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Publication number: BE537568A
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Description


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   La présente invention est relative à des objets pneumatiques, en caoutchouc, c'est-à-dire des articles en une matière caoutchouteuse et qui sont destinés à contenir un gaz (air) comprimé, en résistant à la diffusion de ce gaz à travers leurs parois, et à leur procédé de fabrication, et el- le concerne, plus spécialement, la constitution et la fabrication de ban- dages pneumatiques sans chambre à air au analogueso 
Les objets pneumatiques ont été fabriqués, pendant plusieurs an- nées, à l'aide de   oompositionsde   caoutchouc brut, ces objets étant solides, élastiques, souples et résistant aux crevaisons. Du caoutchouc brut   n'a,   toutefois, pas donné entière satisfaction en ce qui concerne sa résistance à la diffusion de   1 air   de sorte qu'on était obligé de regonfler périodi- quement l'objet.

   Ceci a conduit à l'usage de copolymères caoutchouteux d'i so-oléfines et de   di-oléfines,   qui s'opposent bien à la diffusion de 1 air quand ils forment un revêtement étanche des objets en caoutchouc ordinai- re ou quand ils remplacent la totalité des autres constituants caoutchou- teuxo L'usage de ces copolymères   résoud   le problème de la diffusion de l'air mais donne lieu à d'autres   difficultés.,   Quand ces copolymères sont utilisés comme constituant caoutchouteux unique pour des objets de ce gen- re, leur résistance aux crevaisons et à la traotion ainsi que les autres propriétés physiques du caoutchouc brut sont un peu moindres.

   Quand on s'en sert uniquement comme revêtement étanohe, on constate que ces copo- lymères n'adhèrent que très faiblement à un caoutchouc d'un autre genre ou   à   ses couches de renforcement textiles de sorte que les couches, cons-   tituées   en ces matières, risquent de se séparer au cours de l'usage. 



   L'invention a pour but de réaliser une composition caouthcouteuse 
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 et vaa.las,.sa3lé qui convient à la fabrication d'objets pneumatiques ayant des propriétés excellentes, y compris leur résistance à la diffusion de l'air et d'obtenir un objet de constitution complexe et formé par plusieurs couches reliées entre elles par vulcanisation en vue d'obtenir un unique ensemble dont les couches constitutives ne peuvent guère se détacher les unes des autres. 



   Elle consiste, principalement, à constituer les objets, du genre en question, à l'aide d'une composition caoutchouteuse obtenue en mélan- geant de 60 à 90 parties en poids d'un caoutchouc brut vulcanisable, na- turel ou synthétique et non-vulcanisé,, de 10 à 40 parties en poids d'un copolymère caoutchouteux vulcanisable mais non-vulcanisé et dont la majeu- re partie est constituée par au moins une   iso-oléfine   avec 4 à 7 atomes de carbone et dont la partie moindre est formée par une di-oléfine   conju-   guée et à chaîne ouverte, avec 4 à 8 atomes de carbone, et un agent de vul- canisation pour ces matières; à mouler l'objet pneumatique voulu à l'aide de 
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 ce mél&ig.e..'m:"&ÎliaB8t; &.

   Vu.lcaaiear...easuite o7ej; bbj'ètoo'6b.iebtient ainsi un objet ayant une résistance excellente à la diffusion de l'air à travers sa ou ses parois ainsi que les autres propriétés désiréeso 
L'invention consiste, également, à constituer les objets, du gen- re en question, par plusieurs couches d'une composition caoutchouteuse dans laquelle les constituants sont utilisés dans les proportions indiquées ci-dessus, ces couches étant superposées face à face et à l'état non-uvl- canisé après quoi l'ensemble est vulcanisé et les couches étant ainsi for- tement collées les unes aux autres.

