Brevet FR2611210A1 — publié le 19880826

La présente invention concerne un pneumatique de véhicule sans chambre à air, comportant une carcasse à un ou plusieurs plis, notamment une carcasse radiale, qui est recouverte intérieurement par une couche de caout- chouc, qui se compose d'un élastomère réticulable de grande imperméabilité aux gaz. Ces pneumatiques de véhicules sont pourvus sur le côté intérieur de la carcasse, quand ils sont uti- lisés comme pneumatiques de voitures de tourisme, d'une couche intérieure à un ou deux plis, peu perméable au gaz alors que, quand ils sont utilisés comme pneumatiques de camions, ils sont pourvus d'une couche intermédiaire for- mée d'un mélange caoutchouté de carcasse et d'une couche intérieure peu perméable aux gaz, le mélange caoutchouté se composant d'un élastomère réticulable ayant une imper- méabilité aux gaz relativement grande. Des mélanges caoutchoutés confirmés et connus pour une telle couche intérieure se composent de caout- chouc butyle ou halobutyle. Le coefficient de perméabilité typique pour l'azote conformément à DIN 53 536 s'élève pour un caoutchouc halobutyle à 100% à environ 1,lxlO -17mpa Une telle couche intérieure doit garantir que l'air comprimé se trouve et soit-maintenu en permanence dans le pneumatique de véhicule à la pression de gonflage nécessaire--et au volume requis. Cependant, au bout d'une période assez longue, il se produit toujours une diffusion d'une petite quantité d'air. Les inconvénients du caoutchouc butyle connu consiste dans sa difficulté de mise en oeuvre, dans le coat relativement élevé des matières premières et dans le risque d'endommagement par adhérence, lorsque des résidus du mélange de caoutchouc butyle dans des machines de mise en oeuvre encrassent ce qu'on appelle des mélanges de caoutchouc adhérant. Un autre inconvénient important du caoutchouc butyle consiste en ce qu'il ne convient pas pour la réticulation par un procédé d'irradiation, car alors le caoutchouc butyle se décompose ou a tendance à se décomposer. L'invention a pour but d'améliorer un pneu- matique de véhicule sans chambre à air en relation avec un mélange de caoutchouc approprié pour la couche inté- rieure. D'après l'article de K. H. Nordsiek "Spezialkautschuke auf Basis von 1,2 - und 3,4-Polydienen", paru dans la revue "Kautschuk + Gummi Kunststoffe", 37ème Année, Publication 12/82, pages 1032 à 1038, notamment pages 1036/1037 se rapportant à la propriété de diffusion d'une couche d'arrêt élastique, il est précisé d'après la Figure 16 que du polyisoprène avec augmentation d'addition 3,4 (1,2) est peu perméable à l'air. Il est en outre connu d'après DE-A 33 10 118 des mélanges de caoutchouc intégral qui concernent des polyisoprènes qui ont été obtenus par polymérisation 1,2 et 3,4 de diènes et qui concernent des copolymérisats d'isoprène/styrène qui ont été obtenus par polymérisation 1,2 et 3,4 des dières et copolymérisation statique de styrène, pour les utiliser en vue d'assurer une étanchéité aux gaz, par exemple sous la forme d'une couche intérieure d'un pneumatique sans chambre. Un tel mélange caoutchouté présente un incon- vénient par le fait que l'imperméabilité aux gaz augmente, à des températures élevées, par exemple sous l'effet d'un échauffement du pneumatique en cours de marche, considé- rablement plus que c'est le cas pour des mélanges de caoutchouc butyle typiques utilisés. La perméabilité aux gaz, défavorable aux températures élevées, est dangereuse pour les pneumatiques et est par conséquent à éviter. L'invention a pour but de créer un mélange de caoutchouc ayant une grande imperméabilité aux gaz pour la couche intérieure du pneumatique, tout en étant d'une part facile à mettre en oeuvre et peu coûteuse et en n'exerçant pas de perturbation lors d'une combinaison possible avec d'autres constituants du