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Patent 3081408 Summary

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Claims and Abstract availability

Any discrepancies in the text and image of the Claims and Abstract are due to differing posting times. Text of the Claims and Abstract are posted:

  • At the time the application is open to public inspection;
  • At the time of issue of the patent (grant).
(12) Patent Application: (11) CA 3081408
(54) English Title: PNEUMATIC TYRE PROVIDED WITH AN INNER LAYER
(54) French Title: PNEUMATIQUE POURVU D'UNE COUCHE INTERNE
Status: Examination Requested
Bibliographic Data
(51) International Patent Classification (IPC):
  • C08L 9/06 (2006.01)
  • C08C 19/26 (2006.01)
  • C08J 3/24 (2006.01)
  • C08K 3/04 (2006.01)
  • C08L 7/00 (2006.01)
  • C08L 9/00 (2006.01)
(72) Inventors :
  • CABIOCH, JEAN-LUC (France)
  • MANGERET, JEAN-LUC (France)
  • MONOD, ANTHONY (France)
(73) Owners :
  • COMPAGNIE GENERALE DES ETABLISSEMENTS MICHELIN (France)
(71) Applicants :
  • COMPAGNIE GENERALE DES ETABLISSEMENTS MICHELIN (France)
(74) Agent: ROBIC
(74) Associate agent:
(45) Issued:
(86) PCT Filing Date: 2018-12-05
(87) Open to Public Inspection: 2019-06-13
Examination requested: 2023-08-23
Availability of licence: N/A
(25) Language of filing: French

Patent Cooperation Treaty (PCT): Yes
(86) PCT Filing Number: PCT/FR2018/053110
(87) International Publication Number: WO2019/110922
(85) National Entry: 2020-05-01

(30) Application Priority Data:
Application No. Country/Territory Date
1761822 France 2017-12-08

Abstracts

English Abstract

The invention relates to a pneumatic tyre, at least one inner layer thereof comprising a rubber composition containing at least one elastomer matrix comprising between 10 and 40 phr of polyisoprene, between 10 and 40 phr of polybutadiene and between 40 and 80 phr of tin-functionalised styrene butadiene copolymer, between 10 and 80 phr of carbon black having a specific surface area BET of more than 99m
/g, and a cross-linking system.


French Abstract

L'invention concerne un pneumatique dont au moins une couche interne comporte une composition de caoutchouc à base d'au moins une matrice élastomérique comprenant de 10 à 40 pce de polyisoprène, de 10 à 40 pce de polybutadiène et de 40 à 80 pce de copolymère styrène butadiène fonctionnalisé à l'étain; entre 10 et 80 pce de noir de carbone présentant une surface spécifique BET supérieure à 99m
/g et un système de réticulation.

Claims

Note: Claims are shown in the official language in which they were submitted.


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REVENDICATIONS
1. Pneumatique dont au moins une couche interne comporte une composition de
caoutchouc à base d'au moins :
- une matrice élastomérique comprenant de 10 à 40 parties en poids pour
cent parties en poids d'élastomère, pce, de polyisoprène, de 10 à 40 pce de
polybutadiène et de 40 à 80 pce de copolymère styrène butadiène
fonctionnalisé à l'étain,
- entre 10 et 80 pce de noir de carbone présentant une surface spécifique
BET
supérieure à 99 m2/g,
- un système de réticulation.
2. Pneumatique selon la revendication 1, dans lequel le taux de polyisoprène
dans la
composition est compris dans un domaine allant de 15 à 35 pce, de préférence
15
à 30 pce, de préférence encore de 15 à 25 pce.
3. Pneumatique selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le polyisoprène est
choisi
dans le groupe constitué par le caoutchouc naturel, les polyisoprènes de
synthèse
et leurs mélanges.
4. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans
lequel
le taux de polybutadiène dans la composition est compris dans un domaine
allant
de 15 à 35 pce, de préférence de 20 à 35 pce, de préférence encore de 25 à
35 pce.
5. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans
lequel
le polybutadiène comporte un taux massique d'unité monomère cis 1,4 d'au
moins 90%, plus préférentiellement d'au moins 96% par rapport à la masse du
polybutadiène.
6. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans
lequel
le taux de copolymère styrène butadiène fonctionnalisé à l'étain dans la
composition est compris dans un domaine allant de 45 à 75 pce, de préférence
de
45 à 70 pce, de préférence encore de 45 à 65 pce.
7. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans
lequel
le copolymère styrène butadiène fonctionnalisé à l'étain comporte un taux de
styrène compris dans un domaine allant de 5% à moins de 30%, de préférence de
5% à moins de 20%, de préférence encore de 10% à 19%, en poids par rapport au
poids total du copolymère styrène butadiène fonctionnalisé à l'étain.

21
8. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans
lequel
le taux total de polyisoprène, de polybutadiène et de copolymère styrène
butadiène fonctionnalisé à l'étain dans la composition est de 100 pce.
9. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans
lequel
le taux de noir de carbone présentant une surface spécifique BET supérieure à
99 m2/g dans la composition est compris dans un domaine allant de 25 à 70 pce,

de préférence de 35 à 65 pce.
10. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans
lequel
le noir de carbone présentant une surface spécifique BET supérieure à 99 m2/g,

présente une surface spécifique BET comprise dans un domaine allant de 100 à
150 m2/g, de préférence de 100 à 120 m2/g, de préférence encore de 105 à
115 m2/g.
11. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans
lequel
la composition ne comprend pas de silice ou en comprend moins de 10 pce, de
préférence moins de 5 pce.
12. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans
lequel
la composition ne comprend pas de charge renforçante autre que le noir de
carbone présentant une surface spécifique BET supérieure à 99 m2/g, ou en
comprend moins de 10 pce, de préférence moins de 5 pce.
13. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans
lequel
la composition comprend de 2 à 20 pce, de préférence de 2 à 10 pce, d'une
résine
plastifiante présentant une température de transition vitreuse supérieure à
20°C.
14. Pneumatique selon la revendication 13, dans lequel la résine plastifiante
hydrocarbonée est choisie dans le groupe constitué par les résines
d'homopolymère ou copolymère de cyclopentadiène, les résines d'homopolymère
ou copolymère de dicyclopentadiène, les résines d'homopolymère ou copolymère
de terpène, les résines d'homopolymère ou copolymère de coupe C5, les résines
d'homopolymère ou copolymère de coupe Cg, les résines d'homopolymère ou
copolymère d'alpha-méthyl-styrène et leurs mélanges.
15. Pneumatique selon la revendication 13 ou 14, dans lequel la résine
plastifiante est
choisie dans le groupe constitué par les résines d'homopolymère de
cyclopentadiène ou de dicyclopentadiène, les résines de copolymère de
cyclopentadiène ou de dicyclopentadiène et de styrène, les résines de
polylimonène, les résines de copolymère de limonène et de styrène, les résines
de

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copolymère de limonène et de cyclopentadiène ou de dicyclopentadiène, les
résines de copolymère de coupe C5 et de styrène, les résines de copolymère de
coupe C5 et de coupe C9, et leurs mélanges.
16. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans
lequel
la composition ne comprend pas de plastifiant liquide à 23°C, ou en
comprend
moins de 10 pce, de préférence moins de 5 pce.
17. Pneumatique selon la revendication 16, dans lequel le plastifiant liquide
à 23°C est
choisi dans le groupe constitué par les polymères diéniques liquides, les
huiles
polyoléfiniques, les huiles naphténiques, les huiles paraffiniques, les huiles
DAE,
les huiles MES, les huiles TDAE, les huiles RAE, les huiles TRAE, les huiles
SRAE, les
huiles minérales, les huiles végétales, les plastifiants éthers, les
plastifiants esters,
les plastifiants phosphates, les plastifiants sulfonates et les mélanges de
ces
plastifiants liquide à 23°C.
18. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans
lequel
le système de réticulation est à base de soufre moléculaire ou d'un agent
donneur
de soufre.
19. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans
lequel
la couche interne est choisie dans le groupe constitué par la partie
radialement
interne de la bande de roulement, la sous-couche de bande de roulement, les
couches de découplage, les gommes de bordure et les combinaisons de ces
couches internes.
20. Pneumatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, ledit
pneumatique étant un pneumatique de véhicules de génie civil ou agricole, de
préférence de véhicule agricole.

