Brevet FR2562470A1 — publié le 19851011

La présente invention a pour objet un procédé de collage de deux corps en caoutchouc vulcanisé ou vulcanisable. Elle se rapporte notamment à la fixation d'une bande de roulement sur une enveloppe de pneumatique ou sur un bandage élastique, au moment de la fabrication ou bien au cours d'une rénovation ultérieure qui peut être une réparation locale ou un rechapage. Plus particulièrement, elle concerne les procédés de rénovation "hors moule", c'est-à-dire ceux utilisant une bande de roulement (complète ou en éléments) prémoulée, non vulcanisée, partiellement vulcanisée ou vulcanisée. L'invention a également pour objet un corps en caoutchouc adapté pour ledit procédé de collage, notamment une bande de roulement ou un élément de bande de roulement. Un premier procédé de collage connu, appliqué à la rénovation des bandes de roulement, est décrit par exemple par le brevet FR 1 164 544. I1 consiste à introduire dans une gaine souple et étanche un ensemble constitué par la carcasse à rénover, la bande de roulement prévulcanisée disposée sur et autour de la carcasse, une couche de gomme de liaison vulcanisable disposée entre la carcasse et la bande de roulement. Le but poursuivi est d'obtenir une très forte adhérence entre la bande de roulement et le carcasse sur laquelle elle est disposée. Pour assurer une liaison aussi résistante que possible, il importe que les gaz ou vapeurs inévitablement présents entre les deux faces à assembler, ou résultant de la réaction de vulcanisation, soit retirés pratiquement en totalité afin qu'aucune inclusion gazeuse ne compromette la bonne tenue de l'assemblage.De plus, pendant la vulcanisation, il faut éviter l'infiltration du fluide de chauffage au niveau de. a gomme de liaison, et permettre l'évacuation des gaz restants ou résultant de la réaction de vulcanisation. Plus précisément, il faut évacuer les gaz inclus vers les extrémités libres de la gomme de liaison, situées à chaque épaulement. Après évacuation des gaz inclus, il faut éviter que le fluide de chauffage puisse pénétrer dans la gomme de liaison par ces mimes extrémités libres. C'est le roule de la gaine souple et étanche dans laquelle on introduit l'ensemble à vulcaniser. Une partie. de l'air emprisonné est chassé par rouletage. On raccorde la gaine souple et étanche à une source de vide pour aspirer les gaz inclus le plus complètement possible. On place ensuite l'ensemble à rénover, introduit dans la gaine souple, dans une enceinte de chauffage, pour assurer la vulcanisation de la gomme de liaison.Le cas échéant, la gaine souple est maintenue raccordée à une source de vide, ou à une zone en dépression par rapport à la pression de l'enceinte de vulcanisation. La gaine souple et étanche empoche toute infiltration du fluide de chauffage. Ce procédé présente de nombreux inconvénients liés à l'emploi de la gaine : manipulations nombreuses et fastidieuses, faible durée de vie de la gaine, obligation de disposer d'accessoires supplémentaires lorsque l'on utilise une gaine partielle n'enveloppant pas totalement l'ensemble à vulcaniser. On connaît aussi un second procédé de collage appliqué à la rénovation des pneumatiques, décrit par le brevet FR 2 030 005. Ce procédé n'utilise pas de gaine souple et étanche, ou du moins, ne la maintient pas dans l'enceinte de vulcanisation. I1 propose d'assurer 11 étanchéité requise en produisant une liaison, chimiquement ou mécaniquement, sur les extrémités libres de la couche de gomme de liaison. Selon ce procédé, il faut donc d'abord chasser l'air inclus entre la bande de roulement et la carcasse. Cela peut se faire par rouletage et/ou en utilisant une gaine souple et étanche, recouvrant la bande de roulement et partiellement les flancs. Ilfaut assurer l'étanchéité entre la gaine et les flancs. On raccorde la gaine à une source de vide, ce qui, par aspiration, évacue l'air inclus. Quelle que soit la méthode employée pour évacuer l'air, ce second procédé prévoit de rendre les extrémités libres étanches (à l'air et au fluide de chauffage) en fermant lesdites extrémités libres par recouvrement avec une matière