INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Le volume de l’ensemble des cavités internes et des cavités externes, présentes dans une bande de roulement à découpures complexes, est généralement inférieur à celui de l’ensemble des rainures, présentes dans une bande de roulement usuelle, ouvertes en totalité sur la surface de roulement à neuf et ayant une profondeur correspondant à la profondeur maximale des cavités internes ou externes, d’où un volume de matière à user supérieur pour une découpure complexe. Une telle bande de roulement comprenant des découpures complexes est en outre plus rigide qu’une bande de roulement équivalente comprenant des rainures ouvertes classiques.
Si l’on considère le cas particulier d’un pneumatique pour remorque de véhicule poids lourd, sa bande de roulement comprend, le plus souvent mais pas obligatoirement, entre quatre et sept rangées circonférentielles d’éléments en relief. Pour ce type de bande de roulement, des découpures complexes circonférentielles telles que précédemment décrites ont été envisagées, en particulier entre deux rangées circonférentielles d’éléments en relief consécutives mais non positionnées en bord de bande de roulement. En d’autres termes, ces découpures complexes circonférentielles sont préférentiellement positionnées dans une portion médiane de la bande de roulement.
Il est connu qu’un pneumatique pour remorque de véhicule poids lourd est soumis à des sollicitations transversales sévères lorsque le véhicule est amené à prendre des virages serrés, en particulier sur des ronds-points. Dans ces conditions de roulage en courbe, le pneumatique est soumis à des efforts de ripage qui vont solliciter sévèrement la bande de roulement, en particulier au niveau de ses bords. C’est la raison pour laquelle une telle bande de roulement comprend des rangées circonférentielles de bord robustes, souvent constituées par une nervure continue dépourvue de toute découpure.
Il est également connu qu’un pneumatique pour remorque de véhicule poids lourd doit avoir une performance en adhérence élevée, en particulier dans des conditions de roulage sévères, telles qu’un roulage sur un sol enneigé. Une solution connue est de pourvoir la bande de roulement d’incisions transversales dont l’orientation est optimisée vis-à-vis de la direction de l’adhérence recherchée. Typiquement, une incision transversale, formant, par convention, avec la direction circonférentielle du pneumatique, un angle moyen au moins égale à 45°, a une composante transversale efficace vis-à-vis de l’adhérence longitudinale et une composante longitudinale efficace vis-à-vis de l’adhérence transversale. L’efficacité d’une telle incision transversale, vis-à-vis de l’adhérence, est basée sur un effet d’indentation, exercé par les arêtes extérieures de l’incision sur le sol. Ces incisions transversales sont implantées dans une portion médiane de la bande de roulement, et sont généralement exclues des rangées de bord très sollicitées mécaniquement, comme décrit précédemment.
Les inventeurs se sont donc donnés pour objectif, pour un pneumatique pour remorque de véhicule poids lourd, ayant une bande de roulement comprenant des découpures complexes évolutives, d’augmenter sa performance en adhérence, en particulier sur un sol enneigé, sans dégrader sa résistance mécanique vis-à-vis des sollicitations de ripage.
