INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Charges et renforts (b) La poudre de polymère selon l’invention peut par ailleurs optionnellement comporter des charges ou des renforts, notamment afin d’assurer que l’article imprimé présente des propriétés mécaniques suffisantes, notamment en termes de module. Ces charges peuvent être notamment des minéraux carbonatés, notamment le carbonate de calcium, le carbonate de magnésium, la dolomite, la calcite, le sulfate de baryum, le sulfate de calcium, la dolomie, l'hydrate d'alumine, la wollastonite, la montmorillonite, la zéolite, la perlite, les nanocharges (charges ayant une dimension de I'ordre du nanomètre) telles que les nano-argile, les silicates de calcium, les silicates de magnésium, comme le talc, le mica, le kaolin, I’attapulgite et leurs mélanges. A titre de renforts on peut citer notamment les nanotubes de carbone, les fibres de verre et les fibres de carbone ainsi que des billes de verre éventuellement revêtues de silane. La composante (c) peut comprendre un ou plusieurs charges et/ou renforts. Avantageusement, les charges et renforts ne comprennent pas de pigments tels que définis ci-dessous pour la composition pigmentaire.
Plus spécifiquement, la poudre de l’invention peut comprendre 0 à 60 % ; ou de 5 à 50 % ; ou de 10 à 40 % ; ou de 10 à 30 % en poids de composante (c). Selon un mode de réalisation, la poudre de polymère est dépourvue de charges et de renforts.
Additifs (c) La poudre de polymère peut comprendre le cas échéant des additifs habituels dans les poudres de polymères utilisées en impression 3D par frittage.
Il peut s’agir notamment d’additifs, sous forme de poudre ou non, qui contribuent à améliorer le comportement de la poudre en impression 3D par frittage et ceux permettant d'améliorer les propriétés des articles imprimés, en particulier les propriétés mécaniques, et notamment l’allongement à la rupture et la résistance à l’impact.
Ces additifs habituels peuvent notamment être choisis parmi les agents d’écoulement, agents anti-feu, ignifugeants, agents anti-UV, agents anti-oxydants, agents anti-abrasion, stabilisants à la lumière, modifiants chocs, agents antistatiques, pigments et cires.
A titre d’exemple, l’agent d’écoulement peut être par exemple choisi parmi les silices, notamment la silice fumée hydrophobe, tel que le produit commercialisé sous le nom Cab-o-Sil® TS610 par Cabot Corporation, la silice précipitée, la silice hydratée, la silice vitreuse, la silice pyrogénée, les oxydes vitreux, notamment les phosphates vitreux, les borates vitreux, I’alumine, tel que l'alumine amorphe.
L’agent anti-oxydant peut comprendre un composé phénolique, tel que le 3,3'-Bis(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)-N,N'-hexamethylenedipropionamide commercialisé notamment sous le nom Palmarole® AO.OH.98 par Palmarole, le (4,4'-Butylidenebis(2-t-butyl-5-methylphenol) commercialisé notamment sous le nom Lowinox® 44B25 par Addivant, le Pentaerythritol tetrakis(3-(3,5-di-tertbutyl-4-hydroxyphenyl)propionate) commercialisé notamment sous le nom Irganox® 1010 par BASF, le N,N'-hexane-1,6-diylbis(3-(3,5-di-tert-butyl-4- hydroxyphenylpropionamide)) commercialisé notamment sous le nom Irganox® 1098 par BASF, le 3,3',3',5,5',5'-hexa-tert-butyl-a,a',a'-(mesitylene-2,4,6-triyl) tri-p-cresol commercialisé notamment sous le nom Irganox® 1330 par BASF, l'Ethylenebis(oxyethylene)bis-(3-(5-tert-butyl-4-hydroxy-m- tolyl)propionate) commercialisé notamment sous le nom Irganox® 245 par BASF, 1,3,5-tris(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl)-1,3,5-triazine-2,4,6(1H,3H, 5H)-trione commercialisé notamment sous le nom Irganox® 3114 par BASF, le N'N'-(2 éthyl-2'éthoxyphényl)oxanilide commercialisé notamment sous le nom Tinuvin® 312 par BASF, le Phenol 4,4',4"-trimethyl- 1,3,5-benzenetriyl) tris-(methylene)] tris 2,6-bis(1,1-dimethylethyl) commercialisé notamment sous le nom Alvinox® 1330 par 3V, Hostanox® 245 FF, Hostanox® 245 