Description

Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.


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PNEUMATIQUE POURVU D'UNE COUCHE INTERNE
Il est possible de définir au sein du pneumatique trois types de zones :
= La zone radialement extérieure et en contact avec l'air ambiant, cette
zone étant
essentiellement constituée de la bande de roulement et du flanc externe du
pneumatique. Un flanc externe est une couche élastomérique disposée à
l'extérieur
de l'armature de carcasse par rapport à la cavité interne du pneumatique,
entre le
sommet et le bourrelet de sorte à couvrir totalement ou partiellement la zone
de
l'armature de carcasse s'étendant du sommet au bourrelet.
= La zone radialement intérieure et en contact avec le gaz de gonflage, cette
zone étant
généralement constituée par la couche étanche aux gaz de gonflage, parfois
appelée
couche étanche intérieure ou gomme intérieure ( inner liner en anglais).
= La zone interne du pneumatique, c'est-à-dire celle comprise entre les
zones extérieure
et intérieure. Cette zone inclut des couches ou nappes qui sont appelées ici
couches
internes du pneumatique. Ce sont par exemple des nappes carcasses, des sous-
couches de bande de roulement, des nappes de ceintures de pneumatiques ou tout

autre couche qui n'est pas en contact avec l'air ambiant ou le gaz de gonflage
du
pneumatique.
La présente invention concerne des pneumatiques pour véhicules agricoles ou de
génie
civil, et plus particulièrement des couches internes de tels pneumatiques.
Les pneumatiques pour véhicules agricole ou de génie civil sont des
pneumatiques de
grande dimension qui sont soumis à des contraintes propres à leurs
utilisations. Ces
pneumatiques sont notamment amenés à rouler sur divers types de sol, tels que
la terre
plus ou moins compacte des champs, chantiers ou mines, parfois agressifs, mais

également sur des surfaces goudronnées des routes. Ils sont en outre soumis à
de fortes
charges.
Afin d'augmenter le rendement d'utilisation des véhicules agricoles ou de
génie civil,
ceux-ci sont soumis à des charges de plus en plus importantes, ainsi qu'a des
vitesses de
roulage de plus en plus élevées.
Or, l'augmentation excessive de ces contraintes entraîne généralement une
augmentation de température au niveau des couches internes du pneumatique,
principalement au niveau du sommet du pneumatique, ce qui peut être
préjudiciable à
l'endurance des pneumatiques.
Il existe donc un réel besoin de disposer de pneumatiques, notamment de
grandes
dimensions, susceptibles de porter de lourdes charges et rouler à des vitesses
importantes sans pénaliser l'endurance du pneumatique.

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Poursuivant ses recherches, la Demanderesse a développé de nouvelles
compositions
pour couche interne de tel pneumatique permettant d'améliorer la vitesse de
roulage et
les charges soumises de pneumatiques de grandes dimensions tout en préservant
leur
endurance. Ces compositions permettent également d'améliorer l'endurance de
ces
pneumatiques dans leurs conditions normale d'utilisation.
Ainsi, la présente invention a pour objet un pneumatique dont au moins une
couche
interne comporte une composition de caoutchouc à base d'au moins :
- une matrice élastomérique comprenant de 10 à 40 pce de polyisoprène, de
10 à 40 pce de polybutadiène et de 40 à 80 pce de copolymère styrène
butadiène fonctionnalisé à l'étain,
- entre 10 et 80 pce de noir de carbone présentant une surface spécifique BET
supérieure à 99 m2/g,
- un système de réticulation.
L'invention ainsi que ses avantages seront aisément compris à la lumière de la
description
et des exemples de réalisation qui suivent.
I- DÉFINITIONS
Par l'expression "partie en poids pour cent parties en poids d'élastomère" (ou
pce), il faut
entendre au sens de la présente invention, la partie, en masse pour cent
parties en masse
d'élastomère ou de caoutchouc.
Dans la présente, sauf indication expresse différente, tous les pourcentages
(%) indiqués
sont des pourcentages (%) en masse.
D'autre part, tout intervalle de valeurs désigné par l'expression "entre a et
h" représente
le domaine de valeurs allant de plus de a à moins de b (c'est-à-dire bornes a
et b exclues)
tandis que tout intervalle de valeurs désigné par l'expression "de a à h"
signifie le
domaine de valeurs allant de a jusqu'à b (c'est-à-dire incluant les bornes
strictes a et b).
Dans la présente, lorsqu'on désigne un intervalle de valeurs par l'expression
"de a à b", on
désigne également et préférentiellement l'intervalle représenté par
l'expression "entre a
et b".
Dans la présente, par l'expression composition "à base de", on entend une
composition
comportant le mélange et/ou le produit de réaction des différents constituants
utilisés,
certains de ces constituants de base étant susceptibles de, ou destinés à,
réagir entre eux,
au moins en partie, lors des différentes phases de fabrication de la
composition, en
particulier au cours de sa réticulation ou vulcanisation. A titre d'exemple,
une
composition à base d'une matrice élastomérique et de soufre comprend la
matrice

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élastomérique et le soufre avant cuisson, alors qu'après cuisson le soufre
n'est plus
détectable car ce dernier a réagi avec la matrice élastomérique en formant des
ponts
soufrés (polysulfures, disulfures, mono-sulfure).
Lorsqu'on fait référence à un composé "majoritaire", on entend au sens de la
présente
invention, que ce composé est majoritaire parmi les composés du même type dans
la
composition, c'est-à-dire que c'est celui qui représente la plus grande
quantité en masse
parmi les composés du même type, par exemple plus de 50%, 60%, 70%, 80%, 90%,
voire
100% en poids par rapport au poids total du type de composé. Ainsi, par
exemple, une
charge renforçante majoritaire est la charge renforçante représentant la plus
grande
masse par rapport à la masse totale des charges renforçantes dans la
composition. Au
contraire, un composé "minoritaire" est un composé qui ne représente pas la
fraction
massique la plus grande parmi les composés du même type, par exemple moins de
50%,
40%, 30%, 20%, 10%, voire moins.
Dans le cadre de l'invention, les produits carbonés mentionnés dans la
description,
peuvent être d'origine fossile ou biosourcés. Dans ce dernier cas, ils peuvent
être,
partiellement ou totalement, issus de la biomasse ou obtenus à partir de
matières
premières renouvelables issues de la biomasse. Sont concernés notamment les
polymères, les plastifiants, les charges, etc.
Dans la présente description et sauf indication expresse différente, les
valeurs de
température de transition vitreuse (Tg) des composés est la valeur telle que
mesurée
selon ASTM D3418.
II- DESCRIPTION DE L'INVENTION
Il-1 Matrice élastomérique
Les compositions de la couche interne du pneumatique selon l'invention
comprennent un
mélange spécifique de plusieurs élastomères diéniques.
Par élastomère (ou caoutchouc , les deux termes étant considérés comme
synonymes)
du type "diénique", on rappelle ici que doit être compris de manière connue un
(on
entend un ou plusieurs) élastomère issu au moins en partie (i.e., un
homopolymère ou un
copolymère) de monomères diènes (monomères porteurs de deux doubles liaisons
carbone-carbone, conjuguées ou non).
Les élastomères diéniques peuvent être classés dans deux catégories :
"essentiellement
insaturés" ou "essentiellement saturés". On entend en général par
"essentiellement
insaturé", un élastomère diénique issu au moins en partie de monomères diènes
conjugués, ayant un taux de motifs ou unités d'origine diénique (diènes
conjugués) qui est
supérieur à 15% (% en moles) ; c'est ainsi que des élastomères diéniques tels
que les

