FR3143435A1 - Tire comprising a layer of circumferential reinforcing elements - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un pneumatique (1) à armature de carcasse radiale, comportant deux couches de sommet de travail (41, 42) et une couche d’éléments de renforcement circonférentiels (43). Conformément à l’invention, le mélange caoutchouteux constituant ladite couche C comprend une composition comprenant 40 à 70 pce de charges renforçantes, dont au moins 20 pce de noir de carbone de pyrolyse. Figure pour l’abrégé : Fig 1The invention relates to a tire (1) with a radial carcass reinforcement, comprising two working crown layers (41, 42) and a layer of circumferential reinforcing elements (43). In accordance with the invention, the rubbery mixture constituting said layer C comprises a composition comprising 40 to 70 phr of reinforcing fillers, including at least 20 phr of pyrolysis carbon black. Figure for abstract: Fig 1
Description
La présente invention concerne un pneumatique, à armature de carcasse radiale et plus particulièrement un pneumatique destiné à équiper des véhicules portant de lourdes charges et roulant à vitesse soutenue, tels que, par exemple les camions, tracteurs, remorques ou bus routiers.The present invention relates to a tire, with a radial carcass reinforcement and more particularly a tire intended to equip vehicles carrying heavy loads and traveling at sustained speed, such as, for example, trucks, tractors, trailers or road buses.
D'une manière générale dans les pneumatiques de type poids-lourds, l'armature de carcasse est ancrée de part et d'autre dans la zone du bourrelet et est surmontée radialement par une armature de sommet constituée d'au moins deux couches, superposées et formées de fils ou câbles parallèles dans chaque couche et croisés d’une couche à la suivante en faisant avec la direction circonférentielle des angles compris entre 10° et 45°. Lesdites couches de travail, formant l'armature de travail, peuvent encore être recouvertes d'au moins une couche dite de protection et formée d'éléments de renforcement avantageusement métalliques et extensibles, dits élastiques. Elle peut également comprendre une couche de fils ou câbles métalliques à faible extensibilité faisant avec la direction circonférentielle un angle compris entre 45° et 90°, cette nappe, dite de triangulation, étant radialement située entre l'armature de carcasse et la première nappe de sommet dite de travail, formées de fils ou câbles parallèles présentant des angles au plus égaux à 45° en valeur absolue. La nappe de triangulation forme avec au moins ladite nappe de travail une armature triangulée, qui présente, sous les différentes contraintes qu'elle subit, peu de déformations, la nappe de triangulation ayant pour rôle essentiel de reprendre les efforts de compression transversale dont est l'objet l'ensemble des éléments de renforcement dans la zone du sommet du pneumatique.Generally speaking, in heavy-duty tires, the carcass reinforcement is anchored on either side in the bead area and is surmounted radially by a crown reinforcement made up 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 working layers, forming the working frame, can also be covered with at least one so-called protective layer and formed of advantageously metallic and extensible reinforcing elements, called elastic. It can also include a layer of low extensibility metal wires or cables making an angle of between 45° and 90° with the circumferential direction, this ply, called triangulation, being radially located between the carcass reinforcement and the first ply of so-called working summit, formed of parallel wires or cables having angles at most equal to 45° in absolute value. The triangulation sheet forms with at least said working sheet a triangulated reinforcement, which presents, under the different stresses it undergoes, few deformations, the triangulation sheet having the essential role of taking up the transverse compression forces of which is the 'object all the reinforcing elements in the area of the crown of the tire.
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%.Cables are said to be inextensible when said cables present, under a tensile force equal to 10% of the breaking force, a relative elongation equal to at most 0.2%.
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.Cables are said to be elastic when said cables present, 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.
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°.Circumferential reinforcing elements are reinforcing elements which make angles with the circumferential direction included in the interval + 2.5°, - 2.5° around 0°.
La direction circonférentielle du pneumatique, ou direction longitudinale, est la direction tangente à la périphérie du pneumatique et définie par la direction de roulement du pneumatique.The circumferential direction of the tire, or longitudinal direction, is the direction tangent to the periphery of the tire and defined by the rolling direction of the tire.
La direction transversale ou axiale du pneumatique est parallèle à l’axe de rotation du pneumatique.The transverse or axial direction of the tire is parallel to the axis of rotation of the tire.
La direction radiale est une direction coupant l’axe de rotation du pneumatique et perpendiculaire à celui-ci.The radial direction is a direction intersecting the axis of rotation of the tire and perpendicular to it.
L’axe de rotation du pneumatique est l’axe autour duquel il tourne en utilisation normale.The axis of rotation of the tire is the axis around which it rotates in normal use.
Un plan radial ou méridien est un plan qui contient l’axe de rotation du pneumatique.A radial or meridian plane is a plane which contains the axis of rotation of the tire.
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.The circumferential median plane, or equatorial plane, is a plane perpendicular to the axis of rotation of the tire and which divides the tire into two halves.
On entend par « module d’élasticité » d’un mélange caoutchouteux, un module sécant d’extension à 10 % d'allongement et à température ambiante.The term “modulus of elasticity” of a rubber mixture means a secant extension modulus at 10% elongation and at room temperature.
En ce qui concerne les compositions de caoutchouc, le module sécant d’élasticité à 10 % d'allongement est le module élastique du mélange mesuré lors d’une expérience de traction uniaxiale, à une valeur d’allongement de 0.1 (soit 10% d’allongement, exprimé en pourcentage). On impose une vitesse constante de traction uniaxiale à l’éprouvette, et on mesure son allongement et l’effort. La mesure est réalisée à l’aide d’une machine de traction de type INSTRON, à une température de 23°C, et une humidité relative de 50% (Norme ISO 23529). Les conditions de mesurage et d’exploitation des résultats pour déterminer l’allongement et la contrainte sont tels que décrits dans la norme NF ISO 37: 2012-03. On détermine la contrainte pour un allongement de 0.1 et on calcule le module sécant d’élasticité à 10 % d'allongement en faisant le rapport de cette valeur de contrainte sur la valeur d’allongement. L’homme du métier saura choisir et adapter les dimensions de l’éprouvette en fonction de la quantité de mélange accessible et disponible en particulier dans le cas de prélèvements d’éprouvette dans un produit fini tel que le pneumatique.With regard to rubber compositions, the secant modulus of elasticity at 10% elongation is the elastic modulus of the mixture measured during a uniaxial traction experiment, at an elongation value of 0.1 (i.e. 10% d elongation, expressed as a percentage). A constant speed of uniaxial traction is imposed on the specimen, and its elongation and force are measured. The measurement is carried out using an INSTRON type traction machine, at a temperature of 23°C, and a relative humidity of 50% (ISO 23529 standard). The conditions for measuring and using the results to determine elongation and stress are as described in standard NF ISO 37: 2012-03. We determine the stress for an elongation of 0.1 and we calculate the secant modulus of elasticity at 10% elongation by taking the ratio of this stress value to the elongation value. Those skilled in the art will know how to choose and adapt the dimensions of the test piece according to the quantity of mixture accessible and available, particularly in the case of taking test pieces from a finished product such as the tire.
Certains pneumatiques actuels, dits "routiers", sont destinés à rouler à grande vitesse et sur des trajets de plus en plus longs, du fait de l'amélioration du réseau routier et de la croissance du réseau autoroutier dans le monde. L'ensemble des conditions, sous lesquelles un tel pneumatique est appelé à rouler, permet sans aucun doute un accroissement du nombre de kilomètres parcourus, l'usure du pneumatique étant moindre ; par contre l'endurance de ce dernier et en particulier de l'armature de sommet est pénalisée.Certain current tires, called "road", are intended for driving at high speed and on increasingly long journeys, due to the improvement of the road network and the growth of the motorway network around the world. All of the conditions under which such a tire is required to run, undoubtedly allows an increase in the number of kilometers traveled, the wear of the tire being less; on the other hand the endurance of the latter and in particular of the crown frame is penalized.
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, alliées à une élévation non négligeable de la température de fonctionnement au niveau des extrémités de la couche de sommet axialement la plus courte, qui ont pour conséquence l'apparition et la propagation de fissures de la gomme au niveau desdites extrémités.There are in fact stresses at the level of the top reinforcement and more particularly shear stresses between the top layers, combined with a non-negligible rise in the operating temperature at the level of the ends of the axially most top layer. short, which result in the appearance and propagation of cracks in the rubber at said ends.
Afin d'améliorer l'endurance de l'armature de sommet du type de pneumatique étudié, des solutions relatives à la structure et qualité des couches et/ou profilés de mélanges caoutchouteux qui sont disposés entre et/ou autour des extrémités de nappes et plus particulièrement des extrémités de la nappe axialement la plus courte ont déjà été apportées.In order to improve the endurance of the crown reinforcement of the type of tire studied, solutions relating to the structure and quality of the layers and/or profiles of rubber mixtures which are arranged between and/or around the ends of the plies and more particularly the ends of the axially shortest sheet have already been provided.
Il est notamment connu d’introduire une couche de mélange caoutchouteux entre les extrémités des couches de travail pour créer un découplage entre lesdites extrémités pour limiter les contraintes de cisaillement. De telles couches de découplage doivent toutefois présenter une très bonne cohésion. De telles couches de mélanges caoutchouteux sont par exemple décrites dans la demande de brevet WO 2004/076204.It is particularly known to introduce a layer of rubber mixture between the ends of the working layers to create a decoupling between said ends to limit shear stresses. Such decoupling layers must, however, have very good cohesion. Such layers of rubber mixtures are for example described in patent application WO 2004/076204.
Le brevet FR 1 389 428, pour améliorer la résistance à la dégradation des mélanges de caoutchouc situés au voisinage des bords d'armature de sommet, préconise l'utilisation, en combinaison avec une bande de roulement de faible hystérèse, d'un profilé de caoutchouc couvrant au moins les côtés et les bords marginaux de l'armature de sommet et constitué d'un mélange caoutchouteux à faible hystérésis.Patent FR 1 389 428, to improve the resistance to degradation of rubber mixtures located in the vicinity of the edges of the crown reinforcement, recommends the use, in combination with a tread of low hysteresis, of a profile of rubber covering at least the sides and marginal edges of the crown frame and made of a low hysteresis rubber mixture.
Le brevet FR 2 222 232, pour éviter les séparations entre nappes d'armature de sommet, enseigne d'enrober les extrémités de l'armature dans un matelas de caoutchouc, dont la dureté Shore A est différente de celle de la bande de roulement surmontant ladite armature, et plus grande que la dureté Shore A du profilé de mélange caoutchouteux disposé entre les bords de nappes d'armature de sommet et armature de carcasse.Patent FR 2 222 232, to avoid separations between layers of crown reinforcement, teaches to coat the ends of the reinforcement in a rubber mattress, the Shore A hardness of which is different from that of the surmounting tread. said reinforcement, and greater than the Shore A hardness of the rubber mixture profile placed between the edges of the crown reinforcement layers and carcass reinforcement.
Les pneumatiques ainsi réalisés permettent effectivement d’améliorer les performances notamment en termes d’endurance.The tires produced in this way actually make it possible to improve performance, particularly in terms of endurance.