Pwd, commercialisés par Clariant, le Pentaerythritol Tetrakis (3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate) commercialisé notamment sous les noms Evernox® 10, Evernox® 10GF, par Everspring Chemical Company Limited, l'Octadecyl-3-(3,5-di-tert-4-hydroxyphenyl)-propionate commercialisé notamment sous les noms Evernox® 76, Evernox® 76GF par Everspring Chemical Company Limited, le Tetrakis [Methylene-3(3',5'-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] méthane commercialisé notamment sous le nom BNX® 1010 par Mayzo, Thiodiethylene bis[3-(3,5-di- tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate] commercialisé notamment sous le nom BNX® 1035 par Mayzo, le Tetrakis [Methylene-3 (3',5'-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate] methane, Octadecyl-3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)-propionate commercialisé notamment sous le nom BNX® 2086 par Mayzo, le 1,3,5-tris(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl)-1,3,5- triazine-2,4,6(1H,3H,5H)trione commercialisé notamment sous le nom BNX® 3114 par Mayzo.
L’agent anti-oxydant peut aussi comprendre un composé phosphaté, tel que le produit Hostanox® P-EPQ® commercialisé chez Clariant.
Préférentiellement la composition de caoutchouc peut comprendre au moins un premier élastomère butadiénique E1 et un second élastomère diénique E2 qui peut être choisi dans le groupe constitué par le caoutchouc naturel, les polyisoprènes de synthèse et les élastomères butadiénique de nature chimique différente de l’élastomère butadiénique E1. Préférentiellement, l’élastomère butadiénique E1 est un copolymère de styrène et du butadiène, plus préférentiellement encore un copolymère de styrène et de butadiène fonctionnalisé tel que décrit ci-dessus et un second élastomère diénique E2 qui peut être choisi dans le groupe constitué par le caoutchouc naturel, les polyisoprènes de synthèse et les élastomères butadiénique de nature chimique différente de l’élastomère butadiénique E1. Préférentiellement, le taux du second élastomère diénique E2 est compris dans un domaine allant de 0 à 50 pce, de préférence de 0 à 45 pce.
La composition de caoutchouc selon l’invention peut également contenir de manière minoritaire tout type d'élastomère synthétique autre que diénique, voire avec des polymères autres que des élastomères, par exemple des polymères thermoplastiques.
Charge renforçante
La composition de caoutchouc de l’invention comprend au moins une charge renforçante comprenant majoritairement en poids une charge inorganique renforçante. Une charge renforçante est connue pour ses capacités à renforcer une composition de caoutchouc utilisable pour la fabrication de pneumatiques.
La composition de caoutchouc de l’invention peut comprendre une ou plusieurs charges renforçantes.
On peut utiliser tout type de charge dite renforçante, connue pour ses capacités à renforcer une composition de caoutchouc utilisable notamment pour la fabrication de pneumatiques, par exemple une charge organique telle que du noir de carbone, une charge inorganique renforçante telle que de la silice ou encore un mélange de ces deux types de charges.
Comme noirs de carbone conviennent tous les noirs de carbone, notamment les noirs conventionnellement utilisés dans les pneumatiques ou leurs bandes de roulement. Parmi ces derniers, on citera plus particulièrement les noirs de carbone renforçants des séries 100, 200, 300, ou les noirs de série 500, 600 ou 700 (grades ASTM D-1765-2017), comme par exemple les noirs N115, N134, N234, N326, N330, N339, N347, N375, N550, N683, N772). Ces noirs de carbone peuvent être utilisés à l'état isolé, tels que disponibles commercialement, ou sous tout autre forme, par exemple comme support de certains des additifs de caoutchouterie utilisés. Les noirs de carbone pourraient être par exemple déjà incorporés à l'élastomère diénique, notamment isoprénique sous la forme d'un mélange maître (voir par exemple demandes WO97/36724-A2 ou WO99/16600-A1).