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caoutchoucs butyle ou les copolymères de diènes et d'alpha-oléfines type EPDM
n'entrent pas dans la définition précédente et peuvent être notamment
qualifiés
d'élastomères diéniques "essentiellement saturés" (taux de motifs d'origine
diénique
faible ou très faible, toujours inférieur à 15%). Dans la catégorie des
élastomères
.. diéniques "essentiellement insaturés", on entend en particulier par
élastomère diénique
"fortement insaturé" un élastomère diénique ayant un taux de motifs d'origine
diénique
(diènes conjugués) qui est supérieur à 50%.
Ces définitions étant données, la composition caoutchouc de la couche interne
du
pneumatique selon l'invention est à base d'une matrice élastomérique
comprenant de 10
à 40 pce de polyisoprène, de 10 à 40 pce de polybutadiène et de 40 à 80 pce de

copolymère styrène butadiène fonctionnalisé à l'étain.
Bien évidemment, chacun des élastomères polyisoprène, polybutadiène ou
copolymère
styrène butadiène fonctionnalisé à l'étain peut être un mélange de plusieurs
polyisoprènes, polybutadiènes ou copolymères styrène butadiène fonctionnalisé
à l'étain
respectivement.
Avantageusement, le taux de polyisoprène dans la composition du mélange
interne du
pneumatique selon l'invention est compris dans un domaine allant de 15 à 35
pce, de
préférence 15 à 30 pce, de préférence encore de 15 à 25 pce.
Le taux de polybutadiène dans la composition du mélange interne du pneumatique
selon
l'invention est quant à lui avantageusement compris dans un domaine allant de
15 à 35
pce, de préférence de 20 à 35 pce, de préférence encore de 25 à 35 pce.
Quant au taux de copolymère styrène butadiène fonctionnalisé à l'étain dans la

composition du mélange interne du pneumatique selon l'invention, il est
avantageusement compris dans un domaine allant de 45 à 75 pce, de préférence
de 45 à
70 pce, de préférence encore de 45 à 65 pce.
De manière préférentielle, le taux total des élastomères polyisoprène,
polybutadiène et
copolymère styrène butadiène fonctionnalisé à l'étain est de 100 pce, c'est-à-
dire que la
composition ne comprend pas d'autre élastomère que ceux précédemment cités.
Par "élastomère isoprénique", on entend de manière connue un homopolymère ou
un
copolymère d'isoprène, en d'autres termes un élastomère diénique choisi dans
le groupe
constitué par le caoutchouc naturel (NR) qui peut être plastifié ou peptisé,
les
polyisoprènes de synthèse (IR), les différents copolymères d'isoprène et les
mélanges de
ces élastomères. Parmi les copolymères d'isoprène, on citera en particulier
les
copolymères d'isobutène-isoprène (caoutchouc butyle IIR), d'isoprène-styrène
(SIR),

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d'isoprène-butadiène (BIR) ou d'isoprène-butadiène-styrène (SBIR). De
préférence,
l'élastomère isoprénique est choisi dans le groupe comprenant ou constitué par
du
caoutchouc naturel, un polyisoprène de synthèse et un de leurs mélanges, de
préférence
encore, l'élastomère isoprénique est du caoutchouc naturel.
5
De préférence, l'élastomère isoprénique comporte un taux massique d'unité
monomère
cis 1,4 d'au moins 90%, plus préférentiellement d'au moins 98% par rapport à
la masse de
l'élastomère isoprénique.
Selon l'invention, le polybutadiène présente très avantageusement un taux
massique
d'unité monomère cis 1,4 d'au moins 90%, plus préférentiellement d'au moins
96%,
encore plus préférentiellement d'au moins 98% par rapport à la masse du
polybutadiène.
Le copolymère styrène butadiène fonctionnalisé à l'étain (Sn), c'est-à-dire
comportant des
liaisons C-Sn (appelée aussi fonctionnalisation ou couplage Sn), peut être
fonctionnalisé
simplement (liaisons C-Sn en bout de chaîne) et/ou couplé (atome Sn entre deux
chaînes)
et/ou étoilé (atome Sn entre 3 chaînes ou plus) avec un agent de
fonctionnalisation et/ou
de couplage et/ou d'étoilage. De manière générique on parle pour rassembler
tous ces
élastomères liés à de l'étain, d'élastomères fonctionnalisés à l'étain. Ces
élastomères sont
connus de l'homme du métier, par exemple ceux décrits dans le document
WO 2011/042507.
D'autres types de fonctionnalisation existent pour les copolymères styréniques
et
butadièniques, tels que des groupes fonctionnels silanol ou polysiloxane ayant
une
extrémité silanol, ou bien les copolymères styréniques et butadièniques
époxydés. De
telles fonctionnalisations sont possibles dans le cadre de la présente
invention en plus de
celle à l'étain.
L'homme du métier connaît bien les agents de fonctionnalisation et/ou de
couplage et/ou
d'étoilage utilisable dans le cadre de la présente invention. A titre
d'exemple d'agent de
fonctionnalisation, on peut citer les agents de fonctionnalisation dérivés de
l'étain
pouvant répondre à la formule générale (XliR12Sn)-0-(SnR13_yX1y) ou (X11
R12Sn)-0-(CH2)n-
0-(5nR13_yX1y), où y représente un entier de valeur 0 ou 1, R1 représente un
radical alkyle,
cycloalkyle, aryle, alkaryle ou vinyle ayant de 1 à 12 atomes de carbone, de
préférence un
butyle, Xl est un atome d'halogène, de préférence le chlore, et n représente
un entier de
1 à 20, de préférence 4. Par ailleurs, à titre d'agents de couplage ou
d'étoilage à l'étain, on
peut citer les dérivés de l'étain de formule SnRxX4-x, x représentant un
nombre entier de
valeur 0 à 2, R représentant un radical alkyle, cycloalkyle, aryle, alkaryle,
aralkyle, vinyle
ayant de 1 à 10 atomes de carbone, de préférence un radical alkyle ayant de 1
à 4 atomes
de carbone, et X est un atome d'halogène, de préférence le chlore. A titre de
dérivés de