Par ailleurs, il est connu pour réaliser des pneumatiques à bande de roulement très large ou bien pour conférer à des pneumatiques d’une dimension donnée des capacités de charges plus importantes d’introduire une couche d’éléments de renforcement circonférentiels. La demande de brevet WO 99/24269 décrit par exemple la présence d’une telle couche d’éléments de renforcement circonférentiels.Furthermore, it is known to produce tires with a very wide tread or to give tires of a given size greater load capacities to introduce a layer of circumferential reinforcing elements. Patent application WO 99/24269 describes for example the presence of such a layer of circumferential reinforcing elements.
La couche d’éléments de renforcement circonférentiels est usuellement constituée par au moins un câble métallique enroulé pour former une spire dont l’angle de pose par rapport à la direction circonférentielle est inférieur à 2.5°.The layer of circumferential reinforcing elements is usually constituted by at least one metal cable wound to form a turn whose laying angle relative to the circumferential direction is less than 2.5°.
L’usage de pneumatiques sur des véhicules pour poids-lourds de type « approche chantier » conduit les pneumatiques à subir des chocs lors de roulages sur des sols caillouteux. Ces chocs sont bien entendu néfastes quant aux performances en termes d’endurance.The use of tires on heavy-duty vehicles of the “construction site approach” type causes the tires to suffer shocks when driving on stony ground. These shocks are of course harmful to performance in terms of endurance.
Les inventeurs ont notamment mis en évidence que lors de roulage sur des sols extrêmement sollicitants pour les pneumatiques, les performances en termes d’endurance de tels pneumatiques pouvaient être dégradées, par exemple dans des conditions de roulage, combinant la vitesse du véhicule, la charge portée par le pneumatique et la nature du sol, particulièrement agressive, notamment au niveau des épaules du pneumatique. Il est en effet possible d’observer une dégradation des performances en termes d’endurance par exemple lors de roulage à vitesse relativement élevée sur des sols de type approche chantier très agressifs pour le pneumatique.The inventors have notably demonstrated that when driving on extremely demanding surfaces for tires, the performance in terms of endurance of such tires could be degraded, for example in driving conditions, combining the speed of the vehicle, the load carried by the tire and the nature of the ground, particularly aggressive, particularly at the level of the shoulders of the tire. It is in fact possible to observe a deterioration in performance in terms of endurance, for example when driving at relatively high speed on construction site type surfaces that are very aggressive for the tire.
Les inventeurs se sont ainsi donnés pour mission de fournir des pneumatiques pour véhicules "Poids-Lourds" par exemple de type « approche chantier », dont les performances d’endurance au regard des chocs subis sur la bande de roulement sont améliorées quelles que soient la nature du sol et les conditions de roulage et qui présentent des performances en termes de résistance au roulement améliorées.The inventors have thus given themselves the mission of providing tires for "heavy-duty" vehicles, for example of the "construction site approach" type, whose endurance performance with regard to shocks suffered on the tread is improved whatever the nature of the ground and rolling conditions and which have improved performance in terms of rolling resistance.
Ce but est atteint selon l’invention par pneumatique comprenant une armature de carcasse radiale, ledit pneumatique comprenant une armature de sommet comprenant deux couches de sommet de travail, chacune formée d'éléments de renforcement insérés entre deux couches de calandrage de mélange caoutchouteux croisés d'une couche à l'autre en faisant avec la direction circonférentielle des angles compris entre 10 et 45°, lesdits angles α1 et α2 étant orientés de part et d’autre de la direction circonférentielle, une couche C de mélange caoutchouteux étant disposée entre au moins les extrémités desdites au moins deux couches de sommet de travail, et au moins une couche d’éléments de renforcement circonférentiels, 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, le mélange caoutchouteux constituant ladite couche C comprenant une composition comprenant 40 à 70 pce de charges renforçantes, dont au moins 20 pce de noir de carbone de pyrolyse.This aim is achieved according to the invention by a tire comprising a radial carcass reinforcement, said tire comprising a crown reinforcement comprising two working crown layers, each formed of reinforcing elements inserted between two crossed layers of rubber mixture calendering. 'one layer to the other by making angles of between 10 and 45° with the circumferential direction, said angles α1 and α2 being oriented on either side of the circumferential direction, a layer C of rubber mixture being placed between minus the ends of said at least two working crown layers, and at least one layer of circumferential reinforcing elements, the crown reinforcement being capped radially with a tread, said tread being joined to two beads by via two sidewalls, the rubbery mixture constituting said layer C comprising a composition comprising 40 to 70 phr of reinforcing fillers, including at least 20 phr of pyrolysis carbon black.
Par l’expression "partie en poids pour cent parties en poids d’élastomère" (ou pce), il faut entendre, la partie, en masse pour cent parties en masse d’élastomère ou de caoutchouc, les deux termes étant synonymes.By the expression "part by weight per hundred parts by weight of elastomer" (or phr), we mean the part, by mass per hundred parts by mass of elastomer or rubber, the two terms being synonymous.
Dans certains modes de réalisation, la composition comprend de 40 à 70 pce de charges renforçantes, les charges renforçantes étant du noir de carbone de pyrolyse. Il doit alors être compris que la composition comprend comme seules charges renforçantes le noir de carbone de pyrolyse (la composition ne comprend donc pas de charges renforçantes inorganiques et autres charges renforçantes organiques).In certain embodiments, the composition comprises from 40 to 70 phr of reinforcing fillers, the reinforcing fillers being pyrolysis carbon black. It must then be understood that the composition comprises pyrolysis carbon black as the only reinforcing fillers (the composition therefore does not include inorganic reinforcing fillers and other organic reinforcing fillers).
Les charges renforçantes peuvent être telles que décrites ci-après.The reinforcing fillers can be as described below.
Par « noir de carbone de pyrolyse », on entend au sens de la présente invention un noir de carbone issu d’un procédé de pyrolyse d’un matériau comprenant au moins un polymère carboné et un noir de carbone, ci-après le matériau à pyrolyser par exemple dans le cadre du recyclage d’un tel matériau. L’état physique sous lequel se présente le matériau à pyrolyser est indifférent, que ce soit sous forme de poudre, granulé, bande, ou toute autre forme, à l’état réticulé ou non réticulé.By “pyrolysis carbon black”, for the purposes of the present invention is meant a carbon black resulting from a pyrolysis process of a material comprising at least one carbonaceous polymer and a carbon black, hereinafter the material to be pyrolyze for example in the context of recycling such a material. The physical state in which the material to be pyrolyzed is in is irrelevant, whether in the form of powder, granules, strips, or any other form, in the crosslinked or non-crosslinked state.
Préférentiellement, le matériau à pyrolyser peut être récupéré à partir d’articles manufacturés ou de produits générés durant leur fabrication/production (tels que des sous-produits ou des chutes) ; ces articles manufacturés pouvant être choisis dans le groupe constitué par les pneumatiques, les pneumatiques pleins, les bandes transporteuses industrielles, les courroies de transmissions, les joints en caoutchouc, les tuyaux en caoutchouc, les semelles de chaussure et les essuie-glaces. Plus préférentiellement encore, le noir de carbone de pyrolyse utilisable dans le cadre de la présente invention est un noir de carbone obtenu à partir d’un procédé de pyrolyse dont le matériau à pyrolyser est issu d’articles manufacturés choisis dans le groupe constitué par les pneumatiques et les pneumatiques pleins.Preferably, the material to be pyrolyzed can be recovered from manufactured articles or products generated during their manufacturing/production (such as by-products or scraps); these manufactured articles can be chosen from the group consisting of tires, solid tires, industrial conveyor belts, transmission belts, rubber seals, rubber pipes, shoe soles and windshield wipers. Even more preferably, the pyrolysis carbon black usable in the context of the present invention is a carbon black obtained from a pyrolysis process in which the material to be pyrolyzed comes from manufactured articles chosen from the group consisting of tires and solid tires.
La pyrolyse dans le cadre de la présente invention signifie tout type de décomposition thermique en l’absence d’oxygène et dont la matière première est le matériau à pyrolyser tel que défini ci-dessus. Les noirs de carbone de pyrolyse se distinguent donc des noirs de carbone dits industriels et/ou de grade ASTM en ce que la matière première carbonée utilisée pour la pyrolyse est un matériau comprenant au moins un polymère carboné et un noir de carbone et non des matériaux issus de coupes pétrolières ou issues du charbon ou encore d’huiles d’origine naturelle.Pyrolysis in the context of the present invention means any type of thermal decomposition in the absence of oxygen and the raw material of which is the material to be pyrolyzed as defined above. Pyrolysis carbon blacks are therefore distinguished from so-called industrial and/or ASTM grade carbon blacks in that the carbonaceous raw material used for pyrolysis is a material comprising at least one carbonaceous polymer and one carbon black and not materials from petroleum cuts or from coal or even from oils of natural origin.
Les noirs de carbone de pyrolyse utilisables dans la cadre de la présente invention se distinguent des noirs de carbone connus tels que les noirs de carbone industriels, en particulier les noirs de carbone dit « furnace », notamment par une teneur en cendres plus élevée.The pyrolysis carbon blacks usable in the context of the present invention differ from known carbon blacks such as industrial carbon blacks, in particular so-called “furnace” carbon blacks, in particular by a higher ash content.
Préférentiellement, le noir de carbone de pyrolyse utilisable dans le cadre de la présente invention présente une teneur en cendres allant de 5 à 30% en poids, plus préférentiellement inférieure à 25% en poids, plus préférentiellement encore inférieure à 22% en poids, par rapport au poids total du noir de carbone de pyrolyse.Preferably, the pyrolysis carbon black usable in the context of the present invention has an ash content ranging from 5 to 30% by weight, more preferably less than 25% by weight, more preferably even less than 22% by weight, for example relative to the total weight of the pyrolysis carbon black.
Préférentiellement, le noir de carbone de pyrolyse utilisable dans le cadre de la présente invention a une teneur en soufre supérieure à 2 % en poids, de préférence allant de 2,5 à 5% en poids, par rapport au poids total du noir de carbone de pyrolyse.Preferably, the pyrolysis carbon black usable in the context of the present invention has a sulfur content greater than 2% by weight, preferably ranging from 2.5 to 5% by weight, relative to the total weight of the carbon black. pyrolysis.
Préférentiellement, le noir de carbone de pyrolyse utilisable dans le cadre de la présente invention a une teneur en zinc supérieure ou égale à 2 % en poids, de préférence allant de 2,5 à 8% en poids, par rapport au poids total du noir de carbone de pyrolyse.Preferably, the pyrolysis carbon black usable in the context of the present invention has a zinc content greater than or equal to 2% by weight, preferably ranging from 2.5 to 8% by weight, relative to the total weight of the black. of pyrolysis carbon.
Préférentiellement, le noir de carbone de pyrolyse utilisable dans le cadre de la présente invention présente une surface spécifique STSA mesurée selon la norme ASTM D 6556-2021 comprise dans un domaine allant de 20 à 200 m2/g, plus préférentiellement allant de 30 à 90 m2/g.Preferably, the pyrolysis carbon black usable in the context of the present invention has a specific surface area STSA measured according to standard ASTM D 6556-2021 included in a range ranging from 20 to 200 m 2 /g, more preferably ranging from 30 to 90 m 2 /g.