   De plus, on a trouvé que les composi- tions, spécifiées plus haut, peuvent adhérer fortement à du caoutchouc brut ou à d'autres compositions de caoutchouc synthétique uniquement en vulcanisant les compositions pendant que les pièces sont serrées les unes oontre les autreso 
On a trouvé que des copolymères caoutchouteux et non-vulcanisés d'iso-oléfines et de   di-oléfines   peuvent être mélangés à du caoutchouc brut 

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 en quantités allant jusqu'aux deux tiers en poids du caoutchouc brut, le mélange obtenu pouvant être vulcanisé sans réduire les propriétés du caout- chouc brut en dessous du degré usuel.

   De plus , on a trouvé qu'il   n'est   pas nécessaire de se servir d'un revêtement étanche constitué uniquement par un tel copolymère pour obtenir une résistance à la diffusion de l'air de la composition caoutchouteuse qui est augmentée en proportion directe avec la quantité du copolymère incorporé dans ce revêtement. 



   La composition caoutchouteuse, comprenant du caoutchouc brut et un copolymère caoutchouteux d'iso-oléfines et de di-oléfines, adhère aus- si bien à une composition analogue ou similaire quand elles sont mises en contact et vulcanisées en étant pressées l'une contre l'autre qu'à toute matière caoutchouteuse, organique et   polymérique,   ordinaire, qu'elle soit naturelle ou synthétique, quand on procède à la vulcanisation et lorsque cette dernière matière est mise en contact avec des couches de ladite com- position. 



   Pour préparer une composition caoutchouteuse, établie selon l'in- vention et qui résiste à la diffusion de l'air, tout caoutchouc naturel ou brut et   vulcanisable   avec du soufre peut être utilisé à cet effet. Le copolymère caoutchoute-ni, qui est mélangé au caoutchouc 'brut, peut être l'un quelconque des copolymères hydrocarbonés et plastiques, connus géné- ralement sous le nom de caoutchoucs de "butyle" et qui sont préparés par une copolymérisation à basse température en majeure partie par une iso- oléfine et en partie moindre par une di-oléfine conjuguée et à chaîne ou- verte. L'iso-oléfine contient, généralement, de 4 à 7 atomes de   carbone   par molécule alors que la   di-oléfine   contient de 4 à 8 atomes de carbone par molécule.

   Le copolymère peut contenir, en majeure partie, de   l'isobu-   tylène et, en partie moindre, de l'isoprène. De préférence, le copolymère comprend de 70 ou 80 à 99,5 parties en poids d'une   isomono-oléfine,   tel- le que l'isobuthlène ou de   l'éthyl-méthyl   éthylène et copolymérisée avec 0,5 à 20 ou 30 parties en poids d'une di-oléfine aliphatique conjuguée et à chaîne ouverte, telle que l'isoprène; le butadiène   -1,3,   la pipérylène, le 2,3-diméthyl butadiène-1,3, le   1,2-diméthyl     butadiène-1,3,   le 1,3-dimé- thyl   butadiène-1,3,   le 1-éthyl butadiène-1,3, le   1,4-diméthyl   butadiène-1,3} et analogue.

   Le poids total de ces monomères dans le mélange de polymé- risation est de 100 parties en poids. 



   Le poids du copolymère, dans la composition en question, peut être égal à celui du caoutchouc brut mais il correspond de préférence à une quantité qui peut varier entre un neuvième jusqu'aux deux tiers du poids de ce caoutchouc ou 60 à 90 parties en poids de caoutchouc brut avec 10 à 40 parties en poids du copolymère caoutchouteux dans un total de 100 par- ties de la composition obtenue. La gamme préférée des proportions pour obtenir une adhérence optimum et une résistance à la diffusion d'air est de 70 à 80 parties en poids de caoutchouc brut et de 20 à 30 parties en poids du copolymère caoutchouteux pour un total de 100 parties de la com position caoutchouteuse. 



   La composition peut contenir, en plus des constituants caoutchou- teux, les ingrédients communément utilisés pour les matières de ce genre, y compris les agents et accélérateurs de vulcanisation, les antioxydants, les agents de renforcement, des charges, des ramollissants, etc. en quan- tités et proportions analogues à celles généralement adoptées. La compo- sition peut être mélangée suivant l'une quelconque des méthodes bien con- nues dans l'industrie du caoutchouc, par exemple dans un broyeur ou un ma-   laxeur   tel que celui de Banbury ou de Schiller. 



