesurée à 50% du maximum de distribution sur la courbe de distribution massique en fonction du diamètre des particules de charge de type siliceux obtenue selon la norme ISO 20927 de 2019, sur le diamètre Dmode, exprimé en nm, des particules de charge de type siliceux au maximum de distribution, est supérieur ou égal à 0.77.
10 - Pneumatique (1) selon la revendication 9, caractérisé en ce que la valeur maximale de tan(ô), notée tan(5)max, du mélange élastomérique associé aux éléments de renforcement circonférentiels est inférieure ou égale à 0.11
11 - Pneumatique (1) selon l’une des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que la charge de type siliceux du mélange élastomérique associé aux éléments de renforcement circonférentiels est un coupage de deux silices.
12 - Pneumatique (1) selon l’une des revendications précédentes, l’armature de sommet (4) comportant au moins une couche d’éléments de renforcement circonférentiels (42), caractérisé en ce que la couche d’éléments de renforcement circonférentiels (42) est radialement disposée entre deux couches de sommet de travail (41, 43).
13 - Pneumatique (1) selon l’une des revendications précédentes, l’armature de sommet (4) comportant au moins une couche d’éléments de renforcement circonférentiels (42), caractérisé en ce que les éléments de renforcement d’au moins une couche d’éléments de renforcement circonférentiels (42) 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.
14 - Pneumatique (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments de renforcement desdites au moins deux couches de sommet de travail (41, 43) sont croisés d'une couche à l'autre en faisant avec la direction circonférentielle des angles compris entre 10° et 45°.
15 - Pneumatique (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments de renforcement desdites au moins deux couches de sommet de travail (41, 43) sont des câbles métalliques inextensibles.
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THE JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY, vol. 60, February 1938 (1938-02-01), pages 309

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