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 (SiO2) ou du type alumineux, en particulier l’alumine (Al2O3). 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 m2/g, de préférence comprises dans un domaine allant de 30 à 400 m2/g, notamment de 60 à 300 m2/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 WO03/016215-A1 et WO03/016387-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.
À titre d'autres exemples de charges inorganiques renforçantes susceptibles d'être utilisées dans les compositions de caoutchouc de l’invention peuvent être encore cités les charges minérales du type alumineux, en particulier de l'alumine (Al2O3), 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 WO99/28376-A2, WO00/73372-A1, WO02/053634-A1, WO2004/003067-A1, WO2004/056915-A2, US6610261-B1 et US6747087-B2. On peut citer notamment les alumines « Baikalox A125 » ou « CR125 » (société Baïkowski), « APA-100RDX » (Condéa), « Aluminoxid C » (Evonik) ou « AKP-G015 » (Sumitomo Chemicals).
Préférentiellement, la charge inorganique renforçante dans la composition de caoutchouc de l’invention est une silice, de préférence une silice précipitée.
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 de charge renforçante total 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. De préférence, ce taux de charge renforçante total est compris dans un domaine allant de 10 à 200 pce, plus préférentiellement de 30 à 180 pce, et encore plus préférentiellement de 50 à 160 pce ; l’optimum étant de manière connue différent selon les applications particulières visées.
Préférentiellement, le taux de la charge inorganique renforçante est compris dans le domaine allant de 10 à 120 pce, de préférence de 30 à 120 pce, de préférence de 50 à 90 pce.
Le premier réseau chauffant 31 et/ou le second réseau chauffant 32 peuvent comporter un ou plusieurs cordons chauffants 33, comme évoqué précédemment. Comme l’illustre la , en la présence de deux ou plus de deux cordons chauffants 33, ceux-ci pourront être raccordés entre eux en série ou en parallèle, des combinaisons de cordons chauffants 33 raccordés en série et d’autres raccordés en parallèle étant possibles. Cela permet d’avoir une meilleure maîtrise de la puissance de chauffe apportée en tout point afin d’obtenir la ou les températures désirées partout sur la surface de traitement thermique 500 et partout sur la ou les ceintures de blocage thermique 600, avec un nombre réduit de premiers et seconds cordons chauffants 33.
En regard des figures 8 à 20, le dispositif multicouche 1 comprend un ou plusieurs premiers réseaux chauffants 31 mettant en œuvre une surface de traitement thermique 500 dont les formes et dimensions dépendent de et correspondent à la face fonctionnelle 6 constituant le négatif de la surface de la pièce composite 400 à fabriquer. Chaque premier réseau chauffant 31 est constitué d’un ou plusieurs premiers cordons chauffants 33 qui sont agencés en serpentin ou en spirale, de préférence. Le nombre et l’agencement de premiers cordons chauffants 33 dépendront des différentes épaisseurs existant sur la pièce composite 400 et de leurs formes et, par conséquent, de la nécessité de chauffer différemment ladite pièce composite 400 en fonction de ces épaisseurs.
Sur l’exemple de la , la surface de traitement thermique 500 est formée d’une seule partie 501 rectangulaire. Le premier réseau chauffant 31 pourra être constituée d’un seul premier cordon chauffant 33 disposé en serpentin sur toute cette partie 501, comme illustré en . On pourrait envisager de disposer ce premier cordon chauffant 33 en spirale sur toute cette partie 501, voire d’autres agencements.
Sur l’exemple de la , la surface de traitement thermique 500 est rectangulaire et formée de deux parties 501, 502 rectangulaires, sur lesquelles est défini un premier réseau chauffant 31 qui comporte deux premiers cordons chauffants 33 disposés en serpentin respectivement sur les deux parties 501, 502, comme le montre la . Ces deux parties 501, 502 peuvent chauffer indépendamment l’une de l’autre, selon les épaisseurs sur la pièce composite 400. On pourrait envisager de disposer ces premiers cordons chauffants 33 en spirale sur ces deux parties 501, 502, voire d’autres agencements.