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l'étain préférentiels, on peut citer le dichlorure de dibutyl étain ou encore
tétrachlorure
d'étain, ce dernier étant tout particulièrement préféré.
Le copolymère styrène butadiène fonctionnalisé à l'étain, peut être obtenu de
manière
connue en soi par réaction d'un dérivé de l'étain sur le copolymère
butadiénique et
styrénique. La préparation d'un élastomère diénique étoilé est par exemple
décrit dans le
brevet US 3,393,182.
Le copolymère styrène butadiène fonctionnalisé à l'étain peut être un SBR
émulsion ou
ESBR (c'est-à-dire préparé par polymérisation en émulsion), un SBR solution ou
SSBR
(c'est-à-dire préparé par polymérisation en solution), ou un mélange des deux.
Avantageusement, le copolymère styrène butadiène fonctionnalisé à l'étain
comporte un
taux de styrène compris dans un domaine allant de 5% à moins de 30%, de
préférence de
5% à moins de 20%, de préférence encore de 10% à 19%, en poids par rapport au
poids
total du copolymère styrène butadiène fonctionnalisé à l'étain.
En outre, le copolymère styrène butadiène fonctionnalisé à l'étain comporte un
taux de
vinyle compris dans un domaine allant de 15 à 50%, de préférence de 20 à 30%,
en poids
par rapport au poids total d'unité butadiénique du copolymère styrène
butadiène
fonctionnalisé à l'étain.
De préférence, la Tg du copolymère styrène butadiène fonctionnalisé à l'étain
est
comprise entre 0 et -80 C, plus particulièrement entre -10 C et -70 C.
II-2 Charge renforçante
La composition de caoutchouc de la couche interne du pneumatique selon
l'invention
comprend entre 10 et 80 pce d'un noir de carbone présentant une surface
spécifique BET
supérieure à 99 m2/g.
Une telle charge renforçante consiste typiquement en des particules dont la
taille
moyenne (en masse) est inférieure au micromètre, généralement inférieure à 500
nm, le
plus souvent comprise entre 20 et 200 nm, en particulier et plus
préférentiellement
comprise entre 20 et 150 nm.
La surface spécifique BET des noirs de carbone est mesurée selon la norme
D6556-10
[méthode multipoints (au minimum 5 points) ¨ gaz : azote ¨ domaine de pression
relative
P/PO : 0.1 à 0.3].
De préférence, le taux du noir de carbone présentant une surface spécifique
BET
supérieure à 99 m2/g est compris dans un domaine allant de 15 à 75 pce, de
préférence

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de 25 à 70 pce, de préférence encore de 35 à 65 pce, de préférence encore de
40 à 60
pce, encore plus préférentiellement de 45 à 55 pce.
Selon l'invention, le noir de carbone présentant une surface spécifique BET
supérieure à
99 m2/g présente une surface spécifique BET comprise dans un domaine allant de
100 à
150 m2/g, de préférence de 100 à 120 m2/g, de préférence encore de 105 à 115
m2/g.
Les noirs utilisables dans le cadre de la présente invention peuvent être tout
noir
conventionnellement utilisé dans les pneumatiques ou leurs bandes de roulement
(noirs
dits de grade pneumatique). Parmi ces derniers, on citera plus
particulièrement les noirs
de carbone renforçants des séries 100 et 200 (grades ASTM), comme par exemple
les
noirs N115, N134, N234, N326). Ces noirs de carbone peuvent être utilisés à
l'état isolé,
tels que disponibles commercialement, ou sous tout autre forme, par exemple
comme
support de certains des additifs de caoutchouterie utilisés. Les noirs de
carbone
pourraient être par exemple déjà incorporés à l'élastomère diénique, notamment
isoprénique sous la forme d'un masterbatch (voir par exemple demandes WO
97/36724
ou WO 99/16600).
Bien que cela ne soit pas nécessaire pour la mise en oeuvre de la présente
invention, la
composition de caoutchouc selon l'invention peut contenir de manière
minoritaire une ou
plusieurs charges renforçantes différentes du noir de carbone spécifiquement
nécessaire
à l'invention (c'est-à-dire une charge renforçante autre que le noir de
carbone présentant
une surface spécifique BET supérieure à 99 m2/g). Cette ou ces charges
renforçantes
différentes sont appelées ci-après autre charge renforçante dans un souci
de
simplification de rédaction. L'autre charge renforçante peut par exemple
comprendre un
noir de carbone différent du noir de carbone utilisé dans le cadre de la
présente
invention, une charge organique autre que le noir de carbone, une charge
inorganique ou
le mélange d'au moins deux de ces charges. A titre d'exemple de noir de
carbone
différent du noir de carbone utilisé dans le cadre de la présente invention,
on peut citer
les noirs de carbone renforçants des séries 300, 500, 600 ou 700 (grades
ASTM), comme
par exemple les noirs N346, N550, N683, N772).
Les noirs de carbone peuvent être utilisés à l'état isolé, tels que
disponibles
commercialement, ou sous tout autre forme, par exemple comme support de
certains
des additifs de caoutchouterie utilisés. Les noirs de carbone pourraient être
par exemple
déjà incorporés à l'élastomère diénique, notamment isoprénique sous la forme
d'un
masterbatch (voir par exemple demandes WO 97/36724 ou WO 99/16600).
Par "charge inorganique renforçante", doit être entendu ici toute charge
inorganique ou
minérale, quelles que soient sa couleur et son origine (naturelle ou de
synthèse), encore
appelée charge "blanche", charge "claire" ou même charge "non noire" par
opposition au

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noir de carbone, capable de renforcer à elle seule, sans autre moyen qu'un
agent de
couplage intermédiaire, une composition de caoutchouc destinée à la
fabrication de
bandages pneumatiques, en d'autres termes apte à remplacer, dans sa fonction
de
renforcement, un noir de carbone conventionnel de grade pneumatique ; une
telle charge
se caractérise généralement, de manière connue, par la présence de groupes
hydroxyle (-
OH) à sa surface. En d'autres termes, sans agent de couplage, la charge
inorganique ne
permet pas de renforcer, ou pas suffisamment, la composition et n'est par
conséquent
pas comprise dans la définition de charge inorganique renforçante .
Comme charges inorganiques renforçantes conviennent notamment des charges
minérales du type siliceux, préférentiellement la silice (SiO2). La silice
utilisée peut être
toute silice renforçante connue de l'homme du métier, notamment toute silice
précipitée
ou pyrogénée présentant une surface BET ainsi qu'une surface spécifique CTAB
toutes
deux inférieures à 450 m2/g, de préférence de 30 à 400 m2/g, notamment entre
60 et 300
m2/g. A titres de silices précipitées hautement dispersibles (dites "HDS"), on
citera par
exemple les silices Ultrasil 7000 et Ultrasil 7005 de la société
Degussa, les silices
Zeosil 1165MP, 1135MP et 1115MP de la société Rhodia, la silice Hi-Sil
EZ150G de
la société PPG, les silices Zeopol 8715, 8745 et 8755 de la Société Huber,
les silices à
haute surface spécifique telles que décrites dans la demande WO 03/016387.
Pour coupler la silice renforçante à l'élastomère diénique, on utilise de
manière bien
connue un agent de couplage (ou agent de liaison) au moins bifonctionnel
destiné à
assurer une connexion suffisante, de nature chimique et/ou physique, entre la
silice
(surface de ses particules) et l'élastomère diénique. On utilise en
particulier des
.. organosilanes ou des polyorganosiloxanes au moins bifonctionnels.
L'homme du métier peut trouver des exemples d'agent de couplage dans les
documents
suivants : WO 02/083782, WO 02/30939, WO 02/31041,
WO 2007/061550,
WO 2006/125532, WO 2006/125533, WO 2006/125534, US 6,849,754, WO 99/09036,
WO 2006/023815, WO 2007/098080, WO 2010/072685 et WO 2008/055986.
On peut citer notamment les composés alkoxysilane-polysulfure, en particulier
les
polysulfures de bis-(trialkoxylsilylpropyle), tout particulièrement le
disulfure de bis 3-
triéthoxysilylpropyle (en abrégé "TESPD") et le tétrasulfure de bis 3-
triéthoxysilylpropyle
.. (en abrégé "TESPT"). On rappelle que le TESPD, de formule
[(C2H50)35i(CH2)35)2, est
notamment commercialisé par la société Degussa sous les dénominations 5i266 ou
5i75
(dans le second cas, sous forme d'un mélange de disulfure (à 75% en poids) et
de
polysulfures). Le TESPT, de formule [(C2H50)35i(CH2)35)2 est commercialisé
notamment
par la société Degussa sous la dénomination 5i69 (ou X505 lorsqu'il est
supporté à 50%)
en poids sur du noir de carbone), sous la forme d'un mélange commercial de
polysulfures
Sx avec une valeur moyenne pour x qui est proche de 4.

