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DESCRIPTION
TITRE : BANDAGE POUR VEHICULE HORS LA ROUTE
La présente invention est relative à des bandages pneumatiques ou non-
pneumatiques
hors la route, en particulier des bandages pneumatiques pour véhicules de
génie civil et
véhicules agricoles.
Ces bandages doivent posséder des caractéristiques techniques très différentes
des
bandages destinés à des véhicules roulant exclusivement sur route (c'est-à-
dire un sol
bitumeux), car la nature des sols hors la route sur lesquels ils évoluent
principalement
est très différente, et notamment beaucoup plus agressive, de par sa nature
caillouteuse.
Par ailleurs, contrairement à des bandages pour véhicules de tourisme par
exemple,
surtout pour les gros engins de génie civil, les bandages doivent pouvoir
supporter une
charge qui peut être extrêmement lourde. Par conséquent, les solutions connues
pour les
pneumatiques roulant sur sol bitumeux ne sont pas directement applicables à
des
bandages hors la route tels que des bandages pour véhicules de génie civil.
Les bandages dits hors la route, du fait de leur usage majoritaire hors la
route, sont
pourvus de bandes dc roulement qui présentent, par rapport aux épaisseurs des
bandes
de roulement des pneumatiques pour véhicules légers, en particulier pour
véhicules
tourisme ou camionnette, de grandes épaisseurs de matériau caoutchoutique.
Typiquement la partie usante de la bande de roulement d'un bandage pour poids
lourd
présente une épaisseur d'au moins 15 mm, celle d'un véhicule génie civil d'au
moins 30
mm, voire jusqu'à 120 mm.
Au cours du roulage, une bande de roulement subit des sollicitations
mécaniques et des
agressions résultant du contact direct avec le sol. Dans le cas d'un bandage
monté sur un
véhicule portant de lourdes charges, les sollicitations mécaniques et les
agressions
subies par le bandage se trouvent amplifiées sous l'effet du poids qu'il
supporte.
Les bandages pour véhicules miniers en particulier sont soumis à des
sollicitations
fortes, à la fois au niveau local r roulage sur les macro-indenteurs
représentés par les
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cailloux qui constituent les pistes (roche concassée), et au niveau global :
passage de
couple important car les pentes des pistes pour entrer ou sortir des pits ,
ou mines à
ciel ouvert, sont de l'ordre de 10%, et sollicitations fortes des pneus lors
des demi-tours
des véhicules pour les manoeuvres de chargement et déchargement.
Ceci a pour conséquence que les amorces de fissure qui se créent dans la bande
de
roulement du bandage sous l'effet de ces sollicitations et de ces agressions,
ont tendance
à se propager davantage en surface ou à l'intérieur de la bande de roulement,
pouvant
provoquer des arrachements localisés ou généralisés de la bande de roulement.
Ces
sollicitations peuvent donc entraîner un endommagement de la bande de
roulement et
donc réduire la durée de vie de la bande de roulement, et donc du bandage. Un
bandage
roulant sur un sol caillouteux est très exposé aux agressions, et donc aux
amorces de
fissure et coupures. La nature même agressive du sol caillouteux exacerbe non
seulement ce type d'agression sur la bande de roulement, mais aussi ses
conséquences
sur la bande de roulement.
Ceci est particulièrement vrai pour les bandages équipant les véhicules de
génie civil
qui évoluent généralement dans des mines ou des carrières. Ceci est également
vrai pour
les bandages qui sont montés sur les véhicules agricoles en raison du sol
caillouteux des
terres arables. Les bandages qui équipent des véhicules poids-lourds de
chantiers qui
circulent autant sur des sols caillouteux que sur des sols bitumeux,
connaissent aussi ces
mêmes agressions. En raison des deux facteurs aggravants que sont le poids
porté par le
bandage et la nature agressive du sol de roulage, la résistance à l'initiation
et/ou à la
propagation de fissure d'une bande de roulement d'un bandage pour un véhicule
de
génie civil, un véhicule agricole ou un véhicule poids-lourd de chantier
s'avère cruciale
pour minimiser l'impact des agressions subies par la bande de roulement. Il
est donc
important de disposer de bandage pour des véhicules, notamment ceux destinés à
rouler
sur des sols caillouteux et portant de lourdes charges, dont la bande de
roulement
présente une résistance à l'initiation et/ou à la propagation de fissure
suffisamment forte
pour minimiser le nombre ou l'effet d'une amorce dc fissure sur la durée de
vie dc la
bande de roulement. Pour résoudre ce problème, il est connu de l'homme de
l'art, que
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par exemple, le caoutchouc naturel dans les bandes de roulement permet
d'obtenir des
propriétés de résistance à l'initiation et/ou à la propagation de fissure
élevées.
Par ailleurs, il demeure intéressant que les solutions proposées pour résoudre
ce
problème ne pénalisent pas les autres propriétés de la composition de
caoutchouc,
notamment l'hystérèse traduisant la capacité de dissipation thermique de la
composition.
En effet, l'utilisation d'une composition hystérétique dans un pneumatique
peut se
manifester par une élévation de la température interne du pneumatique, ce qui
peut
entraîner une diminution de l'endurance (en anglais durability ) du
bandage.
Au vu de ce qui précède, il existe un objectif permanent de fournir des
compositions de
caoutchouc qui présentent un bon compromis de performances entre la résistance
aux
agressions mécaniques et l'hystérèse.
Des solutions ont été apportées pour améliorer ce compromis. Par exemple, la
demande
WO 2018/104671 Al propose d'utiliser une matrice élastomérique comprenant un
polyisoprène époxyde ayant un taux molaire d'époxydation allant de 5% à moins
de
50%. La demande WO 2016/202970 Al propose quant à elle d'utiliser une
composition
spécifique dont la matrice élastomérique comprend un élastomère dienique
choisi dans
le groupe constitué par les polybutadiènes, les copolymères de butadiène et
leurs
mélanges, et un élastomère thermoplastique styréni que comprenant au moins un
segment rigide styrénique et au moins un segment souple diénique comprenant au
moins 20% en masse d'unités diéniques conjuguées.
Or, les manufacturiers cherchent toujours des solutions pour améliorer
davantage le
compromis de performances entre la résistance aux agressions mécaniques et
l'hystérèse, de préférence quelle que soit la nature de la matrice
élastomérique.
Poursuivant ses recherches, la Demanderesse a découvert de façon inattendue
que
l'utilisation d'une pulpe dc cellulose spécifique, permet d'améliorer
davantage le
compromis de performances précité.
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Ainsi l'invention a pour objet un bandage pneumatique ou non-pneumatique, pour
véhicules hors la route, comprenant une composition de caoutchouc à base d'au
moins
une matrice élastomère comprenant au moins un élastomère diénique, une charge
renforçante, de la pulpe de cellulose, et un système de réticulation, dans
lequel la pulpe
de cellulose présente une longueur comprise dans un domaine allant de 0,3 à 5
mm.