Préférentiellement, le noir de carbone de pyrolyse utilisable dans le cadre de la présente invention présente un volume vide mesurée selon la norme ASTM D7854 (2018) et à une pression de 50 MPa compris dans un domaine allant de 30à 60 ml/100g, plus préférentiellement allant de 35 à 55 ml/100g.Preferably, the pyrolysis carbon black usable in the context of the present invention has an empty volume measured according to standard ASTM D7854 (2018) and at a pressure of 50 MPa included in a range ranging from 30 to 60 ml/100g, more preferably ranging from 35 to 55 ml/100g.
La teneur en cendres est déterminée par calcination dans des capsules en platine dans un four à moufle à 825°C selon le protocole suivant. Une capsule est préalablement identifiée avant chaque série de mesure et est tarée à 0,1 mg près et la masse est notée P0. Dans la capsule, on introduit 5 g d’échantillon de noir de carbone de pyrolyse que l’on pèse précisément à 0,1 mg près ; cette masse est notée P1. La capsule et son contenu sont pré-calcinés à l’aide d’un bec bunsen jusqu’à apparition des fumées et inflammation du produit. Une fois la combustion complète du produit, la capsule et son contenu sont introduits dans un four à moufle chauffé à 825 °C pendant 1 h. Au bout d’1 h, la capsule est sortie du four et immédiatement introduite dans un dessiccateur à température ambiante. Lorsque la capsule et les cendres sont revenues à température ambiante, la capsule est de nouveau pesée pour obtenir la masse P2. Finalement, il est possible d’obtenir le taux de cendres (% cendres) en utilisant la formule ci-dessous :
The ash content is determined by calcination in platinum capsules in a muffle furnace at 825°C according to the following protocol. A capsule is previously identified before each series of measurements and is tared to the nearest 0.1 mg and the mass is noted P0. 5 g of sample of pyrolysis carbon black are introduced into the capsule, which is weighed precisely to the nearest 0.1 mg; this mass is denoted P1. The capsule and its contents are pre-calcined using a Bunsen burner until smoke appears and the product ignites. Once the product has completely burned, the capsule and its contents are introduced into a muffle furnace heated to 825°C for 1 hour. After 1 h, the capsule was removed from the oven and immediately introduced into a desiccator at room temperature. When the capsule and the ashes have returned to room temperature, the capsule is weighed again to obtain the mass P2. Finally, it is possible to obtain the ash rate (% ash) using the formula below:
La teneur en zinc dans le noir de carbone de pyrolyse est réalisée après calcination de l’échantillon, puis reprise des cendres dans un milieu acide et dosage par ICP-AES (spectroscopie d'émission atomique à plasma à couplage inductif). Les cendres sont obtenues en réalisant le protocole ci-dessus. On prélève environ exactement 100 mg de cendres (prise d’essai) que l’on introduit dans un tube en PFA (perfluoroalkoxy) pour plaque chauffante HotBlock. On ajoute ensuite 8 mL d’acide chlorhydrique concentré à 37%, 3 mL d’acide nitrique concentré à 65% et 0,5 mL d’acide fluorhydrique à 40%. On ferme le tube avec son bouchon et on chauffe à 130°C pendant 2h. Après refroidissement, le contenu est ensuite transvasé à l’aide d’eau ultrapure dans une fiole jaugée en PTFE (polytétrafluoroéthylène) de 100 mL contenant déjà 2g d’acide borique (pour neutraliser l’acide fluorhydrique). On complète avec de l’eau ultrapure jusqu’au trait de jauge. La solution obtenue est diluée par 100, en prélevant 1 mL dans une fiole de 100 mL en PFTE, contenant préalablement 8 mL d’acide chlorhydrique concentré à 37%, 3 mL d’acide nitrique concentré à 65%, 0,5 mL d’acide fluorhydrique à 40% et 2g d’acide borique. Cette solution diluée est ensuite filtrée sur filtre seringue 0,45 µm GHP avant d’être analysée par spectrométrie d'émission atomique – plasma à couplage inductif (ICP-AES). En amont de l’analyse de la solution diluée, au moins 5 étalons sont analysés par ICP-AES à des concentrations en zinc de 0, 0,5, 1, 2 et 5 mg/L. Ces étalons ont été préparés dans des fioles jaugées de 100 mL, par dilution d’une solution commerciale certifiée à une concentration en zinc de 1 g/L.The zinc content in the pyrolysis carbon black is determined after calcination of the sample, then recovery of the ashes in an acidic medium and determination by ICP-AES (inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy). The ashes are obtained by carrying out the protocol above. Approximately exactly 100 mg of ash is taken (test portion) which is introduced into a PFA (perfluoroalkoxy) tube for HotBlock hotplate. Then add 8 mL of 37% concentrated hydrochloric acid, 3 mL of 65% concentrated nitric acid and 0.5 mL of 40% hydrofluoric acid. The tube is closed with its cap and heated to 130°C for 2 hours. After cooling, the contents are then transferred using ultrapure water into a 100 mL PTFE (polytetrafluoroethylene) volumetric flask already containing 2 g of boric acid (to neutralize the hydrofluoric acid). Complete with ultrapure water up to the mark. The solution obtained is diluted by 100, by taking 1 mL into a 100 mL PFTE flask, previously containing 8 mL of hydrochloric acid concentrated at 37%, 3 mL of nitric acid concentrated at 65%, 0.5 mL of 40% hydrofluoric acid and 2g of boric acid. This diluted solution is then filtered through a 0.45 µm GHP syringe filter before being analyzed by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP-AES). Prior to the analysis of the diluted solution, at least 5 standards are analyzed by ICP-AES at zinc concentrations of 0, 0.5, 1, 2 and 5 mg/L. These standards were prepared in 100 mL volumetric flasks, by dilution of a certified commercial solution to a zinc concentration of 1 g/L.
Ces fioles jaugées contiennent au préalable 8 mL d’acide chlorhydrique concentré à 37%, 3 mL d’acide nitrique concentré à 65%, 0,5 mL d’acide fluorhydrique à 40% et 2g d’acide borique. Les solutions étalons sont analysées par ICP-AES à une longueur d’onde de λZn = 202,613 nm. Pour chaque concentration (c) étalon, l’intensité du signal du zinc IZn est reportée sur un graphique IZn = f(c), qui correspond à la droite de calibration (de type y = ax + b). La solution de l’échantillon (solution diluée) de concentration inconnue est ensuite mesurée dans les mêmes conditions que les étalons. L’intensité mesurée est reliée à la concentration grâce à la droite de calibration obtenue précédemment. On obtient ainsi la concentration [c]cendresen % massique directement par le logiciel, car la prise d’essai et le volume ont été préalablement enregistrés. La concentration en zinc dans le noir de pyrolyse [c]noiren % massique est obtenue par l’équation suivante :
These volumetric flasks previously contain 8 mL of hydrochloric acid concentrated at 37%, 3 mL of nitric acid concentrated at 65%, 0.5 mL of hydrofluoric acid at 40% and 2g of boric acid. The standard solutions are analyzed by ICP-AES at a wavelength of λZn = 202.613 nm. For each standard concentration (c), the intensity of the zinc signal IZn is plotted on a graph IZn = f(c), which corresponds to the calibration line (of type y = ax + b). The sample solution (diluted solution) of unknown concentration is then measured under the same conditions as the standards. The measured intensity is linked to the concentration using the calibration line obtained previously. We thus obtain the concentration [c] ashes in % by mass directly by the software, because the test portion and the volume have been previously recorded. The zinc concentration in the pyrolysis black [c] black in % by weight is obtained by the following equation:
La détermination du taux de soufre dans les noirs de carbone de pyrolyse est réalisée par four LECO. Les analyseurs de soufre LECO sont conçus pour mesurer, notamment, la teneur en soufre dans des matériaux organiques et/ou inorganiques par combustion et détection infrarouge non dispersive. Avant la réalisation de la mesure du taux de soufre sur l’échantillon, un nettoyage des nacelles et un étalonnage du four sont réalisés. Les nacelles pour four LECO sont préalablement nettoyées : il s’agit d’analyser la nacelle vide, dans les mêmes conditions que les échantillons. La préparation de la courbe de calibration se fait à partir d’un standard commercial appelé « BBOT » dont la pureté est supérieure à 99,99 % et dont la teneur en carbone (C), en hydrogène (H), en azote (N), en oxygène (O) et en soufre (S) est garantie. Cette teneur est la suivante C% : 72,52 ; H% 6,09 ; N% 6,51 ; O% 7,43 et S% 7,44. On pèse environ exactement 10 ± 3, 20 ± 3 et 40 ± 3 mg de BBOT dans une nacelle. L’ensemble étalon / nacelle est introduit dans le four à combustion, régulé à 1350 C sous oxygène pur. La combinaison de la température du four et du débit d’analyse provoque la combustion de l’échantillon et la libération du soufre et/ou du carbone sous forme de SO2(g). Après un temps de 20 s, l'oxygène commence à circuler à travers la « lance » pour accélérer la combustion des matériaux difficiles à brûler. Le soufre et/ou le carbone, sous forme de SO2(g), sont entraînés par un flux d’oxygène jusqu’à travers les cellules infrarouges de détection. Le logiciel de l’instrument trace une droite reliant la masse d’étalon introduite et la réponse observée (aire) sur le détecteur. On obtient ainsi une droite de calibration. Après avoir nettoyer soigneusement le matériel de prélèvement, on pèse environ exactement 80 ± 5 mg de noir de carbone de pyrolyse que l’on introduit dans une nacelle pour four LECO.The determination of the sulfur content in the pyrolysis carbon blacks is carried out by a LECO oven. LECO sulfur analyzers are designed to measure, in particular, the sulfur content in organic and/or inorganic materials by combustion and non-dispersive infrared detection. Before measuring the sulfur level on the sample, the nacelles are cleaned and the oven is calibrated. The LECO oven pods are cleaned beforehand: this involves analyzing the empty pod, under the same conditions as the samples. The calibration curve is prepared using a commercial standard called “BBOT” whose purity is greater than 99.99% and whose content of carbon (C), hydrogen (H), nitrogen (N ), oxygen (O) and sulfur (S) is guaranteed. This content is as follows C%: 72.52; H% 6.09; N% 6.51; O% 7.43 and S% 7.44. We weigh approximately exactly 10 ± 3, 20 ± 3 and 40 ± 3 mg of BBOT in a basket. The standard/nacelle assembly is introduced into the combustion furnace, regulated at 1350 C under pure oxygen. The combination of oven temperature and analysis flow rate causes the sample to burn and the sulfur and/or carbon to be released in the form of SO 2 (g). After a time of 20 s, oxygen begins to circulate through the “lance” to accelerate the combustion of difficult-to-burn materials. Sulfur and/or carbon, in the form of SO 2 (g), are carried by a flow of oxygen through the infrared detection cells. The instrument software draws a line connecting the introduced standard mass and the observed response (area) on the detector. We thus obtain a calibration line. After carefully cleaning the sampling equipment, approximately exactly 80 ± 5 mg of pyrolysis carbon black are weighed out and introduced into a LECO oven basket.