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Lorsqu'une charge inorganique est présente dans la composition, par exemple de
la silice,
la teneur en agent de couplage est avantageusement inférieure à 10 pce, étant
entendu
qu'il est en général souhaitable d'en utiliser le moins possible. Typiquement
lorsque
qu'une charge inorganique renforçante est présente, le taux d'agent de
couplage
représente de 0,5% à 15% en poids par rapport à la quantité de charge
inorganique. Le
taux est aisément ajusté par l'homme du métier selon le taux de charge
inorganique
utilisé dans la composition.
Avantageusement, la composition de la couche interne du pneumatique selon
l'invention
ne contient pas de silice, de préférence pas de charge inorganique
renforçante, ou en
comprend moins de 20 pce, de préférence moins de 10 pce, de préférence encore
moins
de 5 pce. Plus préférentiellement, la composition de la couche interne du
pneumatique
selon l'invention ne contient pas d'autre charge renforçante (c'est-à-dire de
charge
renforçante autre que le noir de carbone présentant une surface spécifique
BBET
supérieure à 99 m2/g) ou en contient moins de 20 pce, de préférence moins de
10 pce, de
préférence encore moins de 5 pce.
II-3 Système de réticulation
Le système de réticulation peut être à base de soufre moléculaire et/ou de
donneurs de
soufre et/ou de peroxyde, bien connus de l'homme du métier.
Le système de réticulation est préférentiellement un système de vulcanisation
à base de
soufre (soufre moléculaire et/ou agent donneur de soufre).
Le soufre est utilisé à un taux préférentiel compris entre 0,5 et 10 pce.
Avantageusement,
le taux de soufre est compris entre 0,5 et 2 pce, de préférence entre 0,5 et
1,5 pce, de
préférence encore entre 0,5 et 1,4 pce.
La composition de la bande de roulement du pneumatique selon l'invention
comprend
avantageusement un accélérateur de vulcanisation, qui est de préférence choisi
dans le
groupe constitué par les accélérateurs du type thiazoles ainsi que leurs
dérivés, des
accélérateurs de types sulfénamides, thiourées et de leurs mélanges.
Avantageusement,
l'accélérateur de vulcanisation est choisi dans le groupe constitué par le
disulfure de 2-
mercaptobenzothiazyle (MBTS), le N-cyclohexy1-2-benzothiazyle sulfénamide
(CBS), le
N,N-dicyclohexy1-2-benzothiazyle sulfénamide (DCBS), le N-ter-buty1-2-
benzothiazyle
sulfénamide (TBBS), le N-ter-buty1-2-benzothiazyle sulfénimide (TBSI), le
disulfure de
morpholine, le N-morpholino-2-benzothiazyle sulfénamide (MBS), le
dibutylthiourée
(DBTU), et de leurs mélanges. De manière particulièrement préférée,
l'accélérateur
primaire de vulcanisation est le N-cyclohexy1-2-benzothiazyle sulfénamide
(CBS).

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Le taux d'accélérateur de vulcanisation est préférentiellement compris dans un
domaine
allant de 0,2 à 10 pce, de préférence de 0,2 à 7pce, de préférence encore de
0,6 à 2 pce.
De manière avantageuse, le ratio pondéral soufre ou donneur de soufre /
accélérateur de
5 .. vulcanisation varie de 0,8 à 1,2.
Il-4 Plastifiant
11-4.1 Résine plastifiante hydrocarbonée
Bien que cela ne soit pas nécessaire à la mise en oeuvre de la présente
invention, la
10 composition de caoutchouc de la couche interne du pneumatique selon
l'invention peut
comporter une résine plastifiante hydrocarbonée présentant une température de
transition vitreuse supérieure à 20 C (nommé ci-après résine plastifiante
). Selon
l'invention, la composition ne comprend pas de résine plastifiante, ou en
comprend au
plus 20 pce, de préférence au plus 10 pce. Lorsque la composition comprend une
résine
.. plastifiante, elle peut en comprendre de 2 à 20 pce, de préférence de 2 à
10 pce.
La dénomination "résine" est réservée dans la présente demande, par définition
connue
de l'homme du métier, à un composé qui est solide à température ambiante (23
C), par
opposition à un composé plastifiant liquide tel qu'une huile.
Les résines plastifiante hydrocarbonées sont des polymères bien connus de
l'homme du
métier, essentiellement à base de carbone et hydrogène mais pouvant comporter
d'autres types d'atomes, utilisables en particulier comme agents plastifiants
ou agents
tackifiants dans des matrices polymériques. Elles sont par nature miscibles
(i.e.,
compatibles) aux taux utilisés avec les compositions de polymères auxquelles
elles sont
destinées, de manière à agir comme de véritables agents diluants. Elles ont
été décrites
par exemple dans l'ouvrage intitulé "Hydrocarbon Resins"de R. Mildenberg, M.
Zander et
G. Collin (New York, VCH, 1997, ISBN 3-527-28617-9) dont le chapitre 5 est
consacré à
leurs applications, notamment en caoutchouterie pneumatique (5.5. "Rubber
Tires and
.. Mechanical Goods"). Elles peuvent être aliphatiques, cycloaliphatiques,
aromatiques,
aromatiques hydrogénées, du type aliphatique/aromatique c'est-à-dire à base de

monomères aliphatiques et/ou aromatiques. Elles peuvent être naturelles ou
synthétiques, à base ou non de pétrole (si tel est le cas, connues aussi sous
le nom de
résines de pétrole). Leur Tg est de préférence supérieure à 20 C (le plus
souvent comprise
entre 30 C et 95 C).
De manière connue, ces résines plastifiantes hydrocarbonées peuvent être
qualifiées
aussi de résines thermoplastiques en ce sens qu'elles se ramollissent par
chauffage et
peuvent ainsi être moulées. Elles peuvent se définir également par un point ou
température de ramollissement (en anglais, "softening point"). La température
de
ramollissement d'une résine plastifiante hydrocarbonée est généralement
supérieure

