Brevet FR2496004A1 — publié le 19820618

L'invention a pour objet un procédé pour faire adhérer très solidement l'une à l'autre une face d'un corps en caoutchouc naturel ou synthétique vulcanisé ou vulcanisable, à une face d'un autre corps également en caoutchouc naturel ou synthétique vulcanisé ou vulcanisable, par exemple lors de la fabrication ou la réparation de pneumatiques pour roues de véhicules. Bien que l'application de l'invention ne soit pas limitée à des pneumatiques, la description qui suit se référera exclusivement à une telle application. Il doit cependant être entendu que l'invention peut être mise en oeuvre toutes les fois qu'il s'agit d'assembler entre elles des pièces en caoutchouc naturel ou synthétique pour la fabrication ou la réparation d'un article quelconque essentiellement composé de caoutchouc. Une adhérence très forte est souhaitée par exemple lorsque l'on veut fixer sur la carcasse d'un pneumatique une bande de roulement ou des barrettes (pneumatiques pour engins agricoles ou de travaux publics), ou encore lorsque l'on veut faire tenir une pièce de réparation (par exemple un emplâtre) en caoutchouc sur une partie endommagée d'un pneumatique. Pour assurer une liaison aussi résistante que possible - entre les deux faces à réunir, il est usuel de placer le pneumatique muni de sa bande de roulement ou de ses barrettes, ou de son emplâtre de réparation, dans une enceinte chauffée contenant un fluide sous pression sec ou humide, dans laquelle les deux parties de l'assemblage sont maintenues fortement appliquées l'une contre l'autre sous l'effet de la pression du fluide, la chaleur intervenant pour vulcaniser les parties en caoutchouc qui ne l'étaient pas déjà. Entre les deux parties de pneumatique destinées à être réunies l'une à l'autre est le plus souvent interposée une couche de gomme de liaison. L'ensemble de ce procédé impose d'une part que l'air inévitablement présent entre les deux faces à assembler en soit retiré pratiquement entDtalité, afin qu'aucune poche d'air, si petite soit-elle, ne compromette la bonne tenue de l'assemblage. D'autre part, il faut absolument empêcher toute infiltration de fluide sous pression entre les deux faces de l'assemblage. Les moyens mis en oeuvre pour d'une part évacuer l'air avant chauffage sous pression, d'autre part prévenir toute infiltration au cours de ce chauffage, sont d'autant plus complexes, encombrants, difficiles à manipuler et coûteux que la dimension des pneumatiques est grande. Lorsqu'il s'agit d'un pneumatique à rechaper, ces moyens comprennent le plus souvent une enveloppe ou gaine souple et étanche dans laquelle on place le pneumatique et qui, éventuellement, est reliée à une source de vide. Une telle enveloppe est décrite par exemple dans le brevet DE 1 094 976. La mise en place du pneu- matique dans cette enveloppe est effectuée manuellement et requiert un effort physique parfois considérable. En outre, des anneaux doivent être utilisés pour assurer l'étanchéité entre le pourtour de l'enveloppe et le pneumatique. Ces anneaux, généralement en métal, sont souvent la source d'avaries à l'enveloppe, laquelle doit alors être mise au rebut, après n'avoir servi qu'une dizaine de fois. Enfin, les assemblages effectués avec ces moyens connus sont de qualité variable, notamment en ce qui concerne la présence de poches d'air plus ou moins grandes entre les faces assemblées. Il a déjà été proposé (brevet FR 2 030 005) de placer le pneumatique dans l'enceinte de chauffage sous pression sans l'avoir préalablement introduit dans une enveloppe souple et étanche. L'une des variantes du procédé décrit dans ce brevet comporte les quatre étapes suivantes: 1) la bande de roulement neuve est appliquée sur la carcasse avec interposition d'une couche de gomme de liaison; 2) l'air inclus entre la carcasse, la couche de gomme de liaison et la bande de roulement est chassé par rouletage; 3) une matière durcissante, résistant à la chaleur, est appliquée par projection ou au pinceau sur les faces - - 3 latérales de la bande de roulement et de la carcasse pour éviter tout fluage latéral de la couche de gomme de liaison pouvant provoquer un déplacement relatif entre la carcasse et la bande de roulement 4) enfin, l'ensemble est introduit dans une