L’aire du pic de SO2 observée est reliée à la concentration grâce à la droite de calibration. Le logiciel de l’instrument calcule ensuite grâce à la masse d’échantillon introduit dans la nacelle le % massique de soufre dans l’échantillon.The area of the observed SO2 peak is linked to the concentration using the calibration line. The instrument software then calculates, using the mass of the sample introduced into the nacelle, the % by mass of sulfur in the sample.
Des noirs de carbone de pyrolyse sont commercialisés par exemple par la société BlackBear sous la référence « BBCT30 » ou par la société Scandinavian Enviro Systems sous la référence « P550 ».Pyrolysis carbon blacks are sold for example by the company BlackBear under the reference “BBCT30” or by the company Scandinavian Enviro Systems under the reference “P550”.
Les angles des couches de sommet de travail, exprimés en degré, sont mesurés sur une coupe du pneumatique. Les mesures d’angles sont selon l’invention réalisées au niveau du plan médian circonférentiel. Ces mesures peuvent également être réalisées par radiographie.The angles of the working crown layers, expressed in degrees, are measured on a section of the tire. The angle measurements are according to the invention carried out at the level of the circumferential median plane. These measurements can also be carried out by radiography.
Avantageusement selon l’invention, la valeur maximale de tan(δ), noté tan(δ)max, de ladite couche C est inférieure à 0.130 et de préférence inférieure à 0.100.Advantageously according to the invention, the maximum value of tan(δ), denoted tan(δ) max , of said layer C is less than 0.130 and preferably less than 0.100.
Le facteur de perte tan(δ) 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). Pour le cycle retour, on indique la valeur maximale de tan(δ) observée, noté tan(δ)max.The loss factor tan(δ) is a dynamic property of the rubber mixture layer. It is measured on a viscoanalyzer (Metravib VA4000), according to the ASTM D 5992-96 standard. We record the response of a sample of vulcanized composition (cylindrical test piece 2 mm thick and 78 mm² in section), subjected to a sinusoidal stress in alternating simple shear, at a frequency of 10 Hz, at a temperature of 100° vs. A deformation amplitude sweep is carried out from 0.1 to 50% (forward cycle), then from 50% to 1% (return cycle). For the return cycle, we indicate the maximum value of tan(δ) observed, denoted tan(δ) max .
Dans le cas où l’épaisseur du matériau est comprise entre 1 et 2 mm, le facteur de perte tan(δ) 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.In the case where the thickness of the material is between 1 and 2 mm, the loss factor tan(δ) is measured according to the same method and under the same conditions, as described previously, on a sample of vulcanized composition which is present in the form of a cylindrical test piece 1 mm thick and 78 mm2 in section.
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(δ) mesurée entre 30 et 100°C. La valeur de tan(δ) à 100 °C correspond ainsi à un indicateur de la résistance au roulement du pneumatique en roulage.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(δ) measured between 30 and 100°C. The value of tan(δ) at 100°C thus corresponds to an indicator of the rolling resistance of the tire while rolling.
La couche C de mélange caoutchouteux permet d’obtenir un découplage desdites couches de sommet de travail afin de répartir les contraintes de cisaillement sur une plus grande épaisseur.Layer C of rubber mixture makes it possible to obtain a decoupling of said working top layers in order to distribute the shear stresses over a greater thickness.
Au sens de l’invention, des couches de sommet de travail sont dites couplées si les éléments de renforcement respectifs de chacune des couches sont séparés radialement d'une distance inférieure au diamètre moyen du cercle circonscrit aux éléments de renforcement, ladite épaisseur de caoutchouc étant mesurée radialement entre les génératrices respectivement radialement supérieure et inférieure desdits éléments de renforcement.For the purposes of the invention, working crown layers are said to be coupled if the respective reinforcing elements of each of the layers are separated radially by a distance less than the average diameter of the circle circumscribed by the reinforcing elements, said rubber thickness being measured radially between the respectively radially upper and lower generators of said reinforcing elements.
Le diamètre moyen du cercle circonscrit aux éléments de renforcement est défini comme étant le diamètre moyen des cercles circonscrits aux éléments de renforcement de chacune des couches de sommet de travail.The average diameter of the circle circumscribed by the reinforcing elements is defined as being the average diameter of the circles circumscribed by the reinforcing elements of each of the working top layers.
Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, la couche C de mélange caoutchouteux 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.According to a preferred embodiment of the invention, the rubbery mixture layer C 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 cutting being present at a majority rate compared to the rate of the other diene elastomer(s) used.
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.Among the diene elastomers which can be used in cutting with natural rubber or a synthetic polyisoprene with a majority of cis-1,4 chains, mention may be made of a polybutadiene (BR) preferably with a majority of cis-1,4 chains, a styrene-butadiene copolymer (SBR) solution or emulsion, a butadiene-isoprene copolymer (BIR) or even a styrene-butadiene-isoprene terpolymer (SBIR). These elastomers can be modified elastomers during polymerization or after polymerization by means of branching agents such as a divinylbenzene or starring agents such as carbonates, halotins, halosilicon or even by means of functionalization leading to grafting onto the chain or at the end of the chain of oxygenated carbonyl or carboxyl functions or of an amine function, for example by the action of dimethyl or diethylamino benzophenone. In the case of blends of natural rubber or synthetic polyisoprene with a majority of cis-1,4 chains with one or more of the diene elastomers mentioned above, the natural rubber or synthetic polyisoprene is preferably used at a majority rate. and more preferably at a rate greater than 70 pce.
De préférence également, la couche C de mélange caoutchouteux, outre le noir de carbone de pyrolyse, comprend une charge renforçante constituée :
a - soit par du noir de carbone employé à un taux compris entre 20 et 50 pce, et de préférence entre 30 et 40 pce,
b - soit par une charge blanche de type silice et/ou alumine comportant des fonctions de surface SiOH et/ou AlOH choisie dans le groupe formé par les silices précipitées ou pyrogénées, les alumines ou les aluminosilicates ou bien encore les noirs de carbone modifiés en cours ou après la synthèse de surface spécifique BET comprise entre 30 et 260 m²/g employée à un taux compris entre 20 et 50 pce, et de préférence entre 30 et 40 pce,
c - soit par un coupage de noir de carbone décrit en (a) et une charge blanche décrite en (b), dans lequel le taux global de charge est compris entre 20 et 50 pce, et de préférence entre 30 et 40 pce.Also preferably, the layer C of rubbery mixture, in addition to the pyrolysis carbon black, comprises a reinforcing filler consisting of:
a - either by carbon black used at a rate of between 20 and 50 phr, and preferably between 30 and 40 phr,
b - either by a white filler of silica and/or alumina type comprising SiOH and/or AlOH surface functions chosen from the group formed by precipitated or pyrogenic silicas, aluminas or aluminosilicates or even carbon blacks modified in during or after the synthesis of BET specific surface area of between 30 and 260 m²/g used at a rate of between 20 and 50 phr, and preferably between 30 and 40 phr,
c - either by a blend of carbon black described in (a) and a white filler described in (b), in which the overall filler rate is between 20 and 50 phr, and preferably between 30 and 40 phr.
La mesure de surface spécifique BET est effectuée selon la méthode de BRUNAUER, EMMET et TELLER décrite dans "The Journal of the American Chemical Society», vol. 60, page 309, février 1938, correspondant à la norme NFT 45007 de novembre 1987.The BET specific surface area measurement is carried out according to the method of BRUNAUER, EMMET and TELLER described in "The Journal of the American Chemical Society", vol. 60, page 309, February 1938, corresponding to the NFT 45007 standard of November 1987.
Dans le cas d'utilisation de charge claire ou charge blanche, il est nécessaire d'utiliser un agent de couplage et/ou de recouvrement choisi parmi les agents connus de l'homme de l'art. Comme exemples d'agents de couplage préférentiel, on peut citer les alcoxysilanes sulfurés du type polysulfure de bis-(3-trialcoxysilylpropyle), et parmi ceux-ci notamment le tétrasulfure de bis-(3-triéthoxysilylpropyle) commercialisé par la Société DEGUSSA sous les dénominations Si69 pour le produit liquide pur et X50S pour le produit solide (coupage 50/50 en poids avec du noir N330). Comme exemples d'agents de recouvrement on peut citer un alcool gras, un alkylalcoxysilane tel qu'un hexadécyltriméthoxy ou triéthoxysilane respectivement commercialisés par la Société DEGUSSA sous les dénominations Si116 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 pondéral par rapport à la charge ≥ à 1/100 et ≤ à 20/100, et préférentiellement compris entre 2/100 et 15/100 lorsque la charge claire représente la totalité de la charge renforçante et compris entre 1/100 et 20/100 lorsque la charge renforçante est constituée par un coupage de noir de carbone et de charge claire.In the case of using a clear filler or white filler, it is necessary to use a coupling and/or covering agent chosen from agents known to those skilled in the art. As examples of preferential coupling agents, mention may be made of sulfurized alkoxysilanes of the bis-(3-trialkoxysilylpropyl) polysulfide type, and among these in particular bis-(3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide marketed by the DEGUSSA Company under the denominations Si69 for the pure liquid product and X50S for the solid product (50/50 split by weight with N330 black). As examples of covering agents, mention may be made of a fatty alcohol, an alkylalkoxysilane such as a hexadecyltrimethoxy or triethoxysilane respectively marketed by the DEGUSSA Company under the names Si116 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 weight ratio relative to the filler ≥ 1/100 and ≤ 20/100, and preferably between 2/100 and 15/100 when the clear filler represents the totality of the reinforcing filler and between 1/100 and 20/100 when the reinforcing filler is constituted by a blend of carbon black and light filler.
Comme autres exemples de charges renforçantes ayant la morphologie et les fonctions de surface SiOH et/ou AlOH des matières de type silice et/ou alumine précédemment décrites et pouvant être utilisées selon l'invention en remplacement partiel ou total de celles-ci, on peut citer les noirs de carbone modifiés soit au cours de la synthèse par addition à l'huile d'alimentation du four d'un composé du silicium et/ou d'aluminium soit après la synthèse en ajoutant, à une suspension aqueuse de noir de carbone dans une solution de silicate et/ou d'aluminate de sodium, un acide de façon à recouvrir au moins partiellement la surface du noir de carbone de fonctions SiOH et/ou AlOH. Comme exemples non limitatifs de ce type de charges carbonées avec en surface des fonctions SiOH et/ou AlOH, on peut citer les charges type CSDP décrites dans la Conférence N° 24 du Meeting ACS, Rubber Division, Anaheim, Californie, 6-9 mai 1997 ainsi que celles de la demande de brevet EP-A-0 799 854.As other examples of reinforcing fillers having the morphology and surface functions SiOH and/or AlOH of materials of the silica and/or alumina type previously described and which can be used according to the invention as a partial or total replacement thereof, one can cite carbon blacks modified either during the synthesis by adding a silicon and/or aluminum compound to the furnace feed oil or after the synthesis by adding to an aqueous suspension of carbon black in a solution of silicate and/or sodium aluminate, an acid so as to at least partially cover the surface of the carbon black with SiOH and/or AlOH functions. As non-limiting examples of this type of carbonaceous fillers with SiOH and/or AlOH functions on the surface, we can cite the CSDP type fillers described in Conference No. 24 of the ACS Meeting, Rubber Division, Anaheim, California, May 6-9 1997 as well as those of patent application EP-A-0 799 854.
