INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Les poly-éther-cétone-cétones ayant une proportion massique de motifs T par rapport à la somme des motifs T et I inférieure ou égale à 74% ont une température de fusion inférieure ou égale à 340°C.
Préférentiellement, un poly-éther-cétone-cétone ayant une température de fusion inférieure ou égale à 340°C est choisi parmi les poly-éther-cétone-cétones ayant une proportion massique de motifs T par rapport à la somme des motifs T et I de 0% à 5% ou de 45% à 73%. La proportion massique de motifs T par rapport à la somme des motifs T et I peut notamment être de 0% à 5 %, ou de 45% à 50%, ou de 50% à 55%, ou de 55% à 58%, ou de 58% à 62%, ou de 62% à 68%, ou de 68% à 72%.
De manière davantage préférée, un poly-éther-cétone-cétone ayant une température de fusion inférieure ou égale à 340°C est choisi parmi les poly-éther-cétone-cétones ayant une proportion massique de motifs T par rapport à la somme des motifs T et I de 58% à 72%.
Sur les figures 14A à 15B, le ressort 57-4 est logé dans la première cavité 157-1 tandis que les moyens d’alimentation 67 en fluide sous pression sont reliés fluidiquement à la seconde cavité 157-2. Aussi, le ressort 57-4 exerce une première force sur une première face du piston opposée à une seconde face dudit piston sur laquelle le fluide sous pression traversant les moyens d’alimentation 67 exerce une seconde force. En fonction d’un différentiel des forces exercées sur les deux faces du piston 57-4, le piston 157-3 se déplace dans les cavités 157-1 et 157-2, entrainant ainsi le déplacement de la tête 40 de l’injecteur 36 entre la première position et la seconde position. Lors du déplacement du piston 157-3 à l’intérieur du vérin 57-3, le ressort 57-4 est déplacé dans la position de repos ou dans la position de travail. En particulier, lorsque la force exercée par le fluide sous pression sur la seconde face du piston 157-3 est inférieure à la force exercée par le ressort 57-4 sur la première face du piston 157-3, le ressort 57-4 est dans la position de repos, ce qui provoque que la tête 40 soit dans la première position. Inversement, lorsque la force exercée par le fluide sous pression sur la seconde face du piston 157-3 est supérieure à la force exercée par le ressort 57-4 sur la première face du piston 157-3, le ressort 57-4 est dans la position de travail, ce qui provoque que la tête 40 soit dans la seconde position.
Sur l’exemple des figures 14A et 14B, les moyens d’alimentation en fluide sous pression comprennent au moins un orifice 61 formé au travers du carter 28 de manière à alimenter la seconde cavité 157-2 en air de contournement de la chambre de combustion. La quantité d’air de contournement qui rentre dans la seconde cavité 157-2 dépend de la pression de contournement dans l’espace de contournement externe 29. En particulier, plus la pression de contournement dans l’espace de contournement externe 29 est élevée, plus la quantité d’air de contournement accédant à la seconde cavité 157-2 augmente.
Comme indiqué précédemment, lorsque la chambre de combustion 10 est éteinte ou fonctionne dans une phase d’allumage, rallumage ou ralenti sol de la turbomachine, la pression de contournement est faible. Aussi, la quantité d’air de contournement introduit dans la seconde cavité 157-2 du vérin 57-3 est faible. La force exercée sur le piston 157-3 par l’air de contournement est donc inférieure à la force exercée par le ressort 57-4 sur le piston. La tête 40 est alors dans la première position, avantageuse pour les phases d’allumage, rallumage ou ralenti sol de la turbomachine, comme déjà expliqué.
Inversement, lorsque la chambre de combustion 10 est allumée et la turbomachine dépasse un certain régime, par exemple le ralenti sol, la pression de contournement est élevée. Aussi, la quantité d’air de contournement introduit dans la seconde cavité 157-2 du vérin 57-3 est élevée, de sorte que la force exercée sur le piston 157-3 par l’air de contournement est supérieure à la force exercée par le ressort 57-4. La tête 40 est alors déplacée dans la seconde position, avantageuse pour les phases de la turbomachine au-delà du ralenti sol, comme déjà expliqué.
