PNEUMATIQUE POURVU D'UN FLANC EXTERNE A BASE D'UNE COMPOSITION COMPRENANT DU NOIR DE CARBONE DE PYROLYSE

DOMAINE DE L’INVENTION

La présente invention est relative aux bandages pneumatiques et plus particulièrement aux flancs externes de pneumatiques, c'est-à-dire, par définition, aux couches élastomériques situées radialement à l'extérieur du pneumatique, qui sont en contact avec l'air ambiant.

ARRIERE PLAN TECHNOLOGIQUE

Au sein d’un pneumatique, on distingue classiquement trois zones : la zone radialement extérieure et en contact avec l'air ambiant ; la zone radialement intérieure et en contact avec le gaz de gonflage ; la zone interne du pneumatique.

La zone radialement extérieure et en contact avec l'air ambiant est 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 est généralement constituée par la couche étanche aux gaz de gonflage, parfois appelée gomme intérieure (« inner liner » en anglais).

La zone interne du pneumatique est 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.

Il est important pour les performances du pneumatique que la zone du flanc externe présente de bonnes performances en termes de résistance au roulement. De bonnes performances en termes de résistance au roulement peuvent être obtenues en baissant le taux de charge des compositions de caoutchouc et en utilisant majoritairement de la silice. Cependant, il a été observé que la baisse du taux de charge dans les compositions de caoutchouc conduisait à des problèmes de processabilité des compositions, en particulier à des gonflements non maîtrisables des compositions les rendant inadaptées pour une utilisation dans les équipements industriels communément employés pour la fabrication de pneumatiques.

Ainsi, un besoin demeure pour la mise à disposition de compositions présentant à la fois une bonne processabilité et présentant à l’état cuit de bonnes performances, en particulier en termes de résistance au roulement, et qui avantageusement répondent à un besoin de plus en plus présent de limiter l’impact environnemental de la fabrication et de l’utilisation des pneumatiques.

BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION

La présente invention porte sur un pneumatique pourvu d'un flanc externe, le flanc externe comprenant au moins une composition de caoutchouc à base de :

- au moins un élastomère ;

- 16 à 20% en volume, par rapport au volume total de la composition, de charges renforçantes ; et

- un système de réticulation ; les charges renforçantes comprenant : de 6 à 16%, de préférence de 6 à 11 %, en volume, par rapport au volume total de la composition, de charges renforçantes sélectionnées dans le groupe constitué par les charges inorganiques renforçantes, les noirs de carbone ayant une surface spécifique CTAB supérieure ou égale à 90 m ² /g et les mélanges de charges inorganiques renforçantes et de noirs de carbone ayant une surface spécifique CTAB supérieure ou égale à 90 m ² /g dans lesquels la charge inorganique renforçante est majoritaire en masse ; des noirs de carbone de pyrolyse en quantité suffisante pour atteindre un volume de charges renforçantes dans la composition allant de 16% à 20% par rapport au volume total de la composition.

D’autres aspects de l’invention sont tels que décrits ci-dessous et dans les revendications.

DEFINITIONS

Par l'expression "composition à base de", il faut entendre une composition comportant le mélange et/ou le produit de réaction in situ des différents constituants utilisés, certains de ces constituants pouvant réagir et/ou étant destinés à réagir entre eux, au moins partiellement, lors des différentes phases de fabrication de la composition ; la composition pouvant ainsi être à l’état totalement ou partiellement réticulé ou à l’état non-réticulé.

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, les deux termes étant synonymes.

Dans la présente, sauf indication expresse différente, tous les pourcentages (%) indiqués sont des pourcentages (%) en masse.

Par « majoritairement » ou « à titre majoritaire », on entend au sens de la présente invention, que le 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. En d’autres termes, la masse de ce composé représente au moins 51% de la masse totale des composés du même type dans la composition. A titre d’exemple, dans un système comprenant un seul élastomère, celui- ci est majoritaire au sens de la présente invention ; et dans un système comprenant deux élastomères, l’élastomère majoritaire représente plus de la moitié de la masse totale des élastomères, autrement dit la masse de cet élastomère représente au moins 51% de la masse totale des élastomères. De la même manière, une charge dite majoritaire est celle représentant la plus grande masse parmi les charges de la composition. En d’autres termes, la masse de cette charge représente au moins 51% de la masse totale des charges dans la composition.

D'autre part, tout intervalle de valeurs désigné par l'expression "entre a et b" 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 b" 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 décrit un intervalle de valeurs par l’expression "de a à b", on décrit également et préférentiellement l’intervalle représenté par l’expression "entre a et b".

L’expression « radial » se réfère à un rayon du pneumatique. C’est dans ce sens qu’on dit d’un point P1 qu’il est « radialement intérieur » à un point P2 (ou « radialement à l’intérieur » du point P2) s’il est plus près de l’axe de rotation du pneumatique que le point P2. Inversement, un point P3 est dit « radialement extérieur à » un point P4 (ou « radialement à l’extérieur » du point P4) s’il est plus éloigné de l’axe de rotation du pneumatique que le point P4. On dira qu’on avance « radialement vers l’intérieur (ou l’extérieur) » lorsqu’on avance en direction des rayons plus petits (ou plus grands). Lorsqu’il est question de distances radiales, ce sens du terme s’applique également.

Par « coupe radiale » ou « section radiale » on entend ici une coupe ou une section selon un plan qui contient l’axe de rotation du pneumatique.

