INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
En ce qui concerne les étapes de procédé de désagrégation d’une particule (telle qu’un agrégat rC), les procédés décrits dans la demande de brevet U.S. n° 63/493 812 déposée le 3 avril 2023 peut être utilisé présentement avant les étapes de revêtement des particules. En résumé, le procédé permettant de désagréger au moins partiellement des particules, telles que des particules de carbone, par exemple des agrégats rC, comprend, consiste essentiellement en, consiste en, ou inclut l’introduction des particules, telles que des agrégats rC (par exemple, les agrégats rC de départ) dans une chambre de chauffage comportant une ou plusieurs zones. Dans le cadre de ce procédé, la chambre de chauffage comporte au moins une zone qui a une température de zone d’au moins 800 °C ou au moins 900 °C. Les particules de départ, telles que des agrégats rC, sont dans l’au moins une zone qui a la température de zone pendant un temps de séjour suffisant pour conduire à la désagrégation d’au moins une partie des particules, telles que des agrégats rC. Ainsi, le procédé permet d’obtenir des particules désagrégées telles que des agrégats rC désagrégés (c’est-à-dire, des agrégats avec des petites tailles d’agrégat ou des agrégats qui ont une taille d’agrégat plus petite par rapport à la taille d’agrégat de départ des agrégats rC de départ). D’autres étapes avant et/ou après la désagrégation peuvent se produire.
Les effets colorés sont alors sensiblement identiques à ceux décrits ci-dessus, pour des réseaux de diffraction configurés pour l’excitation de modes guidés au sein d’une couche mince en matériau diélectrique transparente.
Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, le réseau de diffraction sub longueur d’onde est configuré pour produire un effet de résonance plasmonique en transmission tel que décrit par exemple dans [Réf. 6].
Dans ces exemples, la deuxième couche comprend une couche mince en matériau métallique, par exemple de l’argent ou de l’aluminium, avantageusement d’épaisseur comprise en 10 nm et 50 nm
Le réseau de diffraction sub longueur d’onde comprend un ou plusieurs pas compris entre environ 150 nm et environ 400 nm, avantageusement compris entre environ 200 nm et environ 400 nm ; le réseau de diffraction sub longueur d’onde est par exemple un réseau à une dimension, par exemple concentrique ou radial ou pseudo-radial, ou un réseau à deux dimensions, avec une dimension concentrique et une dimension radiale ou pseudo-radiale. La profondeur du réseau est par exemple comprise entre 50 nm et 200 nm. Le profil du réseau est par exemple sinusoïdal ou pseudo sinusoïdal. Le réseau de diffraction peut être périodique avec un pas constant selon une direction, ou peut présenter une pluralité de pas ou un pas variable (cas des réseaux concentriques).
En opération, un tel réseau de diffraction est configuré pour l’excitation et le couplage de modes de plasmons de surface aux deux interfaces métal/diélectrique de part et d’autre de la couche métallique, permettant ainsi un effet de transmission résonante. L’effet résultant est un filtre résonant coupe-bande en transmission, dont la bande spectrale de résonance est centrée sur une longueur d’onde déterminée de manière connue en fonction des caractéristiques du réseau et des natures des couches.
Selon un premier exemple de réalisation, avec un réseau de diffraction concentrique ou pseudo-concentrique (une dimension), périodique de pas constant, un observateur pourra ainsi observer en transmission une couleur stable par exemple verte suivant l’axe de tilt haut/bas et bleu suivant l’axe de tilt droite/gauche.
Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, le composant optique de sécurité selon le premier aspect comprend au moins une deuxième structure gravée sur ladite première couche, ladite deuxième couche recouvrant au moins en partie ladite deuxième structure. La deuxième structure est configurée pour former par exemple et de façon non limitative, une autre structure selon la présente description, une structure diffusante, une structure holographique, une structure diffractive, par exemple une structure permettant de réaliser un effet dit Alphagram® développée par la déposante.
Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, le composant optique de sécurité selon le premier aspect comprend ladite au moins une première structure diffractive et au moins une deuxième structure diffractive, dans lequel ladite au moins une première structure diffractive et ladite au moins une deuxième structure diffractive présentent des contours configurés pour générer des motifs macroscopiques reconnaissables à l’œil nu par un observateur et sont constituées d’éléments optiques comprenant des microstructures identiques modulées par des réseaux de diffraction différents.
Il est ainsi possible de générer des scénarios colorés facilement reconnaissables par un observateur.
Dans des exemples de réalisation, le réseau de diffraction de ladite au moins une première structure diffractive est circulaire, pseudo-circulaire ou pseudo-radiale à pas constant et le réseau de diffraction de ladite au moins une deuxième structure diffractive est linéaire à pas constant, de pas identique à celui du réseau de diffraction de ladite au moins une première structure diffractive.
Dans des exemples de réalisation, le réseau de diffraction de ladite au moins une première structure diffractive est circulaire ou pseudo-circulaire à pas constant et le réseau de diffraction de ladite au moins une deuxième structure diffractive est pseudo radiale, de pas identique à celui du réseau de diffraction de ladite au moins une première structure diffractive.
Selon un ou plusieurs exemples de réalisation, le composant optique de sécurité selon le premier aspect comprend une ou plusieurs couches additionnelles en fonction des besoins de l’application, ces couches additionnelles pouvant ou non contribuer à l’effet visuel recherché.
Les particules revêtues de carbone de la présente invention peuvent être incorporées dans des articles en caoutchouc, utilisés, par exemple, pour la bande de roulement de pneus, en particulier dans la bande de roulement pour pneus de voitures particulières, de véhicules légers, de camions et de bus, tout-terrain (« OTR »), pneus d’avion et similaire ; une sous-bande de roulement ; un un revêtement mince de fil métallique ; des flancs ; une gomme de pied pour pneus rechapés ; et d’autres utilisations dans des pneus.
Dans d’autres applications, les particules revêtues de carbone de la présente invention peuvent être utilisées dans des articles industriels en caoutchouc, tels que des supports de moteur, des supports hydrauliques, des appareils d’appui, des isolateurs sismiques, des chenilles de tank, des pistes ou des bandes de roulement de tank, des convoyeurs d’exploitation minière, des tuyaux flexibles, des garnitures, des joints, des pales, des articles coupe-froid, des pare-chocs ou des pièces anti-vibration et autres.
Les particules revêtues de carbone de la présente invention peuvent être ajoutées à la place ou en plus des premiers agents de renforcement pour des composants de pneu et/ou d’autres utilisations finales industrielles du caoutchouc. Les particules revêtues de carbone de la présente invention peuvent être combinées avec du caoutchouc naturel et/ou synthétique dans un processus de mélange sec ou humide approprié basé sur un mélangeur discontinu interne, un mélangeur continu ou un broyeur à cylindres.
Les performances des particules revêtues de carbone de la présente invention en tant qu’agent de renforcement pour composés de caoutchouc peuvent être évaluées en déterminant, par exemple, les performances d’une composition de caoutchouc utilisant les particules revêtues de carbone de la présente invention par rapport aux performances d’une composition de caoutchouc comparative qui est similaire à tous égards à l’exception de l’utilisation de particules revêtues de carbone de la présente invention. Dans d’autres approches, les valeurs obtenues pour les compositions préparées selon la présente invention peuvent être comparées à des valeurs connues dans l’art associées aux paramètres souhaités dans une application donnée.