Lorsqu'une charge claire est utilisée comme seule charge renforçante, les propriétés d'hystérèse et de cohésion sont obtenues en utilisant une silice précipitée ou pyrogénée, ou bien une alumine précipitée ou bien encore un aluminosilicate de surface spécifique BET comprise entre 30 et 260 m2/g. Comme exemples non limitatifs de ce type de charge, on peut citer les silices KS404 de la Société Akzo, Ultrasil VN2 ou VN3 et BV3370GR de la Société Degussa, Zeopol 8745 de la Société Huber, Zeosil 175MP ou Zeosil 1165MP de la société Rhodia, HI-SIL 2000 de la Société PPG etc...When a clear filler is used as the only reinforcing filler, the hysteresis and cohesion properties are obtained by using a precipitated or fumed silica, or a precipitated alumina or even an aluminosilicate with a BET specific surface area of between 30 and 260 m 2 /g. As non-limiting examples of this type of filler, we can cite silica KS404 from the Company Akzo, Ultrasil VN2 or VN3 and BV3370GR from the Company Degussa, Zeopol 8745 from the Company Huber, Zeosil 175MP or Zeosil 1165MP from the company Rhodia, HI -SIL 2000 from the PPG Company etc...
Les résultats obtenus avec des pneumatiques conformes à l’invention ont effectivement mis en évidence que les performances en termes d’endurance peuvent être améliorées, quelles que soient la nature du sol et les conditions de roulage, les performances en termes de résistance au roulement étant améliorées. Les propriétés d’endurance du sommet du pneumatique notamment à l’égard de chocs apparaissant sur le bord de la bande de roulement, notamment au niveau des épaules du pneumatique, quelles que soient la nature du sol et les conditions de roulage sont améliorées.The results obtained with tires conforming to the invention have effectively demonstrated that the performance in terms of endurance can be improved, whatever the nature of the ground and the rolling conditions, the performance in terms of rolling resistance being improved. The endurance properties of the top of the tire, particularly with regard to shocks appearing on the edge of the tread, particularly at the level of the shoulders of the tire, whatever the nature of the ground and the driving conditions, are improved.
Les inventeurs pensent interpréter ces résultats par la présence de noir de pyrolyse utilisé comme charge au sein de la couche C. Les inventeurs ont su mettre en évidence que la présence de noir de pyrolyse dans le mélange caoutchouteux constitutif de la couche C confère à celle-ci des valeurs d’allongement à rupture plus élevées qu’avec des mélanges plus usuels. Usuellement, lors de chocs comparables à ceux observés lors d’un roulage sur sol caillouteux, impactant plus spécifiquement les épaules du pneumatique, la rupture d’éléments de renforcement si elle intervient s’observe sur la couche radialement la plus intérieure et plus spécifiquement au nveau de ses extrémités. Ces constats semblent indiquer que face à ce type d’agressions, la présence de noir de pyrolyse dans le mélange caoutchouteux constitutif de la couche C permet d’améliorer les performances d’endurance du pneumatique.The inventors intend to interpret these results by the presence of pyrolysis black used as filler within layer C. The inventors were able to demonstrate that the presence of pyrolysis black in the rubbery mixture constituting layer C gives it these have higher elongation at break values than with more usual mixtures. Usually, during shocks comparable to those observed when driving on stony ground, impacting more specifically the shoulders of the tire, the rupture of reinforcing elements if it occurs is observed on the radially innermost layer and more specifically at the level of its extremities. These findings seem to indicate that in the face of this type of attack, the presence of pyrolysis black in the rubber mixture constituting layer C makes it possible to improve the endurance performance of the tire.
L’utilisation de noir de pyrolyse dans la couche C conduit par ailleurs à diminuer la rigidité de cette couche C de mélange caoutchouteux. Cette plus faible rigidité en comparaison de mélanges plus usuels est un facteur non favorable pour l’endurance du pneumatique lors de fortes sollicitations telles que des roulages à vitesse soutenue.The use of pyrolysis black in layer C also leads to a reduction in the rigidity of this layer C of rubber mixture. This lower rigidity compared to more usual compounds is an unfavorable factor for the endurance of the tire under heavy loads such as driving at sustained speed.
Les conceptions de pneumatiques plus usuelles prévoient effectivement des couches de mélange caoutchouteux disposées entre les extrémités des couches de sommet de travail avec des modules sécants d’élasticité à 10 % d'allongement supérieurs à 8.5 MPa, notamment pour permettre de limiter les contraintes de cisaillement entre les extrémités des couches de sommet de travail, les rigidités circonférentielles desdites couches de sommet de travail étant très faibles à leur extrémité. De tels modules qui le plus souvent sont même supérieurs à 9 MPa permettent d’éviter les amorces et la propagation de fissuration dans les mélanges caoutchouteux aux extrémités desdites couches de sommet de travail et plus particulièrement à l’extrémité de la couche de travail la plus étroite.The most common tire designs actually provide layers of rubbery mixture placed between the ends of the working crown layers with secant moduli of elasticity at 10% elongation greater than 8.5 MPa, in particular to help limit shear stresses. between the ends of the working top layers, the circumferential rigidities of said working top layers being very low at their ends. Such modules which are most often even greater than 9 MPa make it possible to avoid the initiation and propagation of cracking in the rubber mixtures at the ends of said working top layers and more particularly at the end of the most working layer. narrow.
Les inventeurs ont su mettre en évidence que la couche d’éléments de renforcement circonférentiels autorise des choix de modules d’élasticité des mélanges caoutchouteux de la couche C plus faibles sans nuire aux propriétés d’endurance du pneumatique.The inventors were able to demonstrate that the layer of circumferential reinforcing elements allows lower choices of elasticity moduli of the rubber mixtures of layer C without harming the endurance properties of the tire.
Les inventeurs ont encore su mettre en évidence que la cohésion de la couche C conforme à l’invention reste satisfaisante.The inventors were also able to demonstrate that the cohesion of layer C in accordance with the invention remains satisfactory.
Au sens de l’invention, un mélange caoutchouteux cohésif est un mélange caoutchouteux notamment robuste à la fissuration. La cohésion d’un mélange est ainsi évaluée par un test de fissuration en fatigue réalisé sur une éprouvette « PS ». Il consiste à déterminer, après entaillage de l’éprouvette, la vitesse de propagation de fissure « Vp » (nm/cycle) en fonction du taux de restitution d’énergie « E » (J/m²). Le domaine expérimental couvert par la mesure est compris dans la plage -20°C et +150°C en température, avec une atmosphère d’air ou d’azote. La sollicitation de l’éprouvette est un déplacement dynamique imposé d’amplitude comprise entre 0.1mm et 10mm sous forme de sollicitation de type impulsionnel (signal « haversine » tangent) avec un temps de repos égal à la durée de l’impulsion ; la fréquence du signal est de l’ordre de 10Hz en moyenne.For the purposes of the invention, a cohesive rubber mixture is a rubber mixture that is particularly robust to cracking. The cohesion of a mixture is thus evaluated by a fatigue cracking test carried out on a “PS” specimen. It consists of determining, after notching the specimen, the crack propagation speed “Vp” (nm/cycle) as a function of the energy restitution rate “E” (J/m²). The experimental range covered by the measurement is included in the temperature range -20°C and +150°C, with an atmosphere of air or nitrogen. The stress on the test piece is an imposed dynamic displacement of amplitude between 0.1mm and 10mm in the form of impulse type stress (“haversine” tangent signal) with a rest time equal to the duration of the pulse; the signal frequency is around 10Hz on average.
La mesure comprend 3 parties :
- Une accommodation de l’éprouvette « PS », de 1000 cycles à 27% de déformation.
- une caractérisation énergétique pour déterminer la loi « E » = f (déformation). Le taux de restitution d'énergie « E » est égal à W0*h0, avec W0 = énergie fournie au matériau par cycle et par unité de volume et h0 = hauteur initiale de l'éprouvette. L’exploitation des acquisitions « force / déplacement » donne ainsi la relation entre « E » et l’amplitude de la sollicitation.
- La mesure de fissuration, après entaillage de l’éprouvette « PS ». Les informations recueillies conduisent à déterminer la vitesse de propagation de la fissure « Vp » en fonction du niveau de sollicitation imposé « E ».The measure includes 3 parts:
- Accommodation of the “PS” specimen, 1000 cycles at 27% deformation.
- an energy characterization to determine the law “E” = f (deformation). The energy restitution rate “E” is equal to W0*h0, with W0 = energy supplied to the material per cycle and per unit of volume and h0 = initial height of the specimen. The exploitation of “force/displacement” acquisitions thus gives the relationship between “E” and the amplitude of the request.
- The cracking measurement, after notching the “PS” specimen. The information collected leads to determining the crack propagation speed “Vp” as a function of the imposed stress level “E”.
Les inventeurs ont notamment mis en évidence que la présence d’au moins une couche d’éléments de renforcement circonférentiels contribue à une moindre évolution de la cohésion de la couche C. En effet, les conceptions de pneumatiques plus usuelles comportant notamment des couches de mélange caoutchouteux disposées entre les extrémités des couches de sommet de travail avec des modules sécants d’élasticité à 10 % d'allongement supérieurs à 8.5 MPa, conduisent à une évolution de la cohésion desdites couches de mélange caoutchouteux disposées entre les extrémités des couches de sommet de travail, celle-ci tendant à s’affaiblir. Les inventeurs constatent que la présence d’au moins une couche d’éléments de renforcement circonférentiels qui limite les contraintes de cisaillement entre les extrémités des couches de sommet de travail et en outre, limite les augmentations de température conduit à une faible évolution de la cohésion de la couche C. Les inventeurs considèrent ainsi que la cohésion de la couche C, plus faible que ce qui existe dans les conceptions de pneumatiques plus usuelles, est satisfaisante dans la conception du pneumatique selon l’invention.The inventors have notably demonstrated that the presence of at least one layer of circumferential reinforcing elements contributes to a lesser evolution of the cohesion of the layer C. Indeed, the more usual tire designs including in particular layers of mixture rubbery layers arranged between the ends of the working top layers with secant moduli of elasticity at 10% elongation greater than 8.5 MPa, lead to an evolution of the cohesion of said layers of rubbery mixture arranged between the ends of the top layers of work, this tending to weaken. The inventors note that the presence of at least one layer of circumferential reinforcing elements which limits the shear stresses between the ends of the working top layers and in addition, limits the temperature increases leads to a low evolution of the cohesion of layer C. The inventors thus consider that the cohesion of layer C, weaker than what exists in more usual tire designs, is satisfactory in the design of the tire according to the invention.
En outre, les mélanges à base de noir de pyrolyse, moins rigides, de la couche C associés à une couche d’éléments renforcement circonférentiels contribuent à limiter les élévations de température générées lorsqu’ils sont soumis à des contraintes de cisaillements.In addition, the less rigid pyrolysis black-based mixtures of layer C associated with a layer of circumferential reinforcing elements help to limit the temperature rises generated when they are subjected to shear stresses.