adéquate, ou par vulcanisation locale. Ainsi, la carcasse reouverte de la gomme de laison et munie d'une bande de roulement peut être introduite sans autre accessoire dans l'enceinte de chauffage pour assurer la vulcanisation de la gomme de liaison. Ces procédés connus ne donnent pas toujours des résultats satisfaisants. En particulier, le second procédé ne permet pas d'évacuer totalement les gaz présents dans la gomme de liaison, ou produits lors de la réaction de vulcanisation. Le but de la présente invention est de fournir un procédé permettant de faire adhérer très solidement une face d'un premier corps en caoutchouc sur une face d'un autre corps en caoutchouc en s'affranchissant de toute utilisation de gaine souple. Selon l'invention, le procédé de collage d'une face d'un premier corps en caoutchouc sur une face d'un second corps en caoutchouc, consistant à a) appliquer ladite face dudit premier corps sur ladite face dudit second corps avec interposition d'une couche de gomme de liaison vulcanisable, b) évacuer les inclusions gazeuses emprisonnées entre lesdits corps en caoutchouc et/ou résultant de la réaction de vulcanisation subséquente, c) vulcaniser l'assemblage ainsi réalisé, est remarquable en ce que a) on applique ladite face dudit premier corps de manière telle qu'au moins les bords de ladite face dudit premier corps soient en bonne complémentarité de forme avec ladite face dudit second corps, b) l'évacuation des inclusions gazeuses se fait par aspiration au coeur de ladite couche de gomme de liaison par l'intermédiaire d'au moins une canalisation passant au travers d'au moins un des deux corps. Un autre but de l'invention est de fournir un corps en caoutchouc particulièrement bien adapté pour l'application du procédé de collage selon l'invention. Selon l'invention, ledit corps en caoutchouc est tel qu'une face destinée à être collée est pourvue de moyens de drainage des inclusions gazeuses ne débouchant pas aux bords de ladite face, et conduisant à au moins une canalisation passant au travers dudit corps. Ledit procédé de collage s'applique notamment, mais pas exclusivement, à la fabrication et à la rénovation d'enveloppes de pneumatiques. Bien que la description qui suit se rapporte seulement au rechapage, il doit être entendu que l'invention peut etre mise en oeuvre toutes les fois qu'il s1agit de faire coller l'une sur l'autre les faces de corps en caoutchouc vulcanisé ou vulcanisable, au moyen d'une couche de gomme de liaison vulcanisable. La figure 1 est une vue en coupe d'une enveloppe de pneumatique comportant un assemblage à vulcaniser. La figure 2 est une vue partielle d'une semelle de bande de roulement. La figure 3 est une coupe suivant l'axe A, A à la figure 2. La figure 4 eat une vue en coupe d'un assemblage à vulcaniser, muni d'un dispositif d'aspiration. les figures 5, 6, 7 représentent des variantes de réalisation d'assemblages à vulcaniser. La figure 8 est une vue en coupe d'une barrette appliquée sur une carcasse et munie d'un dispositif d'aspiration. Les figures 9 et 10 montrent la semelle d'un secteur de bande de roulement. La figure 11 est une coupe suivant l'axe B, B à la figure 10. La figure 1 permet de mieux comprendre le principe de fonctionnement du procédé de collage selon l'invention. On y voit une carcasse 1, une couche de gomme de liaison vulcanisable 2, et une bande de roulement 3. le procédé de collage appliqué à la rénovation des bandes de roulement "hors moule" permet d'évacuer les gaz au niveau de la gomme de liaison 2 de manière très efficace tout en supprimant l'utilisation d'une gaine souple. En effet, au lieu d'aspirer les gaz au niveau des extrémités libres 21 de la couche de gomme de liaison, on les aspire au coeur même de cette gomme de liaison par l'intermédiaire d'une ou de plusieurs canalisations 4 percées au travers de la bande de roulement 3. En quelque sorte, la bande de roulement joue le ralle des gaines souples connues dans. l'état de la technique. On a constaté de manière inattendue qu'il n'est pas toujours nécessaire d'améliorer la fermeture des extrémités libres 21. Il suffit que, après application de la bande