enceinte chauffée qui sera mise sous pression. Le brevet d'invention dans lequel est décrit ce procédé connu ne donne sur la matière durcissante, résistante à la chaleur, aucune indication tant soit peu précise. La demanderesse a alors effectué des essais ayant pour but de rechercher pour cette application une matière qui permette effectivement d'opérer sans enveloppe ou gaine d'aucune sorte, comme indiqué dans le brevet mentionné ci-dessus, tout en assurant avec une certitude pratiquement totale une liaison parfaite, en particulier pourvue de toute inclusion d'air. Les essais effectués avec divers élastomères diéniques habituellement utilisés en caoutchouterie n'ont permis d'assurer une liaison parfaite entre la bande de roulement et la carcasse que si la totalité de l'air avait été chassée d'entre ces deux parties par un rouletage très minutieux effectué avant application de l'élastomère. Or si un tel rouletage est concevable dans des conditions de travail idéales, il arrive qu'en pratique, notamment sur des pneumatiques de très grande dimension, l'opérateur chargé de ce travail ne l'exécute pas avec tout le soin nécessaire. La possibilité d'inclusion d'air est donc à craindre, et le pneumatique qui contient une telle inclusion risque de devenir inutilisable après seulement quelques heures de service. Malgré les échecs enregistrés avec les élastomères diéniques essayés, la demanderesse a poursuivi ses recherches pour trouver ou créer une matière répondant parfaitement aux exigences les plus sévères même lorsque l'opération de rouletage manuel ou même mécanique a pu laisser subsister des poches d'air entre la carcasse, la gomme de liaison et la bande de roulement. Au cours de la poursuite de ces essais, la demanderesse a eu la surprise de constater qu'une famille d'élastomères incompatibles avec les mélanges à base de caoutchoucs naturel et/ou synthétiques habituellement utilisés dans la fabrication - 4- et/ou le rechapage des pneumatiques permettait d'effectuer des assemblages donnant entière satisfaction. Il s'agit de la famille des élastomères de silicone. L'invention consiste donc, dans la mise en oeuvre du procédé connu décrit ci-dessus, à faire usage d'une matière durcissante constituée par un élastomère de silicone en solution capable de former, de préférence à la température ambiante, une pellicule élastique très cohérente et perméable à l'air. Un élastomère de silicone utilisable est par exemple celui commercialisé Dar la société Rhône-Poulenc sous la marque Rhodorsil CAF 7037, ou celui que la société Dow Corning vend sous la désignation 3140 RTV. On/applique une mince couche, de l'ordre de 0,05 à 0,2 mm, sur les bords de l'assemblage à réaliser. Selon une caractéristique préférentielle du procédé selon l'invention, l'élastomère utilisé présente une couleur différente de celle des parties à réunir l'une à l'autre, afin que lors de l'application de cet élastomère on puisse aisément repérer visuellement les endroits de la zone de jonction de ces deux surfaces qui ne seraient pas recouverts d'élastomère ou qui ne le seraient pas suffisamment. Il n'est donc pas recommandé d'utiliser un élastomère transparent ou de même couleur que les parties à assembler l'une à l'autre. La pellicule d'élastomère réticulée située sur la surface extérieure de l'assemblage fini peut, si on le désire pour des raisons d'aspect, être enlevée, par exemple, par des moyens mécaniques (meulage, brossage, tranchage, sablage, etc.). Cet enlèvement s'impose lorsque l'on constate que la pellicule s'est infiltrée sur une très courte distance (quelques milli- mètres au maximum) entre les deux faces assemblées l'une à l'autre. Lorsqu'une telle infiltration doit être absolument évitée, une autre caractéristique du procédé selon l'invention consiste à appliquer d'abord, sur chacune des deux parties à assembler, tout le long de la ligne extérieure de leur inter- face et à cheval sur celle-ci, sur une largeur d'au moins 20 à 25 mm de part et d'autre de cette ligne, une couche de gomme de liaison, par exemple de même nature que celle qui peut être placée entre les deux faces à faire adhérer l'une àl'autre, -5 - et à appliquer ensuite sur cette couche, en débordant autour do son contour, une mince couche d'élastomère de silicone. Il semble