Cet objectif a été atteint par un pneumatique pour un véhicule poids lourd comprenant une bande de roulement, destinée à entrer en contact avec un sol par l’intermédiaire d’une surface de roulement, comprenant une portion médiane et deux portions latérales, -la portion médiane étant séparée de chaque portion latérale par une découpure circonférentielle formant, avec une direction circonférentielle du pneumatique, un angle moyen inférieur à 45°, -la portion médiane comprenant au moins une découpure circonférentielle complexe, formant, avec la direction circonférentielle du pneumatique, un angle moyen inférieur à 45°, -la au moins une découpure circonférentielle complexe comprenant, à l’état neuf du pneumatique, une alternance de cavités externes, ouvertes sur la surface de roulement, et de cavités internes, cachées à l’intérieur de la bande de roulement et reliées à la surface de roulement par une incision circonférentielle, deux cavités respectivement externe et interne consécutives étant reliées entre elles, -la portion médiane comprenant une pluralité de découpures transversales, ayant au moins une portion transversale formant, avec la direction circonférentielle du pneumatique, un angle moyen au moins égal à 45°, -la bande de roulement ayant une profondeur maximale de découpure, -la pluralité de découpures transversales comprenant une première famille de découpures transversales, appelées incisions transversales traversantes, intersectant au moins une découpure circonférentielle complexe entre deux cavités externes consécutives, et ayant chacune une épaisseur au plus égale à 0.8 mm et une profondeur au moins égale à 20% de la profondeur maximale de découpure, chaque incision transversale traversante étant à une distance, par rapport à la cavité externe la plus proche de ladite découpure circonférentielle complexe, au moins égale à 7 mm, -et/ou la pluralité de découpures transversales comprenant une deuxième famille de découpures transversales, appelées découpures transversales borgnes, s’arrêtant au voisinage d’une cavité externe d’une découpure circonférentielle complexe, et ayant chacune une épaisseur au moins égale à 1 mm et une profondeur au plus égale à 20% de la profondeur maximale de découpure, chaque découpure transversale borgne étant à une distance, par rapport à ladite cavité externe, au moins égale à 3 mm.
La bande de roulement d’un pneumatique selon l’invention comprend donc essentiellement une portion médiane avec au moins une découpure circonférentielle complexe ayant une surface débouchant sur la surface de roulement de forme évolutive au cours de l’usure du pneumatique, ladite portion médiane comprenant, à l’état neuf du pneumatique, l’une ou l’autre, ou les deux familles de découpures transversales décrites ci-après.
La première famille de découpures transversales concerne des incisions transversales traversantes, c’est-à-dire traversant ladite découpure circonférentielle complexe en dehors des cavités externes de la découpure circonférentielle complexe. Une cavité externe, à l’état neuf du pneumatique, a une section débouchant sur la surface de roulement, ayant une taille significative, typiquement avec une plus petite dimension au moins égale à 7 mm. La portion intermédiaire reliant deux cavités externes consécutives comprend le plus souvent une découpure étroite, appelée incision circonférentielle, ayant une épaisseur généralement au plus égale à 1 mm et prolongeant radialement vers l’extérieur une cavité interne. Par conséquent, une incision transversale traversante intersecte une incision circonférentielle, prolongeant radialement vers l’extérieur une cavité interne et reliant circonférentiellement deux cavités externes consécutives.
Une incision transversale traversante a une épaisseur au plus égale à 0.8 mm et une profondeur au moins égale à 20% de la profondeur maximale de découpure. C’est donc une incision transversale qui est présente sur la surface de roulement jusqu’à au moins 20% d’usure de la bande de roulement. Selon l’invention, cette incision transversale traversante intersecte la découpure circonférentielle complexe, et plus précisément l’incision circonférentielle reliant deux cavités externes consécutives entre elles, à une distance, par rapport à la cavité externe la plus proche, au moins égale à 7 mm.
Cette distance minimale de 7 mm limite le risque d’initiation et de propagation de fissure entre l’incision transversale traversante et la cavité externe la plus proche, lors des sollicitations transversales dites de ripage de la bande de roulement du pneumatique, et corrélativement le risque d’endommagement de la bande de roulement par arrachements.
La deuxième famille de découpures transversales concerne des découpures transversales borgnes, s’arrêtant à proximité d’une cavité externe. Par rapport à une incision transversale traversante de la première famille, une découpure transversale borgne a une épaisseur plus élevée, au moins égale à 1 mm, et une profondeur plus faible, au plus égale à 20% de la profondeur maximale de découpure. En outre, la distance minimale par rapport à la cavité externe la plus proche, égale à 3 mm, pour une découpure transversale borgne, est plus faible que celle d’une incision transversale traversante.
Comme pour une incision transversale traversante, cette distance minimale de 3 mm limite le risque d’initiation et de propagation de fissure entre l’incision transversale traversante et la cavité externe la plus proche, lors des sollicitations transversales dites de ripage de la bande de roulement du pneumatique, et donc le risque d’endommagement de la bande de roulement par arrachements. On peut noter qu’une découpure transversale borgne, plus épaisse et moins profonde qu’une incision transversale traversante, peut être plus proche d’une cavité externe car le risque de fissuration qu’elle peut générer est plus faible.