Le revêtement de carbone rC ou d’autres particules à l’aide des processus décrits présentement peut améliorer les performances des composés de caoutchouc préparés avec le matériau revêtu de carbone par rapport à la particule de base nue. Par exemple, le revêtement de carbone rC peut améliorer les propriétés de renforcement telles que le module de traction, l’hystérésis (mesurée par tan delta), la résistance à la déchirure et/ou la durée de vie en fatigue. Les performances des composés de caoutchouc préparés avec le rC revêtu peuvent être comparables aux performances des composés de caoutchouc préparés avec du noir de carbone vierge. En variante ou en outre, les performances des composés de caoutchouc préparés avec du RC revêtu peuvent être comparables aux performances des composés de caoutchouc préparés avec du rC non revêtu. Dans l’un quelconque de ces modes de réalisation, les performances peuvent être déterminées par l’un ou plusieurs parmi le module de traction à 100 % de déformation, le module de traction à 300 % de déformation, l’allongement à la rupture, tan delta (60 °C), la résistance à la déchirure (ASTM D624, matrice B), et/ou la durée de vie en fatigue (ASTM D4482). Pour chacune de ces propriétés, les performances peuvent être améliorées d’au moins 5 %, d’au moins 10 %, d’au moins 15 % ou d’au moins 20 %, par exemple de 5 à 25 %, de 10 à 20 %, de 5 à 15 % ou de 15 à 30 %. Le module de traction et l’allongement à la rupture sont mesurés selon la norme ASTM D412 (méthode d’essai A, Type C) à 23 °C, 50 % d’humidité relative et à une vitesse transversale de 500 mm/min. Tan delta 60° est déterminé à l’aide d’un balayage de déformation dynamique entre 0,01 % et 60 % à 10 Hz et 60 °C. Tan d max (parfois appelé tan delta) est considérée comme la valeur maximale de tan d dans cette plage de déformations. La durée de vie en fatigue est mesurée selon ASTM D4482.
Sauf indication contraire, toutes les proportions de matériaux exprimées présentement en pourcentage sont en pourcentage en poids.
Exemple 1 – Du carbone récupéré (CBP Cyprus Ltd) a été introduit dans un four tubulaire à un débit de 360 g/h et traité avec un temps de séjour d’environ 1 heure à la température spécifiée dans le tableau 1 ci-dessous. Le tube avait un diamètre de 6 pouces (15 cm) et une section chauffée de 60 pouces (152 cm) de longueur et tourne à une vitesse de 1,8 tr/min. Du gaz a été introduit dans le tube à un débit de 25 scfh (708 l/h) (azote) ou 21 scfh (595 l/h) (méthane), avec 6 scfh (170 l/h) supplémentaires d’azote utilisés en permanence pour purger les entrées et sorties du système. Des échantillons ont été collectés après une heure de fonctionnement en régime permanent, ce qui signifie que le flux de rC entrant et sortant du four était constant, la température était stable et le gaz souhaité (azote ou méthane) avait circulé à travers le tube pendant au moins 90 minutes. Température du four (°C) Débit de gaz primaire Cendres (%) Si dans les cendres (%) Si dans les particules (%) % d’augmentation de C* I D /I G (rapport d’aire) Non traité 15,52 14,99 2,33 - 2,63 ± 0,12 1000 Azote 15,53 14,91 2,32 0,5 2,52 ± 0,13 900 Méthane 14,31 14,77 2,11 11,6 2,39 ± 0,11 1000 Méthane 9,89 18,94 1,87 32,5 1,86 ± 0,17 1100 Méthane 7,27 23,2 1,69 51,4 1,51 ± 0,06 *% d’augmentation du carbone calculé sur la base du silicium constant
L’analyse élémentaire a été déterminée en déterminant dans un premier temps le pourcentage en masse de carbone au moyen de la méthode de calcination spécifiée dans la norme ASTM D1506, en supposant que l’intégralité du contenu autre que les cendres était du carbone. Les éléments inorganiques ont été quantifiés par microscopie électronique à balayage/spectroscopie à rayons X à dispersion d’énergie (MEB/EDS) d’une couche épaisse de cendres estampée sur un poinçon MEB avec du ruban de carbone. Les régions mesurant 560 microns x 420 microns sont été balayées avec un détecteur EDS jusqu’à ce qu’un total de 50 000 000 coups de rayons X aient été enregistrés.
Les résultats démontrent que du carbone s’est déposé à la surface des particules rC. La diminution des cendres suggère également que le ZnO dans le rC a été réduit, puis le zinc métallique (point d’ébullition 907 °C) a été évaporé. En supposant peu ou pas de perte de silicium lors du dépôt, l’augmentation de la concentration de Si dans les cendres suggère une quantité réduite de cendres, tandis que la proportion réduite de Si dans le rC suggère que l’ajout de nouveau carbone au rC augmente avec la température de traitement. De plus, la diminution de I D /I g indique que la cristallinité du carbone déposé augmente avec la température de traitement.