Les mélanges de la couche C à base de noir de pyrolyse et de plus faible rigidité qui semblent pouvoir compromettre les propriétés d’endurance du pneumatique dans des conditions extrêmes d’utilisation conduit en fait à une conservation, voire une amélioration, de la performance d’endurance du pneumatique. Les inventeurs pensent interpréter ce résultat par l’effet sur la température du sommet du pneumatique de la présence de mélanges de la couche C à base de noir de pyrolyse, moins rigides, en présence d’une couche d’éléments renforcement circonférentiels, la combinaison de ces éléments semblant inverser les effets attendus en termes d’endurance.The mixtures of layer C based on pyrolysis black and lower rigidity which seem to be able to compromise the endurance properties of the tire under extreme conditions of use actually lead to a conservation, or even an improvement, of the performance of the tire. endurance of the tire. The inventors think to interpret this result by the effect on the temperature of the crown of the tire of the presence of mixtures of layer C based on pyrolysis black, less rigid, in the presence of a layer of circumferential reinforcing elements, the combination of these elements seeming to reverse the expected effects in terms of endurance.
Les performances en termes de résistance au roulement sont également améliorées en comparaison de pneumatiques de conception plus usuelle au regard de ces températures moins élevées en fonctionnement.Performance in terms of rolling resistance is also improved compared to tires of more usual design with regard to these lower operating temperatures.
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.Preferably, the thickness of the layer C of rubbery mixture, measured at the end of the working top layer which is the narrowest of the two working top layers considered, will preferably be between 30% and 80% of the overall thickness of rubber mixture between cable generators respectively of the two working top layers: a thickness less than 30% does not allow convincing results to be obtained, and a thickness greater than 80% is useless with regard to the improvement resistance to separation between layers and disadvantageous from a cost point of view.
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.ϕ2≤ D ≤ 25.ϕ2
avec ϕ2, diamètre des éléments de renforcement de la couche de sommet de travail axialement 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.More preferably, the axial width D of the rubbery mixture layer C between the axially most interior end of said rubbery mixture layer C and the end of the axially narrowest working crown layer is such as :
3.ϕ 2 ≤ D ≤ 25.ϕ 2
with ϕ2, diameter of the reinforcing elements of the axially narrowest working top layer. Such a relationship defines an engagement zone between the rubbery mixture layer C and the axially narrowest working crown layer. Such engagement below a value equal to three times the diameter of the reinforcing elements of the axially narrowest working layer may not be sufficient to obtain a decoupling of the working top layers in particular to obtain an attenuation of the stresses at the end of the axially narrowest working top layer. A value of this engagement greater than twenty times the diameter of the reinforcing elements of the axially narrowest working layer can lead to an excessive reduction in the drift rigidity of the crown reinforcement of the tire.
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.Preferably, the axial width D of the rubbery mixture layer C between the axially most interior end of said rubbery mixture layer C and the end of the axially narrowest working crown layer is greater at 5mm.
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.ϕ2< d < 5.ϕ2
avec ϕ2, diamètre des éléments de renforcement de la nappe de sommet de travail axialement la moins large.The invention also preferably provides that the thickness of the rubbery mixture layer C, at the axially outer end of the axially narrowest working crown layer, has a thickness such that the radial distance d between the two layers of working summit, separated by the layer of rubbery mixture C, verifies the relation:
3/5.ϕ 2 < d < 5.ϕ 2
with ϕ 2 , diameter of the reinforcing elements of the axially narrowest working crown layer.
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.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. In other words, this distance d includes the thickness of the rubbery mixture layer C and the respective thicknesses of the rubbery calendering mixtures, radially exterior to the cables of the radially interior working layer and radially interior to the cables of the working layer. radially external work.
Les différentes mesures d’épaisseur sont effectuées sur une coupe méridienne d’un pneumatique, le pneumatique étant donc dans un état non gonflé.The different thickness measurements are carried out on a meridian section of a tire, the tire therefore being in an uninflated state.
Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, la couche de sommet de travail axialement la plus large est radialement à l’intérieur des autres couches de sommet de travail.According to an advantageous embodiment of the invention, the axially widest working crown layer is radially inside the other working crown layers.
Selon une variante de réalisation de l’invention, au moins une couche de calandrage d'au moins une couche de sommet de travail est constituée d’un mélange caoutchouteux comportant une composition comprenant 40 à 70 pce de charges renforçantes, dont au moins 20 pce de noir de carbone de pyrolyse.According to a variant embodiment of the invention, at least one calendering layer of at least one working top layer consists of a rubbery mixture comprising a composition comprising 40 to 70 phr of reinforcing fillers, of which at least 20 phr of pyrolysis carbon black.
Selon un mode de réalisation préféré de cette variante de l’invention, le mélange caoutchouteux des couches de calandrage desdites deux couches de sommet de travail comporte une composition comprenant 40 à 70 pce de charges renforçantes, dont au moins pce de noir de carbone de pyrolyse.According to a preferred embodiment of this variant of the invention, the rubbery mixture of the calendering layers of said two working top layers comprises a composition comprising 40 to 70 phr of reinforcing fillers, including at least phr of pyrolysis carbon black .
Habituellement, les modules sécants d’élasticité à 10 % d'allongement des couches de calandrage des couches de sommet de travail sont supérieurs à 10 MPa. De tels modules d’élasticité sont requis pour permettre de limiter les mises en compression des éléments de renforcement des couches de sommet de travail notamment lorsque le véhicule suit un parcours sinueux, lors de manœuvres sur les parkings ou bien lors du passage de ronds-points. En effet, les cisaillements selon la direction axiale qui s’opèrent sur la bande de roulement dans la zone de la surface de contact avec le sol conduisent à la mise en compression des éléments de renforcement d’une couche de sommet de travail.Usually, the secant moduli of elasticity at 10% elongation of the calendering layers of the working top layers are greater than 10 MPa. Such elastic moduli are required to limit the compression of the reinforcing elements of the working top layers, particularly when the vehicle follows a winding route, when maneuvering in parking lots or when passing roundabouts. . Indeed, the shears in the axial direction which take place on the tread in the zone of the contact surface with the ground lead to the compression of the reinforcing elements of a working crown layer.
Les inventeurs ont encore su mettre en évidence que la couche d’éléments de renforcement circonférentiels autorise l’utilisation de mélanges caoutchouteux à base de noir de pyrolyse qui s’accompagnent de module d’élasticité plus faibles sans nuire aux propriétés d’endurance du pneumatique du fait des mises en compressions des éléments de renforcement des couches de sommet de travail telles que décrites précédemment.The inventors have also been able to demonstrate that the layer of circumferential reinforcing elements allows the use of rubber mixtures based on pyrolysis black which are accompanied by lower modulus of elasticity without harming the endurance properties of the tire due to the compression of the reinforcing elements of the working top layers as described previously.
En outre, les mélanges caoutchouteux à base de noir de pyrolyse des calandrages des couches de sommet de travail associés à une couche d’éléments renforcement circonférentiels contribuent comme la couche C à limiter les élévations de température générées lorsqu’ils sont soumis à des contraintes de cisaillements.In addition, the rubbery mixtures based on pyrolysis black of the calenders of the working top layers associated with a layer of circumferential reinforcing elements contribute, like layer C, to limiting the temperature rises generated when they are subjected to stress constraints. shears.
Les inventeurs font ainsi encore le constat que les mélanges caoutchouteux à base de noir de pyrolyse des calandrages des couches de sommet de travail associés aux mélanges de la couche C, conforme à l’invention en présence d’une couche d’éléments renforcement circonférentiels selon cette variante de réalisation de l’invention conduisent à une conservation, voire une amélioration, de la performance d’endurance du pneumatique de manière encore plus marquée. Ce résultat inattendu résulte notamment des effets cumulés sur la température du sommet du pneumatique.The inventors thus further observe that the rubbery mixtures based on pyrolysis black of the calenderings of the working top layers associated with the mixtures of layer C, conform to the invention in the presence of a layer of circumferential reinforcing elements according to this alternative embodiment of the invention leads to a conservation, or even an improvement, of the endurance performance of the tire in an even more marked manner. This unexpected result results in particular from the cumulative effects on the temperature of the crown of the tire.
Selon un mode de réalisation préféré de cette variante de l’invention, ladite au moins une couche de calandrage d’au moins une couche de sommet de travail 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.According to a preferred embodiment of this variant of the invention, said at least one calendering layer of at least one working top layer is an elastomeric mixture based on natural rubber or synthetic polyisoprene with a majority of cis sequences. -1.4 and possibly at least one other diene elastomer, the natural rubber or the synthetic polyisoprene in the case of cutting being present at a majority rate compared to the rate of the other diene elastomer(s) used.
De préférence également, ladite au moins une couche de calandrage d’au moins une couche de sommet de travail, outre le noir de carbone de pyrolyse, comprend une charge renforçante constituée :
a - soit par du noir de carbone employé à un taux compris entre 20 et 50 pce, et de préférence entre 30 et 40 pce,
b - soit par une charge blanche de type silice et/ou alumine comportant des fonctions de surface SiOH et/ou AlOH choisie dans le groupe formé par les silices précipitées ou pyrogénées, les alumines ou les aluminosilicates ou bien encore les noirs de carbone modifiés en cours ou après la synthèse de surface spécifique BET comprise entre 30 et 260 m²/g employée à un taux compris entre 20 et 50 pce, et de préférence entre 30 et 40 pce,
c - soit par un coupage de noir de carbone décrit en (a) et une charge blanche décrite en (b), dans lequel le taux global de charge est compris entre 20 et 50 pce, et de préférence entre 30 et 40 pce.Also preferably, said at least one calendering layer of at least one working top layer, in addition to the pyrolysis carbon black, comprises a reinforcing filler consisting of:
a - either by carbon black used at a rate of between 20 and 50 phr, and preferably between 30 and 40 phr,
b - either by a white filler of silica and/or alumina type comprising SiOH and/or AlOH surface functions chosen from the group formed by precipitated or pyrogenic silicas, aluminas or aluminosilicates or even carbon blacks modified in during or after the synthesis of BET specific surface area of between 30 and 260 m²/g used at a rate of between 20 and 50 phr, and preferably between 30 and 40 phr,
c - either by a blend of carbon black described in (a) and a white filler described in (b), in which the overall filler rate is between 20 and 50 phr, and preferably between 30 and 40 phr.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le mélange élastomérique constitutif de ladite au moins une couche de calandrage d'au moins une couche de sommet de travail est identique au mélange élastomérique de la couche C, disposée entre au moins les extrémités desdites deux couches de sommet de travail.According to one embodiment of the invention, the elastomeric mixture constituting said at least one calendering layer of at least one working crown layer is identical to the elastomeric mixture of layer C, placed between at least the ends of said two working top layers.
Selon une variante avantageuse de réalisation de l’invention, la couche d’éléments de renforcement circonférentiels présente une largeur axiale supérieure à 0.5xS.According to an advantageous alternative embodiment of the invention, the layer of circumferential reinforcing elements has an axial width greater than 0.5xS.
S est la largeur maximale axiale du pneumatique, lorsque ce dernier est monté sur sa jante de service et gonflé à sa pression recommandée.S is the maximum axial width of the tire, when the latter is mounted on its service rim and inflated to its recommended pressure.