Avantageusement, la pluralité de découpures transversales comprenant une première famille d’incisions transversales traversantes, chaque incision transversale traversante a une épaisseur au moins égale à 0.4 mm. Cette épaisseur minimale d’incision résulte essentiellement d’une contrainte technologique vis-à-vis de la fabrication des lamelles métalliques destinées à mouler lesdites incisions.
Encore avantageusement, la pluralité de découpures transversales comprenant une première famille d’incisions transversales traversantes, chaque incision transversale traversante a une profondeur au plus égale à la profondeur maximale de découpure. Plus l’incision est profonde, plus son effet d’arêtes, vis-à-vis de l’adhérence, est conservé au cours de l’usure du pneumatique, d’où une pérennité de l’adhérence au cours de la vie du pneumatique. Mais une incision plus profonde contribue à un assouplissement local de la sculpture de la bande de roulement, pouvant diminuer la durée de vie en usure, ainsi qu’à une potentielle fragilisation de ladite sculpture vis-à-vis des arrachements.
Les monobrins obtenus par le procédé selon l’invention présentent avantageusement un rapport longueur/diamètre allant de 10 à 110, de préférence de 20 à 90, de préférence encore de 25 à moins de 80.
De manière particulièrement avantageuse, le procédé pour fabriquer le monobrin en CVR de l'invention comporte les étapes essentielles qui suivent : - la vitesse ( V ir ) de passage du monobrin dans la chambre d’irradiation est supérieure à 50 m/min ; - la durée ( D ir ) de passage du monobrin dans la chambre d’irradiation est égale ou supérieure à 1,5 s et égale ou inférieure à 10 s ; - la chambre d’irradiation comporte un tube transparent aux UV (tel qu’un tube en quartz ou de préférence en verre), dit tube d’irradiation, à travers lequel circule le monobrin en cours de formation, ce tube étant parcouru par un courant de gaz inerte, de préférence de l’azote.
Ces étapes combinées, permettent d’atteindre les propriétés améliorées préférées du monobrin en CVR de l'invention, à savoir notamment de Tg , d’allongement Ar et de modules ( E et E’ ).
En particulier, en l’absence de balayage de gaz neutre tel que de l’azote dans le tube d’irradiation, on a constaté que les propriétés ci-dessus du monobrin en CVR étaient dégradées assez rapidement en cours de fabrication et donc que la performance industrielle n’était plus garantie.
Par ailleurs, si la durée d’irradiation D ir du monobrin dans la chambre d’irradiation est trop courte (inférieure à 1,5 s), de nombreux essais ont révélé que la résine n’est pas assez réticulée ce qui engendre une dégradation des propriétés mécanique, dont la contrainte rupture et la résistance à la flexion. Par ailleurs, si la durée d’irradiation D ir du monobrin dans la chambre d’irradiation est trop longue (supérieur à 10 s par exemple), cela fait augmenter le risque de monter la résine à ébullition et donc de créer davantage de porosité et de dégrader les propriétés mécaniques, dont la contrainte rupture.
Ainsi, on comprend que c’est grâce à la combinaison des étapes du procédé selon l’invention, notamment grâce aux étapes de dégazage de l’arrangement de filaments de verre par l’action du vide, dans la chambre à vide, et de polymérisation dans le tube d’irradiation parcouru par un courant de gaz inerte, à la vitesse V ir et pendant la durée d’irradiation D ir précitées, que l’on obtient des monobrins en CRV présentant un taux de porosité inférieur à 2% et une contrainte rupture supérieure à 1 050 MPa.