Une direction « axiale » est une direction parallèle à l’axe de rotation du pneumatique. Un point P5 est dit « axialement intérieur » à un point P6 (ou « axialement à l’intérieur » du point P6) s’il est plus près du plan médian du pneumatique que le point P6. Inversement, un point P7 est dit « axialement extérieur à » un point P8 (ou « axialement à l’extérieur » du point P8) s’il est plus éloigné du plan médian du pneumatique que le point P8. Le « plan médian » du pneumatique est le plan qui est perpendiculaire à l’axe de rotation du pneumatique et qui se situe à équidistance des structures annulaires de renforcement de chaque bourrelet.

Une direction « circonférentielle » est une direction qui est perpendiculaire à la fois à un rayon du pneumatique et à la direction axiale.

Les composés comprenant du carbone 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.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION

Les inventeurs ont mis au point des compositions de caoutchouc répondant aux besoins exprimés. Il a été mis en évidence que l’addition de noir de carbone de pyrolyse dans une composition de caoutchouc permet d’augmenter le taux de charges dans la composition, et donc de favoriser sa processabilité, sans pénaliser les performances de la composition.

Ainsi, la présente invention porte sur un pneumatique pourvu d'un flanc externe, le flanc externe comprenant au moins une composition de caoutchouc à base de :

- au moins un élastomère ;

- 16 à 20% en volume, par rapport au volume total de la composition, de charges renforçantes ; et

- un système de réticulation ; les charges renforçantes comprenant : de 6 à 16%, de préférence de 6 à 11 %, en volume, par rapport au volume total de la composition, de charges renforçantes sélectionnées dans le groupe constitué par les charges inorganiques renforçantes (de préférence la silice), les noirs de carbone ayant une surface spécifique CTAB supérieure ou égale à 90 m ² /g et les mélanges de charges inorganiques renforçantes (de préférence la silice) et de noirs de carbone ayant une surface spécifique CTAB supérieure ou égale à 90 m ² /g dans lesquels la charge inorganique renforçante (de préférence la silice) est majoritaire en masse ; des noirs de carbone de pyrolyse en quantité suffisante pour atteindre un volume de charges renforçantes dans la composition allant de 16% à 20% par rapport au volume total de la composition.

La composition de caoutchouc peut en outre comprendre des additifs et agents de mise en oeuvre usuels.

Les différents constituants de la composition de caoutchouc peuvent être tels que décrits ci-dessous.

Elastomère

La composition utile dans le cadre de la présente invention est à base d’au moins un élastomère (ou indistinctement caoutchouc).

L’élastomère peut être choisi dans le groupe constitué par les élastomères diéniques et les mélanges de ces derniers.

Par élastomère « diénique », qu’il soit naturel ou synthétique, doit être compris de manière connue un élastomère constitué au moins en partie (i.e., un homopolymère ou un copolymère) d’unités monomères diènes (monomères porteurs de deux doubles liaisons carbone-carbone, conjuguées ou non).

Ces 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 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%).

On entend particulièrement par élastomère diénique susceptible d'être utilisé : (a) - tout homopolymère obtenu par polymérisation d’un monomère diène, conjugué ou non, ayant de 4 à 18 atomes de carbone ;

(b) - tout copolymère obtenu par copolymérisation d'un diène, conjugué ou non, ayant de 4 à 18 atomes de carbone et d’au moins un autre monomère.

L’autre monomère peut être l’éthylène, une oléfine ou un diène, conjugué ou non.

A titre de diènes conjugués conviennent les diènes conjugués ayant de 4 à 12 atomes de carbone, en particulier les 1 ,3-diènes, tels que notamment le 1 ,3-butadiène et l’isoprène.

A titre d’oléfines conviennent les composés vinylaromatiques ayant de 8 à 20 atomes de carbone et les a-monooléfines aliphatiques ayant de 3 à 12 atomes de carbone.

A titre de composés vinylaromatiques conviennent par exemple le styrène, l'ortho-, méta- , para-méthylstyrène, le mélange commercial "vinyle-toluène", le para-tertiobutylstyrène. A titre d’a-monooléfines aliphatiques conviennent notamment les a-monooléfines aliphatiques acycliques ayant de 3 à 18 atomes de carbone.

Plus particulièrement, l’élastomère diénique susceptible d'être utilisé dans les compositions peut être :

(a’) - tout homopolymère obtenu par polymérisation d’un monomère diène conjugué ayant de 4 à 12 atomes de carbone ;

(b’) - tout copolymère obtenu par copolymérisation d'un ou plusieurs diènes conjugués entre eux ou avec un ou plusieurs composés vinylaromatiques ayant de 8 à 20 atomes de carbone ;

(c’) - tout copolymère obtenu par copolymérisation d’un ou plusieurs diènes, conjugués ou non, avec l’éthylène, une a-monooléfine ou leur mélange, comme par exemple les élastomères obtenus à partir d’éthylène, de propylène avec un monomère diène non conjugué du type précité.

Préférentiellement, l'élastomère diénique est choisi dans le groupe constitué par les polybutadiènes (BR), le caoutchouc naturel (NR), les polyisoprènes de synthèse (IR), les copolymères de butadiène, les copolymères d'isoprène, et les mélanges de ces élastomères. Les copolymères de butadiène sont particulièrement choisis dans le groupe constitué par les copolymères de butadiène-styrène (SBR).

L’élastomère diénique peut être modifié, c’est à dire soit couplé et/ou étoilé, soit fonctionnalisé, soit couplé et/ou étoilé et simultanément fonctionnalisé.