I- DÉFINITIONS
Par l'expression "composition à base dc", il faut entendre une composition
comportant
le mélange et/ou le produit de réaction in situ des différents constituants
utilisés,
certains de ces constituants pouvant réagir et/ou étant destinés à réagir
entre eux, au
moins partiellement, lors des différentes phases de fabrication de la
composition ; la
composition pouvant ainsi être à l'état totalement ou partiellement réticulé
ou à l'état
non-réticulé.
Par l'expression "partie en poids pour cent parties en poids d'élastomère" (ou
pce), il
faut entendre au sens de la présente invention, la partie, en masse pour cent
parties en
masse d'élastomère.
Dans la présente, sauf indication expresse différente, tous les pourcentages
(%) indiqués
sont des pourcentages (%) en masse.
D'autre part, tout intervalle de valeurs désigné par l'expression "entre a et
b" représente
le domaine de valeurs allant de plus de a à moins de b (c'est-à-dire bornes a
et b
exclues) tandis que tout intervalle de valeurs désigné par l'expression "de a
à b" signifie
le domaine de valeurs allant de a jusqu'à b (c'est-à-dire incluant les bornes
strictes a et
b). Dans la présente, lorsqu'on désigne un intervalle de valeurs par
l'expression "de a à
b", on désigne également et préférentiellement l'intervalle représenté par
l'expression
"entre a et b".
Lorsqu'on fait référence à un compose "majoritaire", on entend au sens de la
présente
invention, que ce composé est majoritaire parmi les composés du même type dans
la
composition, c'est-à-dire que c'est celui qui représente la plus grande
quantité en masse
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parmi les composés du même type. Ainsi, par exemple, un élastomère majoritaire
est
l'élastomère représentant la plus grande masse par rapport à la masse totale
des
élastomères dans la composition. De la même manière, une charge dite
majoritaire est
celle représentant la plus grande masse parmi les charges de la composition. A
titre
5 d'exemple, dans un système comprenant un seul élastomère, celui-ci est
majoritaire au
sens de la présente invention ; et dans un système comprenant deux
élastomères,
l'élastomère majoritaire représente plus de la moitié de la masse des
élastomères. Au
contraire, un composé "minoritaire" est un composé qui ne représente pas la
fraction
massique la plus grande parmi les composés du même type. De préférence par
majoritaire, on entend présent à plus de 50%, de préférence plus de 60%, 70%,
80%,
90%, et plus préférentiellement le composé majoritaire représente 100%.
Les composés mentionnés dans la description peuvent être d'origine fossile ou
biosourcés. Dans ce dernier cas, ils peuvent être, partiellement ou
totalement, issus de la
biomasse ou obtenus à partir de matières premières renouvelables issues de la
biomasse.
De la même manière, les composés mentionnés peuvent également provenir du
recyclage de matériaux déjà utilisés, c'est-à-dire qu'ils peuvent être,
partiellement ou
totalement, issus d'un procédé de recyclage, ou encore obtenus à partir de
matières
premières elles-mêmes issues d'un procédé de recyclage. Sont concernés
notamment les
polymères, les plastifiants, les charges, etc.
Toutes les valeurs de température de transition vitreuse Tg décrite dans
la présente
sont mesurées de manière connue par DSC (Differential Scanning Calorimetry)
selon la
norme ASTM D3418 (1999).
II- DESCRIPTION DE L'INVENTION
II-1 Matrice élastomère
Le bandage selon l'invention a pour caractéristique essentielle de comprendre
une
composition de caoutchouc à base d'une matrice élastomère comprenant au moins
un
élastomère diénique.
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Par élastomère diénique , on rappelle que doit être entendu un élastomère
qui est issu
au moins en partie (i.e. un homopolymère ou un copolymère) de monomères diènes
(monomères porteurs de deux doubles liaisons carbone-carbone, conjuguées ou
non).
Ces élastomères diéniques peuvent être classés dans deux catégories :
"essentiellement
insaturés" ou "essentiellement saturés". On entend en général par
"essentiellement
insaturé", un élastomère diénique issu au moins en partie de monomères diènes
conjugues, ayant un taux de motifs ou unités d'origine diénique (diènes
conjugues) qui
est supérieur à 15% (% en moles) ; c'est ainsi que des élastomères diéniques
tels que les
caoutchoucs butyle ou les copolymères de diènes et d'alpha-oléfines type EPDM
n'entrent pas dans la définition précédente et peuvent être notamment
qualifiés
d'élastomères diéniques "essentiellement saturés" (taux de motifs d'origine
diénique
faible ou très faible, toujours inférieur à 15%). Les élastomères diéniques
compris dans
ladite composition sont préférentiellement essentiellement insaturés.
On entend particulièrement par élastomère diénique susceptible d'être utilisé
dans les
compositions conformes à l'invention :
a) tout homopolymère d'un monomère diène conjugué ou non ayant de 4 à 18
atomes de
carbone ;
b) tout copolymère d'un diène, conjugué ou non, ayant de 4 à 18 atomes de
carbone et
d'au moins un autre monomère.
L'autre monomère peut être l'éthylène, une oléfine ou un diène, conjugué ou
non.
A titre de diènes conjugués conviennent les diènes conjugués ayant de 4 à 12
atomes de
carbone, en particulier les 1,3-diènes, tels que notamment le 1,3-butadiène et
l'isoprène.
A titre d'oléfines conviennent les composés vinylaromatiques ayant de 8 à 20
atomes de
carbone et les a-monooléfines aliphatiques ayant de 3 à 12 atomes de carbone.
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A titre de composés vinylaromatiques conviennent par exemple le styrène,
l'ortho-,
méta-, para-méthylstyrène, le mélange commercial "vinyle-toluène", le para-
tertiobutylstyrène.
A titre d' a-monooléfines aliphatiques conviennent notamment les a-
monooléfines
aliphatiques acycliques ayant de 3 à 18 atomes de carbone.
L'élastomère diénique est de préférence un élastomère diénique du type
fortement
insaturé, en particulier un élastomère diénique choisi dans le groupe
constitué par le
caoutchouc naturel (NR), les polyisoprènes de synthèse (IR), les
polybutadiènes (BR),
les copolymères de butadiène, les copolymères d'isoprène et les mélanges de
ces
élastomères. De tels copolymères sont plus préférentiellement choisis dans le
groupe
constitué par les copolymères de butadiène-styrène (SBR), les copolymères
d'isoprène-
butadiène (BIR), les copolymères d'isoprène-styrène (SIR), les copolymères
d'isoprène-
butadiène-styrène (SBIR), les copolymères d'éthylène-butadiène (EBR) et les
mélanges
de tels copolymères.