mélange et pour laquelle d'autre part l'imperméabilité aux gaz aux tem- pératures élevées augmente moins fortement et n'a pas d'effet perturbateur sur le pneumatique, tout en pouvant en outre être vulcanisée par un procédé d'irradiation, sans qu'il se produise des dommages par décomposition. Pour résoudre le problème, il est proposé selon l'invention que la couche intérieure d'un pneuma- tique de vahicule sans chambre se compose d'un mélange de caoutchouc contenant jusqu'à 100 parties d'un polyiso- prène de synthèse avecune proportion élevée,de plus de 60%, en structure3,4, ainsi que 10 à 80 parties d'une charge de renforcement et 10 à 50 parties d'un plastifiant. En outre, on utilise des agents classiques de protection contre le vieillissement et des auxiliaires de traitement, comme nar exemple des résines adhésives. Le mélange de caoutchouc peut être réticulé et/ou pré- réticulé par irradiation électronique. La perméabilité aux gaz d'un tel mélange de caoutchouc contenant du polyisoprène-3,4 est analogue à celle des mélanges de caoutchouc halobutyle à 100% qui sont utilisés dans les couches intérieures de pneumatique de véhicule sans chambre. Les avantages du mélange de caout- chouc conforme à l'invention par rapport aux mélanges de couche intérieure connus consistent, d'une part, dans la bonne aptitude de mise en oeuvre et, d'autre part, dans la réticulation ou la pré-réticulation possible par des rayons électroniques. D'autre part, en utilisant un mélange de caout- chouc conforme à l'invention comme couche intérieure, il est possible de réaliser les pneumatiques de véhicules sans chambre à air pour camions sans ou avec une couche intermédiaire relativement faible entre la carcasse et la couche intérieure. Le mélange de caoutchouc proposé a peu d'influence dans le sens d'une diminution de l'adhérence du caoutchouc sur un cable en acier, comme cela est connu pour des mélanges de caoutchouc butyle. Cela est également la raison pour laquelle des pneumatiques pour camions sont pourvus d'une couche intermédiaire formée d'un mélange d'adhérence, qui est par exemple prévu pour la gomme de carcasse. Le mélange caoutchouté contenant du polyisoprène-3,4 peut être mis en oeuvre d'une façon tout à fait comparable à celle d'un caoutchouc naturel et en conséquence cela pose peu de problèmes en ce qui concerne la technique opératoire. L'utilisation du nouveau mélange de caoutchouc permet en outre de réduire le coût car les frais en ma- tières premières sont plus favorables que pour des ma- tières butylées comparables pour la couche intérieure et du fait que l'épaisseur de la couche intérieure peut être réduite par utilisation du nouveau mélange caoutchouté. En outre, des encrassements de ce qu'on appelle des mélanges de caoutchouc d'adhérence, notamment ceux qui sont utilisés pour la gomme des carcasses et des ceintures de renforcement, avec des résidus de mise en oeuvre du nouveau mélange de caoutchouc contenant du polyisoprène-3,4, sont absolument sans influence pertur- batrice, auquel cas en outre une combinaison par fusion n'est pas dangereuse. La diminution d'adhérence est pratiquement faible ou négligeable. La mise en oeuvre d'un ensemble composite qui se compose d'une couche intérieure et d'une couche intermédiaire, tel que celui prévu dans des carcasses de pneumatiques de camions, ne pose pas de problème car, avec un tel ensemble compo- site, on n'a pas à séparer les couches l'une de l'autre car le contact entre les matériaux des couches n'est pas dangereux. Le nouveau mélange de caoutchouc contenant un polyisoprène de synthèse avec un pourcentage accru en structure-3,4 possède la propriété que la perméabilité aux gaz à des températures élevées, telles que celles se produisant en cours d'utilisation du pneumatique, augmente peu et est ainsi comparable dans une large