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d'environ 50 à 60 C à sa valeur de Tg. Le point de ramollissement est mesuré
selon la
norme ISO 4625 (méthode Ring and Bali ). La macrostructure (Mw, Mn et Ip)
est
déterminée par chromatographie d'exclusion stérique (SEC) comme indiqué ci-
après.
Pour rappel, l'analyse SEC, par exemple, consiste à séparer les macromolécules
en
solution suivant leur taille à travers des colonnes remplies d'un gel poreux ;
les molécules
sont séparées selon leur volume hydrodynamique, les plus volumineuses étant
éluées en
premier. L'échantillon à analyser est simplement préalablement solubilisé dans
un solvant
approprié, le tétrahydrofurane à une concentration de 1 g/litre. Puis la
solution est filtrée
sur un filtre de porosité 0,45 um, avant injection dans l'appareillage.
L'appareillage utilisé
est par exemple une chaîne chromatographique "Waters alliance" selon les
conditions
suivantes :
- solvant d'élution est le tétrahydrofurane,
- température 35 C;
- concentration 1 g/litre ;
- débit :1 ml/min ;
- volume injecté : 100 il;
- étalonnage de Moore avec des étalons de polystyrène ;
- jeu de 3 colonnes "Waters" en série ("Styragel HR4E", "Styragel HR1" et
"Styragel
HR 0.5") ;
- détection par réfractomètre différentiel (par exemple "WATERS 2410")
pouvant
être équipé d'un logiciel d'exploitation (par exemple "Waters Millenium").
Un étalonnage de Moore est conduit avec une série d'étalons commerciaux de
polystyrène à faible lp (inférieur à 1,2), de masses molaires connues,
couvrant le domaine
de masses à analyser. On déduit des données enregistrées (courbe de
distribution
massique des masses molaires) la masse molaire moyenne en masse (Mw), la masse

molaire moyenne en nombre (Mn), ainsi que l'indice de polymolécularité (lp =
Mw/Mn).
Toutes les valeurs de masses molaires indiquées dans la présente demande sont
donc
relatives à des courbes d'étalonnages réalisées avec des étalons de
polystyrène.
Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, la résine
plastifiante présente au
moins une quelconque, plus préférentiellement l'ensemble des caractéristiques
suivantes :
- une Tg supérieure à 25 C (en particulier compris entre 30 C et 100 C),
plus
préférentiellement supérieure à 30 C (en particulier compris entre 30 C et 95
C) ;
- un point de ramollissement supérieur à 50 C (en particulier compris entre
50 C et
150 C) ;
- une masse molaire moyenne en nombre (Mn) comprise entre 400 et 3000 g/mol,
préférentiellement entre 500 et 1500 g/mol ;

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- un indice de polymolécularité (Ip) inférieur à 3, préférentiellement
à 2 (rappel :
lp = Mw/Mn avec Mw masse molaire moyenne en poids).
Selon l'invention la résine plastifiante peut être choisie dans le groupe
comprenant ou
constitué par les résines d'homopolymère ou copolymère de cyclopentadiène (en
abrégé
CPD), les résines d'homopolymère ou copolymère de dicyclopentadiène (en abrégé

DCPD), les résines d'homopolymère ou copolymère de terpène, les résines
d'homopolymère ou copolymère de coupe C5, les résines d'homopolymère ou
copolymère de coupe C9, les résines d'homopolymère ou copolymère d'alpha-
méthyl-
styrène et les mélanges de ces résines plastifiante. De préférence, la résine
plastifiante
est choisie dans le groupe comprenant ou constitué par les résines de
copolymère
(D)CPD/ vinylaromatique, les résines de copolymère (D)CPD/ terpène, les
résines de
copolymère terpène phénol, les résines de copolymère (D)CPD/ coupe C5, les
résines de
copolymère (D)CPD/ coupe C9, les résines de copolymère terpène/
vinylaromatique, les
résines de copolymère terpène/ phénol, les résines de copolymère coupe
C5/ vinylaromatique, et les mélanges de ces résines plastifiantes.
Le terme "terpène" regroupe ici de manière connue les monomères alpha-pinène,
beta-
pinène et limonène ; préférentiellement est utilisé un monomère limonène,
composé se
présentant de manière connue sous la forme de trois isomères possibles : le L-
limonène
(énantiomère lévogyre), le D-limonène (énantiomère dextrogyre), ou bien le
dipentène,
racémique des énantiomères dextrogyre et lévogyre. A titre de monomère
vinylaromatique conviennent par exemple le styrène, l'alpha-méthylstyrène,
l'ortho-
méthylstyrène, le méta-méthylstyrène, le para-méthylstyrène, le vinyle-
toluène, le para-
tertiobutylstyrène, les méthoxystyrènes, les chlorostyrènes, les
hydroxystyrènes, le
vinylmésitylène, le divinylbenzène, le vinylnaphtalène, tout monomère
vinylaromatique
issu d'une coupe Cg (ou plus généralement d'une coupe Cg à C10).
Plus particulièrement, on peut citer les résines plastifiante choisies dans le
groupe
constitué par les résines d'homopolymère (D)CPD, les résines de copolymère
(D)CPD/ styrène, les résines de polylimonène, les résines de copolymère
limonène/ styrène, les résines de copolymère limonène/ D(CPD), les résines de
copolymère coupe C5/ styrène, les résines de copolymère coupe C5/ coupe C9, et
les
mélanges de ces résines.
Toutes les résines plastifiante ci-dessus sont bien connues de l'homme du
métier et
disponibles commercialement, par exemple vendues par la société DRT sous la
dénomination "Dercolyte" pour ce qui concerne les résines polylimonène, par la
société
Neville Chemical Company sous dénomination "Super Nevtac", par Kolon sous
dénomination "Hikorez" ou par la société Exxon Mobil sous dénomination
"Escorez" pour
ce qui concerne les résines coupe C5/ styrène ou résines coupe C5/ coupe Cg,
ou encore

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par la société Struktol sous dénomination "40 MS" ou "40 NS" (mélanges de
résines
aromatiques et/ou aliphatiques).
11-4.2 Plastifiant liquide à 23 C
Bien que cela ne soit pas nécessaire à la mise en oeuvre de la présente
invention, la
composition de caoutchouc de la couche interne du pneumatique selon
l'invention peut
comporter plastifiant liquide à 23 C. Selon l'invention, la composition ne
comprend pas
de plastifiant liquide à 23 C, ou en comprend moins de 10 pce, de préférence
moins de 5
pce.
Tout plastifiant liquide à 23 C (ou huile d'extension), qu'il soit de nature
aromatique ou
non-aromatique, connu pour ses propriétés plastifiantes vis-à-vis
d'élastomères
diéniques, est utilisable. A température ambiante (23 C), ces plastifiants ou
ces huiles,
plus ou moins visqueux, sont des liquides (c'est-à-dire, pour rappel, des
substances ayant
la capacité de prendre à terme la forme de leur contenant), par opposition
notamment
aux résines plastifiantes hydrocarbonées qui sont par nature solides à
température
ambiante.
Conviennent particulièrement les plastifiants liquides à 23 C choisis dans le
groupe
comprenant ou constitué par les polymères diéniques liquides, les huiles
polyoléfiniques,
les huiles naphténiques, les huiles paraffiniques, les huiles DAE, les huiles
MES (Medium
Extracted Solvates), les huiles TDAE (Treated Distillate Aromatic Extracts),
les huiles RAE
(Residual Aromatic Extract oils), les huiles TRAE (Treated Residual Aromatic
Extract) et les
huiles SRAE (Safety Residual Aromatic Extract oils), les huiles minérales, les
huiles
.. végétales, les plastifiants éthers, les plastifiants esters, les
plastifiants phosphates, les
plastifiants sulfonates et les mélanges de ces plastifiants liquide à 23 C.
Par exemple, le plastifiant liquide à 23 C peut être une huile de pétrole, de
préférence
non aromatique. Un plastifiant liquide est qualifié de non aromatique dès lors
qu'il
présente une teneur en composés aromatiques polycycliques, déterminé avec
l'extrait
dans du DMSO selon la méthode IP 346, de moins de 3 % en poids, par rapport au
poids
total du plastifiant.
Le plastifiant liquide à 23 C peut également être un polymère liquide issus de
la
polymérisation d'oléfines ou de diènes, comme les polybutènes, les polydiènes,
en
particulier les polybutadiènes, les polyisoprènes (connus également sous
l'appellation
LIR ) ou les copolymères de butadiène et d'isoprène, ou encore les
copolymères de
butadiène ou d'isoprène et de styrène ou les mélanges de ces polymères
liquides. La
masse molaire moyenne en nombre de tels polymères liquides est comprise
préférentiellement dans un domaine allant de 500 g/mol à 50 000 g/mol,