Les élastomères diéniques ci-dessus peuvent être par exemple à blocs,
statistiques,
séquences, microséquencés, et être préparés en dispersion ou en solution ; ils
peuvent
être couplés et/ou étoilés ou encore fonctionnalisés avec un agent de couplage
et/ou
d'étoilage ou de fonctionnali sati on, par exemple époxydes.
De manière préférée, la matrice élastomère de ladite composition de caoutchouc
du
bandage selon l'invention comprend majoritairement au moins un élastomère
isoprénique.
Par "élastomère isoprénique", on entend de manière connue un homopolymère ou
un
copolymère d'isoprène, en d'autres termes un élastomère diénique choisi dans
le groupe
constitué par le caoutchouc naturel (NR), les polyisoprènes de synthèse (IR),
les
différents copolymèrcs d'isoprène et les mélanges de ces élastomères. Parmi
les
copolymères d'isoprène, on citera en particulier les copolymères d'isobutène-
isoprène
(caoutchouc butyle - TIR), d'isoprène-styrène (SIR), d'isoprène-butadiène
(RIR) cm
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d'isoprène-butadiène-styrène (SBIR). Cet élastomère isoprénique est de
préférence du
caoutchouc naturel ou un polyisoprène cis-1,4 de synthèse ; parmi ces
polyisoprènes de
synthèse, sont utilisés de préférence des polyisoprènes ayant un taux (/0
molaire) de
liaisons cis-1,4 supérieur à 90%, plus préférentiellement encore supérieur à
98%.
Avantageusement, l'élastomère isoprénique est un polyisoprène comportant un
taux
massique de liaisons 1,4-cis d'au moins 90% de la masse du polyisoprène. De
préférence, le deuxième élastomère est choisi dans le groupe constitue par le
caoutchouc
naturel, les polyisoprènes de synthèse et leurs mélanges. De préférence encore
le
polyisoprène est un caoutchouc naturel.
L'élastomère isoprénique, de préférence le caoutchouc naturel, peut être
époxydé ou
non.
Alternativement, la matrice élastomère de ladite composition de caoutchouc du
bandage
selon l'invention comprend au moins 50%, de préférence au moins 70%, de
préférence
au moins 90%, de préférence 100%, en masse, d'au moins un copolymère de
butadiène-
styrène (SBR) ou un mélange d'au moins un copolymère de butadiène-styrène
(SBR) et
d'au moins un polybutadiène (BR).
On notera que le SBR peut être préparé en émulsion (ESBR) ou en solution
(SSBR). De
préférence, il s'agit d'un SSBR. Qu'il s'agisse de ESBR ou de SSBR. Parmi les
copolymères à base de styrène et de butadiène, en particulier SBR, on peut
citer
notamment ceux ayant une teneur en styrène comprise entre 5% et 60% en poids
et plus
particulièrement entre 20% et 50%, une teneur (% molaire) en liaisons -1,2 de
la partie
butadiénique comprise entre 4% et 75%, une teneur (% molaire) en liaisons
trans-1,4
comprise entre 10% et 80%. Avantageusement, le copolymère butadiène-styrène
est un
SBR préparé en solution et présente une teneur en styrène comprise entre 5% et
60%, de
préférence de 6% à 30%, en poids par rapport au poids total du copolymère, et
une
teneur (% molaire) en liaisons -1,2 de la partie butadiénique comprise entre
4% et 75%,
de préférence entre 15% et 30%.
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De préférence, le polybutadiène présente une température de transition
vitreuse
comprise dans un domaine allant de -90 à -120 C, de préférence de -100 à -115
C.
De manière particulièrement avantageuse, ladite composition de caoutchouc
comprend
de 70 à 100 pce, de préférence de 80 à 100 pce, de préférence de 90 à 100 pce,
d'élastomère isoprénique, de préférence de caoutchouc naturel. Par exemple,
ladite
composition de caoutchouc peut comprendre de 70 à 99 pce, par exemple de 80 à
98
pce, par exemple de 90 à 97 pce, d'élastomère isoprénique, le complément
pouvant être
un autre élastomère diénique, par exemple provenant du support de la pulpe de
cellulose.
II-2 Pulpe de cellulose
Ladite composition de caoutchouc du bandage selon l'invention a également pour
caractéristique essentielle de comprendre de la pulpe de cellulose.
Par pulpe de cellulose on entend des fibres de celluloses ayant subies une
étape de
fibrillation (également appelée pulpage), bien connue de l'homme du métier. Il
existe de
nombreux procédés de fibrillation décrits dans l'état de l'art, qui soient
mécaniques ou
chimiques, décrits par exemples dans les documents WO 83/003856, WO
2013/049222,
EP0677122 et EP0494214. Avant fibrillation, une fibre, présentant une longueur
et un
diamètre donné, est constituée d'une pluralité de microfibrilles
essentiellement
parallèles les unes par rapport aux autres, et qui sont orientées dans le sens
de la
longueur de la fibre. Après fibrillation, certaines microfibrilles de la fibre
ont été
cassées et émanent alors du coeur de la fibre (et ne sont donc plus
nécessairement
orientées dans le sens de la longueur de la fibre).
Selon l'invention, la pulpe de cellulose présente une longueur comprise dans
un
domaine allant de 0,3 à 5 mm. En dessous de 0,3 mm, l'apport de rigidité dans
la
composition devient trop faible, tandis qu'au-dessus de 5 mm, l'anisotropie
croît
fortement ce qui implique un décalage dc rigidité en fonction dc la direction
de la pulpe
au sein de la composition. Ce décalage de rigidité n'est pas intéressant en
raison de la
destination de l'article en caoutchouc comprenant la composition : les
agressions
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mécaniques subies par ces articles ne proviennent pas d'une seule direction
mais
peuvent venir de n'importe quelle direction. Il est au contraire intéressant
d'avoir une
rigidité sans direction préférentielle. Ainsi, avantageusement, la pulpe de
cellulose
présente une longueur comprise dans un domaine allant de 0,5 à 4 mm, de
préférence de
5 1,1 à 3,9 mm. La pulpe présentant ces longueurs présente une anisotropie
proche de la
valeur 1 et donc une rigidité homogène.
Dc préférence également, la pulpe de cellulose présente un diamètre moyen
compris
dans un domaine allant de 1 à 40 ium, de préférence de 3 à 25 gm, de
préférence de 5 à
10 15 1..tm. Ces diamètres, associés aux longueurs précitées permettent
d'accroître
davantage l'homogénéité de la rigidité, c'est-à-dire présente une anisotropie
encore plus
proche de la valeur 1.
De manière particulièrement avantageuse, la pulpe de cellulose présente un
rapport
longueur sur diamètre moyen compris dans un domaine allant de 12 à 4 000 , de
préférence de 40 à 1 300 de préférence encore de 70 à 600.
La longueur et le diamètre moyen de la pulpe de cellulose peut facilement être
mesurée
par analyse d'image au microscope optique, au microscope électronique à
balayage,
analyse d'image d'une photographie au microscope de type transmission, analyse
des
données de diffusion des rayons X.