Sur l’exemple des figures 15A et 15B, les moyens d’alimentation 67 en fluide sous pression comprennent une conduite de raccordement 67-2 de la seconde cavité 157-2 au circuit de carburant, notamment à la rampe 53.
Comme indiqué précédemment, lorsque la chambre de combustion 10 est éteinte ou fonctionne dans une phase d’allumage, rallumage ou ralenti sol de la turbomachine, la pression en carburant est faible. Aussi, la quantité de carburant introduit dans la seconde cavité 157-2 du vérin 57-3 est faible. La force exercée sur le piston 157-3 par le carburant est donc inférieure à la force exercée par le ressort 57-4 sur le piston. La tête 40 est alors dans la première position, avantageuse pour les phases d’allumage, rallumage ou ralenti sol de la turbomachine, comme déjà expliqué.
Inversement, lorsque la chambre de combustion 10 est allumée et la turbomachine dépasse un certain régime, par exemple le ralenti sol, la pression de carburant dans la rampe 53 est élevée. Aussi, la quantité de carburant introduit dans la seconde cavité 157-2 du vérin 57-3 est élevée, de sorte que la force exercée sur le piston 157-3 par le carburant est supérieure à la force exercée par le ressort 57-4. La tête 40 est alors déplacée dans la seconde position, avantageuse pour les phases de la turbomachine au-delà du ralenti sol, comme déjà expliqué.
L’exemple de réalisation des figures 15A et 15B présente l’avantage d’incrémenter l’imperméabilité du carter 28 par rapport à l’exemple des figures 14A et 14B, dans lequel au moins un orifice 61 formé au travers du carter 28 est prévu.
On note que, selon une variante de réalisation non illustrée, une même platine 45 peut être reliée à plusieurs dispositifs de déplacement pilotable 57. Par exemple, la même platine 45 peut à la fois être reliée à un dispositif de déplacement pilotable 57 selon l’exemple des figures 13A et 13B, et à un dispositif de déplacement pilotable 57 selon l’un des exemples des figures 14A à 15B.
Par ailleurs, le ressort 57-4 pourrait être un ressort travaillant en traction lors du déplacement de la tête 40 entre la première position et la seconde position. Par « travaillant en traction » on entend que lors des déplacements entre la première position et la seconde position de la tête 40, le ressort 57-4 passe d’une position de repos à une position de travail dans laquelle il est étiré axialement par rapport à la position de repos. Comme indiqué précédemment, la position de repos du ressort 57-4 est notamment caractérisée par le fait d’être une position dans laquelle la valeur absolue de l’énergie potentielle élastique du ressort 57-4 est nulle, ou au moins inférieure, à la valeur absolue de l’énergie potentielle élastique du ressort 57-4 dans la position de travail. Comme dans les exemples des figures 14A à 15B, le ressort 57-4 travaillant en traction est avantageusement dans la position de repos lorsque la tête 40 est dans la première position, et dans la position de travail lorsque la tête 40 est dans la seconde position
On note également que, selon une variante, la tête d’injecteur 40 peut également adopter une ou plusieurs position(s) intermédiaire(s) axialement entre la première position et la seconde position décrites ci-avant. Comme il va être détaillé, une telle position intermédiaire peut être avantageuse lorsque la turbomachine fonctionne selon un régime au-delà du ralenti sol mais de puissance inférieure aux conditions plein gaz.
Comme il ressort clairement des figures 16 à 18B, l’injecteur 36 peut par ailleurs comprendre au moins une plaque 110. La plaque 110 est notamment portée par le mat 39. La plaque 110 peut par exemple être soudée au mat 39.