D ir (s) Tg (°C) Ar (%) Essai 1 1.2 186.1 3.4 1.3 188.8 3.8 1.45 189.1 3.9 1.7 194.8 4.3 2.0 195.7 4.5 Essai 2 1.5 190.0 4.0 1.65 192.7 4.1 1.8 195.0 4.1 2.0 199.2 4.3 Essai 3 2.0 192.8 4.3 2.4 193.7 4.5 3.0 196.9 4.6 4.0 195.0 4.7 Essai 4 1.0 184.7 4.3 1.2 187.3 4.2 1.6 190.5 4.2 2.0 200.5 4.3
On a constaté en outre qu’une vitesse d’irradiation V ir élevée (supérieure à 50 m/min, de préférence comprise entre 50 et 150 m/min) était favorable d’une part à un excellent taux d’alignement des filaments de verre à l’intérieur du monobrin en CVR, d’autre part à un meilleur maintien du vide dans la chambre à vide avec un risque nettement réduit de voir remonter une certaine fraction de résine d’imprégnation de la chambre d’imprégnation vers la chambre à vide, et donc à une meilleure qualité d’imprégnation.
Préférentiellement, la vitesse V ir est comprise entre 50 et 150 m/min, plus préférentiellement dans un domaine de 60 à 120 m/min.
Préférentiellement, la durée d’irradiation D ir est comprise entre 1,5 et 10 s, plus préférentiellement dans un domaine de 2 à 5 s.
Un autre objet de l’invention est un monobrin en CVR susceptible d’être obtenu par un procédé selon l’invention, de préférence selon lequel : - la vitesse ( V ir ) de passage du monobrin dans la chambre d’irradiation est supérieure à 50 m/min ; - la durée ( D ir ) de passage du monobrin dans la chambre d’irradiation est égale ou supérieure à 1,5 s et égale ou inférieure à 10 s ; - la chambre d’irradiation comporte un tube transparent aux UV (tel qu’un tube en quartz ou de préférence en verre), dit tube d’irradiation, à travers lequel circule le monobrin en cours de formation, ce tube étant parcouru par un courant de gaz inerte, de préférence de l’azote, - le monobrin en CVR présentant de préférence un diamètre allant de 0,2 à 1,3 mm.
Le monobrin en CVR susceptible d’être obtenu par un procédé selon l’invention comporte donc des filaments de verre alcali-résistants noyés dans une résine réticulée et présente une longueur comprise dans un domaine allant de 5 à 85 mm. En outre, compte tenu des étapes spécifiques du procédé selon l’invention, le monobrin présente avantageusement un taux de porosité inférieur à 2% et une contrainte rupture supérieure à 1 050 MPa.
Selon l’invention, le monobrin en CVR présente avantageusement un taux de porosité inférieure à 1%, de préférence inférieur à 0,5%. Avantageusement, le taux de porosité du monobrin CVR est compris entre 0% et 2%, de préférence entre 0,01% et 1%, de préférence entre 0,05% et 0,5%.
Le taux de porosité peut être mesuré par microscopie, par exemple par microscopie électronique à balayage, de préférence en utilisant un logiciel de calcul des surfaces, tel que Programme FIJI. Pour effectuer la mesure, on réalise de préférence le protocole suivant : - on prend un monobrin en CVR réticulé, - on l’enrobe avec une résine d’enrobage à froid, de type époxy par exemple, par exemple dans un appareil d’enrobage sous vide (CitoVac de la société Stuers par exemple), - on coupe le monobrin en CVR enrobé, par exemple à l’aide d’une guillotine hydraulique, telle que la « SH-5214 » de la société Baileigh, - on polit la section du monobrin CVR, par exemple à l’aide d’une polisseuse mécanique, de la société Mecapol par exemple, de préférence jusqu’à un grain final de 0,25µm, - on effectue un dépôt de 1 à 4 nm d’or, par exemple à l’aide d’un métaliseur à or, tel que Cerssington de la série 108 ou 208 de la société Eloïse, - on observe la section du monobrin en CVR au microscope électronique à balayage, de préférence sous vide (15kV), et - à l’aide d’un programme de traitement d’image, FIJI par exemple, on calcule le pourcentage surfacique de la porosité. On entend par « porosité » du monobrin en CVR, tout gaz (notamment de l’air) ou du vide présent au sein du monobrin CVR.