Lorsque l'on mesure le diamètre moyen d'une pulpe de cellulose, on mesure le
diamètre
coeur constitué par l'ensemble des microfibrilles ayant conservé une
orientation dans le
sens de la longueur principale de la fibre. Le diamètre moyen ne tient donc
pas compte
des microfibrilles cassées émanant du c ur de la pulpe.
Le taux de la pulpe de cellulose dans ladite composition de caoutchouc est
avantageusement compris dans un domaine allant de 1 à 25 pce, de préférence de
3 à 20
pcc. En dessous dc 1 pcc, aucun effet n'est observé sur la résistance aux
agressions
mécaniques, tandis qu'au-dessus de 25 pce, la composition présente des
propriétés
limites trop faibles.
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De manière préférée, les fibres sont revêtues d'une composition adhésive
permettant
d'améliorer leur adhésion à la composition de caoutchouc. Cette composition
adhésive
peut être une colle Résorcinol-formaldéhyde-latex classique, couramment
abrégée colle
RFL, ou bien encore une composition adhésive à base d'une résine phénol-
aldéhyde et
d'un latex, telle que décrite dans les documents WO 2013/017421, WO
2013/017422,
WO 2013/017423, WO 2015/007641 et WO 2015/007642. L'utilisation de
compositions adhésives à base d'une résine phénol-aldéhyde et d'un latex est
particulièrement avantageuse du fait de la non-émission de formaldehyde.
Des pulpes de cellulose utilisables dans le cadre de la présente invention
sont
disponibles dans le commerce notamment la pulpe Rhenogran WDP-70/SBR de la
société Lanxess.
11-3 Charge renforçii
Ladite composition de caoutchouc du bandage selon l'invention comprend en
outre une
charge renforçante, connue pour ses capacités à renforcer une composition de
caoutchouc utilisable pour la fabrication d'articles en caoutchouc.
La charge renforçante peut comprendre du noir de carbone, de la silice ou un
de leurs
mélanges. Avantageusement, la charge renforçante comprend majoritairement du
noir
de carbone.
Les noirs utilisables dans le cadre de la présente invention peuvent être tout
noir
conventionnellement utilisé dans les bandages pneumatiques ou-non pneumatiques
ou
leurs bandes de roulement (noirs dits de grade pneumatique). 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), comme par exemple les noirs
N115,
N134, N234, N326, N330, N339, N347, N375, N550, N683, N772. Ces noirs de
carbone peuvent être utilises à l'état isole, 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
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à l'élastomère diénique, notamment isoprénique sous la forme d'un mélange-
maître (ou
masterbatch en anglais) (voir par exemple demandes WO 97/36724 ou
WO 99/16600).
Comme exemples de charges organiques autres que des noirs de carbone, on peut
citer
les charges organiques de polyvinyle fonctionnalisé telles que décrites dans
les
demandes WO 2006/069792, WO 2006/069793, WO 2008/003434 et
WO 2008/003435.
Avantageusement, la surface spécifique BET du noir de carbone est d'au moins
70m2/g,
de préférence d'au moins 90 m2/g, de préférence encore entre 100 et 150 in'/g.
La surface spécifique BET des noirs de carbone est mesurée selon la nonne ASTM
D6556-10 [méthode multipoints (au minimum 5 points) ¨ gaz : azote ¨ domaine de
pression relative P/PO : 0.1 à 0.31.
Avantageusement, le taux de noir de carbone dans ladite composition de
caoutchouc du
bandage selon l'invention est compris de 10 à 70 pce, de préférence de 11 à 65
pce, de
préférence dc 12 à 59 pcc.
Si de la silice est utilisée dans ladite composition de caoutchouc du bandage
selon
l'invention, il peut s'agir de toute silice connue de l'homme du métier,
notamment toute
silice précipitée ou pyrogénée présentant une surface BET ainsi qu'une surface
spécifique CTAB toutes deux inférieures à 450 m2/g, de préférence de 30 à 400
m2/g.
La surface spécifique BET de la silice est déterminée par adsorption de gaz à
l'aide de
la méthode de Brunauer-Emmett-Teller décrite dans The Journal of the
American
Chemical Society (Vol. 60, page 309, février 1938), et plus précisément
selon une
méthode adaptée de la norme NF ISO 5794-1, annexe E de juin 2010 [méthode
volumétrique multipoints (5 points) - gaz: azote ¨ dégazage sous vide: une
heure à
160 C - domaine de pression relative p/po : 0,05 à 0,17].
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Les valeurs de surface spécifique CTAB de la silice ont été déterminées selon
la norme
NF ISO 5794-1, annexe G de juin 2010. Le procédé est basé sur l'adsorption du
CTAB
(bromure de N-hexadécyl-N,N,N-triméthylammonium) sur la surface externe de
la
charge renforçante.
Si de la silice est utilisée, elle présente avantageusement une surface
spécifique BET
inférieure à 200 m2/g et/ou une surface spécifique CTAB inférieure à 220 m2/g,
de
préférence une surface spécifique BET comprise dans un domaine allant de 125 à
200
m2/g et/ou une surface spécifique CTAB comprise dans un domaine allant de 140
à 170
m2/g.
A titre de silices utilisables dans le cadre de la présente invention, on
citera par exemple
les silices précipitées hautement dispersibles (dites "HDS") Ultrasil 7000
et
Ultrasil 7005 de la société Evonik, les silices Zeosil 1165MP, 1135MP et
1115MP de la société Rhodia, la silice Hi-Sil EZ150G de la société PPG,
les
silices Zeopol 8715, 8745 et 8755 de la Société Huber, les silices à haute
surface
spécifique telles que décrites dans la demande WO 03/16837.
Pour coupler la silice renforçante à l'élastomère diéniquc, on peut utiliser
de manière
bien connue un agent de couplage (ou agent de liaison) au moins bifonctionnel
destiné à
assurer une connexion suffisante, de nature chimique et/ou physique, entre la
silice
(surface de ses particules) et l'élastomère diénique (ci-après simplement
dénommé
agent de couplage ). On utilise en particulier des organosilanes ou des
polyorganosiloxanes au moins bifonctionnels. Par bifonctionnel , on entend
un
composé possédant un premier groupe fonctionnel capable d'interagir avec la
charge
inorganique et un second groupe fonctionnel capable d'interagir avec
l'élastomère
diénique. Par exemple, un tel composé bifonctionnel peut comprendre un premier
groupe fonctionnel comprenant un atome de silicium, ledit premier groupe
fonctionnel
étant apte à interagir avec les groupes hydroxyles d'une charge inorganique et
un
second groupe fonctionnel comprenant un atome dc soufre, ledit second groupe
fonctionnel étant apte à interagir avec l'élastomère diénique.