La plaque 110 s’étend sensiblement perpendiculairement au mat 39 de l’injecteur 36. Avantageusement, la plaque 110 est disposée sur le mat 39 à une position radiale qui évite que la plaque 110 soit agencée en vis-à-vis axial du système d’injection 23. Aussi, lorsque l’injecteur 36 est déplacé entre la première position et la seconde position décrites ci-avant, la plaque 110 n’entre pas en collision avec le système d’injection 23. La plaque 110 peut par exemple être placée à une position radiale dans laquelle un jeu millimétrique existe entre la surface radialement externe de la bague 72 et la plaque 110. Un tel jeu millimétrique peut par exemple être compris entre 1 mm et 10 mm, de préférence entre 1 mm et 5 mm. L’injecteur 36 peut ainsi se déplacer entre la première position et la seconde position sans qu’il y ait du frottement entre la plaque et le système d’injection 23, tout en assurant que l’encombrement est faible.
Comme visible clairement sur la , la plaque 110 comprend une fente 115. La fente 115 s’étend sensiblement perpendiculairement au mat 39.
De tels polyétheréthercétones sont disponibles dans le commerce sous le nom KetaSpire® chez la société Solvay, sous le nom de VestaKeep® chez la société Evonik et PEEK Victrex® chez la société Victrex.
Avantageusement le poly-aryl-éther-cétone présente une viscosité, mesurée à 380°C et 1 Hz, supérieure à 100 Pa·s, de préférence supérieure à 500 Pa·s et de préférence encore supérieure à 800 Pa·s. La viscosité du poly-aryl-éther-cétone n’est généralement pas supérieure à 6000 Pa.s. La viscosité du polyaryl-éther-cétone peut notamment être de 800 Pa·s à 1500 Pa·s, ou de 1500 Pa·s à 2500 Pa·s, ou de 2500 Pa·s à 5000 Pa·s, ou de 5000 Pa.s à 6000 Pa.s.
Selon certains modes de réalisation, la viscosité du poly-aryl-éther-cétone est de 100 Pa.s à 6000 Pa.s, préférentiellement de 500 à 5000 Pa.s, et de manière davantage préférée de 800 à 2500 Pa.s.
Selon certains modes de réalisation, la composition C comprend au moins deux PAEKs de composition chimique différente, plus particulièrement :
- un PEKK, notamment étant essentiellement constitué, ou constitué des motifs T et I, tel que décrit ci-dessus, et en plus de ce PEKK,
- l'un au moins des polymères suivants : PEK, PEEKEK, PEEK, PEEKK, PEKEKK, PEEEK, PEDEK, le PEKK représentant au moins 50% en poids du poids total en poly-aryl-éther-cétones.
Selon certains modes de réalisation, la composition C comprend un mélange d’au moins deux PAEKs, ces PAEKs étant des copolymères de PAEK ayant les mêmes unités de répétition, mais avec des proportions molaires différentes en unités de répétition. En particulier, la composition C peut comprendre un mélange de deux copolymères de PEKKs ayant chacun un ratio molaire différent en motifs de « type T » par rapport à la somme des motifs de « type T » et de « type I ».
Selon certains modes de réalisation particuliers, la composition C peut aussi comprendre un mélange d’au moins deux PAEKs, ces PAEKs étant de même formule chimique, mais de viscosité différente.
Selon certains modes de réalisation, la composition C comprend un seul PAEK. Selon des modes de réalisation particuliers, ce PAEK peut être un PEKK.
Charge nucléante La charge nucléante est choisie parmi un silicate, un matériau carboné, ou leur mélange. Une proportion de 0,2% à 1,2% en poids de charge nucléante, par rapport au poids total en poly-aryl-éther-cétone(s) et charge nucléante, s’est révélée être optimale pour permettre la réduction de la taille des sphérolites lors de la construction d’objets, en permettant d’en améliorer la ductilité, sans modifier d’autres propriétés visées pour l’application (dont le taux de cristallinité).
La charge nucléante est généralement sous forme d’une poudre.
Préférentiellement, la charge nucléante représente de 0,25% à 1,0% en poids, par rapport au poids total de de poly-aryl-éther-cétone(s) et de charge nucléante.
Selon certains modes de réalisation, la charge nucléante représente 0,5% ou plus en poids, par rapport au poids total de de poly-aryl-éther-cétone(s) et de charge nucléante.
Selon certains modes de réalisation, la charge nucléante représente 0,9% ou moins en poids, ou 0,8% ou moins en poids, ou 0,75% ou moins en poids, par rapport au poids total de de poly-aryl-éther-cétone(s) et de charge nucléante.