Selon l’invention, le monobrin en CVR présente avantageusement une contrainte rupture Cr supérieure à 1 050 MPa, de préférence supérieure ou égale à 1 100 MPa, plus préférentiellement supérieure ou égale à 1 200 MPa. De préférence, le monobrin présente une contrainte rupture comprise entre 1 050 et 1 700 MPa, de préférence de 1 100 à 1 600 MPa, plus préférentiellement de 1 200 à 1 500 MPa.
Avantageusement également, le monobrin en CVR présente un module initial en extension (noté E 23 ), également appelé Module d’Young, mesuré à 23°C, supérieur à 35 GPa, de préférence supérieur ou égal à 40 GPa. En particulier, le monobrin présente préférentiellement un E 23 comprise entre 35 et 50 GPa, de préférence entre 40 et 49 GPa.
Les supports du catalyseur selon l’invention sont en général sous la forme d’extrudés cylindriques ou polylobés tels que bilobés, trilobés, polylobés de forme droite ou torsadée, mais peuvent éventuellement être fabriqués et employés sous la forme de poudres concassées, de tablettes, d’anneaux, de billes et/ou de roues. De préférence, les supports du catalyseur selon l’invention peuvent avoir la forme de sphères ou d’extrudés. Avantageusement, le support peut se présenter sous forme d’extrudés d’un diamètre compris entre 0,5 et 5 mm et plus particulièrement entre 0,7 et 2,5 mm. Les formes peuvent être cylindriques (qui peuvent être creuses ou non) et/ou cylindriques torsadés et/ou multilobées (2, 3, 4 ou 5 lobes par exemple) et/ou annulaires. La forme multilobée est avantageusement utilisée de manière préférée.
La structure revêtue par ledit catalyseur ou obtenue par extrusion dudit catalyseur peut être intégrée : - dans une ligne d’échappement d’un moteur à combustion interne fonctionnant à partir de carburants carbonés ou non, tels NH 3 , H 2 …(de manière non exhaustive) - dans un réacteur pour traiter les fumées industrielles. Dans une usine d’acide nitrique, il peut être intégré en étage tertiaire, soit pour éliminer séquentiellement le N 2 O par décomposition et les NOx avec l’ajout d’un réducteur tel que NH 3 ou soit pour éliminer de manière concomitante les NOx et N 2 O avec l’ajout d’un réducteur.
Le catalyseur Le catalyseur selon l’invention comprend au moins une zéolithe Nu-86, et du fer.
La teneur totale en fer est comprise entre 0,5 à 6% massique, de préférence entre 0,5 et 5% massique par rapport à la masse totale du catalyseur final, sous sa forme anhydre.
Le catalyseur selon l’invention peut également comprendre d’autres éléments, comme par exemple des métaux alcalins et/ou alcalino-terreux, par exemple le sodium, provenant notamment de la synthèse, en particulier des composés du milieu réactionnel de l’étape i) du procédé de préparation dudit catalyseur.
Procédé de préparation du catalyseur Etape i) de mélange L’étape i) met en œuvre :
i) le mélange en milieu aqueux, d'au moins une source de silicium (Si) sous forme oxyde SiO 2 , au moins une source d’aluminium (Al) sous forme oxyde Al 2 O 3 , d’un composé organique azoté R, R étant le bromure d’octaméthonium (OctBr 2 ), d’au moins deux sources de sodium, au moins une d’entre elles étant le bromure de sodium (NaBr), le mélange réactionnel présentant la composition molaire suivante : SiO 2 /Al 2 O 3 compris entre 8 et 20 H 2 O/SiO 2 compris entre 15 et 60 R/SiO 2 compris entre 0,05 et 0,35 Na 2 O/SiO 2 compris entre 0,05 et 0,3, NaBr/SiO 2 compris entre 0,01 et 0,1, bornes incluses,
dans laquelle H 2 O correspond à la quantité molaire d’eau présente dans le mélange réactionnel, R la quantité molaire dudit composé organique azoté, Na 2 O la quantité molaire exprimée sous forme oxyde de sodium, l’étape i) étant conduite pendant une durée permettant l’obtention d’un mélange homogène appelé gel précurseur, généralement de 5 à 15 minutes, une fois que tous les composants sont introduits dans le mélange réactionnel.