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L'homme du métier peut trouver des exemples d'agent de couplage dans les
documents
suivants : WO 02/083782, WO 02/30939, WO 02/31041, WO 2007/061550,
WO 2006/125532, WO 2006/125533, WO 2006/125534, US 6,849,754, WO 99/09036,
WO 2006/023815, WO 2007/098080, WO 2010/072685 et WO 2008/055986.
Toutefois, il est avantageux dans le cadre de la présente invention de ne pas
utiliser
d'agent de couplage. Ainsi, préférentiellement, lorsque de la silice est
utilisée, la teneur
en agent dc couplage, dans ladite composition dc caoutchouc du bandage selon
l'invention, est avantageusement inférieure à 6% en poids par rapport au poids
de silice,
de préférence inférieure à 2%, de préférence inférieure 1% en poids par
rapport au poids
de silice. De préférence encore, lorsque de la silice est utilisée, ladite
composition de
caoutchouc du bandage selon l'invention ne comprend pas d'agent de couplage.
Par ailleurs, lorsque ladite composition de caoutchouc du bandage selon
l'invention
comprend de la silice, ladite composition comprend avantageusement un agent de
recouvrement de la silice. Parmi les agents de recouvrement de la silice, on
peut citer
par exemple des hydroxysilanes ou des silanes hydrolysables tels que des
hydroxysilanes (voir par exemple WO 2009/062733), des alkylalkoxysilanes,
notamment des alkyltriéthoxysilancs comme par exemple le 1-octyl-tri-
éthoxysilane,
des polyols (par exemple diols ou triols), des polyéthers (par exemple des
polyéthylène-
glycols), des aminés primaires, secondaires ou tertiaires (par exemple des
trialcanol-
amines), une guanidine éventuellement substituée, notamment la
diphénylguanidine, des
polyorgano-siloxanes hydroxylés ou hydrolysables (par exemple des a,a) -
dihydroxy-
poly-organosilanes, notamment des ct,w-dihydroxy-polydiméthylsiloxanes) (voir
par
exemple EP 0 784 072), des acides gras comme par exemple l'acide stéarique.
Lorsqu'un
agent de recouvrement de la silice est utilisé, il est utilisé à un taux
compris entre 0 et 5
pce. De préférence, l'agent de recouvrement de la silice est un polyéthylène
glycol.
Lorsque de la silice est utilisée, le taux d'agent de recouvrement de la
silice, de
préférence de polyéthylène glycol, dans ladite composition de caoutchouc du
bandage
selon l'invention est avantageusement compris dans un domaine allant dc 1 à 6
pcc, dc
préférence de 1,5 à 4 pce.
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Que la composition comprenne de la silice ou non, le taux total de charge
renforçante
dans ladite composition de caoutchouc du bandage selon l'invention, est de
préférence
compris dans un domaine allant de 10 et 70 pce, de préférence entre 11 et 65
pce, de
préférence entre 12 et 59 pce.
5
II-4 Système de réticulation
Le système de réticulation de ladite composition de caoutchouc du bandage
selon
l'invention peut être à base de soufre moléculaire et/ou de donneurs de soufre
et/ou de
peroxyde, bien connus de l'homme du métier.
Le système de réticulation est préférentiellement un système de vulcanisation
à base de
soufre (soufre moléculaire et/ou agent donneur de soufre).
Qu'il provienne du soufre moléculaire ou de l'agent donneur de soufre, le
soufre, dans
ladite composition de caoutchouc du bandage selon l'invention, est utilisé à
un taux
préférentiel compris entre 0,5 et 10 pce. Avantageusement, le taux de soufre,
dans ladite
composition de caoutchouc du bandage selon l'invention, est compris entre 0,5
et 2 pce,
de préférence entre 0,6 et 1,5 pce.
Ladite composition de caoutchouc du bandage selon l'invention comprend
avantageusement un accélérateur de vulcanisation, qui est de préférence choisi
dans le
groupe constitué par les accélérateurs du type thiazoles ainsi que leurs
dérivés, des
accélérateurs de types sulfénamides, thiourées et de leurs mélanges.
Avantageusement,
l'accélérateur de vulcanisation est choisi dans le groupe constitué par le
disulfure de 2-
mercaptobenzothiazyle (MBTS), le N-cyclohexy1-2-benzothiazyle sulfénamide
(CBS),
le N,N-dicyclohexy1-2-benzothiazyle sulfénamide (DCBS), le N-ter-buty1-2-
benzothiazyle sulfénamide (TBBS), le N-ter-buty1-2-benzothiazyle sulfénimide
(TBSI),
le disulfure de morpholine, le N-morpholino-2-benzothiazyle sulfénamide (MBS),
le
dibutylthiourée (DBTU), et de leurs mélanges. De manière particulièrement
préférée,
l'accélérateur primaire dc vulcanisation est le N-cyclohcxy1-2-benzothiazylc
sulfénamide (CBS).
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Le taux d'accélérateur de vulcanisation dans ladite composition de caoutchouc
du
bandage selon l'invention, est préférentiellement compris dans un domaine
allant de 0,2
à 10 pce, de préférence de 0,5 et 2 pce, de préférence entre 0,5 et 1,5 pce,
de préférence
encore entre 0,5 et 1,4 pce.
De manière avantageuse, le ratio pondéral soufre ou donneur de soufre /
accélérateur de
vulcanisation, dans ladite composition de caoutchouc du bandage selon
l'invention, est
compris dans un domaine allant de 1,2 à 2,5 de préférence de 1,4 à 2.
11-5 Additifs possibles
Ladite composition de caoutchouc du bandage selon l'invention peut comporter
optionnellement également tout ou partie des additifs usuels habituellement
utilisés dans
les compositions d'élastomères pour bandage pneumatique ou non-pneumatique,
comme
par exemple des plastifiants (tels que des huiles plastifiantes et/ou des
résines
plastifiantes), des pigments, des agents de protection tels que cires anti-
ozone, anti-
ozonants chimiques, anti-oxydants, des agents anti-fatigue, des résines
renforçantes
(telles que décrites par exemple dans la demande WO 02/10269).