Ainsi, l’élastomère diénique peut être couplé et/ou étoilé, par exemple au moyen d’un atome silicium ou d’étain qui lie entre elles les chaînes élastomères. L’élastomère diénique peut être simultanément ou alternativement fonctionnalisé et comprendre au moins un groupe fonctionnel. Par groupe fonctionnel, on entend un groupe comprenant au moins un hétéroatome choisi parmi Si, N, S, O, P. Conviennent particulièrement à titre de groupes fonctionnels ceux comprenant au moins une fonction telle que : le silanol, un alcoxysilane, une amine primaire, secondaire ou tertiaire, cyclique ou non, un thiol, un époxyde.

La composition de caoutchouc utile dans le cadre de l'invention peut contenir un seul élastomère diénique ou un mélange de plusieurs élastomères diéniques.

Dans certains modes de réalisation, la composition de caoutchouc utile dans le cadre de l'invention comprend un ou plusieurs élastomères, elle peut ainsi comprendre de 25 à 100 pce de caoutchouc naturel et de 0 à 75 pce d’au moins un polybutadiène, de préférence de 35 à 75 pce de caoutchouc naturel et de 25 à 65 pce d’au moins polybutadiène.

Dans certains modes de réalisation, la composition de caoutchouc utile dans le cadre de l'invention comprend, à titre d’élastomère, un mélange de caoutchouc naturel (NR) et d’au moins un polybutadiène (BR). De manière préférée, le mélange est constitué de 50 pce de caoutchouc naturel (NR) et de 50 pce de polybutadiène (BR).

La composition utile dans le cadre de la présente invention comprend des charges renforçantes. Les charges renforçantes représentent de 16 à 20% en volume du volume total de la composition.

Le terme « charge renforçante » désigne communément tout type de charge connue pour ses capacités à renforcer une composition de caoutchouc utilisable notamment pour la fabrication de pneumatiques, par exemple les charges organiques telles que le noir de carbone ou le noir de carbone de pyrolyse, ou les charges inorganiques telles que la silice ou l’alumine.

La composition utile dans le cadre de la présente invention comprend : de 6 à 16%, de préférence de 6 à 11 %, en volume, par rapport au volume total de la composition, de charges renforçantes sélectionnées dans le groupe constitué par les charges inorganiques renforçantes (de préférence la silice), les noirs de carbone ayant une surface spécifique CTAB supérieure ou égale à 90 m ² /g et les mélanges de charges inorganiques renforçantes (de préférence la silice) et de noirs de carbone ayant une surface spécifique CTAB supérieure ou égale à 90 m ² /g dans lesquels la charge inorganique renforçante (de préférence la silice) est majoritaire en masse ; des noirs de carbone de pyrolyse en quantité suffisante pour atteindre un volume de charges renforçantes dans la composition allant de 16% à 20% par rapport au volume total de la composition.

Dans certains modes de réalisation, la composition utile dans le cadre de la présente invention comprend : de 6 à 16%, de préférence de 6 à 11 %, en volume, par rapport au volume total de la composition, de charges renforçantes sélectionnées dans le groupe constitué par les charges inorganiques renforçantes (de préférence la silice) et les mélanges de charges inorganiques renforçantes (de préférence la silice) et de noirs de carbone ayant une surface spécifique CTAB supérieure ou égale à 90 m ² /g dans lesquels la charge inorganique renforçante (de préférence la silice) est majoritaire en masse ; des noirs de carbone de pyrolyse en quantité suffisante pour atteindre un volume de charges renforçantes dans la composition allant de 16% à 20% par rapport au volume total de la composition.

Typiquement, les mélanges de charges inorganiques (de préférence la silice) et de noirs de carbone ayant une surface spécifique CTAB supérieure ou égale à 90 m ² /g dans lesquels la charge inorganique est majoritaire en masse comprennent 10 volumes de charges inorganiques pour 2 à 3 volumes de noirs de carbone.

La surface spécifique CTAB des noirs de carbone est déterminée selon la norme ASTM D3765-03a publiée en décembre 2003.

Les charges renforçantes peuvent être telles que décrites ci-après.

Noir de carbone de pyrolyse

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.

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 bandages pneumatiques, les bandages non pneumatiques, 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 bandages pneumatiques et les bandages non pneumatiques.

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.

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.

Préférentiellement, le noir de carbone de pyrolyse utilisable dans le cadre de la présente invention présente une teneur en cendres comprise dans un domaine allant de 5 à 30% en poids, plus préférentiellement allant de 8 à 25% en poids, plus préférentiellement encore de 10% à 22% en poids, par rapport au poids total du noir de carbone de pyrolyse.

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 2,5 à 5% en poids, par rapport au poids total du noir de carbone de pyrolyse.

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 2,5 à 8% en poids, par rapport au poids total du noir de carbone de pyrolyse. 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 m ² /g, plus préférentiellement allant de 30 à 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 D7854-21 et à une pression de 50 MPa compris dans un domaine allant de 30 à 60 ml/100g, plus préférentiellement allant de 35 à 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 PO. 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 :

% ... cendres 100

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 HotBIock. 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 2 h. 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 2 g 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 2 g d’acide borique. Cette solution diluée est ensuite filtrée sur filtre seringue 0,45 pm 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.

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 2 g d’acide borique. Les solutions étalons sont analysées par ICP-AES à une longueur d’onde de ÀZn = 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 [cjcendres en % 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]noir en % massique est obtenue par l’équation suivante : cendres

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 ; 0% 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 SC>2(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 SC>2(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 tour LECO. 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.

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 ».