La source de silicium peut être l'une quelconque desdites sources couramment utilisée pour la synthèse de zéolithes, par exemple de la silice en poudre, de l'acide silicique, de la silice colloïdale, de la silice dissoute ou du tétraéthoxysilane (TEOS). Parmi les silices en poudre, on peut utiliser les silices précipitées, notamment celles obtenues par précipitation à partir d'une solution de silicate de métal alcalin, des silices pyrogénées, par exemple du "CAB-O-SIL" et des gels de silice. On peut utiliser des silices colloïdales présentant différentes tailles de particules, par exemple de diamètre équivalent moyen compris entre 10 et 15 nm ou entre 40 et 50 nm, telles que celles commercialisées sous les marques déposées telle que "LUDOX". De manière préférée, la source de silicium est l’Arerosil 200.
Conformément à l'invention, la source d'aluminium est de préférence de l’hydroxyde d'aluminium ou un sel d'aluminium, par exemple du chlorure, du nitrate, ou du sulfate, un aluminate de sodium, un alkoxyde d'aluminium, ou de l'alumine proprement dite, de préférence sous forme hydratée ou hydratable, comme par exemple de l'alumine colloïdale, de la pseudoboehmite, de l'alumine gamma ou du trihydrate alpha ou bêta. On peut également utiliser des mélanges des sources citées ci-dessus.
L'étape (i) du procédé selon l'invention consiste à préparer un mélange réactionnel aqueux contenant au moins une source de silicium, au moins une source d’aluminium, au moins un composé organique azoté R, R étant le bromure d’octaméthonium (OctBr 2 ), en présence d’au moins deux sources de sodium, l’une d’elle étant le bromure de sodium (NaBr), pour obtenir un gel précurseur d’une zéolithe Nu-86. Les quantités desdits réactifs sont ajustées comme indiqué précédemment de manière à conférer à ce gel une composition permettant la cristallisation d’une zéolithe Nu-86.
Il peut être avantageux d'additionner des germes d’une zéolithe Nu-86 au mélange réactionnel au cours de ladite étape i) du procédé de l'invention afin de réduire le temps nécessaire à la formation des cristaux d’une zéolithe Nu-86 et/ou la durée totale de cristallisation. Lesdits germes cristallins favorisent également la formation de ladite zéolithe Nu-86 au détriment d'impuretés. De tels germes comprennent des solides cristallisés, notamment des cristaux d’une zéolithe Nu-86. Les germes cristallins sont généralement ajoutés dans une proportion comprise entre 0,01 et 10% de la masse totale anhydre des sources desdits élément(s) tétravalent(s) (Si) et trivalent(s) (Al) utilisée dans le mélange réactionnel, lesdits germes cristallins n’étant pas pris en compte dans la masse totale des sources des éléments tétravalents et trivalents. Lesdits germes ne sont pas non plus pris en compte pour déterminer la composition du mélange réactionnel et/ou du gel, définie plus avant, c’est-à-dire dans la détermination des différents rapports molaires de la composition du mélange réactionnel.
L’étape i) de mélange est mise en œuvre jusqu’à obtention d’un mélange homogène, de préférence pendant une durée comprise entre 5 et 15 minutes, de préférence sous agitation par tout système connu de l’homme du métier à faible ou fort taux de cisaillement.
On forme ainsi une structure fibreuse comprenant une ou plusieurs portions de déploiement dans lesquelles les fils de trame dans les colonnes de fils de trame sont juxtaposés suivant une direction de superposition formant un angle avec la direction horizontale différent de 90°.
Selon une caractéristique particulière du procédé de l’invention, les fils de trame des colonnes de fils de trame de ladite au moins une portion à colonnes de trames inclinées sont juxtaposés suivant des première et deuxième directions de superposition différentes.
On forme ainsi une portion de structure fibreuse avec des colonnes de fils de trame présentant une forme brisée.