Exemple 2 – Du carbone récupéré (par exemple, provenant de CBP Cyprus Ltd) est revêtu de carbone dans un système de réaction à lit fluidisé à l’échelle pilote sensiblement similaire à celui décrit en relation avec la de US10087330. La vitesse de fluidisation idéale du carbone récupéré est évaluée avec de l’air à température ambiante dans un dispositif de fluidisation à l’échelle du laboratoire. La charge initiale de matière première de carbone récupéré est chargée dans le lit fluidisé de sorte qu’elle repose au-dessus de la plaque inférieure. Le lit est ensuite scellé et un courant d’azote traverse le carbone récupéré, en entrant par le plénum inférieur, en passant à travers la plaque inférieure puis le carbone récupéré, puis en sortant finalement par le haut du réacteur à lit fluidisé. Des dispositifs de chauffage électriques ont été activés pour amener la température du lit à 1000 °C. L’écoulement d’azote est ensuite arrêté et un flux de gaz naturel ayant une vitesse superficielle approximativement égale à la vitesse de fluidisation idéale est activé et l’essai est démarré. Des échantillons sont régulièrement prélevés à partir du lit à l’aide d’un tube plongeur et mesurés pour suivre la progression du dépôt de noir de carbone. À la fin de la durée d’essai souhaitée, l’écoulement de gaz naturel est arrêté, ainsi que les dispositifs de chauffage électriques, et l’azote est à nouveau envoyé vers le lit fluidisé pendant qu’il refroidit à température ambiante. Le produit du lit final est ensuite collecté au fond du réacteur à lit fluidisé. Il est attendu que ce produit contienne du carbone déposé sur la surface et une quantité réduite de zinc par rapport au produit de départ.
Exemple 3 – De la silice particulaire (par exemple, de la silice précipitée) est revêtue avec du carbone dans un système de réaction à lit fluidisé à l’échelle pilote ayant une configuration similaire à celle décrite en référence à la de US10087330. La vitesse de fluidisation idéale de la silice particulaire est évaluée avec de l’air à température ambiante dans un dispositif de fluidisation à l’échelle du laboratoire. La charge initiale de matériau de départ de silice particulaire est chargée dans le lit fluidisé de sorte qu’elle repose au-dessus de la plaque inférieure. Le lit est ensuite scellé et un courant d’azote traverse la silice particulaire, en entrant par le plénum inférieur, en passant à travers la plaque inférieure puis la silice particulaire, puis en sortant finalement par le haut du réacteur à lit fluidisé. Des dispositifs de chauffage électriques ont été activés pour amener la température du lit à 1250 °C. L’écoulement d’azote est ensuite arrêté et un flux de gaz naturel ayant une vitesse superficielle approximativement égale à la vitesse de fluidisation idéale est activé et l’essai est démarré. Des échantillons sont régulièrement prélevés à partir du lit à l’aide d’un tube plongeur et mesurés pour suivre la progression du dépôt de noir de carbone. À la fin de la durée d’essai souhaitée, l’écoulement de gaz naturel est arrêté, ainsi que les dispositifs de chauffage électriques, et l’azote est à nouveau envoyé vers le lit fluidisé pendant qu’il refroidit à température ambiante. Le produit du lit final est ensuite collecté au fond du réacteur à lit fluidisé. On s’attend à ce que du carbone se dépose à la surface de ce produit.