Noir de carbone

Comme noirs de carbone conviennent tous les noirs de carbone, notamment les noirs conventionnellement utilisés dans les pneumatiques ou leurs bandes de roulement, en particulier les noirs de carbone industriels, plus spécifiquement les noirs de carbone dits « furnace ».

Parmi les noirs de carbone ayant une surface spécifique CTAB supérieure ou égale à 90 m ² /g, on citera plus particulièrement les noirs de carbone renforçants des séries 100 et 200, comme par exemple les noirs N115, N 134 et N234 (grades ASTM D-1765-2017). 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-A2 ou WO 99/16600-A1 ). Charge inorganique renforçante

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 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 pneumatiques. De manière connue, certaines charges inorganiques renforçantes peuvent se caractériser notamment par la présence de groupes hydroxyle (-OH) à leur surface.

Comme charges inorganiques renforçantes conviennent notamment des charges minérales du type siliceux, préférentiellement la silice (SiC>2) ou du type alumineux, en particulier l’alumine (AI2O3). La silice utilisée peut être toute silice renforçante connue de l'homme du métier, notamment toute silice précipitée ou pyrogénée présentant une surface spécifique BET ainsi qu'une surface spécifique CTAB toutes deux inférieures à 450 m ² /g, de préférence comprises dans un domaine allant de 30 à 400 m ² /g, notamment de 60 à 300 m ² /g.

On peut utiliser tout type de silice précipitée, notamment des silices précipitées hautement dispersibles (dites « HDS » pour « highly dispersible » ou « highly dispersible silica »). Ces silices précipitées, hautement dispersibles ou non, sont bien connues de l’homme du métier. On peut citer, par exemple, les silices décrites dans les demandes WO 03/016215-A1 et WO 03/016387-A1. Parmi les silices HDS commerciales, on peut notamment utiliser les silices « Ultrasil ® 5000GR », « Ultrasil ® 7000GR » de la société Evonik, les silices « Zeosil ® 1085GR», « Zeosil® 1115 MP », « Zeosil® 1165MP », « Zeosil® Premium 200MP », « Zeosil® HRS 1200 MP » de la Société Solvay. À titre de silice non HDS, les silices commerciales suivantes peuvent être utilisées : les silices « Ultrasil ® VN2GR », « Ultrasil ® VN3GR » de la société Evonik, la silice « Zeosil® 175GR » » de la société Solvay, les silices « Hi-Sil EZ120G(-D) », « Hi-Sil EZ160G(- D) », « Hi-Sil EZ200G(-D) », « Hi-Sil 243LD », « Hi-Sil 210 », « Hi-Sil HDP 320G » de la société PPG.

La surface spécifique BET de la silice est déterminée de manière connue par adsorption de gaz à l'aide de la méthode de Brunauer-Emmett-Teller décrite dans "The Journal of the American Chemical Society" Vol. 60, page 309, février 1938, plus précisément selon la norme française NF ISO 9277 de décembre 1996 (méthode volumétrique multipoints (5 points) - gaz: azote - dégazage: 1 heure à 160°C - domaine de pression relative p/po : 0.05 à 0.17). La surface spécifique CTAB de la silice est déterminée selon la norme française NF T 45-007 de novembre 1987 (méthode B).

À titre d'autres exemples de charges inorganiques susceptibles d'être utilisées dans les compositions peuvent être encore citées les charges minérales du type alumineux, en particulier de l'alumine (AI2O3), des oxydes d’aluminium, des hydroxydes d'aluminium, des aluminosilicates, des oxydes de titane, des carbures ou nitrures de silicium, tous du type renforçants tels que décrits par exemple dans les demandes WO 99/28376-A2, WO 00/73372-A1 , WO 02/053634-A1 , WO 2004/003067-A1 , WO 2004/056915-A2, US 6 610 261-B1 et US 6 747 087-B2. On peut citer notamment les alumines « Baikalox A125 » ou « CR125 » (société Baïkowski), « APA-100RDX » (Condéa), « Aluminoxid C » (Evonik) ou « AKP-G015 » (Sumitomo Chemicals). Si le kaolin est composé principalement d’aluminosilicates, il est bien connu pour l’homme du métier que le kaolin n'est pas une charge renforçante.

L'état physique sous lequel se présente la charge inorganique renforçante est indifférent, que ce soit sous forme de poudre, de microperles, de granulés, ou encore de billes ou toute autre forme densifiée appropriée. Bien entendu on entend également par charge inorganique renforçante des mélanges de différentes charges inorganiques renforçantes, en particulier de silices telles que décrites ci-dessus.

L'homme du métier comprendra qu’en remplacement de la charge inorganique renforçante décrite ci-dessus, pourrait être utilisée une charge renforçante d'une autre nature, dès lors que cette charge renforçante d’une autre nature serait recouverte d'une couche inorganique telle que de la silice, ou bien comporterait à sa surface des sites fonctionnels, notamment hydroxyles, nécessitant l'utilisation d'un agent de couplage pour établir la liaison entre cette charge renforçante et l'élastomère diénique. À titre d'exemple, on peut citer des noirs de carbone partiellement ou intégralement recouverts de silice, ou des noirs de carbone modifiés par de la silice, tels que, à titre non limitatif, les charges de type « Ecoblack® » de la série CRX2000 » ou de la série « CRX4000 » de la société Cabot Corporation.

L'homme du métier saura adapter le taux total de charge renforçante selon l’utilisation concernée, notamment selon le type de pneumatiques concerné, par exemple pneumatique pour moto, pour véhicule de tourisme ou encore pour véhicule utilitaire tel que camionnette ou poids lourd.