Un silicate est un minéral comprenant dans sa structure un ou plusieurs anions de formule chimique : SiO 4-X (4-2X)- , où 0 ≤ x < 2. Le(s) contre-ion(s) peut entre- autre être majoritairement de l’aluminium, du potassium, du magnésium, du sodium, du calcium, du fer, ou un mélange de ces éléments. Le silicate peut être présent sous forme hydroxylé.
Selon certains modes de réalisation, le copolymère poly(étherimide-siloxane) a pour formule chimique :
dans laquelle n est un entier de 5 à 100, R représente un phénylène, Z représente un résidu du bisphénol A, R 4 représente le n-propylène, E représente un entier de 2 à 50, et chaque R’ du siloxane est un méthyle.
Selon certains modes de réalisation, le mélange M est constitué dudit polyaryléthercétone ayant une température de fusion inférieure ou égale à 340°C, dudit copolymère poly(étherimide-siloxane), et de 0% à 40% en poids d’un autre polymère thermoplastique que ledit polyaryléthercétone et ledit copolymère poly(étherimide-siloxane), par rapport au poids total du mélange.
Selon certains modes de réalisation, le mélange M comprend de 0,1% à 3%, et préférentiellement de 0,5% à 2%, en poids de polysiloxane comme autre polymère thermoplastique, par rapport au poids total du mélange M.
Selon certains modes de réalisation, le mélange M comprend moins de 1% en poids de polysiloxane comme autre polymère thermoplastique, par rapport au poids total du mélange M.
Selon certains modes de réalisation, la composition C comprend au moins 70% en poids de mélange M et comprend de 0% à 40% en poids d’un ou plusieurs additifs, par rapport au poids total de la composition. La composition C peut notamment être constituée du mélange M et de 0% à 40% en poids, de préférence de 0% à 30% en poids, d’un ou plusieurs additifs, par rapport au poids total de composition. La composition C peut notamment comprendre de 0,1% à 5% en poids de charges nucléantes (type d’additif), telles que des charges minérales, notamment le talc, des charges carbonées, notamment les nanotubes de carbone ou les noirs de carbone, des charges céramiques, notamment le nitrure de bore (NB), ou des oxydes métalliques, notamment ZnO ou MgO.
Selon certains modes de réalisation, le mélange M comprend un polyaryléthercétone essentiellement constitué de, et préférentiellement constitué de : un motif téréphtalique et un motif isophtalique, le pourcentage molaire en motifs téréphtalique par rapport à la somme des motifs téréphtalique et isophtalique étant de 0% à 5% ou de 45% à 67%.
Selon certains modes de réalisation, le mélange M comprend deux polyaryléthercétones P1 et P2 ayant une température de fusion inférieure ou égale à 340°C, P1 étant un polymère semi-cristallin ayant une température de fusion T1, et P2 étant un polymère semi-cristallin ayant une température de fusion telle que T2<T1 ou P2 étant un polymère pseudo-amorphe. Le polymère P2 peut notamment représenter au moins 50% en poids des polyaryléthercétones ayant une température de fusion inférieure ou égale à 340°C. Selon des modes de réalisation particuliers, P2 peut être un poly-éther-cétone-cétone essentiellement constitué de, et préférentiellement constitué de : un motif téréphtalique et un motif isophtalique, le pourcentage molaire en motifs téréphtalique par rapport à la somme des motifs téréphtalique et isophtalique étant de 0% à 5% ou de 45% à 67%, et, P1 peut être un poly-éther-cétone-cétone essentiellement constitué de, et préférentiellement constitué de : un motif téréphtalique et un motif isophtalique, le pourcentage molaire en motifs téréphtalique par rapport à la somme des motifs téréphtalique et isophtalique étant de 63% à 73%.
Selon certains modes de réalisation, le mélange M comprend moins de 30%, préférentiellement moins de 25%, et de manière davantage préférée moins de 20% en poids du copolymère poly(étherimide-siloxane), par rapport au poids total du mélange.