mesure avec des mélanges butylés dont les inconvénients sont cependant évités. Un avantage important obtenu avec le mélange de caoutchouc conforme à l'invention consiste en ce qu'il est réticulable ou pré-réticulable par rayonnement. Le nouveau mélange caoutchouté ne se décompose pas sous l'action des rayons électroniques, comem c'est le cas avec le mélange butylé, et il ne présente également aucune tendance à la décomposition. Le procédé d'irradiation électronique cf. à cet égard B. Slade, Elastomerics, 117(11) 34, 1985, est utilisé pour augmenter la rigidité de demi-produits et par conséquent pour améliorer l'aptitude de mise en oeuvre. Des mélanges butylés réagissent à une irradiation par diminution de la viscosité de Mooney alors que, par contre, la viscosité du mélange caoutchouté conforme à l'invention augmente lors d'un traitement par des rayons électroniques. Le mélange de caoutchouc contenant un poly- isoprène de synthèse avec augmentation de la proportion de structure-3,4 peut également être réticulé en utilisant des systèmes accélérateurs au soufre connu ou des peroxy- des. L'invention va être expliquée dans la suite à l'aide d'un exemple de réalisation: Composition (100 parties par 100 parties -____ _ de caoutchouc) Polyisoprène de synthèse (IR) avec proportion de structure- 3,4 50 phr Caoutchouc de chlorbutyle 50 phr Renforcement avec noir de fumée N 660 60 phr Oxyde de Zinc (ZnO) 3 phr Acide stéarique 2 phr Huile plastifiante l0 phr Accélérateur-sulfénamide I phr Soufre 1 phr Le vulcanisat réticulé ayant cette composition possède les propriétés physiques suivantes: La dureté, mesûrée en unités Shore A, s'élève à 50, le module d'élasticité M 300 s'élève à 3,5 MPa, l'allongement à la rupture est supérieur à 600 et la résistance est supérieure à 10 MPa. Le coefficient de perméabilité pour l'azote conformément à DIN 53 536 s'élève à 1,2. 10 17 m2 S.Pa Ce coefficient de perméabilité est comparable à celui d'un mélange analogue qui contient 100% d'halobutyle. Le vulcanisat formé d'un mélange de caoutchouc qui con- tient un polyisoprène de synthèse avec augmentation de la proportion de structure-3,4, est utilisable avantageusement sous la forme d'une couche intérieure peu perméable aux gaz pour des pneumatiques sans chambre, ayant les propriétés physiques indiquées ci-dessus. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés; elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applica- tions envisagées et sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. C'est ainsi que l'on peut utiliser, comme charges de renfor- cement un noir de fumée-GPF ou de l'acide silicique actif ou bien une charge d'origine minérale ou bien des combinaisons des charges préci- tées. 261 1210 REVENDICATIONS 1. Pneumatique de véhicule sans chambre à air, comportant une carcasse à un ou plusieurs plis, notamment une carcasse radiale, qui est recouverte intérieurement par une couche de caoutchouc, qui se compose d'un élastomère réticulable de grande imperméabilité aux gaz, caractérisé en ce que la couche intérieure est constituée d'un mélange de caoutchouc qui contient jusqu'à 100 parties d'un polyisoprène de synthèse avec une proportion élevée de plus de 60 % en structure-3,4, ainsi que 10 à 80 par- ties d'une charge de renforcement etil0 à 50 parties d'un plastifiant, et qui peut être réticulée par irradiation électronique. 2. Pneumatique de véhicule sans chambre à air selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mélange decaoutchouc est pré-réticulable par irradiation électro- nique. 3. Pneumatique de véhicule sans chambre à air selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on utilise comme charges de renforcement un noir de fumée-GPF ou de l'acide silicique actif ou bien une charge d'origine minérale ou bien des combinaisons des charges précitées.