11-6 Préparation des compositions dc caoutchouc
Les compositions utilisables dans le cadre de la présente invention peuvent
être
fabriquées dans des mélangeurs appropriés, en utilisant deux phases de
préparation
successives bien connues de l'homme du métier :
- une première phase de travail ou malaxage thermomécanique (phase dite non-
productive ), qui peut être conduite en une seule étape thermomécanique au
cours de
laquelle on introduit, dans un mélangeur approprié tel qu'un mélangeur interne
usuel
(par exemple de type 'Banbury'), tous les constituants nécessaires, notamment
la matrice
élastomérique, la charge renforçante, la pulpe de cellulose, les éventuels
autres additifs
divers, à l'exception du système de réticulation. L'incorporation de la charge
éventuelle
à l'élastomère peut être réalisée en une ou plusieurs fois en malaxant
thermomecaniquement. Dans le cas où la charge est déjà incorporée en totalité
ou en
partie à l'élastomère sous la forme d'un mélange-maître ( masterbatch en
anglais)
comme cela est décrit par exemple dans les demandes WO 97/36724 ou WO
99/16600,
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c'est le mélange-maître qui est directement malaxé et le cas échéant on
incorpore les
autres élastomères ou charges présents dans la composition qui ne sont pas
sous la
forme de mélange-maître, ainsi que les éventuels autres additifs divers autres
que le
système de réticulation. La phase non-productive peut être réalisée à haute
température,
jusqu'à une température maximale comprise entre 110 C et 200 C, de préférence
entre
130 C et 185 C, pendant une durée généralement comprise entre 2 et 10 minutes.
- une seconde phase de travail mécanique (phase dite productive ), qui est
réalisée
dans un mélangeur externe tel qu'un mélangeur à cylindres, après
refroidissement du
mélange obtenu au cours de la première phase non-productive jusqu'à une plus
basse
température, typiquement inférieure à 120 C, par exemple entre 40 C et 100
C.On
incorpore alors le système de réticulation, et le tout est alors mélangé
pendant quelques
minutes, par exemple entre 5 et 15 min.
De telles phases ont été décrites par exemple dans les demandes EP-A-0501227,
EP-A-
0735088, EP-A-0810258, WOO 0/05300 ou WO 00/05301.
La composition finale ainsi obtenue est ensuite calandrée par exemple sous la
forme
d'une feuille ou d'une plaque, notamment pour une caractérisation au
laboratoire, ou
encore extrudée (ou co-extrudée avec une autre composition de caoutchouc) sous
la
forme d'un semi-fini (ou profilé) de caoutchouc utilisable dans un bandage
pneumatique
ou non-pneumatique, une chenille en caoutchouc ou une bande transporteuse, par
exemple comme bande de roulement de bandage pneumatique ou non-pneumatique ou
comme flanc de bandage pneumatique. Ces produits peuvent ensuite être utilisés
pour la
fabrication de bandages pneumatiques ou non-pneumatiques, de chenilles en
caoutchouc
ou de bandes transporteuses, selon les techniques connues de l'homme du
métier.
La composition peut être soit à l'état cru (avant réticulation ou
vulcanisation), soit à
l'état cuit (après réticulation ou vulcanisation).
La réticulation dc la composition peut être conduite de manière connue dc
l'homme du
métier, par exemple à une température comprise entre 130 C et 200 C, sous
pression.
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11-7 Bandage pneumatique ou non-pneumatique
De manière connue, la bande de roulement d'un bandage pneumatique ou non-
pneumatique comporte une surface de roulement destinée à être en contact avec
le sol
lorsque le bandage roule. La bande de roulement est pourvue d'une sculpture
comprenant notamment des éléments de sculpture en relief, pouvant être des
nervures
ou des blocs élémentaires délimités par diverses rainures principales,
longitudinales ou
circonférentielles, transversales ou encore obliques, les éléments de
sculpture pouvant
en outre comporter diverses incisions ou lamelles plus fines.
La composition conforme à l'invention peut être présente dans la bande de
roulement
dudit bandage pneumatique ou non-pneumatique et/ou dans le flanc dudit bandage
pneumatique, de préférence dans la bande de roulement dudit bandage
pneumatique ou
non-pneumatique. Lorsqu'elle est présente dans la bande de roulement, elle
peut être
présente dans la totalité de la bande de roulement du bandage selon
l'invention, ou
alternativement dans une partie de la bande de roulement du bandage.
La présente invention est particulièrement bien adaptée aux bandes de
roulement de
bandages destinés à équiper des véhicules de génie civil, agricoles et au
poids-lourds,
plus particulièrement des véhicules de génie civil dont les bandages sont
soumis à des
contraintes bien spécifiques, notamment les sols caillouteux sur lesquels ils
roulent.
Ainsi, avantageusement, le bandage pneumatique ou non pneumatique pourvu d'une
bande de roulement comprenant une composition selon l'invention est un bandage
de
véhicule de génie civil, agricole ou poids lourds, de préférence de génie
civil.
La bande de roulement du bandage selon l'invention peut avoir une ou plusieurs
rainures dont la profondeur moyenne va de 30 à 120 mm, de préférence de 45 à
75 mm.
Par ailleurs, le taux moyen de creux volumique sur l'ensemble de la bande de
roulement,
défini comme le rapport entre le volume total des creux et le volume total de
la bande de
roulement supposée sans creux, peut être compris dans un domaine allant dc 5 à
40 %,
de préférence de de 5 à 25 A.
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Les bandages selon l'invention peuvent présenter un diamètre allant de 20 à 63
pouces,
de préférence de 35 à 63 pouces.
11-8 Autres articles en caoutchouc
Ladite composition du bandage pneumatique ou non pneumatique conforme à
l'invention peut également être utilisée dans des articles en caoutchouc dont
la
résistance aux agressions mécaniques s'avère particulièrement intéressante,
notamment
les chenilles pour véhicules hors la route ou les bandes transporteuses
(également
appelée bande de convoyage).
0
Ainsi, est décrite dans la présente une chenille comprenant au moins un
élément en
caoutchouc comprenant ladite composition dudit bandage décrite précédemment,
l'au
moins un élément en caoutchouc étant de préférence une courroie sans fin en
caoutchouc ou une pluralité de patins en caoutchouc.
Est également décrite dans la présente une bande transporteuse en caoutchouc
comprenant ladite composition dudit bandage décrite précédemment.
III- MODES DE REALISATION PREFERES
Au vu de ce qui précède, les réalisations préférées de l'invention sont
décrites ci-
dessous :
1. Article en caoutchouc comprenant une composition de caoutchouc à base d'au
moins
une matrice élastomère comprenant au moins un élastomère diénique, une charge
renforçante, de la pulpe de cellulose, et un système de réticulation, dans
lequel la pulpe
de cellulose présente une longueur comprise dans un domaine allant de 0,3 à 5
mm,
l'article en caoutchouc étant choisi dans le groupe constitué par les bandages
et non
pneumatiques pour véhicules hors la route, les chenilles comprenant au moins
un
élément en caoutchouc et les bandes transporteuses.
2. Article en caoutchouc selon la réalisation 1, dans lequel la matrice
élastomère
comprend majoritairement au moins un élastomère isoprenique.
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3. Article en caoutchouc selon l'une quelconque des réalisations précédentes,
dans
lequel la composition de caoutchouc comprend de 70 à 100 pce, de préférence de
90 à
100 pce d'élastomère isoprénique.
4. Article en caoutchouc selon la réalisation 2 ou 3, dans lequel l'au moins
un
5 élastomère isoprénique est choisi dans le groupe constitué par le
caoutchouc naturel, les
polyisoprènes de synthèse et leurs mélanges, de préférence l'élastomère
isoprénique est
un caoutchouc naturel.