Exemple 4. Des composites élastomères avec une charge particulaire de 50 phr sont préparés avec chacune des cinq particules de l’exemple 1, la quantité de particules et de durcisseurs indiquée dans le tableau 2, et du caoutchouc styrène-butadiène Kralex SBR 1502 (Synthos). Toutes les compositions sont mélangées dans un mélangeur Brabender Prep de 439 ml avec deux rotors à came en deux étapes, comme décrit dans le tableau 3. Les composés sont mis en feuilles sur un laminoir à 2 rouleaux fonctionnant à 50 °C et à environ 22 tr/min, suivi de six passages avec un espace de pincement d’environ 5 mm, avec un temps de repos avant l’étape suivante de mélange (ou de durcissement, après la dernière étape) d’au moins 3 heures. Le durcissement est effectué dans une presse chauffée (150 °C, 2 500 lbs) pendant 30 minutes. Les composés préparés avec du rC revêtu de carbone devraient présenter des performances mécaniques supérieures (par exemple, une amélioration d’au moins 5 % de l’un ou plusieurs parmi le module de traction à 100 % de déformation, le module de traction à 300 % de déformation, l’allongement à la rupture, tan delta (60 °C), la résistance à la déchirure et la durée de vie en fatigue) par rapport aux composés préparés avec du rC qui n’a pas été revêtu de carbone. Composant phr 6PPD a 3 TMQ b 1,5 Oxyde de zinc c 3 Acide stéarique c 2 Billes de cire d 1 BBTS e 1,5 Soufre c 1,5 a) N-(1,3-Diméthylbutyl)-N’-phényl-p-phénylènediamine, 6PPD (Western Reserve Chemical) b) Poly(1,2-dihydro-2,2,4-triméthyl-quinoléine), granulés DQ antioxydants (Akrochem Corporation) c) D’Akrochem Corporation d) ACROWAX MT 5031 (Akrochem Corporation) e) N-tert-Butyl-2-benzothiazole-sulfénamide (Akrochem Corporation) Étape 1 Facteur de remplissage, % 70 Vitesse du rotor, tr/min 80 Température de départ, °C 85 Durée (s) Description 0 Ajouter du polymère 60-120 Ajouter progressivement la charge - Réduire la vitesse à 60 °C si la température approche 160 °C 180 Racler/balayer, ajouter des particules prémélangées (ZnO, acide stéarique, cire, 6PPD, TMQ) 240 Racler/balayer, ajuster les TR/MIN pour maintenir la température 300 Vidange Étape 2 Facteur de remplissage, % 68 Vitesse du rotor, tr/min 60 Température de départ, °C 52 Durée (s) Description 0 Ajouter le lot de l’étape 1 et les durcisseurs 30 Racler/balayer 90 Vidange – Ajuster la vitesse du rotor pour ne pas dépasser 115 °C
La présente invention peut comprendre une combinaison quelconque de ces différentes caractéristiques ou différents modes de réalisation ci-dessus et/ou ci-dessous, comme décrit présentement dans des phrases et/ou des paragraphes. Toute combinaison des caractéristiques présentement décrites est considérée comme faisant partie de la présente invention et aucune limitation n’est prévue en ce qui concerne les caractéristiques combinables.
Lorsqu’une quantité, une concentration ou une autre valeur ou un autre paramètre est donné sous la forme d’une plage, d’une plage préférée ou d’une liste de valeurs supérieures préférables et de valeurs inférieures préférables, cela doit être entendu comme indiquant spécifiquement toutes les plages formées d’une paire quelconque d’une limite de plage ou valeur préférée supérieure quelconque et d’une limite de plage ou valeur préférée inférieure quelconque, indépendamment du fait que les plages sont décrites séparément ou non. Lorsqu’une plage de valeurs numériques est mentionnée présentement, sauf indication contraire, la plage est destinée à inclure ses points limites, ainsi que l’ensemble des entiers et fractions dans la plage. Il n’est pas prévu que la portée de l’invention soit limitée aux valeurs spécifiques énoncées lors de la définition d’une plage.
D’autres modes de réalisation de la présente invention apparaîtront à l’homme du métier à partir de la lecture de la présente description et de la pratique de la présente invention présentement décrite. Il doit être entendu que la présente description et les exemples doivent être considérés comme donnés à titre d’exemple uniquement, la portée et l’esprit réels de l’invention étant indiqués par les revendications suivantes et leurs équivalents.
Typiquement, les radicaux R 1 et R 2 sont des radicaux issus de la réaction de deux alcools de formule R 1 -OH et R 2 -OH, identiques ou différents, avec un diacide, au moins un alcool parmi R 1 -OH et R 2 -OH comporte au moins une fonction éther. Lesdits alcools R 1 -OH et R 2 -OH, identiques ou différents, peuvent être choisis parmi les monoalcools et les diols, de préférence les monoalcools.