Sur l’exemple de la , la surface de traitement thermique 500 est rectangulaire et formée de quatre parties 501, 502, 503, 504 rectangulaires, sur lesquelles est défini un premier réseau chauffant 31 qui comporte quatre premiers cordons chauffants 33 disposés en serpentin respectivement sur les parties 501, 502, 503, 504, comme le montre la . Ces quatre parties 501, 502, 503, 504 peuvent chauffer indépendamment les unes des autres, selon les épaisseurs sur la pièce composite 400. On pourrait envisager de disposer ces premiers cordons chauffants 33 en spirale sur ces quatre parties 501, 502, 503, 504, voire d’autres agencements.
Sur l’exemple de la , la surface de traitement thermique 500 est un anneau formé de deux parties arquées 505, 506 sur lesquelles est défini un premier réseau chauffant 31, le premier réseau chauffant 31 comportant deux premiers cordons chauffants 33 disposés en serpentin respectivement sur les parties 505, 506, comme le montre la . Ces deux parties 505, 506 peuvent chauffer indépendamment l’une de l’autre, selon les épaisseurs sur la pièce composite 400. Sur cette , seule une portion d’arc est illustrée, mais le principe reste identique en augmentant l’angle de cette portion d’arc sur un demi-cercle, comme pour les deux parties 505, 506. On pourrait envisager de disposer ces premiers cordons chauffants 33 en spirale sur ces deux parties 505, 506, voire d’autres agencements.
Bien évidemment d’autres formes diverses et variées de parties de la surface de traitement thermique 500 pourraient être envisagées sur le même principe, selon la forme et les épaisseurs sur la pièce composite 400, comme par exemple une forme polygonale quelconque sur laquelle seraient agencés en spirale deux premiers cordons chauffants 33 constituant un premier réseau chauffant 31, tel qu’illustré en . On pourrait envisager de disposer ces premiers cordons chauffants 33 en serpentin sur cette forme polygonale, voire d’autres agencements. Bien entendu, un, deux ou plus de deux cordons chauffants 33 pourraient être agencés selon le même principe que sur la pour mettre en œuvre le premier réseau chauffant 31 sur ladite surface de traitement thermique 500, voire un second réseau chauffant 32 sur la ceinture de blocage thermique 600, comme cela va être décrite ci-après. Cela est également envisageable avec d’autres formes que celle de la . Cette agencement de plusieurs cordons chauffants 33, par exemple en serpentin ou en spirale, de manière attenante les uns aux autres, permet d’adapter les puissances de chauffe de la surface de traitement thermique pour obtenir une température homogène quelles que soient les variations d’épaisseurs de la pièce composite à préformer ou à consolider et, de même, d’adapter les puissances de chauffe sur la ceinture de blocage pour assurer une homogénéité de températures à la périphérie de ladite surface de traitement thermique.
En regard des figures 8 à 20, le dispositif multicouche 1 comprend une ou plusieurs ceintures de blocage thermique 600, 600’, selon que la surface de traitement thermique 500 est pleine, comme sur les figures 8 à 10, ou dispose d’un évidement 10, comme sur la . La ceinture de blocage thermique 600 évite les déperditions thermiques du côté de la périphérie externe 510 de la surface de traitement thermique 500 et, dans le cas de la , une deuxième ceinture de blocage thermique 600’ évite les déperditions thermiques du côté de la périphérie interne 511 de la surface de traitement thermique 500, ce qui permet d’obtenir une homogénéité des températures sur toute la surface de la pièce composite 400 à fabriquer et recouverte par ladite surface de traitement thermique 500.
Sur l’exemple de la , la ceinture de blocage thermique 600 est formée d’un cadre rectangulaire en une seule partie 601 disposée à la périphérie externe 510 de la surface de traitement thermique 500 et constituées d’un second réseau chauffant 32 qui comporte un second cordon chauffant 33 disposé en serpentin, comme le montre la . On pourrait envisager de disposer ce second cordon chauffant 33 en spirale sur ce cadre 32, voire d’autres agencements.