que la pellicule d'élastomère, fluide au moment auquel elle est appliquée et qui devient solide de préférence déjà à la température ambiante avant introduction dàns l'enceinte chauffée sous pression, laisse, au début du séjour du pneumatique dans l'enceinte sous pression et chauffée, passer l'air qui peut encore se trouver entre les faces à assembler, mais qu'elle s'oppose à l'infiltration, entre ces faces, de tout fluide de chauffage sous pression. La mise en oeuvre, conformément à l'invention, d'un élastomère de silicone permet, de façon surprenante, soit de rendre superflue toute opération d'élimination de l'air entre les faces assemblées, avant application de la mince couche de cet élastomère, soit d'effectuer cette opération avec moins d'attention et d'effort et plus rapidement, d'oh un gain de temps sensible et surtout la certitude de toujours obtenir une adhérence parfaite des deux faces l'une à l'autre. L'application de l'élastomère en solution réticulable à la température ambiante peut se faire indifféremment au pinceau, au pistolet ou par trempage, et avec ou sans inter- position d'un autre produit, par exemple une gomme de liaison, le long de la ligne d'interface extérieure. Dans le cas o une couche de gomme de liaison est appliquée avant l'élasto- mère en solution, ce dernier devra, comme précisé plus haut, être appliqué au moins tout le long des lignes extérieures de cette couche et à cheval sur celles-ci. Les assemblages obtenus en faisant usage, selon l'invention, d'un élastomère de silicone, sont caractérisés par une liaison extrêmement compacte des deux faces, donc par uneabsence totale de poches d'air entre elles. Ceci est le cas toutes les fois que l'enceinte de chauffage sous pression contient une atmosphère humide (vapeur d'eau). En atmosphère sèche les résultats obtenus n'étant pas réguliè- rement aussi bons, une autre caractéristique importante de l'invention consiste soit à appliquer sur la pellicule d'élastomère réticulé, avant introduction du pneumatique dans l'enceinte chauffée, une mince couche d'une graisse, O6- par exemple de graisse de silicone commercialisée par la Société Rhône-Poulenc, soit à appliquer directement sur la paroi extérieure de chacune des deux parties à assembler, tout le long de la ligne extérieure de leur interface et à cheval sur oelle-ci, une mince couche d'un mélange à base d'un de silicone élastomère/en solution et réticulable à la tempéSture ambiante et auquel a été ajoute un corps gras. Par exemple, de bons résultats ont été obtenus avec un mélange composé de 61,2 parties en poids de Rhodorsil CAF 7037, de 28,8 parties d'an solvant dont l'intervalle de distillation est compris entre 100 et 1300 C, et de 10,0 parties en poids de dibutyl- phtalate ou d'huile de vaseline. Des pneumatiques pour engins de terrassement munis d'une bande de roulement en caoutchouc pour la confection de laquelle l'élastomère de silicone avait été mis en oeuvre ont pu rouler dans des conditions très éprouvantes chacun pendant 198 heures sans aucun décollement, alors que quelques pneu- matiques dont la bande de roulement avait été confectionnée sans faire usage d'un tel élastomère ont présenté des décol- lements déjà après 8 heures de roulage dans les mêmes conditions très éprouvantes. Des exemples de mise en oeuvre, selon l'invention, d'un élastomère de silicone sont décrits ci-après et en se référant au dessin dont les figures 1 et 2 sont chacune une vue en coupe transversale d'un pneumatique, tandis que la figure 3 est une vue en coupe d'un emplâtre appliqué sur un article réparé. La figure 1 montre un pneumatique 1 en élastomère vulcanisé armé par des câbles 2 continus d'un bourrelet 10 à l'autre 10' du pneumatique et par des câbles 3, 3' qui s'étendent sur une distance sensiblement égale à la largeur L de la bande de roulement 4 du pneumatique. Entre cette dernière, qui est e.n un élastomère vulcanisé et comporte des rainures 5, et la couche supérieure de câbles 3', et interposée une couche de gomme de liaison 6. Contre les faces latérales 1', 6' et 4' respectivement du pneumatique 1, de la couche de liaison 6 et de la bande de roulement 4, a été appliquée au pinceau, tout autour du -7- pneumatique, une mince couche (épaisseur exagérée sur le dessin) d'un élastomère