5. Article en caoutchouc selon l'une quelconque des réalisations précédentes,
dans
lequel la pulpe de cellulose présente une longueur comprise dans un domaine
allant de
10 0,5 à 4 mm, de préférence de 1,1 à 3,9 mm.
6. Article en caoutchouc selon l'une quelconque des réalisations précédentes,
dans
lequel la pulpe de cellulose présente un diamètre moyen compris dans un
domaine allant
de 1 à 40 ittm, de préférence de 3 à 25 im, de préférence de 5 à 15 j.im.
7. Article en caoutchouc selon l'une quelconque des réalisations précédentes,
dans
15 lequel la pulpe de cellulose présente un rapport longueur sur diamètre
moyen compris
dans un domaine allant de 12 à 4 000, de préférence de 40 à 1 300 de
préférence encore
de 70 à 600.
8. Article en caoutchouc selon l'une quelconque des réalisations précédentes,
dans
lequel le taux dc la pulpe de cellulose dans la composition dc caoutchouc est
compris
20 dans un domaine allant de 1 à 25 pce, de préférence de 3 à 20 pce.
9. Article en caoutchouc selon l'une quelconque des réalisations précédentes,
dans
lequel la pulpe de cellulose est revêtue d'une composition adhésive.
10. Article en caoutchouc selon la réalisation 9, dans lequel la composition
adhésive est
une colle Résorcinol-Formaldéhyde-Latex dite RFL, ou une composition adhésive
à
base d'une résine phénol-aldéhyde et d'un latex.
11. Article en caoutchouc selon l'une quelconque des réalisations précédentes,
dans
lequel la charge renforçante comprend du noir de carbone, de la silice ou un
de leurs
mélanges.
12. Article en caoutchouc selon l'une quelconque des réalisations précédentes,
dans
lequel la charge renforçante comprend majoritaircmcnt du noir de carbone.
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13. Article en caoutchouc selon la réalisation 11 ou 12, dans lequel le noir
de carbone
présente une surface spécifique BET d'au moins 90 m2/g, plus
préférentiellement entre
100 et 150 m2/g.
14. Article en caoutchouc selon l'une quelconque des réalisations précédentes,
dans
lequel le taux total de charge renforçante, dans la composition de caoutchouc,
est
compris dans un domaine allant de 10 à 70 pce, de préférence de 12 à 59 pce.
15. Article en caoutchouc selon l'une quelconque des réalisations précédentes,
ledit
article en caoutchouc étant un bandage pneumatique ou non pneumatique pour
véhicules hors la route.
16. Article en caoutchouc selon la réalisation 15, dans lequel la composition
de
caoutchouc est présente dans la bande de roulement dudit bandage pneumatique
ou non-
pneumatique et/ou dans le flanc dudit bandage pneumatique.
17. Article en caoutchouc selon la réalisation 15 ou 16, ledit article en
caoutchouc étant
un bandage pneumatique ou non pneumatique pour véhicules hors la route, dont
la
bande de roulement présente une ou plusieurs rainures dont la profondeur
moyenne est
comprise dans un domaine allant de 30 à 120 mm, de préférence de 45 à 75 mm.
18. Article en caoutchouc selon l'une quelconque des réalisations 15 à 17,
ledit article
en caoutchouc étant un bandage pneumatique ou non pneumatique pour véhicules
hors
la route, présentant un taux moyen de creux volumique sur l'ensemble de la
bande de
roulement compris dans un domaine allant de 5% à 40%, de préférence de 5% à
25%.
19. Article en caoutchouc selon l'une quelconque des réalisations 15 à 18,
ledit article
en caoutchouc étant un bandage pneumatique ou non pneumatique pour véhicules
hors
la route, présentant un diamètre compris dans un domaine allant de 20 à 63
pouces, de
préférence de 35 à 63 pouces.
20. Article en caoutchouc selon l'une quelconque des réalisations 15 à 19,
ledit article
en caoutchouc étant un bandage pneumatique, de préférence pour véhicule de
génie
civil ou véhicule agricole, de préférence pour véhicule de génie civil.
21 Article en caoutchouc selon l'une quelconque des réalisations 1 à 14, ledit
article en
caoutchouc étant une chenille comprenant au moins un élément en caoutchouc.
22. Article en caoutchouc scion la réalisation 21, quand lequel l'au moins un
élément en
caoutchouc de la chenille est une courroie sans fin en caoutchouc ou une
pluralité de
patins en caoutchouc.
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23. Article en caoutchouc selon l'une quelconque des réalisations 1 à 14,
ledit article en
caoutchouc étant une bande transporteuse.
IV- EXEMPLES
IV-1 Mesures et tests utilisés
Essais de traction
Ces essais permettent de déterminer les contraintes d'élasticité et les
propriétés à la
rupture. Sauf indication différente, ils sont effectués conformément à la
norme française
rt 46-002 de septembre 1988. On mesure en seconde élongation (i.e. après un
cycle
d'accommodation) les modules sécants dits "nominaux" (ou contraintes
apparentes, en
MPa) à 10% d'allongement (noté "MSA10"). Toutes ces mesures de traction sont
effectuées dans les conditions normales de température (23 2 C) et
d'hygrométrie
(50+5% d'humidité relative), selon la norme française NF T 40-101 (décembre
1979).
On mesure également les contraintes à la rupture (en MPa) et les allongements
à la
rupture (en %), à une température de 23 C.
Afin de déterminer l'anisotropie de la composition, on a mesuré les modules
sécants
dans le sens du calandrage (Sens C) d'une part et dans le sens perpendiculaire
au
calandrage (Sens P) d'autre part. Le critère d'anisotropie est défini comme
étant le
rapport MSA10 (Sens C) / MSA10 (Sens P). Plus ce rapport est proche de 1, plus
la
rigidité du mélange est homogène. Au contraire, plus ce rapport s'éloigne de
1, moins la
rigidité est homogène. Par exemple, un rapport de 5 signifie que la rigidité
dans le sens
du calandrage est cinq fois supérieure à la rigidité dans le sens
perpendiculaire au
calandrage.
Propriétés dynamiques
Les propriétés dynamiques G* et Max tan(6) sont mesurées sur un viscoanalyseur
(Metravib VA4000), selon la norme ASTM D5992-96. On enregistre la réponse d'un
échantillon de composition vulcanisée (éprouvette cylindrique de 2 mm
d'épaisseur et
de 79 mm2 dc section), soumis à une sollicitation sinusoïdale en cisaillement
simple
alterné, à la fréquence de 10Hz, dans les conditions normales de température
(23 C)
selon la norme ASTM D 1 349-09 ou à 60 C. On effectue un balayage en amplitude
de
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déformation de 0,1% à 50% (cycle aller), puis de 50% à 0,1% (cycle retour).