Les largeurs axiales des couches d’éléments de renforcement sont mesurées sur une coupe transversale d’un pneumatique, le pneumatique étant donc dans un état non gonflé.The axial widths of the layers of reinforcing elements are measured on a cross section of a tire, the tire therefore being in an uninflated state.
Selon un mode de réalisation préférée de l’invention, la couche d’éléments de renforcement circonférentiels est radialement disposée entre deux couches de sommet de travail.According to a preferred embodiment of the invention, the layer of circumferential reinforcing elements is radially arranged between two working crown layers.
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.According to this embodiment of the invention, 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 at the outside of 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 fatigue them too much.
Avantageusement encore selon l’invention, les largeurs axiales des couches de sommet de travail radialement adjacentes à ladite au moins une couche d’éléments de renforcement circonférentiels sont supérieures à la largeur axiale de ladite au moins une couche d’éléments de renforcement circonférentiels et de préférence, lesdites couches de sommet de travail adjacentes à ladite au moins une couche d’éléments de renforcement circonférentiels sont de part et d'autre du plan équatorial et dans le prolongement axial immédiat de ladite au moins une couche d’éléments de renforcement circonférentiels couplées sur une largeur axiale, pour être ensuite découplées par ladite couche C de mélange de caoutchouc au moins sur le restant de la largeur commune aux dites deux couches de travail.Advantageously according to the invention, the axial widths of the working crown layers radially adjacent to said at least one layer of circumferential reinforcing elements are greater than the axial width of said at least one layer of circumferential reinforcing elements and of preferably, said working crown layers adjacent to said at least one layer of circumferential reinforcing elements are on either side of the equatorial plane and in the immediate axial extension of said at least one layer of coupled circumferential reinforcing elements over an axial width, to then be decoupled by said layer C of rubber mixture at least over the remainder of the width common to said two working layers.
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.According to an advantageous embodiment of the invention, 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 less than 150 GPa.
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.According to a preferred embodiment, 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 even more preferably less than 80 GPa.
De préférence également, le module tangent maximum des éléments de renforcement est inférieur à 130 GPa et de préférence encore inférieur à 120 GPa.Also preferably, the maximum tangent modulus of the reinforcing elements is less than 130 GPa and preferably even less than 120 GPa.
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.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 reduced 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 interior of said layer.
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.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 up of metal and rubber, the latter having in particular penetrated the reinforcing element during the baking phase of the tire.
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.According to this formulation relating to the overall section of the reinforcing element, the reinforcing elements of the axially exterior 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 between 5 and 60 GPa and a maximum tangent modulus less than 75 GPa.
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.According to a preferred embodiment, 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 even more preferably less than 40 GPa.
De préférence également, le module tangent maximum des éléments de renforcement est inférieur à 65 GPa et de préférence encore inférieur à 60 GPa.Also preferably, the maximum tangent modulus of the reinforcing elements is less than 65 GPa and preferably even less than 60 GPa.
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.According to a preferred embodiment, the reinforcing elements of at least one layer of circumferential reinforcing elements are metallic reinforcing elements presenting a tensile stress curve as a function of relative elongation having small slopes for low elongations and a substantially constant and steep slope for higher elongations.
Les différentes caractéristiques des éléments de renforcement énoncées ci-dessus sont mesurées sur des éléments de renforcement prélevés sur des pneumatiques.The different characteristics of the reinforcing elements stated above are measured on reinforcing elements taken from tires.
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) 4.8/7.5 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.Reinforcement elements more particularly suited to the production of at least one layer of circumferential reinforcement elements according to the invention are for example assemblies of formula 21.23, the construction of which is 3x(0.26+6x0.23) 4.8/7.5 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, a wire forming a central core of diameter equal to 26/100 mm and 6 wires wound with 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 stress of traction corresponding to a measured tension brought back to the metal section of the reinforcing element. 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 21.23 has a secant modulus at 0.7% equal to 23 GPa and a maximum tangent modulus equal to 49 GPa.
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.Similarly, another example of reinforcing elements is an assembly of formula 21.28, whose construction 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 brought back to the metal section of the reinforcing element. 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.
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.The use of such reinforcing elements in at least one layer of circumferential reinforcing elements makes it possible in particular to maintain satisfactory rigidities of the layer including after the shaping and cooking steps in usual manufacturing processes.
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.According to a second embodiment of the invention, the circumferential reinforcing elements can be formed from inextensible metallic 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 relative to each other. More preferably, the tensile modulus of elasticity per unit width of the additional layer is less than the tensile modulus of elasticity, measured under the same conditions, of the most extensible working top layer. Such an embodiment makes it possible to give, in a simple manner, to the layer of circumferential reinforcing elements a module which can easily be adjusted (by choosing 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 elements but continuous, the modulus of the additional layer being measured on a vulcanized layer of cut elements, taken from the tire.
Selon un troisième mode de réalisation de l’invention, les éléments de renforcement circonférentiels sont des éléments métalliques ondulés, le rapport a/λ 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.According to a third embodiment of the invention, the circumferential reinforcing elements are corrugated metallic elements, the ratio a/λ of the undulation amplitude over the wavelength being at most equal to 0.09. 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 top layer.
Les éléments métalliques sont préférentiellement des câbles d'acier.The metallic elements are preferably steel cables.
Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, les éléments de renforcement des couches de sommet de travail sont des câbles métalliques inextensibles.According to a preferred embodiment of the invention, the reinforcing elements of the working top layers are inextensible metal cables.
Une réalisation préférée de l’invention prévoit encore que l'armature de sommet est complétée radialement à l'extérieur par au moins une couche supplémentaire, dite de protection, d'éléments de renforcement dits élastiques, orientés par rapport à la direction circonférentielle avec un angle compris entre 10° et 45° et de même sens que l'angle formé par les éléments inextensibles de la couche de travail qui lui est radialement adjacente.A preferred embodiment of the invention also provides that the crown reinforcement is supplemented radially on the outside by at least one additional layer, called protective, of so-called elastic reinforcing elements, oriented relative to the circumferential direction with a angle between 10° and 45° and in the same direction as the angle formed by the inextensible elements of the working layer which is radially adjacent to it.
Selon l’un quelconque des modes de réalisation de l’invention évoqué précédemment, l'armature de sommet peut encore être complétée, radialement à l'intérieur entre l'armature de carcasse et la couche de travail radialement intérieure la plus proche de ladite armature de carcasse, par une couche de triangulation d'éléments de renforcement inextensibles métalliques en acier faisant, avec la direction circonférentielle, un angle supérieur à 60° et de même sens que celui de l'angle formé par les éléments de renforcement de la couche radialement la plus proche de l'armature de carcasse.According to any of the embodiments of the invention mentioned above, the top reinforcement can still be completed, radially inside between the carcass reinforcement and the radially interior working layer closest to said reinforcement. carcass, by a triangulation layer of inextensible metallic reinforcing elements made of steel making, with the circumferential direction, an angle greater than 60° and in the same direction as that of the angle formed by the reinforcing elements of the layer radially closest to the carcass reinforcement.
D’autres détails et caractéristiques avantageux de l’invention ressortiront ci-après de la description des exemples de réalisation de l’invention en référence à la
La
Sur la
- d'une première couche de travail 41 formée de câbles métalliques orientés d'un angle égal à 22°,
- 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 18° 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,
- d’une couche de protection 44 formées de câbles métalliques élastiques 6.35, dont la distance entre les éléments de renforcement, mesurée selon la normale à la direction de la ligne moyenne du câble est égal à 2.5 mm, orientés d’un angle égal à 18°, du même côté que les câbles de la seconde couche de travail.On the
- a first working layer 41 formed of metal cables oriented at an angle equal to 22°,
- a layer of circumferential reinforcing elements 43 formed of 21x23 steel metal cables,
- a second working layer 42 formed of metal cables oriented at an angle equal to 18° and crossed with the metal cables of layer 41, the cables of each of the working layers 41, 42 being oriented on either side 'other of the circumferential direction,
- a protective layer 44 formed of elastic metal cables 6.35, the distance between the reinforcing elements, measured along the normal to the direction of the average line of the cable, is equal to 2.5 mm, oriented at an angle equal to 18°, on the same side as the cables of the second working layer.
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.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 average line of the cable equal to 2.2 mm.
L’armature de sommet est elle-même coiffée d’une bande de roulement 5.The top frame is itself covered with a tread 5.
Le pneumatique est gonflé à une pression de 9 bars.The tire is inflated to a pressure of 9 bars.
La largeur axiale L41de la première couche de travail 41 est égale à 252 mm.The axial width L 41 of the first working layer 41 is equal to 252 mm.
La largeur axiale L4 2de la deuxième couche de travail 42 est égale à 232 mm.The axial width L 4 2 of the second working layer 42 is equal to 232 mm.
La largeur axiale L4 3de la couche d’éléments de renforcement circonférentiels 43 est égale à 194 mm.The axial width L 4 3 of the layer of circumferential reinforcing elements 43 is equal to 194 mm.
La largeur axiale de la bande de roulement L5est égale à 266 mm.The axial width of the tread L 5 is equal to 266 mm.
La largeur axiale maximale L est égale à 315.9 mm.The maximum axial width L is equal to 315.9 mm.
Conformément à l’invention, une première couche de mélange caoutchouteux C vient découpler les extrémités des couches de sommet de travail 41 et 42.In accordance with the invention, a first layer of rubber mixture C decouples the ends of the working top layers 41 and 42.
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 ϕ2des éléments de renforcement de la couche de sommet de travail 42, le diamètre ϕ2étant égal à 1.35 mm. La distance axiale D est égale à 19 mm, soit environ 14 fois le diamètre ϕ2des éléments de renforcement de la couche de sommet de travail 42.The engagement zone of the layer C between the two working top 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 layer C between the axially interior end of said layer C and the end of the radially exterior working crown layer 42. The radial distance d is equal to 2.8 mm, or approximately 2.1 times the diameter ϕ2reinforcing elements of the working top layer 42, the diameter ϕ2being equal to 1.35 mm. The axial distance D is equal to 19 mm, or approximately 14 times the diameter ϕ2reinforcing elements of the working top layer 42.
Conformément à l’invention, la couche C est constituée d’un mélange élastomérique comportant un noir de pyrolyse.In accordance with the invention, layer C consists of an elastomeric mixture comprising a pyrolysis black.
Différents pneumatiques selon l’invention sont comparés à différents pneumatiques de référence de même dimension.Different tires according to the invention are compared to different reference tires of the same size.
Des premiers pneumatiques I1 selon l’invention comportent une couche C constituée du mélange 1 et des couches de calandrages constituées du mélange R1.First tires I1 according to the invention comprise a layer C consisting of mixture 1 and calendering layers consisting of mixture R1.
Des deuxièmes pneumatiques I2 selon l’invention comportent une couche C et des couches de calandrages constituées du mélange 1.Second tires I2 according to the invention comprise a layer C and layers of calendering made up of mixture 1.
Les pneumatiques de référence T1 diffèrent des pneumatiques I1 selon l’invention par la nature des mélanges de la couche C, celles-ci étant constituées du mélange R2.The reference tires T1 differ from the tires I1 according to the invention by the nature of the mixtures of the layer C, these being made up of the mixture R2.