L’invention concerne également l’utilisation de la composition C pour la fabrication d’un article, d’une pièce, ou d’un revêtement, à une température maximale de fabrication ne dépassant pas 350°C, par moulage, notamment par moulage par injection ou par moulage par compression, par extrusion, notamment extrusion de films ou de feuilles, extrusion calandrage, extrusion de tubes ou tuyaux, extrusion gainage, par fabrication additive par fusion de filament (FFF), filage, rotomoulage, thermoformage. La composition C est notamment adaptée de sorte à être portée à la température maximale de fabrication pendant une durée supérieure à 1 minute, ou supérieure 2, ou supérieure à 3 minutes, ou supérieure à 4 minutes, ou supérieure à 5 minutes, ou supérieure à 10 minutes, ou supérieure à 25 minutes. Ceci est notamment avantageux pour la fabrication de pièce, d’article, ou de revêtement ayant une épaisseur supérieure à 2 mm, ou supérieure à 3 mm, ou supérieure à 4 mm, ou supérieure à 5 mm, ou supérieure à 6 mm. Selon certains modes de réalisation, la composition C ainsi apte a être utilisée est sous forme de granulés.
L’article, la pièce, ou le revêtement fabriqué peuvent notamment avoir au moins l’une, et selon certains modes de réalisation toutes, les propriétés avantageuses suivantes :
- un module d’élasticité en traction, tel que mesuré la norme ISO 527-2:2019/1A à 20°C, inférieur à 4,0 GPa, préférablement inférieur à 3,5 GPa, préférablement inférieur à 3,2 GPa, et de préférence inférieur à 3,0 GPa,
- une déformation nominale à la rupture telle que mesurée selon la norme ISO 527-2:2019/1A à 20°C supérieure à 8%, préférablement supérieure à 10%, notamment supérieur à 15%, ou supérieur à 20%,
- une résistance au choc Charpy selon la norme ISO 179-1:2010/1eA supérieure à 5 KJ/m², préférablement supérieure à 6 KJ/m², préférablement encore supérieure à 7 KJ/m², et de manière davantage préférée supérieure à 8 KJ/m²,
On entend par « granulé » faire référence à des grains de composition, de forme plus ou moins cylindrique ou sphérique, notamment adaptés aux procédés d’extrusion ou d’injection. Ces grains ont généralement une taille caractéristique comprise entre 0,5 mm et 10 mm, notamment entre 1 mm et 5 mm.
On entend par le terme « température de transition vitreuse », noté T g , désigner la température à laquelle un polymère au moins partiellement amorphe passe d’un état caoutchoutique vers un état vitreux, ou vice versa, telle que mesurée par analyse calorimétrique différentielle (DSC) selon la norme NF ISO 11357-2 : 2020, en deuxième chauffe, utilisant des rampes de température en chauffe et en refroidissement à 20°C/min. Dans la présente invention, quand il est fait référence à une température de transition vitreuse, il s’agit plus particulièrement de, sauf indication contraire, la température de transition vitreuse en demi-hauteur de palier telle que définie dans cette norme.
On entend par le terme « température de fusion », noté T f , désigner la température à laquelle un polymère semi-cristallin passe à l’état liquide visqueux, telle que mesurée par calorimétrie différentielle à balayage (DSC) selon la norme NF EN ISO 11357-3 :2018, en deuxième chauffe, en utilisant une vitesse de chauffe de 20°C/min. Dans la présente invention, quand il est fait référence à une température de fusion, il s’agit plus particulièrement de, sauf indication contraire (voir notamment la méthode de mesure adaptée ci-dessous pour un polymère pseudo-amorphe), la température de fusion de pic telle que définie dans cette norme.