   Un objet, établi selon l'invention, peut être constitué par une couche unique de la composition caoutchouteuse obtenue selon l'invention. 

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   On peut également lui faire comporter plusieurs couches en la même compo- sition et appliquées les unes sur les autres et à l'état non-vulcanisé après quoi l'ensemble est vulcanisé ce qui fait adhérer les couches les unes aux autres pour former une seule pièce. 



   On peut également relier une ou plusieurs couches d'une composi- tion caoutchouteuse ordinaire et oomprenant une matière caoutchouteuse organique,   polymérique   et vulcanisable, mélangée à un copolymère compre- nant du caoutchouc brut, une iso-oléfine et une   di-oléfine,   l'ensemble étant vulcanisé en étant en contacte Ainsi, la composition caoutchouteuse ordinaire, qui peut être collée à la composition résistant à la diffusion d'air, peut contenir comme constituant caoutchouteux, un des caoutchoucs vulcanisables bien connus, naturels ou synthétiques,

   et parmi les caout-   choucs   vulcanisables avec du soufre on peut citer les caoutchoucs bruts naturels ou des caoutchoucs synthétiques tels que des polymères de di- oléfines aliphatiques conjuguées et à   chaine   ouverte avec 4 à 8 atomes de carbone et comprenant des hydrocarbures   butadiène-1,3   telles que le   bu-   tadiène-1m3 l'isoprène, le   pipérylène,   le 2,3-dimthy butadimne -1,3 et analogues ainsi que les copolymères de ces substances   monomériques   ou ana-   logues,   qui sont polymérisées ensemble ou avec d'autres substances mono- mériques   oopolymérisables   telles que l'iso-buthylène le styrène,   l'aorylo-   nitrile, le méthacrylonitrile, le   méthyl-acrylate,

     le méthyl   méthacryla-   te, l;éthyl acrylate, l'éthyl méthacrylate, le   2-vinyl   pyridine et analo- gue ainsi que les mélanges de ces substances ou analogues, entre elles ou avec du caoutchouc naturel ou synthétique régénérée 
De préférence, on constitue   l'objet   pneumatique par plusieurs cou- ches d'une composition caoutchouteuse pour lesquelles chaque couche, éta- blie extérieurement sur une autre couche, ne   contient   pas plus et comporte, de préférence, moins du copolymère   iso-oléfine-di-oléfine   que la couche immédiatement précédente.

   De cette manière, la couche interne présente la plus grande résistance à la diffusion de l'air mais l'air qui parvient à traverser cette couche ne risque pas d'être retenu entre les couches sui- vantes puisque la diffusion par celles-ci peut se faire   à   un degré au moins égal   à   celui obtenu pour ladite couche   internée   On évite ainsi la   possibi-   lité de la formation de cloques d'air emprisonnées entre les couches. Le pourcentage du copolymère dans la composition totale, pour une couche dé- terminée, peut varier entre de larges limites par rapport   à   celle   à   con sidérer pour la couche immédiatement précédente mais elle varie, de pré- férence, de   0,5   à 1 par rapport à cette dernière. 



   On peut avantageusement adopter pour cette proportion au moins les deux tiers et mieux au moins les trois quarts de celle du copolymère adoptée pour cette couche précédente. 



   Pour les compositions de couches on peut utiliser toute combinaison voulue, du moment qu'une au moins de ces couches contient une composition dans laquelle le constituant caoutchouteux, à lui seul,   contient   pour 100 parties en poids un mélange de 60 à 90 parties en poids de caoutchouc brut et 10 à 40 parties en poids d'un copolymère iso-oléfine et di-oléfineo Ainsi, par exemple, les objets 1 à 3, indiqués ci-dessous à titre   d'exem-   ple,

   comportent quatre couches dans lesquelles la composition   caoutchou-   teuse est constituée uniquement par du caoutchouc naturel et par les copo lymères   susdits.   Les chiffres du tableau ci-dessous indiquent la   propor-   tion du caoutchouc brut au   copolymère   dans la couche et la première cou che étant celle qui se trouve à l'intérieur. 