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préférentiellement de 1 000 g/mol à 10 000 g/mol. A titre d'exemple peuvent
être cités
les produits RICON de SARTOMER.
Lorsque le plastifiant liquide à 23 C est une huile végétale, il peut s'agir
par exemple
d'une huile choisie dans le groupe comprenant ou constitué par les huiles de
lin,
carthame, soja, maïs, coton, navette, ricin, abrasin, pin, tournesol, palme,
olive, noix de
coco, arachide, pépin de raisin et les mélanges de ces huiles. L'huile
végétale est
préférentiellement riche en acide oléique, c'est-à-dire que l'acide gras (ou
l'ensemble des
acides gras si plusieurs sont présents) dont elle dérive, comporte de l'acide
oléique selon
une fraction massique au moins égale à 60%, encore plus préférentiellement
selon une
fraction massique au moins égale à 70%. A titre d'huile végétale, est utilisée

avantageusement une huile de tournesol qui est telle que l'ensemble des acides
gras dont
elle dérive comprend l'acide oléique selon une fraction massique égale ou
supérieure à
60%, de préférence à 70% et, selon un mode particulièrement avantageux de
réalisation
de l'invention, selon une fraction massique égale ou supérieure à 80%.
Le plastifiant liquide à 23 C peut être un triester choisi dans le groupe
constitué par les
triesters d'acide carboxylique, d'acide phosphorique, d'acide sulfonique et
les mélanges
de ces triesters.
A titre d'exemple de plastifiants phosphates, on peut citer ceux qui
contiennent entre 12
et 30 atomes de carbone, par exemple le trioctyle phosphate. A titre
d'exemples de
plastifiants esters d'acide carboxylique, on peut citer notamment les composés
choisis
dans le groupe constitué par les trimellitates, les pyromellitates, les
phtalates, les 1,2-
cyclohexane dicarboxylates, les adipates, les azélates, les sébaçates, les
triesters de
glycérol et les mélanges de ces composés. Parmi les triesters ci-dessus, on
peut citer
notamment des triesters de glycérol, de préférence constitués majoritairement
(pour plus
de 50 %, plus préférentiellement pour plus de 80 % en poids) d'un acide gras
insaturé en
C18, c'est-à-dire choisi dans le groupe constitué par l'acide oléique, l'acide
linoléique,
l'acide linolénique et les mélanges de ces acides. Le triester de glycérol est
préféré. Plus
préférentiellement, qu'il soit d'origine synthétique ou naturelle (cas par
exemple d'huiles
végétales de tournesol ou de colza), l'acide gras utilisé est constitué pour
plus de 50% en
poids, plus préférentiellement encore pour plus de 80% en poids d'acide
oléique. De tels
triesters (trioléates) à fort taux d'acide oléique sont bien connus, ils ont
été décrits par
exemple dans la demande WO 02/088238, à titre d'agents plastifiants dans des
bandes de
roulement pour pneumatiques.
Lorsque le plastifiant liquide à 23 C est un plastifiant éther, il peut s'agir
par exemple de
polyéthylène glycol ou de polypropylène glycol.

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Le plastifiant liquide à 23 C peut être choisi dans le groupe comprenant ou
constitué par
les huiles MES, les huiles TDAE, les huiles naphténiques, les huiles végétales
et les
mélanges de ces les mélanges de ces plastifiants liquide à 23 C.
5 II-5 Additifs divers
Les compositions de caoutchouc de la couche interne du pneumatique selon
l'invention
peuvent comporter également tout ou partie des additifs usuels, connus de
l'homme de
l'art et habituellement utilisés dans les compositions de caoutchouc pour
pneumatiques,
en particulier de couches internes, des charges (autres que celles précitées,
par exemple
10 des charges non-renforçantes), des pigments, des agents de protection
tels que cires anti-
ozone, anti-ozonants chimiques, anti-oxydants, des agents anti-fatigue.
Il-6 Préparation des compositions de caoutchouc
La composition de caoutchouc conforme à l'invention est fabriquée dans des
mélangeurs
15 appropriés, en utilisant deux phases de préparation successives bien
connues de l'homme
du métier :
- une première phase de travail ou malaxage thermomécanique (phase dite non-
productive ), qui peut être conduite en une seule étape thermomécanique au
cours de laquelle on introduit, dans un mélangeur approprié tel qu'un
mélangeur
interne usuel (par exemple de type 'Banbury'), tous les constituants
nécessaires,
notamment la matrice élastomérique, les charges, les plastifiants, les
éventuels
autres additifs divers, à l'exception du système de réticulation.
L'incorporation de
la charge à l'élastomère peut être réalisée en une ou plusieurs fois en
malaxant
thermomécaniquement. Dans le cas où la charge, en particulier le noir de
carbone,
est déjà incorporée en totalité ou en partie à l'élastomère sous la forme d'un
masterbatch comme cela est décrit par exemple dans les demandes WO 97/36724
ou WO 99/16600, c'est le masterbatch qui est directement malaxé et le cas
échéant on incorpore les autres élastomères ou charges présents dans la
composition qui ne sont pas sous la forme de masterbatch, ainsi que les
éventuels
autres additifs divers autres que le système de réticulation.
La phase non-productive est réalisée à haute température, jusqu'à une
température maximale comprise entre 110 C et 200 C, de préférence entre 130 C
et 185 C, pendant une durée généralement comprise entre 2 et 10 minutes.
- une seconde phase de travail mécanique (phase dite productive ), qui est
réalisée dans un mélangeur externe tel qu'un mélangeur à cylindres, après
refroidissement du mélange obtenu au cours de la première phase non-productive

jusqu'à une plus basse température, typiquement inférieure à 120 C, par
exemple
entre 40 C et 100 C. On incorpore alors le système de réticulation, et le tout
est
alors mélangé pendant quelques minutes, par exemple entre 5 et 15 min.