Pour coupler la charge inorganique renforçante à l'élastomère diénique, on peut utiliser 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 charge inorganique (surface de ses particules) et l'élastomère diénique. On utilise en particulier des organosilanes ou des polyorganosiloxanes au moins bifonctionnels. Par « bifonctionnel », on entend un composé possédant un premier groupe fonctionnel capable d’interagir avec la charge inorganique et un second groupe fonctionnel capable d’interagir avec l’élastomère diénique. Par exemple, un tel composé bifonctionnel peut comprendre un premier groupe fonctionnel comprenant un atome de silicium, le dit premier groupe fonctionnel étant apte à interagir avec les groupes hydroxyles d’une charge inorganique et un second groupe fonctionnel comprenant un atome de soufre, le dit second groupe fonctionnel étant apte à interagir avec l’élastomère diénique.

Préférentiellement, les organosilanes sont choisis dans le groupe constitué par les organosilanes polysulfurés (symétriques ou asymétriques) tels que le tétrasulfure de bis(3-triéthoxysilylpropyl), en abrégé TESPT commercialisé sous la dénomination « Si69 » par la société Evonik ou le disulfure de bis-(triéthoxysilylpropyle), en abrégé TESPD commercialisé sous la dénomination « Si75 » par la société Evonik, les polyorganosiloxanes, les mercaptosilanes, les mercaptosilanes bloqués, tels que l’octanethioate de S-(3-(triéthoxysilyl)propyle) commercialisé par la société Momentive sous la dénomination « NXT Silane ». Plus préférentiellement, l’organosilane est un organosilane polysulfuré.

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.

La teneur en agent de couplage représente préférentiellement de 0,5% à 15% en poids par rapport à la quantité de charge inorganique renforçante, de préférence de 4 à 12%, de préférence encore de 6 à 10% en poids par rapport à la quantité de charge inorganique renforçante. Typiquement, le taux d’agent de couplage est inférieur à 20 pce, préférentiellement compris dans un domaine allant de 6 à 17 pce, de préférence de 8 à 15 pce. Ce taux peut aisément être ajusté par l'homme du métier selon le taux de charge inorganique utilisé dans la composition.

La composition peut également contenir, en complément des agents de couplage, des activateurs de couplage, des agents de recouvrement des charges inorganiques ou plus généralement des agents d'aide à la mise en oeuvre susceptibles de manière connue, grâce à une amélioration de la dispersion de la charge dans la matrice de caoutchouc et à un abaissement de la viscosité des compositions, d'améliorer leur faculté de mise en œuvre à l'état cru, ces agents étant par exemple des silanes hydrolysables tels que des alkylalkoxysilanes (notamment des alkyltriéthoxysilanes), des polyols, des polyéthers (par exemple des polyéthylèneglycols), des amines primaires, secondaires ou tertiaires (par exemple des trialcanol-amines), des POS hydroxylés ou hydrolysables, par exemple des a,co-dihydroxy-polyorganosiloxanes (notamment des a,co-dihydroxy- polydiméthylsiloxanes), des acides gras comme par exemple l'acide stéarique.

Système de réticulation

La composition utile dans le cadre de l’invention comprend un système de réticulation.

Le système de réticulation peut être tout type de système connu de l’homme de l’art dans le domaine des compositions de caoutchouc pour pneumatique. Il peut notamment être à base de soufre, et/ou de peroxyde et/ou de bismaléimides.

De manière préférentielle, le système de réticulation est à base de soufre, on parle alors d’un système de vulcanisation. Le soufre peut être apporté sous toute forme, notamment sous forme de soufre moléculaire, ou d'un agent donneur de soufre. Au moins un accélérateur de vulcanisation est également préférentiellement présent, et, de manière optionnelle, préférentielle également, on peut utiliser divers activateurs de vulcanisation connus tels qu'oxyde de zinc, acide stéarique ou composé équivalent tels que les sels d’acide stéarique et sels de métaux de transition, dérivés guanidiques (en particulier diphénylguanidine), ou encore des retardateurs de vulcanisation connus.

Le soufre est utilisé à un taux préférentiel compris entre 0,5 et 10 pce, en particulier entre 1 et 5 pce. L'accélérateur de vulcanisation est utilisé à un taux préférentiel compris entre 0,5 et 10 pce, plus préférentiellement compris entre 0,5 et 5,0 pce.

On peut utiliser comme accélérateur tout composé susceptible d'agir comme accélérateur de vulcanisation des élastomères diéniques en présence de soufre, notamment des accélérateurs du type thiazoles ainsi que leurs dérivés, des accélérateurs de types sulfénamides, thiurames, dithiocarbamates, dithiophosphates, thiourées et xanthates. A titre d'exemples de tels accélérateurs, on peut citer notamment les composés suivants : disulfure de 2-mercaptobenzothiazyle (en abrégé "MBTS"), N- cyclohexyl-2-benzothiazyle sulfénamide ("CBS"), N,N-dicyclohexyl-2-benzothiazyle sulfénamide ("DCBS"), N-ter-butyl-2-benzothiazyle sulfénamide ("TBBS"), N-ter-butyl-2- benzothiazyle sulfénimide ("TBSI"), disulfure de tetrabenzylthiurame ("TBZTD"), dibenzyldithiocarbamate de zinc ("ZBEC") et les mélanges de ces composés. Additifs et agents de mise en œuyre usuels

La composition utile dans le cadre de l’invention peut également comprendre tout ou partie des additifs et agents de mise en oeuvre usuels, connus de l’homme de l’art et habituellement utilisés dans les compositions de caoutchouc pour pneumatiques, notamment dans les compositions destinées à la fabrication de flancs externes de pneumatiques, comme par exemple des plastifiants (tels que des huiles plastifiantes et/ou des résines plastifiantes ayant ou non un caractère tackifiant), des charges non renforçantes, des pigments, des agents de protection tels que cires anti-ozone, antiozonants chimiques, anti-oxydants, des agents anti-fatigue, des résines renforçantes (telles que décrites par exemple dans la demande WO 02/10269).