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  1ère <SEP> cou- <SEP> 2ème <SEP> cou- <SEP> 3ème <SEP> cou- <SEP> 4ème <SEP> cou-
<tb> 
<tb> che <SEP> che <SEP> che <SEP> che
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<tb> 
<tb> 
<tb> Objet <SEP> 1 <SEP> 60:40 <SEP> 70:30 <SEP> 80g20 <SEP> 80:20
<tb> 
<tb> 
<tb> Objet <SEP> 2 <SEP> 60g40 <SEP> 70:30 <SEP> 100.0 <SEP> 100.0
<tb> 
<tb> 
<tb> Objet <SEP> 3 <SEP> 75:25 <SEP> 75s25 <SEP> 75:25 <SEP> 75s25
<tb> 
 
Ces exemples sont purement illustratifs et les rapports indiqués peuvent varier entre les limites spécifiées plus haute De   plus,,   les cou- ches peuvent contenir d'autres substances caoutchouteuses-. 



   Ci-dessous   on   donne, à titre d'exemple, la composition utilisée pour la fabrication d'un bandage pneumatique sans chambre à air et qui cor- respond à un mode d'application préféré de l'invention 
Dans cet exemple les proportions du caoutchouc brut et du copoly- mère peuvent varier entre les limites indiquées plus loin. 
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  Matières <SEP> ¯¯¯¯¯¯¯¯Parties <SEP> en <SEP> poids
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<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> caoutchouc <SEP> brut <SEP> / <SEP> copolymère
<tb> 
<tb> 
<tb> isobutylène-isoprène <SEP> 100.00
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> oxyde <SEP> de <SEP> zinc <SEP> 5.00
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> carton <SEP> black <SEP> 25.00
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> acide <SEP> gras <SEP> de <SEP> l'huile <SEP> de <SEP> colza <SEP> 1.50
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> goudron <SEP> de <SEP> pin <SEP> 2000
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> isopropoxy <SEP> diphénylamine <SEP> 0075
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> soufre <SEP> 3000
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> bisulfure <SEP> de <SEP> thiazyl <SEP> alcoylé <SEP> 0,70
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Total <SEP> 137095
<tb> 
 
Quatre charges de ces ingrédients sont mélangées séparément avec des proportions respectives de caoutchouc brut/copolymère de 60:40   70:

  30,     80g20,   et 90:10 parties en poids. Les constituants sont mélangés dans un broyeur ou malaxeur selon la pratique courante. Les charges sont ensuite calendrées sur un tissu à -trame faible   ou     nulle,   par exemple un tissu en nylon (210-4-2) de maniera que le tissu soit revêtu sur chacune de ses deux faces d'un revêtement continu en une composition caoutchouteuse en vue de former les couches de la carcasse du bandageo 
Les couches respectives, ainsi obtenues, sont ensuite superposées pour former la carcasse du bandage, la couche interne étant constituée à l'aide de la composition caoutchouteuse qui comprend 40 parties en poids du copolymère isobutylène-isoprène alors que chaque couche suivante, vers l'extérieur,

   contient une quantité moindre du- copolymère que la couche immédiatement précédente. 



   Une bande de roulement, constituée   à   l'aide de la composition usuel- le de caoutchouc brut est appliquée sur la carcasse assemblée et   l'ensem-     ble   est vulcanisé dans un moule à 1450 pendant 45 minâtes. Les couches, constituant le bandage, adhèrent fortement entre elles et opposent une ré- sistance efficace à la diffusion de   1  aire   Les   couches   ne risquent pas¯ de se détacher par la présence de masses d'air emprisonnées et le bandage ne risque pas de s'abîmer aussi rapidement,

   quand on roule à plat que dans le cas où il ne comporte   qu'un   seul revêtement interne en un copolymère iso- 

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 prène-isobutylène La vulcanisation du mélange caoutchouc 'brut copolymère est suffisante pour procurer au bandage des propriétés physiques optima, telles que la résistance à la traction, la résistance au fendillement   dû   à la flexion, etc.