Les différents mélanges utilisés sont listés ci-après, en exprimant pour chacun le module sécant d’élasticité à 10 % d'allongement, l’allongement à rupture, ainsi que les valeurs tan(δ)max.
The different mixtures used are listed below, expressing for each the secant modulus of elasticity at 10% elongation, the elongation at break, as well as the tan(δ) max values.
Les valeurs des constituants sont exprimées en pce (parties en poids pour cent parties d’élastomères.The values of the constituents are expressed in pce (parts by weight per hundred parts of elastomers.
Des premiers essais d’endurance, particulièrement sollicitant thermiquement, ont été réalisés sur une machine de test imposant à chacun des pneumatiques un roulage ligne droite à une vitesse égale à l’indice de vitesse maximum prescrit pour ledit pneumatique (speed index) sous une charge initiale de 4000 Kg progressivement augmentée pour réduire la durée du test.Initial endurance tests, particularly thermally demanding, were carried out on a test machine requiring each of the tires to roll in a straight line at a speed equal to the maximum speed index prescribed for said tire (speed index) under a load. initial 4000 kg gradually increased to reduce the duration of the test.
D’autres essais d’endurance, particulièrement sollicitant mécaniquement, 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.Other endurance tests, particularly mechanically demanding, were carried out on a testing machine cyclically imposing a transverse force and a dynamic overload on the tires. The tests were carried out for the tires according to the invention with conditions identical to those applied to the reference tires.
Les essais ainsi réalisés ont montré que les distances parcourues lors de chacun de ces tests sont sensiblement identiques pour les pneumatiques selon l’invention et les pneumatiques de référence.The tests thus carried out showed that the distances covered during each of these tests are substantially identical for the tires according to the invention and the reference tires.
Des tests visant à caractériser la résistance à la rupture d’une armature de sommet de pneumatique soumise à des chocs ont également été réalisés. Ces tests consistent à faire rouler un pneumatique, gonflé à une pression recommandée et soumis à une charge recommandée, sur un obstacle ou indenteur cylindrique de diamètre égal à 1.5 pouce, soit 38.1 mm, à tête hémisphérique, et d’une hauteur déterminée. La trajectoire du pneumatique est ajustée de manière à ce que l’axe de l’obstacle corresponde à la position de l’une des nervures axialement la plus extérieure sur la bande de roulement. La résistance à la rupture est caractérisée par la hauteur critique de l’indenteur, c’est-à-dire la hauteur maximale de l’indenteur entraînant une rupture totale de l’armature de sommet, c’est-à-dire de la rupture de toutes les couches de sommet. Les valeurs expriment l’énergie nécessaire pour obtenir la rupture du bloc sommet. Les valeurs sont exprimées à partir d’une base 100 correspondant à la valeur mesurée pour le pneumatique de référence T1.
Tests aimed at characterizing the breaking resistance of a tire crown reinforcement subjected to impacts were also carried out. These tests consist of rolling a tire, inflated to a recommended pressure and subjected to a recommended load, on an obstacle or cylindrical indenter with a diameter equal to 1.5 inches, or 38.1 mm, with a hemispherical head, and of a determined height. The trajectory of the tire is adjusted so that the axis of the obstacle corresponds to the position of one of the axially outermost ribs on the tread. The breaking strength is characterized by the critical height of the indenter, that is to say the maximum height of the indenter leading to total rupture of the crown reinforcement, that is to say of the rupture of all vertex layers. The values express the energy necessary to break the top block. The values are expressed from a base 100 corresponding to the value measured for the reference tire T1.
Ces résultats montrent que l’énergie à rupture lors d’un choc sur la surface de la bande de roulement des pneumatiques I1 et I2 selon l’invention est supérieure à celle du pneumatique T1.These results show that the energy at rupture during an impact on the surface of the tread of tires I1 and I2 according to the invention is greater than that of tire T1.
Des derniers tests d’endurance visant à reproduire des conditions de roulage combinant la vitesse du véhicule et la nature du sol particulièrement agressive ont été réalisés. Ces tests reproduisent ainsi des conditions extrêmes notamment des véhicules "Poids-Lourds" de type «approche chantier» .Final endurance tests aimed at reproducing driving conditions combining the speed of the vehicle and the particularly aggressive nature of the ground were carried out. These tests thus reproduce extreme conditions, in particular for “heavy-duty” vehicles of the “construction site approach” type.
Ces derniers tests consistent à reproduire vingt-cinq fois une phase de roulage de 2 heures à 100 km/h sur circuit dans les conditions de charge et de pression indiquées sur le pneumatique suivie d’une phase de roulage de 12 minutes à 35 km/h sur piste caillouteuse.These latest tests consist of reproducing twenty-five times a 2-hour driving phase at 100 km/h on a circuit under the load and pressure conditions indicated on the tire followed by a 12-minute driving phase at 35 km/h. h on stony track.
La phase de roulage à faible vitesse sur une piste caillouteuse a pour but de pénaliser l’endurance suite à des chocs répétés sur la bande de roulement.The low speed driving phase on a stony track aims to penalize endurance following repeated impacts on the tread.
La phase de roulage à vitesse élevée sur circuit a pour but d’augmenter la température du pneumatique. Cela rend le pneumatique plus sensible aux effets des chocs répétés sur la bande de roulement et cela favorise la propagation de fissures initiées dans la phase de roulage sur piste caillouteuse.The purpose of the high speed driving phase on the circuit is to increase the temperature of the tire. This makes the tire more sensitive to the effects of repeated impacts on the tread and promotes the propagation of cracks initiated during the rolling phase on a rocky track.
A la fin du roulage, les pneumatiques sont contrôlés en shearographie et décortiquées pour analyser les éventuels endommagements. Il s’agit d’une analyse visuelle permettant de comparer les éventuelles fissures et leu propagation. Les pneumatiques sont notés et comparés entre eux. Une note supérieure à 100 correspond à un pneumatique moins endommagé. Une valeur 100 est attribué au pneumatique le plus endommagé.
At the end of the run, the tires are checked using shearography and dissected to analyze any damage. This is a visual analysis to compare possible cracks and their propagation. The tires are rated and compared with each other. A score above 100 corresponds to a less damaged tire. A value of 100 is assigned to the most damaged tire.
A la fin du roulage les pneumatiques selon l’invention I1 et I2 présentent des dommages moins étendus que les pneumatiques de référence T1.At the end of rolling, the tires according to the invention I1 and I2 have less extensive damage than the reference tires T1.
Au cours de ces derniers tests d’endurance, la température des pneumatiques en extrémités de bloc sommet a été mesurée suite à la première phase de roulage de 2 heures à 100 km/h sur circuit.
During these latest endurance tests, the temperature of the tires at the ends of the crown block was measured following the first phase of 2 hours of driving at 100 km/h on the circuit.
Ces résultats montrent que les pneumatiques selon l’invention présentent effectivement des températures moins élevées que les pneumatiques de référence.These results show that the tires according to the invention actually have lower temperatures than the reference tires.
Par ailleurs, des mesures de résistance au roulement ont été réalisées.In addition, rolling resistance measurements were carried out.
Les mesures de résistance au roulement ont été effectuées sur chacun des pneumatiques dans des conditions de roulage identiques selon le Règlement n° 117 de la Commission économique pour l'Europe des Nations unies (CEE-ONU). Les résultats des mesures sont exprimés en kg/t, une valeur de 100 étant attribuée au pneumatique T1. Des valeurs supérieures à 100 montrent de meilleures performances en résistance au roulement.
The rolling resistance measurements were carried out on each of the tires under identical rolling conditions according to Regulation No. 117 of the United Nations Economic Commission for Europe (UNECE). The measurement results are expressed in kg/t, a value of 100 being assigned to the T1 tire. Values above 100 show better rolling resistance performance.
Il ressort de ces essais que les pneumatiques selon l’invention permettent d’améliorer les performances en termes de résistance au roulement et en résistance aux chocs de manière satisfaisantes tout en présentant des performances en endurance satisfaisantes.It appears from these tests that the tires according to the invention make it possible to improve performance in terms of rolling resistance and shock resistance in a satisfactory manner while presenting satisfactory endurance performance.
Claims (12)
a - soit par du noir de carbone employé à un taux compris entre 20 et 50 pce, et de préférence entre 30 et 40 pce,
b - soit par une charge blanche de type silice et/ou alumine comportant des fonctions de surface SiOH et/ou AlOH choisie dans le groupe formé par les silices précipitées ou pyrogénées, les alumines ou les aluminosilicates ou bien encore les noirs de carbone modifiés en cours ou après la synthèse de surface spécifique BET comprise entre 30 et 260 m²/g employée à un taux compris entre 20 et 50 pce, et de préférence entre 30 et 40 pce,
c - soit par un coupage de noir de carbone décrit en (a) et une charge blanche décrite en (b), dans lequel le taux global de charge est compris entre 20 et 50 pce, et de préférence entre 30 et 40 pce.Tire (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the layer C of rubber mixture, in addition to the pyrolysis carbon black, comprises a reinforcing filler consisting of:
a - either by carbon black used at a rate of between 20 and 50 phr, and preferably between 30 and 40 phr,
b - either by a white filler of silica and/or alumina type comprising SiOH and/or AlOH surface functions chosen from the group formed by precipitated or pyrogenic silicas, aluminas or aluminosilicates or even carbon blacks modified in during or after the synthesis of BET specific surface area of between 30 and 260 m²/g used at a rate of between 20 and 50 phr, and preferably between 30 and 40 phr,
c - either by a blend of carbon black described in (a) and a white filler described in (b), in which the overall filler rate is between 20 and 50 phr, and preferably between 30 and 40 phr.
a - soit par du noir de carbone employé à un taux compris entre 20 et 50 pce, et de préférence entre 30 et 40 pce,
b - soit par une charge blanche de type silice et/ou alumine comportant des fonctions de surface SiOH et/ou AlOH choisie dans le groupe formé par les silices précipitées ou pyrogénées, les alumines ou les aluminosilicates ou bien encore les noirs de carbone modifiés en cours ou après la synthèse de surface spécifique BET comprise entre 30 et 260 m²/g employée à un taux compris entre 20 et 50 pce, et de préférence entre 30 et 40 pce,
c - soit par un coupage de noir de carbone décrit en (a) et une charge blanche décrite en (b), dans lequel le taux global de charge est compris entre 20 et 50 pce, et de préférence entre 30 et 40 pce.Tire (1) according to one of claims 7 or 8, characterized in that said at least one calendering layer of at least one working crown layer, in addition to the pyrolysis carbon black, comprises a reinforcing filler consisting of:
a - either by carbon black used at a rate of between 20 and 50 phr, and preferably between 30 and 40 phr,
b - either by a white filler of silica and/or alumina type comprising SiOH and/or AlOH surface functions chosen from the group formed by precipitated or pyrogenic silicas, aluminas or aluminosilicates or even carbon blacks modified in during or after the synthesis of BET specific surface area of between 30 and 260 m²/g used at a rate of between 20 and 50 phr, and preferably between 30 and 40 phr,
c - either by a blend of carbon black described in (a) and a white filler described in (b), in which the overall filler rate is between 20 and 50 phr, and preferably between 30 and 40 phr.
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| WO2024126661A1 (en) | 2024-06-20 |
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