De préférence, ledit au moins un alcool comportant une fonction éther est choisi parmi un monoéthylène glycol monoalkyl éther, un diéthylène glycol monoalkyl éther ou un triéthylène glycol monoalkyl éther, de préférence parmi un diéthylène glycol monoalkyl éther ou un triéthylène glycol monoalkyl éther, lesdits groupements alkyles ayant de préférence de 1 à 10 atomes de carbone, de préférence de 1 à 6 atomes de carbone, plus préférentiellement de 1 à 4 atomes de carbone. De préférence, ledit au moins un alcool est choisi parmi un diéthylène glycol monoalkyl éther ou un triéthylène glycol monoalkyl éther, les groupements alkyles sont de 1 à 10 atomes de carbone, de préférence de 1 à 6 atomes de carbone, plus préférentiellement de 1 à 4 atomes de carbone.
De préférence, au moins un alcool est choisi parmi le monoéthylène glycol monobutyl éther, le diéthylène glycol monobutyl éther, triéthylène glycol monométhyl éther et le triéthylène glycol monobutyl éther.
Les alcools mis en œuvre selon l’invention peuvent être disponibles commercialement ou synthétisés selon toute méthode connue de l’homme du métier.
Par « radical divalent alkyle » au sens de l’invention, on entend désigner une chaine hydrocarbonée saturée, linéaire ou ramifiée, constituée d’atomes de carbone et d’hydrogène (donc ne comportant aucun hétéroatome).
Par « radical divalent alkényle » au sens de l’invention, on entend désigner une chaine hydrocarbonée insaturée, linéaire ou ramifiée, constituée d’atomes de carbone et d’hydrogène (donc ne comportant aucun hétéroatome).
Selon l’invention, le radical R comporte de 2 à 8 atomes de carbone, plus préférentiellement de 3 à 8 atomes de carbone, encore plus préférentiellement de 4 à 7 atomes de carbone.
De préférence, R est choisi parmi les radicaux -(CH 2 ) x -, x étant un entier allant de 2 à 10, plus préférentiellement de 2 à 8, encore plus préférentiellement x va de 4 à 7.
De préférence, lorsque l’invention met en œuvre un mélange de diesters répondant à la formule (1), lesdits disesters sont formés à partir d’un même diacide carboxylique. Selon ce mode de réalisation, tous les radicaux R des diesters de formule (1) sont identiques.
Par « diacide carboxylique », on entend désigner un acide comprenant (exactement) 2 fonctions carboxyle -(C(O)OH).
Selon un mode de réalisation de l’invention, le diacide carboxylique comporte une chaine alkyle ou alkényle, linéaire ou ramifié, comportant de 4 à 10 atomes de carbone, de préférence une chaine alkyle linéaire ou ramifié comportant de 4 à 10 atomes de carbone, de préférence encore une chaine alkyle linéaire comportant de 4 à 10 atomes de carbone.
De préférence, le diacide carboxylique est choisi parmi l’acide succinique, l’acide adipique, l’acide glutarique, l’acide pimélique, l’acide subérique, l’acide azélaïque, l’acide sébacique et leurs mélanges, préférentiellement parmi l’acide azélaïque et l’acide adipique.
Les diacides carboxyliques mis en œuvre selon l’invention peuvent être disponibles commercialement ou synthétisés selon toute méthode connue de l’homme du métier.
Selon un mode de réalisation, la composition selon l’invention comprend au moins un diester de formule (1) dans laquelle :
- les radicaux R 1 et/ou R 2 sont choisis parmi un radical de formule -(CHR 3 CH 2 O) n R 4 , où R 3 représente un atome d’hydrogène ou un méthyle, de préférence un atome d’hydrogène ; R 4 représente un alkyle ayant de 1 à 10 atomes de carbone, de préférence de 1 à 6 atomes de carbone, de préférence choisi parmi un méthyle, un éthyle, un propyle ou un butyle ; et n est un entier allant de 1 à 4, de préférence de 1 à 3, et