Dans certains modes de réalisation, la composition utile dans le cadre de l’invention comprend un plastifiant. La teneur en plastifiant est alors supérieure à 0 et inférieure ou égale à 10 pce, par exemple de 1 à 5 pce.

Le plastifiant est de préférence choisi parmi les résines hydrocarbonées, les huiles plastifiantes, et leurs mélanges.

Conviennent particulièrement les huiles plastifiantes choisies dans le groupe constitué par les huiles naphténiques (à basse ou haute viscosité, notamment hydrogénées ou non), les huiles paraffiniques, 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 composés.

Les résines hydrocarbonées, appelées aussi résines plastifiantes 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, par exemple l’oxygène, utilisables en particulier comme agents plastifiants ou agents tackifiants dans des matrices polymériques. Elles sont par nature au moins partiellement 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 »). De manière connue, ces résines hydrocarbonées peuvent être qualifiées aussi de résines thermoplastiques en ce sens qu'elles se ramollissent par chauffage et peuvent ainsi être moulées.

Le point de ramollissement des résines hydrocarbonées est mesuré selon la norme ISO 4625 (méthode "Ring and Bail"). La Tg est mesurée selon la norme ASTM D3418 (1999). La macrostructure (Mw, Mn et Ip) de la résine hydrocarbonée est déterminée par chromatographie d'exclusion stérique (SEC) : solvant tétrahydrofurane ; température 35°C ; concentration 1 g/l ; débit 1 ml/min ; solution filtrée sur filtre de porosité 0,45 pm avant injection ; étalonnage de Moore avec des étalons de polystyrène ; jeu de 3 colonnes "WATERS" en série ("STYRAGEL" HR4E, HR1 et HR0.5) ; détection par réfractomètre différentiel ("WATERS 2410") et son logiciel d'exploitation associé ("WATERS EMPOWER").

Les résines hydrocarbonées peuvent être aliphatiques, ou aromatiques ou encore 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).

A titre de monomères aromatiques conviennent par exemple le styrène, l'alpha- méthylstyrène, l’indène, l'ortho-, méta-, para-méthylstyrène, le vinyle-toluène, le para- tertiobutylstyrène, les méthoxystyrènes, les ch I orostyrènes, le vinylmésitylène, le divinylbenzène, le vinylnaphtalène, tout monomère vinylaromatique issu d'une coupe C9 (ou plus généralement d'une coupe C8 à 010). De préférence, le monomère vinylaromatique est du styrène ou un monomère vinylaromatique issu d'une coupe C9 (ou plus généralement d'une coupe C8 à 010). De préférence, le monomère vinylaromatique est le monomère minoritaire, exprimé en fraction molaire, dans le copolymère considéré.

Selon un mode de réalisation particulièrement préférentiel, la résine plastifiante hydrocarbonée est choisie dans le groupe constitué par les résines d'homopolymères ou copolymères de cyclopentadiène (en abrégé CPD) ou dicyclopentadiène (en abrégé DCPD), les résines d'homopolymères ou copolymères terpène, les résines d'homopolymères ou copolymères terpène phénol, les résines d'homopolymères ou copolymères de coupe 05, les résines d'homopolymères ou copolymères de coupe 09, les résines d’homopolymères et copolymères d’alpha-méthyl-styrène et les mélanges de ces résines.

Le terme "terpène" regroupe ici de manière connue les monomères alpha-pinène, beta- pinène et limonène ; le monomère limonène 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. Parmi les résines plastifiantes hydrocarbonées ci-dessus, on citera notamment les résines d’homo- ou copolymères d’alphapinène, betapinène, dipentène ou polylimonène.

De manière connue, les résines hydrocarbonées de haute Tg sont des résines hydrocarbonées, thermoplastiques, dont la Tg est supérieure à 20°C.

De préférence, la résine plastifiante est une résine plastifiante hydrocarbonée de haute Tg présentant au moins une quelconque des caractéristiques suivantes : une Tg supérieure à 30°C ; une masse moléculaire moyenne en nombre (Mn) comprise entre 300 et 2000 g/mol, plus préférentiellement entre 400 et 1500 g/mol ; un indice de polymolécularité (Ip) inférieur à 3, plus préférentiellement inférieur à 2 (rappel : Ip = Mw/Mn avec Mw masse moléculaire moyenne en poids).

Plus préférentiellement, cette résine plastifiante hydrocarbonée de haute Tg présente l'ensemble des caractéristiques préférentielles ci-dessus.