de roulement sur la carcasse revêtue de la gomme de liaison, au moins les bords 33 de ladite bande de roulement soient en bonne complémentarité de forme avec la carcasse. La demanderesse pense que l'amélioration surprenante de l'eff i- cacite de l'évacuation des inclusions gazeuses est due à la diminution des pertes de charges grâce à l'aspiration par une ou plusieurs canalisations 4 en lieu et place de l'aspiration au travers des extrémités libres 21 de la couche de gomme de liaison 2.Cette aspiration peut être effectuée avant la vulcanisation, elle peut être maintenue lors de la vulcanisation ou elle peut etre effectuée uniquement lors de la vulcanisation en étuve tout en simplifiant considérablement cette étape par rapport aux procédés usuels. En effet, il suffit de brancher un tuyau flexible à une ou quelques canalisations 4 pour les maintenir à une pression inférieure à celle régnant dans l'enceinte dans laquelle se trouve l'assemblage à vulcaniser. Dans certains cas, par exemple lorsque la complémenta rité de forme des faces à assembler est mauvaise, il peut être avantageux de fermer les extrémités libres 21 de la couche de gomme de liaison en produisant chimiquement ou mécaniquement une liaison étanche. Cela peut se faire, par exemple en recouvrant lesdites extrémités libres 21 avec une matière adéquate ou en vulcanisant localement. L'aspiration des gaz inclus a lieu, selon une caractéristique essentielle de l'invention, après la fermeture des extrémités libres 21 de la couche de gomme de liaison. La figure 2 représente partiellement la semelle 31 d'une bande de roulement 3 convenant particulièrement bien à la mise en oeuvre du procédé de collage selon l'invention. On y voit des canaux 32 destinés à améliorer le drainage des gaz. Ces canaux 32 ne débouchent pas aux bords latéraux 33. Il est ainsi superflu d'améliorer l'étanchéité au niveau des extrémités libres 21 de la couche de gomme de liaison (voir figure 1). Les canaux 32 collectent l'air ou les gaz résultant de la vulcanisation sur toute la surface de la gomme de Liaison et drainent ces gaz vers une canalisation centrale 4. Pour une bande de roulement annulaire, les canaux 32 peuvent être continus circonférentiellement. Ils peuvent aussi être interrompus circonférentiellement, notamment à l'endroit de la soudure si l'anneau est obtenu par aboutement d'une bande préparée à plat. Il y a au moins une canalisation 4 par zone où le ou les canaux 32 forment un réseau ininterrompu. On peut aussi prévar une ou, plusieurs canalisations 4 axialement, que les canaux 32 soient interrompus axialement ou non. La densité minimale (ou nombre de canaux par unité de surface) du réseau de canaux 32 doit être déterminée expérimentalement. Elle est bien str notamment fonction de la nature de la gomme de liaison 2 et des dimensions des canaux 32. La profondeur de ceux-ci, dans le sens de l'épaisseur de la bande de roulement, est de préférence comprise entre 0,5 mm et 3 mm. La figure 3 montre une coupe transversale dans la même bande de roulement 3, passant par un canal 32. On voit que le canal 32 ne débouche pas aux extrémités latérales 33 de la bande de roulement. Il crée un chemin d'évacuation des gaz, vers la canalisation 4 aménagée au travers de la bande de roulement 3. La figure 4 illustre schématiquement une manière préférable de mise en oeuvre du procédé de collage selon l'invention. On voit une bande de roulement 3 prémoulée, du type de celle décrite ci-avant, appliquée sur une carcasse 1 au moyen d'une couche de gomme de liaison vulcanisable 2. Comme connu, la carcasse a été au préalable préparée de manière adéquate. Une canule 5 est emmanchée dans une canalisation 4 aménagée au travers de la bande de roulement 3. Cette canule 5 est reliée par l'intermédiaire d'un tuyau flexible 6 à une source de vide ou à toute zone où règne une pression inférieure à celle de l'enceinte où se trouve disposé l'assemblage constitué par la carcasse 1, la gomme de liaison 2 et la bande de roulement 3. On procède ainsi à l'aspiration et l'évacuation des gaz au niveau de la gomme de liaison. De préférence, ce raccordement à une zone en dépression