Sur le
cycle retour, on enregistre la valeur du facteur de perte, noté tan01
,max=
Les résultats de performance hystérétique (tan(6)max à 60 C) sont exprimés en
pourcentage base 100 par rapport à la composition témoin Ti. Un résultat
supérieur à
100 indique une amélioration de la performance hystérétique, soit une
diminution de
l'hystérèse.
Test chenille
Ce test est représentatif de la résistance aux agressions. Il consiste à faire
rouler une
chenille métallique montée sur un bandage pneumatique monté sur roue et
véhicule, et
gonflé, sur laquelle sont fixés des patins en caoutchouc de composition
donnée, sur une
piste remplie de cailloux pendant un certain temps. A la fin du roulage on
démonte les
patins et on compte le nombre de coupures visibles à l'oeil nu en surface.
Plus le nombre
est faible, meilleure est la performance de résistance aux agressions.
Pour réaliser ce test, on a fabriqué des patins de différentes compositions
(voir Tableau
1 ci-dessous) selon le procédé décrit au point IV-2 ci-dessous. Pour obtenir
un patin, on
a calandré la composition non-réticulée obtenue au point IV-2 à une épaisseur
de 5,5
mm, découpé des plaques (2 de 260x120 mm, 2 de 250x100 mm et 2 de 235x90 Omm)
que l'on a ensuite empilées de manière pyramidale. Ce bloc de 6 plaques a
ensuite été
inséré dans un moule de forme pyramidale à base rectangulaire de 260x120 mm et
à
sommet plat dc 235x90 mm dc surface, et cuit à une température dc 120 C
pendant 300
minutes à une pression de 180 bars, permettant ainsi la réticulation de la
composition.
Les patins ont ensuite été montés sur deux chenilles métalliques X-TRACK10 de
la
société Caterpillar, qui ont elles-mêmes été montées sur deux pneumatiques
MICHELIN XM1NE D2 12.00R24 du train arrière d'un camion SCANIA R410. Les
pneumatiques ont été retaillés pour supporter les chenilles. Les pneumatiques
étaient
gonflés à une pression de 7 bars et portaient une charge de 4 250 kg par
pneumatique.
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Le camion a roulé sur une piste sans pente recouverte de cailloux porphyre de
taille
30/60 obtenus auprès de SONVOLES Murcia., Espagne, pendant 5 heures à une
vitesse
de 5 km/h. La densité de cailloux sur la piste était d'environ 1000 à 1500
cailloux au
mètre carré.
A la fin du test, les coupures visibles à la surface des patins ont été
comptées. Le
résultat a été moyenne sur la base de 6 patins. Les résultats de performance
aux
agressions sont exprimés en pourcentage base 100 par rapport à la composition
témoin
Tl. Un résultat supérieur à 100 indique une amélioration de la résistance aux
agressions.
1V-2 Préparation des compositions
Dans les exemples qui suivent, les compositions caoutchouteuses ont été
réalisées
comme décrit au point 11.6 ci-dessus. En particulier, la phase non-productive
a été
réalisée dans un mélangeur de 0,4 litres pendant 3,5 minutes, pour une vitesse
moyenne
de palettes de 50 tours par minute jusqu'à atteindre une température maximale
de
tombée de 160 C. La phase productive a été réalisée dans un outil à
cylindre à 23 C
pendant 5 minutes.
La réticulation de la composition a été conduite à une température comprise
entre 130 C
et 200 C, sous pression.
IV-3 Essais de compositions de caoutchouc
Les exemples présentés ci-dessous ont pour objet de comparer le compromis de
performances entre la résistance aux agressions mécaniques et l'hystérèse
d'une
composition conforme à la présente invention (Cl) avec deux compositions
témoin (Ti
et T2), ainsi que le critère d'anisotropie engendré par la présence de pulpe
dans la
composition.
Le Tableau 1 présente les compositions testées (en pce, sauf indication
contraire), ainsi
que les résultats obtenus.
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WO 2022/123154
PCT/FR2021/052200
[Tableau 1]
Ti T2 Cl
Caoutchouc naturel 100 87,4 95,8
N115(1) 40 40 40
Silice(2) 15 15 15
TMQ(3) 1 1 1
Cire anti-ozone(4) 1 1 1
Antioxydant(5) 1,5 1,5 1,5
PEG(6) 2,5 2,5 2,5
Acide stéarique(7) 1 1 1
Zn0(8) 2,5 2,5 2,5
Pulpe d'aramidc(9) 5% vol
Pulpe de Cellulose(10) 5% vol
CBS(11) 1 1 1
Soufre 1,5 1,5 1,5
Critère d'anisotropie
1 5,7 1,75
MSA10 (C) / MSA10 (P)
Tan(6)max à 60 C 100 77 100
Résistance aux agressions 100 95 120
(1) Noir de carbone de grade N115 selon la norme ASTM D-1765
(2) Silice Zeosil 1165MP de la société Solvay
(3) 2,2,4-triméthy1-1,2-dihydroquinoline Pilnox TMQ de la société Nocil
5 (4) VARAZON 4959 de la société Sasol Wax
(5) N-1,3-diméthylbutyl-N-phénylparaphénylènediamine Santoflcx 6-PPD de la
société Flcxsys
(6) Polyéthylène glycol CARBOWAX8000 de la société DOW CORN1NG
(7) Acide stéarique Pristerene 4931 de la société Uniqema
(8) Oxyde de zinc de grade industriel de la société Umicore
10 (9) Pulpe d'aramide supportée à 70% en poids dans du caoutchouc naturel
Rhenogran P91-40/NR de
la société Rhein Chemie ¨ Lanxess, Longueur : 1,5 mm, Diamètre 10 in (5%
volumique = 21 pce dont
8,4 pce de pulpe d'aramide et 12,6 pce de caoutchouc naturel)
(10) Pulpe de cellulose supportée à 70% en poids dans du copolymère butadiène-
styrène Rhenogran
WPD-70/SBR de la société Rhein Chemie ¨ Lanxess, Longueur : 1,5 mm, Diamètre
10 um (5%
15 volumique = 14 pce dont 9,8 pce de pulpe de cellulose et 4,2 pce de
copolymère butadiène-styrène)
(11) N-cyclohexy1-2-benzothiazyle sulfénamide Santocure CBS de la société
Flexsys
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Les résultats présentés dans le Tableau 1 ci-dessus montrent tout d'abord que
la
présence de pulpe de cellulose conformément à l'invention permet d'améliorer
la
résistance aux agressions mécaniques sans pénaliser l'hystérèse. Par ailleurs,
il a été
observé que la composition conforme à l'invention contenant de la pulpe de
cellulose
présente une anisotropie proche de 1 et par conséquent une rigidité homogène
par
rapport à une composition comprenant de la pulpe d'aramide.
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