On entend par le terme polymère « pseudo-amorphe », désigner un polymère ne présentant pas d’endotherme de fusion, tel que mesuré par calorimétrie différentielle à balayage (DSC) selon la norme NF EN ISO 11357-3 :2018, en deuxième chauffe, en utilisant des vitesses de chauffe et de refroidissement de 20°C/min. Le polymère pseudo-amorphe est néanmoins apte à cristalliser une fois porté à une température supérieure à sa température de transition vitreuse, notamment à une température dans la gamme Tg+40 °C à Tg+110°C, par exemple à Tg+75°C, pendant une durée suffisante, notamment pendant 10 à 30 minutes, par exemple 20 minutes. C’est ainsi que peut être également mesurée une température de fusion en deuxième chauffe pour les polymères pseudo-amorphes dans la présente invention, en procédant comme suit : 1 ère chauffe selon une rampe de 20°C/min jusqu’à une température de pallier dans la gamme Tg+40 °C à Tg+110°C, par exemple à Tg+75°C, pendant une durée suffisante, notamment pendant 10 à 30 minutes, par exemple 20 minutes, notamment à Tg+75°C pendant 20 minutes ; Refroidissement selon une rampe de 20°C/min jusqu’ à température ambiante ; 2 ème chauffe selon une rampe à 20°C/min.
On entend par le terme « taux de cristallinité » désigner le taux de cristallinité tel que calculé à partir de mesures de diffusion des rayons X aux grands angles (WAXS), sur un appareil de type Nano-inXider® avec les conditions suivantes : Longueur d’onde : raie principale Kα1 du cuivre (1,54 Angström) ; Puissance du générateur : 50 kV – 0.6 mA ; Mode d’observation : transmission ; Temps de comptage : 10 minutes ; Température : 25°C ;
On obtient ainsi un spectre de l’intensité diffusée en fonction de l’angle de diffraction. Ce spectre permet d’identifier la présence de cristaux, lorsque des pics sont visibles sur le spectre en plus du halo amorphe. Dans le spectre, on peut mesurer l’aire des pics cristallins (notée A) et l’aire du halo amorphe (notée AH). La proportion (massique) en phase cristalline est estimée par le rapport (A)/(A+AH). Les taux de cristallinité dans la présente invention sont exprimés en proportion massique de poly-aryl-éther-cétone(s) cristallin(s), par rapport au poids total en poly-aryl-éther-cétone(s).
On entend par « temps de demi-cristallisation isotherme », désigner le temps nécessaire pour atteindre une cristallinité relative de 0.5 pour une cristallisation isotherme à une température de mesure, tel que défini selon la norme NF EN ISO 11357-7 :2015. Le temps de demi-cristallisation isotherme minimal correspond au temps de demi-cristallisation minimum pour des temps de demi-cristallisation mesurés entre la température de transition vitreuse d’un polymère et sa température de fusion. Des valeurs de temps de demi-cristallisation isotherme en fonction de la température sont généralement disponibles dans la littérature, ce qui permet d’évaluer le temps de demi-cristallisation minimum. En l’absence de données disponibles, des mesures de temps de demi-cristallisation isotherme peuvent être mises en œuvre avec un pas entre chaque mesure de 5°C à 15°C.
On entend par le terme « viscosité » désigner la viscosité, telle que mesurée à 380°C et à 1 Hz sous atmosphère inerte (N 2 ), au moyen d’un rhéomètre oscillatoire, en géométrie plan/plan.
Les propriétés mécaniques en traction peuvent être déterminées sur des éprouvettes de type 1BA selon la norme ISO 527-1 :2019, à 23°C, avec une vitesse de traverse de 25 mm/min, à l’aide par exemple d’un appareil MTS 810®, commercialisé par la société MTS Systems Corporation, équipé d’un extensomètre mécanique. Une éprouvette 1BA peut être obtenue directement par le procédé de fabrication pour lequel la composition selon l’invention est adaptée ou, le cas échéant, usinée à partir d’un objet massif si l’éprouvette ne peut être obtenue directement par ce procédé.
On entend par le terme « matériau fragile » signifier qu’un matériau se rompt aux faibles déformations sans présenter de seuil d’écoulement lors de la détermination de ses propriétés en traction (un exemple de tel matériau est présenté Figure 1, courbe 1 de la norme ISO 524-1 :2019). A contrario, on entend par « matériau ductile » signifier qu’un matériau se rompt des déformations plus élevées et présente un seuil d’écoulement lors de la détermination de ses propriétés en traction (des exemples de tels matériaux sont présenté Figure 1, courbes 2-3 de la norme ISO 524-1 :2019).