de silicone en solution réticulable à la température ambiante et qui, environ une heure après son application, a réticulé et est devenu une pellicule très 1 7 cohérente, relativement élastique/. Dans cet exemple, cet élastomère de silicone était celui commercialisé sous la marque Rhodorsil CAF 7037 par la Société Rhône-Poulenc. Le pneumatique a alors été placé tel quel dans un autoclave sous pression (environ 5,5 bars) et chauffé par de la vapeur d'eau à 1250 C, dans lequel il a séjourné minutes. Lorsque l'on a sorti le pneumatique de l'auto- clave, la pellicule d'élastomère 7 était apparemment dans le même état qu'avant l'introduction du pneumatique dans l'auto- clave. Un examen minutieux du pneumatique ainsi revêtu de sa bande de roulement n'a révélé la présence d'aucune poche d'air aux interfaces de part et d'autre de la couche de gomme de liaison 6. L'exemple illustré à la figure 2 diffère du précédent par le fait que la bande de roulement 20 (représentée à plus grande échelle qu'à la figure 1) est constituée par plusieurs enroulements d'une feuille de caoutchouc vulcanisable 21 autour d'une carcasse de pneumatique l et par le fait qu'une couche de gomme de liaison 23 de même nature que la couche de gomme de lMson 6 a été appliquée directement contre les faces latérales 1', 6' et 21' respectivement de la carcasse 1, de la gomme de liaison 6 et des enroulements de la feuille de caoutchouc vulcanisable 21. La mince couche 7 d'élastomère en solution réticulable à la température ambiante recouvre toute la surface de la couche de liaison 23 et s'étend un peu au-delà des bords 23', 23" de cette couche. Des essais d'arrachage de la bande de roulement 20 n'ont révélé aucun défaut de collage des enroulements de la feuille 21 entre eux et de cette feuille sur la carcasse du pneumatique. L'exemple de mise en oeuvre de l'invention illustré à la figure 3 concerne l'application, sur une face de la paroi 31 d'un article en caoutchouc dans laquelle une blessure 32 a été réparée de façon connue en soi, d'un emplâtre de réparation 30; sur tout le pourtour de cet emplâtre 30 convenablement appliqué sur la dite face on a, avant vulca- nisation de la réparation dans une enceinte sous pression chauffée, déposé au pinceau d'une part sur les bords biseautés de f'emplâtre et sur les parties adjacentes de la dite face, d'autre part directement contre la blessure réparée 32, une couche 7 d'élastomère de silicone en solution réticulable à la température ambiante. Cette couche a été posée soit directement sur l'emplâtre 30 et sur la paroi 31, comme représenté à gauche sur la figure 3, soit sur une couche de gomme de liaison 23 (à droite sur la fig. 3) préalablement appliquée sur le bord de l'emplAtre et sur la paroi 31. Après chauffage sous pression, on constate que l'emplâtre adhère parfaitement à la paroi 31, même si de l'air était resté emprisonné entre ces deux parties avant le chauffage. RE VE ÀDI CATIOs --T 1. Procédé pour faire adhérer très solidement l'une à l'autre une face d'un corps en caoutchouc naturel ou synthétique vulcanisé ou vulcanisable, à une face d'un autre corps également en caoutchouc naturel ou synthétique vulcanisé ou vulcanisable, notamment pour rechaper ou réparer un pneuma- tique pour roues de véhicules, ce procédé, qui consiste a) à appliquer sur une carcasse de pneumatique, avec interpo- sition d'une couche de gomme de liaison, une bande de roulement neuve, b) à chasser par rouletage de la bande de roulement l'air inclus entre celleci et la carcasse,-c) à appliquer par projection ou au pinceau sur les faces latérales de la bande de roulement et de la carcasse une matière durcissante résis- tant à la chaleur, et d) à placer dans une enceinte chauffée sous pression l'assemblage ainsi réalisé, étant remarquable en ce que la matière durcissante résistant à la chaleur est un élastomère de silicone en solution capable de former,,en réticulant, une pellicule élastique cohérente et perméable à l'air. 2. Procédé selon la revendication 1, remarquable en ce que l'élastomère de silicone est appliqué en couche mince, de l'ordre de 0,05 mm à 0,2mm. 3. Procédé selon la revendication 1, remarquable on ce que l'élastomère de silicone a une couleur différente de celle de la bande de roulement et de la carcasse.