est maintenu pendant la cuisson dans l'enceinte de vulcanisation. L'évacuation de l'air et/ou des gaz provenant de la réaction de vulcanisation est favorisée par le réseau de canaux 32 aménagés sur la semelle de la bande de roulement.Ces canaux s'emplissent progressivement, totalement ou partiellement, de gomme provenant de la couche de liaison, pendant la phase visqueuse de passage de l'état plastique à l'état élastique de ladite gomme de liaison. Cette gomme remonte également dans la canalisation 4 On réalise plusieurs canalisations 4 disposées circonféreatiellement, chacune drainant les produits gazeux sous une zone sectorielle de la bande de roulement. On a constaté expérimentalement que, en général, il suffit de prévoir une seule canalisation 4 traieveralenent, mye pour les plus grandes enveloppes de pneumatique pour poids-lourds. Cependant, le procédé n'est nullement limitatif et on peut en disposer plusieurs, notamment pour les plus grandes enveloppes de génie civil. On peut également utiliser des bandes de roulement ou des parties de bande de roulement qui ne comportent pas de réseau de canaux imprimé sur leur semelle. Dans ce cas, la semelle est préparée, de manière connue en soi, par cardage ou brossage pour obtenir une "rugosité" sur une surface ne s'étendant pas jusqu'aux bords latéraux 33, selon une caractéristique essentielle de l'invention. On entend par "rugosité" un état de surface dont l'amplitude de la variation crête à crête est très supérieure à la "valeur finale" de la variation crête à crête mesurée à la surface desdits bords 33. On entend par "valeur finale" celle mesurée après une éventuelle preparation de la surface desdits bords par brossage, dz manière usuelle, dont le seul but est de favoriser l'adhésion, sans créer de chemin de passage pour l'air. Les figures 5 à 7 illustrent diverses variantes apportées au procédé décrit ci-dessus. Le drainage de l'air au sein de la gomme de liaison 2 y est assuré différemment. Sur la figure 5, la gomme de liaison 2 est posée en deux couches latérales 22 laissant un espace libre central et circonférentiel 23, juste sous les canalisations 4 disposées circonférentiellement. La semelle 31 de la bande de roulement 3 ne comporte pas de canaux 32. L'aspiration des gazeuse fait au niveau des deux faces des couches de liaison 22. Sur la figure 6, le drainage est assuré par deux filets de mèches textiles 7 disposées de part et d'autre de la couche de gomme de liaison et la bande de roulement, en coopération avec des petits trous 24 dans la gomme de liaison 2. Les produits en phase gazeuse y trouvent un chemin conduisant vers les canalisations 4. Dans le cas considéré, il y a des mèches transversales (non figurées) qui relient entre elles les mèches circonfentielles. Ces mèches transversales ne débouchent pas aux extrémités latérales, selon une caractéristique essentielle du procédé de collage selon l'invention. Sur la figure 7, i gomme de liaison 2 est disposée en couches circonférentielles séparées 22, laissant des espaces libres 23 qui communiquent avec des canaux transversaux 32 aménagés sous la semelle de la bande de roulement 3 au niveau de chaque canalisation 4. On retrouve un réseau de chemins ne débouchant pas sur les faces latérales, et drainant l'air vers les canalisations 4. Les moyens décrits montrent comment il est possible de réaliser le drainage et l'évacuation des inclusions gazeuses au sein de la gomme de liaison. On peut bxn sûr atiliser tout moyen équivalent, ou une combinaison de moyens favorisant le drainage. Ces moyens peuvent aussi être disposés sur la carcasse ; ils ne débouchent pas sur les faces latérales ou extrémités libres de la couche de gomme de liaison. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, ils conduisent à une ou plusieurs canalisations 4 aménagées au travers de la bande de roulement. La figure 8 montre l'application au collage d'une barrette 7 du genre de celles utilisées pour les enveloppes de tracteur agricole. La barrette 7 dans laquelle on a percé une canalisation 4, est appliquée sur la carcasse 1 revêtue de la gomme de liaison en caoutchouc vulcanisable 2. les ailes latérales 71 de la barrette sont fermement appliquées par rouletage. Etant donné la grande longueur des extrémités libres de la couche de gomme de liaison 2, il peut être avantageux å'améliorer leur fermeture par application d'une matière adéquate 8, comme décrit par exemple dans le brevet FR 2 496 004 ou dans le brevet FR 2 529 653. Une canule 5 est emmanchée dans la canalisation 4 et on branche un tuyau flexible 6 pour iaccorder la zone de collage à une enceinte en dépression par rapport à la pression de l'enceinte dans laquelle se trouve l'ensemble à coller. lia suite des opérations est similaire à ce qui a été décrit ci-dessus. La figure 9 montre une variante de réalisation d'une semelle d'un secteur 30 de bande de roulement adapté pour le procédé de collage selon l'invention. le réseau de canaux 32 est réalise par une matrice qui imprime un quadrillage ne débouchant sur aucun des côtés 33 et conduisant à au moins une canalisation centrale 4. L'orientation des canaux peut être quelconque et variable. La densité du réseau et les dimensions des canaux sont quelconques. Une valeur minimale de cette densité doit être déterminée expérimentalement et est notamment fonction des dimensions des canaux et de la nature de la gomme de liaison. Ce réseau peut être realisé par tous moyens convenables. Par exemple, il peut être imprimé directement par le moule, ou être imprimé au moment du moulage par un insert amovible.Il peut egalement Autre creusé après moulage de la bande de roulement. Il peut aussi être imprimé au moment du moulage par un insert qui n'est retiré qu'au moment de l'utilisation du secteur pour le procédé de collage. lies figures 10 et 11 montrent une autre variante de réalisation de la semelle très avantageuse pour une barrette ou un secteur 30 de bande de roulement. Le réseau de canaux est remplacé par une zone 34 réalisée en creux par rapport aux bords 33 de la semelle dudit secteur 30. les bords 33 appliqués sur la gomme de liaison assurent une étanchéité suffisante. L'space laissé par la zone 34 permet l'aspiration des inclusions gazeuses vers une canalisation 4. Le secteur s'applique par succion à la manière d'une ventouse. Cette manière de réaliser la semelle peut aussi être adoptée pour une bande de roulement, de préférence uniquement si elle n'est pas très large. Une autre manière avantageuse de réaliser une zone de drainage des inclusions gazeuses est d'opérer un brossage ou un cardage de cette zone 34. Au départ, cette zone est au même niveau que les bords 33. Par brossage ou cardage, on réalise une rugosité. Le terme "rugosité" a été défini plus haut. De préférence, l'amplitude de la variation crête à crête de cette rugosité est comprise entre 0,1 mm et-2 mm. On peut aussi obtenir une rugosité adéquate en moulant, de manière connue en soi, le secteur avec une tile recouvrant la zone 34 et en arrachant cette toile après moulage. La texture de la toile imprime une rugosité adéquate dans la zone 34, créant un réseau de chemins capables de conduire les inclusions gazeuses vers une canalisation 4. lies différents moyens de réaliser le drainage des gaz sont bien connus de l'homme du métier. L'invention consiste en un procédé de collage qui prévoit essentiellement une nouvelle façon d'organiser le drainage des inclusions gazeuses. Bulle s'étend aussi aux corps en caoutchouc adaptés pour l'utilisation dudit procédé, dont la face destinée à être collée comporte une zone centrale de drainage de l'air, des bords latéraux assurant l'étanchéité, ainsi qu'une canalisation débouchant dans la zone de drainage. L'invention s'étend encore aux produits obtenus en application du procédé de collage. REVENDICATIONS 1. Procédé de collage d'une face (31) d'un premier corps (3 ou 30 ou 7) en caoutchouc sur une face d'un second corps (1) en caoutchouc consistant à a) appliquer ladite face (31) dudit premier corps (3 ou 30 ou 7) sur ladite face dudit second corps (1) avec interposition d'une couche (2) de gomme de liaison vulcanisable, b) évacuer les inclusions gazeuses emprisonnées entre lesdits corps en caoutchouc et/ou résultant de la réaction de vulcanisation subséquente, c) vulcaniser l'empilage ainsi réalisé, caractérisé en ce que a) on applique ladite face (31) dudit premier corps (3 ou 30 ou 7) de manière telle qu'au moins les bords (33) de ladite face (31) dudit premier corps (3 ou 30 ou 7) soient en bonne complémentarité de forme avec ladite face dudit second corps (I), b) l'évacuation des inclusions gazeuses se fait par aspiration au coeur de ladite couche (2) de gomme de liaison par l'intermédiaire d'au moins une canalisation (4) passant au travers d'au moins un des deux corps (1 et3 ou 30 ou 7). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite face (31) dudit premier corps (3 ou 30 ou 7) comporte des moyens de drainage (32 ou 34) des inclusions gazeuses, lesdits moyens ne débouchant pas aux bords (33) de ladite face (31) et conduisant à au moins une canalisation (4) passant au travers d'un des deux corps (i et 3 ou 30 ou 7). 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, après application dudit premier corps (3 ou 30 ou 7) sur ledit second corps (1), une liaison étanche est produite chimiquement ou mécaniquement aux extrémités libres (21) de ladite couche (2) de gomme de liaison. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'aspiration a lieu uniquement avant la phase de vulcanisation. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'aspiration a lieu avant et pendant la phase de vulcanisation. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'aspiration a lieu uniquement pendant la phase de vulcanisation 7. Procédé selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que lesdits moyens sont constitués par au moins un réseau de canaux (32) conduisant à au moins une canalisation (4) par réseau. 8. Prqcédé selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que lesdits moyens sont constitués par au moins une zone (34) réalisée en creux par rapport aux dits bords (33) de la dite face (31), conduisant à au moins une canalisation (4) par zone. 9. Procédé selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que lesdits moyens sont constitués par au moins une zone (34) dont la surface présente une rugosité conduisant à au moins une canalisation (4) par zone. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ledit second corps est une carcasse de pneumatique (1) et ledit premier corps est une bande de roulement (3). 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ledit second corps est une carcasse de pneumatique (1) et ledit premier corps est une partie (30 ou 7) de bande de roulement. 12. Corps en caoutchouc (3 ou 30 ou 7) dont l'une des faces (3t) est destinée à être collée sur une face d'un autre corps en caoutchouc, caractérisé en ce que ladite face (31) comporte des moyens de drainage (32 ou 34) des inclusions gazeuses, lesdits moyens ne débouchant pas aux bords (33) de ladite face (31) et conduisant à au moins une canalisation (4) passant au travers dudit corps (3 ou 30 ou 7). 13. Corps en caoutchouc selon la revendication 12, caractérisé en ce que lesdits moyens sont constitués par au moins un réseau de canaux (32) comportant au moins une canalisation (4) par réseau. 14. Corps en caoutchouc selon la revendication 12, caractérisé en ce que lesdits moyens sont constitués par au moins une zone (34) réalisée en creux par rapport aux dits bords (33) de ladite face (31), comportant au moins une canalisacion t4) par zone. 15. Corps en caoutchouc selon la revendication 12, caractérisé en ce que Desdits moyens sont constitués par au moins une zone (34) dont la surface présente une rugosité, comportant au moins une canalisation (4) par zone. 16. Corps en caoutchouc selon la revendication 15, caractérisé en ce que l'amplitude de la variation crête à crête de ladite rugosité est comprise entre 0,1 mm et 2 mm. 17. Corps en caoutchouc selon l'une quelconque des revendications 12 à 16, caractérisé en ce qu'il est une bande de roulement (3) pour enveloppe de pneumatique ou pour bandage élastique. 18. Corps en caoutchouc selon l'une quelconque des revendications 12 à 16, caractérisé en ce qu'il est une partie de bande de roulement (30 ou 7) pour enveloppe de pneumatique ou pour bandage élastique.