Les résines hydrocarbonées de haute Tg préférentielles ci-dessus sont bien connues de l'homme du métier et disponibles commercialement, par exemple vendues en ce qui concerne les : résines polylimonène : par la société DRT sous la dénomination "Dercolyte L120" (Mn=625 g/mol ; Mw=1010 g/mol ; lp=1 ,6 ; Tg=72°C) ou par la société ARIZONA sous la dénomination "Sylvagum TR7125C" (Mn=630 g/mol ; Mw=950 g/mol ; lp=1 ,5 ; Tg=70°C) ; résines de copolymère coupe C5/ vinylaromatique, notamment coupe 05/ styrène ou coupe 05/ coupe C9 : par Neville Chemical Company sous les dénominations "Super Nevtac 78", "Super Nevtac 85" ou "Super Nevtac 99", par Goodyear Chemicals sous dénomination "Wingtack Extra", par Kolon sous dénominations "Hikorez T1095" et "Hikorez T1100", par Exxon sous dénominations "Escorez 2101" et "Escorez 1273" ; résines de copolymère limonène/ styrène : par DRT sous dénomination "Dercolyte TS 105" de la société DRT, par ARIZONA Chemical Company sous dénominations "ZT 115LT" et "ZT5100".

A titre d'exemples d’autres résines préférentielles, on peut citer également les résines alpha-méthyl-styrène modifiées phénol. Pour caractériser ces résines modifiées phénol, on rappelle qu'il est utilisé de manière connue un indice dit "indice hydroxyle" (mesuré selon norme ISO 4326 et exprimé en mg KOH/g). Les résines alpha-méthyl-styrène, notamment celles modifiées phénol, sont bien connues de l'homme du métier et disponibles commercialement, par exemple vendues par la société Arizona Chemical sous les dénominations "Sylvares SA 100" (Mn = 660 g/mol ; Ip = 1 ,5 ; Tg = 53°C) ; "Sylvares SA 120" (Mn = 1030 g/mol ; Ip = 1 ,9 ; Tg = 64°C) ; "Sylvares 540" (Mn = 620 g/mol ; Ip = 1 ,3 ; Tg = 36°C ; indice d’hydroxyle = 56 mg KOH/g) ; "Sylvares 600" (Mn = 850 g/mol ; Ip = 1 ,4 ; Tg = 50°C ; indice d’hydroxyle = 31 mg KOH/g).

On peut également citer les résines de la famille des alkyl-phénol telles que octylphenyl formol (OPF) disponibles par exemple sous la dénomination « SP 1068 » de la société SI Group ainsi que les résines colophane gemme telles que fournies par exemple par la société Costa Irmaos.

Fabrication des compositions

La composition de caoutchouc utile dans le cadre de l’invention est fabriquée dans des mélangeurs 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 « nonproductive »), 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 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 est déjà incorporée en totalité ou en partie à l’élastomère sous la forme d’un mélange-maître (« masterbatch » en anglais) comme cela est décrit par exemple dans les demandes WO 97/36724 ou WO 99/16600, c’est le mélange-maître 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 mélange- maître, 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 130°C et 170°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 110°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 1 et 30 min.

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 dans un pneumatique.

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 réticulation de la composition peut être conduite de manière connue de l’homme du métier, par exemple à une température comprise entre 130°C et 200°C, de préférence sous pression, pendant un temps suffisant qui peut varier par exemple entre 5 et 90 min. Les exemples qui suivent sont donnés à titre illustratif, mais ne doivent en aucun cas être considérés comme limitatifs de la présente invention.

PNEUMATIQUES

Le pneumatique selon l’invention est 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. De manière préférée, le pneumatique selon l’invention est particulièrement adapté pour équiper les véhicules de type tourisme, camionnette et SUV.

Les exemples qui suivent sont donnés à titre illustratif. Ils ne doivent en aucun cas être considérés comme limitatifs de la présente invention. EXEMPLES ues :

Les propriétés dynamiques, notamment G*10% retour à 60°C et G”10%retour à 60°C, représentatives respectivement de la rigidité et de l'hystérèse, sont mesurées sur un viscoanalyseur (Metravib VA4000), selon la norme ASTM D 5992-96. On enregistre la réponse d’un échantillon de la composition vulcanisée (éprouvettes cylindriques de 4 mm d’épaisseur et de 400 mm2 de section), soumis à une sollicitation sinusoïdale en cisaillement simple alterné, à la fréquence del OHz, à une température de 60°C.

Pour les mesures de module complexe de cisaillement dynamique (G*) et le facteur de perte (G”), on effectue un balayage en amplitude de déformation de 0,1% à 100% crête- crête (cycle aller), puis de 100% à 0,1% crête-crête (cycle retour). Pour le cycle retour, on indique la valeur de G”10% observée, ainsi que le module G* à 10% de déformation noté G*10%.

Les résultats sont exprimés sur une base 100 par rapport au témoin (la valeur de 100 est donnée au témoin).

Essais de Traction :

Ces essais de traction permettent de déterminer les contraintes d'élasticité et les propriétés à la rupture. Sauf indication différente, ils sont effectués conformément à la norme française NF T 46-002.

Un traitement des enregistrements de traction permet notamment de tracer la courbe de module en fonction de l'allongement. Le module utilisé ici étant le module sécant nominal (ou apparent) mesuré en première élongation, calculé en se ramenant à la section initiale de l'éprouvette. On mesure en première élongation le module sécant nominal (ou contrainte apparente, en MPa) à 10% et 300% d'allongement notés respectivement MSA10 et MSA300.

On mesure également les déformations à la rupture et l’énergie de rupture de déchirabilité à 23°C. à 100°C+/-2°C, selon la norme NFT 46-002, sur des échantillons cuits 50min à 140°C.

Les résultats sont exprimés sur une base 100 par rapport au témoin (la valeur de 100 est donnée au témoin). Déchirabilité

Les essais de traction permettent de déterminer les modules d'élasticité et les propriétés à rupture et sont basés sur la norme N F ISO 37 de décembre 2005.