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La composition finale ainsi obtenue est ensuite calandrée par exemple sous la
forme
d'une feuille ou d'une plaque, notamment pour une caractérisation au
laboratoire, ou
encore extrudée sous la forme d'un semi-fini (ou profilé) de caoutchouc
utilisable par
exemple comme couche interne de pneumatique pour véhicule agricole.
La composition peut être soit à l'état cru (avant réticulation ou
vulcanisation), soit à l'état
cuit (après réticulation ou vulcanisation), peut être un produit semi-fini qui
peut être
utilisé dans un pneumatique.
La cuisson peut être conduite, de manière connue de l'homme du métier, à une
température généralement comprise entre 130 C et 200 C, sous pression, pendant
un
temps suffisant qui peut varier par exemple entre 5 et 90 min en fonction
notamment de
la température de cuisson, du système de réticulation adopté, de la cinétique
de
réticulation de la composition considérée ou encore de la taille du
pneumatique.
Il-7 Pneumatique
La présente invention peut être appliquée à tout type de pneumatique. Le
pneumatique
selon l'invention peut être destiné à équiper des véhicules à moteur de type
tourisme,
SUV ("Sport Utility Vehicles"), ou deux roues (notamment motos), ou avions, ou
encore
des véhicules industriels choisis parmi camionnettes, Poids-lourd ¨ c'est-
à-dire métro,
bus, engins de transport routier (camions, tracteurs, remorques), véhicules
hors-la-route
tels qu'engins agricoles ou de génie civil ¨, et autres.
Toutefois la composition de la couche interne du pneumatique selon l'invention
est
particulièrement bien adaptée aux pneumatiques de grande dimension. Ainsi, de
manière
avantageuse, le pneumatique selon l'invention est un pneumatique de véhicule
agricole
ou de génie civil, de préférence de véhicule agricole.
Les pneumatiques de véhicule agricole ou de génie civil, en particulier de
véhicule
agricole, se caractérisent notamment par leur diamètre important, allant
généralement
de 20 à 63 pouces, de préférence de 28 à 54 pouces, de préférence encore de 36
à 42
pouces.
En outre, leur bande de roulement peut avoir un ou plusieurs rainures dont la
profondeur
moyenne va de 15 à 120 mm, de préférence 65 à 120 mm. Par ailleurs, le taux
moyen de
creux volumique sur l'ensemble de leur bande de roulement peut être compris
dans un
domaine allant de 5 à 40 %, de préférence de de 5 à 25 %.
Des pneumatiques de véhicules agricoles, dans lesquels la composition de la
couche
interne du pneumatique selon l'invention peut et remise en oeuvre sont
notamment
décrits dans le document WO 2017/60633.

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La couche interne du pneumatique selon l'invention peut avantageusement être
choisie
dans le groupe constitué par la partie radialement intérieure de la bande de
roulement, la
sous-couche de bande de roulement, les couches de découplage, les gommes de
bordure,
et les combinaisons de ces couches internes. Avantageusement, la couche
interne du
pneumatique selon l'invention est une partie radialement intérieure de la
bande de
roulement. Comme indiqué précédemment, les couches internes selon l'invention
sont
des parties du pneumatique qui ne sont pas amenées à être en contact avec le
sol.
III- EXEMPLES
111-1 Mesures et test utilisés
Propriétés dynamiques :
Les propriétés dynamiques G*(10%) et tan(8)max à 60 C sont mesurées sur un
viscoanalyseur (Metravib VA4000), selon la norme ASTM D 5992-96. On enregistre
la
.. réponse d'un échantillon de composition réticulée (éprouvette cylindrique
de 4 mm
d'épaisseur et de 400 mm2 de section), soumis à une sollicitation sinusoïdale
en
cisaillement simple alterné, à la fréquence de 10Hz, dans les conditions
définies de
température par exemple à 60 C selon la norme ASTM D 1349-99, ou selon les cas
à une
température différente. On effectue un balayage en amplitude de déformation de
0,1 à
50% (cycle aller), puis de 50% à 0,1% (cycle retour). Les résultats exploités
sont le module
complexe de cisaillement dynamique G* et le facteur de perte tan(). Pour le
cycle retour,
on indique la valeur maximale de tan(8) observée, noté tan(8)max, ainsi que le
module
complexe de cisaillement dynamique G*(10%) à 10% de déformation, à 60 C.
Les résultats de tan(8)max à 60 C sont exprimés en base 100, la valeur 100
étant attribuée
au témoin. Un résultat inférieur à 100 indique que la composition de l'exemple
considéré
est moins hystérétique à 60 C, traduisant une réduction de la dissipation
thermique ainsi
qu'une moindre résistance au roulement de la couche interne comportant une
telle
composition.
Les résultats G*(10%) à 60 C sont exprimés en base 100, la valeur 100 étant
attribuée au
témoin. Un résultat supérieur à 100 indique que la composition de l'exemple
considéré
présente une rigidité plus importante.
111-2 Préparation des compositions
Dans les exemples qui suivent, les compositions caoutchouteuses ont été
réalisées
comme décrit au point 11.6 ci-dessus. En particulier, la phase non-
productive a été
réalisée dans un mélangeur de 0,4 litres pendant 3,5 minutes, pour une vitesse
moyenne
de palettes de 50 tours par minutes jusqu'à atteindre une température maximale
de
tombée de 165 C. La phase productive> a été réalisée dans un outil à
cylindre à 23 C
pendant 5 minutes.

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III-3 Essais de compositions de caoutchouc
Dans cet exemple, on a comparé différentes propriété d'une composition de
couche
interne conforme à l'invention (Cl) utilisable dans une couche interne de
pneumatique
agricole par rapport à celles d'une composition témoin (T) qui correspond à
une
composition classiquement utilisée en couche interne de pneumatique agricole.
Les
teneurs (en pce) des composants de ces compositions et les propriétés obtenues
sont
présentées dans le tableau 1 ci-dessous.
Cl
NR (a) 20
BR (b) 30
SBR1 (c) 50
SBR2 (d) 50
SBR3 (e) 50
N347 (f) 67
N220 (g) 50
Cire anti-ozone (h) 2 2
Antioxydant (i) 3 3
Huile (j) 10
Résine plastifiante(k) 4
Acide stéarique (I) 1 1
Soufre 1,5 1,5
Accélérateur (m) 1,5 1,5
ZnO (n) 1,5 1,5
Propriétés
tan(8)max à 60 C 100 50
G*(10%) à 60 C 100 100
(a) Caoutchouc naturel
(b) Polybutadiène néodyme 98% 1,4 cis ¨Tg = -108 C
(c) SBR 1 : SBR Emulsion de Tg -48 C, %Styrène 22, % Vinyl 14, % Trans 70
(d) SBR 2 : SBR Solution de Tg -48 C, %Styrène 26,5, % Vinyl 24, %Trans 50
(e) SBR 3 : SBR Solution couplé étain de Tg -65 C, %Styrène 15,5, % Vinyl 35,
%Trans 48
(f) Noir de carbone N347 (dénomination selon la norme ASTM D-1765)
(g) Noir de carbone N220 (dénomination selon la norme ASTM D-1765)
(h) Cire anti-ozone VARAZON 4959 de la société Sasol Wax
(i) N-(1,3-diméthylbuty1)-N'-phényl-p-phénylènediamine Santoflex 6-PPD de
la société Flexsys
(j) Huile MES Catenex SNR de la société Shell
(k) Résine aliphatique/aromatique C5/C9 Escorez 2173 de société EXXON (Mn
810 g/mol)
(1) Stéarine Pristerene 4931 de la société Uniqema
(m) N-ter-buty1-2-benzothiazyle sulfénamide Santocure TBBS de la société
Flexsys
(n) Oxyde de zinc (grade industriel ¨ société Umicore)

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Ces résultats montrent que la composition conforme à l'invention présente une
hystérèse
deux fois moins importante que la composition témoin sans dégrader la
rigidité. Les
compositions conformes à l'invention présentent donc une résistance au
roulement
améliorée et permettent de réduire la dissipation thermique. Les pneumatiques
conformes à l'invention, en particulier les pneumatiques de grandes dimensions
tels que
des pneumatiques pour véhicules agricole présentent une endurance améliorée ou
sont
aptes à être soumis à des charges plus importantes et/ou rouler à des vitesses
plus
importantes.

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Description 2020-05-01 19 950
Patent Cooperation Treaty (PCT) 2020-05-01 1 43
Patent Cooperation Treaty (PCT) 2020-05-01 1 75
International Search Report 2020-05-01 4 124
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Cover Page 2020-06-26 1 30
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