Sur l’exemple de la , la ceinture de blocage thermique 600 est formée d’un cadre rectangulaire en deux parties 601, 602 en forme de U disposées à la périphérie externe 510 de la surface de traitement thermique 500 et constituées d’un second réseau chauffant 32 qui comporte deux seconds cordons chauffants 33 disposés en serpentin, un pour chaque partie de cadre 601, 602, comme le montre la . Ces deux parties de cadre 601, 602 s’engagent respectivement dans les deux parties 501, 502 de la surface de traitement thermique 500, comme le montre la . On pourrait envisager de disposer les seconds cordon chauffants 33 en spirale sur ces deux parties 601, 602 de la ceinture de blocage thermique 600, voire d’autres agencements.
Sur l’exemple de la , la ceinture de blocage thermique 600 est formée d’un cadre rectangulaire en quatre parties 601, 602, 603, 604 en forme d’équerre disposées à la périphérie externe 510 de la surface de traitement thermique 500 et constitué d’un second réseau chauffant 32 qui comporte quatre seconds cordons chauffants 33 disposés en serpentin, un pour chaque partie de cadre 601, 602, 603, 604, comme le montre la . Ces quatre parties de cadre 601, 602, 603, 604 s’engagent respectivement dans les quatre parties 501, 502, 503, 504 de la surface de traitement thermique 500, comme le montre la . On pourrait envisager de disposer ces seconds cordons chauffants 33 en spirale sur ces quatre parties 501, 502, 503, 504 du cadre 32, voire d’autres agencements.
Sur l’exemple de la , une première ceinture de blocage thermique 600 est formée d’un cadre circulaire en deux parties 605, 606 en forme d’arc disposées à la périphérie externe 510 circulaire de la surface de traitement thermique 500 et constitué d’un second réseau chauffant 32 qui comporte deux seconds cordons chauffants 33 disposés en serpentin, un pour chaque partie arquée 605, 606, comme le montre la . Sur cette , seule une portion d’arc est illustrée, mais le principe reste identique en augmentant l’angle de cette portion d’arc sur un demi-anneau, comme pour les deux parties 605, 606. On pourrait envisager de disposer ces seconds cordons chauffants 33 en spirale sur ces deux parties 605, 606 du cadre 32 circulaire, voire d’autres agencements.
En outre, sur cette , une seconde ceinture de blocage thermique 600’ est formée d’un disque disposé dans l’évidement 10, autour de la périphérie interne 511 de la surface de traitement thermique 500, ce disque étant constitué d’un autre second réseau chauffant 32 qui comporte un second cordon chauffant 33 disposé en serpentin, comme le montre la . On pourrait envisager de disposer ce second cordon chauffant 33 en spirale sur ce disque 34, voire d’autres agencements. Ce disque constituant la seconde ceinture de blocage thermique 600’ peut aussi être remplacé par deux demi-anneaux 601’, 602’, par exemple, comme l’illustre la variante de la qui reprend les autres caractéristiques de la variante de la . Dans ce cas le second réseau chauffant 32 comportera deux seconds cordons chauffants 33 mis en œuvre sur le principe de la .
La variante du dispositif multicouche 1 de la est une combinaison de la et de de la . La surface de traitement thermique 500 est en deux parties 501, 502, comme sur la , et comprend un bord périphérique externe 510 de forme rectangulaire et un bord périphérique interne 511 de forme circulaire. Une première ceinture thermique 600 est constituée d’un cadre en deux parties 601, 602 qui s’engagent respectivement sur les deux parties 501, 502 de la surface de traitement thermique 500 pour venir autour du bord périphérique externe 510, comme sur la . La seconde ceinture de blocage thermique 600’ est constituée de deux demi-anneaux 601’, 602’ placés dans l’évidement 10 pour venir autour du bord périphérique interne 511 de la surface de traitement thermique 500, comme sur la .
Ainsi, on comprendra que les figures 8 à 20 n’illustrent que quelques exemples possibles et non limitatifs de formes pouvant entrer dans la composition d’une surface de traitement thermique 500 ou d’une ceinture de blocage thermique 600, 600’. Sur ces figures 8 à 20, les surfaces de traitement thermique 500 et les ceintures de blocage thermiques 600, 600’ sont illustrées à plat ; dans la réalité, elles pourront être installées sur des dispositifs multicouches 1 selon l’invention, présentant des surfaces complexes non développables, par exemple.