Les indices de déchirabilité sont mesurés à 23°C. On détermine notamment la force à exercer pour obtenir la rupture (en N/mm) et on mesure la déformation à rupture (en %) sur une éprouvette de dimensions 10 x 85 x 2,5 mm entaillée au centre de sa longueur par 3 entailles sur une profondeur de 5 mm, pour provoquer la rupture de l'éprouvette. Ainsi on peut déterminer l'énergie pour provoquer la rupture de l'éprouvette qui est le produit de la force rupture et de la déformation rupture. Les résultats sont donnés en base 100, c'est-à-dire qu'on exprime les valeurs par rapport à un témoin, dont la valeur mesurée est considérée comme la référence à 100.

Ainsi, une valeur inférieure de l'énergie à la rupture représente une diminution des performances de résistance à la déchirure (c'est-à-dire une diminution de l'énergie à la rupture), tandis qu'une valeur supérieure représente une meilleure performance.

Indice de gonflement

L’indice de gonflement est déterminé au moyen d’un rhéomètre, RHEOGRAPH 75, équipé d’un système de caméra (Société i2S, référence 21400328).

Le rhéomètre est constitué de 2 cuves identiques (diamètre 20mm) et parallèles. Les cuves sont chauffées à la température d’essai. Une seule cuve est utilisée pour la mesure de gonflement (fourreau numéro 1 ).

Le mélange à tester est placé au sein de la cuve, il est alors comprimé par un piston qui vient forcer ce mélange à s’évacuer au travers de la filière (extrusion du mélange) située en fond de cuve. La longueur, le diamètre et l’état de surface des deux filières sont connus. Le piston se déplace à différents paliers de vitesses prédéfinis par l’utilisateur. La pression est mesurée tout au long de l’acquisition afin de pouvoir calculer les caractéristiques rhéologiques du matériau.

Le résultat de mesure est le résultat d’une seule mesure. Le résultat obtenu est un indice de gonflement (nombre sans unité) pour chaque palier de vitesse. indice de Gonflement

Les résultats sont exprimés sur une base 100 par rapport au témoin (la valeur de 100 est donnée au témoin). Préparation des compositions de caoutchouc :

Les compositions sont fabriquées dans des mélangeurs appropriés, en utilisant deux phases de préparation successives bien connues de l'homme du métier: une première phase de travail ou malaxage thermo-mécanique (parfois qualifiée de phase "nonproductive") à haute température, jusqu'à une température maximale comprise entre 110°C et 200°C, de préférence entre 130°C et 180°C, suivie d'une deuxième phase de travail mécanique (parfois qualifiée de phase "productive") à plus basse température, typiquement inférieure à 110°C, par exemple entre 60°C et 100°C, phase de finition au cours de laquelle est classiquement incorporé le système de réticulation ou vulcanisation; de telles phases ont été décrites par exemple dans les demandes EP-A- 0501227, EP-A-0735088, EP-A-0810258, WO 00/05300 ou WO 00/05301.

La cuisson des compositions est réalisée à 140°C pendant 50min.

Essais

Des essais ont été réalisés avec différentes compositions de caoutchouc présentées au tableau 1.

Les formulations des compositions préparées sont décrites dans le tableau 1 (composants et teneur - sauf indications contraires, les teneurs sont exprimées en pce).

Tableau 1 : formulations des compositions

(1 ) WTR80-0 commercialisé par la société Leghih Technologies

(2) P550 commercialisé par la société Scandinavian Enviro Systems (cendres (%) : 18.5 ; soufre (%) : 3 ; zinc (%) : 4,5 ; surface spécifique STSA : 56 m ² /g (ASTM D6556- 2021 ); volume de vide à 50MPa : 44ml/100g (ASTM D7854-21 ))

(3) Ultrasil ® 7000GR” commercialisé par la société EVONIK

(4) Combinaison de deux anti-oxydants TMQ ((N-(1 ,3-dimethylbutyl)-N-phenyl-para- phenylenediamine (“Santoflex 6-PPD” de Flexsys) and 2,2,4-trimethyl-1 ,2- dihydroquinolone (“TMQ” de Lanxess)

(5) Oxyde de Zinc (grade industriel) commercialisé par la société Unicore

(6) Stéarine commercialisée par la société Unigema sous la dénomination " Pristerene 4931"

(7) N-cyclohexyl-2-Benzothiazyl-sulfénamide commercialisée par la société Flexsy sous la dénomiation 'Santocunre CBS"

(8) Diphénylguanidine « Perkacit DPG » de la société Flexsys

Les propriétés des compositions mesurées à cuit sont présentées dans le tableau 2.

Tableau 2 : propriétés des compositions

Les essais réalisés montrent qu’une baisse du taux de charges renforçantes dans une composition de caoutchouc conduit à des compositions présentant des gains en hystérèse (compositions T et C1 ). Cependant ce gain en hystérèse s’accompagne d’une baisse de l’énergie rupture de déchirabilité et d’une dégradation de la processabilité des compositions (IG 80s-1 ). En effet, le gonflement des compositions atteint des niveaux rendant les compositions moins performantes pour une utilisation dans les équipements industriels communément employés.

En comparant les compositions C1 et C2, il peut être observé qu’une augmentation du volume total de charge permet de diminuer le gonflement. Cependant cet effet s’accompagne, d’une dégradation des performances de résistance au roulement (augmentation du G”10% retour).

De manière surprenante, il a été observé qu’à volume totale de charge identique (comparaison des compositions C2 et INV), la substitution partielle de la silice par du noir de carbone de pyrolyse permet d’atteindre un bon compromis performances/ processabilité.