   Le bandage peut être rendu auto-étanche en appliquant une couche increvable dans laquelle le copolymère est le seul constituant caoutchouteux sur la face intérieure de la couche interne, avant vulca nisationo 
Des résultats similaires sont obtenus pour tout objet ou article complexe destiné   à   contenir ou à retenir de l'air en se servant, pour sa constitution, de l'une quelconque des compositions faisant l'objet de l'in vention, utilisée   à   elle seule ou en combinaison avec d'autres corps caout- chouteux 
Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention   ne.se   limite aucunement   à   celui de ses modes d'appli- cation non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses par- ties, ayant plus spécialement été indiqués;

   elle en embrasse, au contrai- re, toutes les variantes. 



   REVENDICATIONS. lo Procédé de fabrication d'un article pneumatique, dans lequel on mélange 60 à 90 parties en poids de caoutchouc brut vulcanisable, mais non vulcanisé, 10   à   40 parties en poids   d'un   copolymère caoutchouteux   vul-   oanisable mais non vulcanisé et dont la majeure partie est constituée par au moins une   iso-oléfine   avec 4   à 7   atomes de carbone et dont la partie moindre 'est formée par une   di-oléfine   conjuguée et à   chaîne   ouverte, avec 4   à   8 atomes de   carbone,   et un agent de vulcanisation pour ces matières, on forme un article pneumatique à l'aide de ce mélange non vulcanisé, et on vulcanise ensuite l'article.

Claims

2 Procédé suivant la revendication 1 pour la fabrication d'un article pneumatique résistant à la diffusion de l'air, dans lequel procédé on forme plusieurs couches de matière vulcanisable constituée par une ma- tière caoutchouteuse organique polymère, vulcanisable, mais non vulcanisée, au moins une de ces couches étant constituée par le mélange non vulcanisé susdit de caoutchouc brut et de copolymêre caoutchouteux.

3 Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, le copolymère susdit est constitué par 80 à 99,5 parties en poids d'une iso oléfine et par 0,5 à 20 parties en poids d'une di-oléfine conjuguée et à chaîne ouverteo 40 Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 2 et 3, dans lequel les couches sont assemblées en étant superposées face à face.

5 Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications précéden tes, dans lequel l'iso-oléfine est de l'isobutylène et la di-oléfine est de l'isoprène.

6. Procédé de fabrication d'un article pneumatique résistant à la diffusion de l'air, dans lequel procédé on forme plusieurs couches en une composition vulcanisable comprenant, d'une part, 100 parties en poids d'un mélange de matières caoutchouteuses constitué par 60 à 90 parties en poids de caoutchouc brut vulcaisable, mais non vulcanisé et par 10 à 40 parties en poids d'un oopolymère caoutchouteux vulcanisable, mais non vulcanisé et composé de 80 à 99,5 parties en poids d'une iso-oléfine à 4-7 atomes de carbone et de 0,5 à 20 parties en poids d'une di-oléfine conjuguée à chaîne ouverte à 4-8 atomes de carbone, et, d'autre part, un agent de vul- canisation,

on assemble les couches en question en les superposant face à face, et on vulcanise le touto <Desc/Clms Page number 6> Procédé suivant la revendication 6, dans lequel chaque couche successive présente une teneur plus élevée en caoutchouc brut que la cou- che précédente, lesdites couches étant assemblées par superposition face à face de façon que chaque couche successive située à l'extérieur par rap- port à la couche intérieure présente une teneur en caoutchouc brut supé- rieur à celle de la couche précédente.

8. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications précéden- tes pour la fabrication d'un bandage pneumatique sans chambre à air, dans lequel plusieurs couches en une composition caoutchouteuse vuloanisable sont renforcées par incorporation de cordes en matière textile, au moins une de ces couches étant constituée par ledit mélange de caoutchouc brut et de copolymère iso-oléfine - di-oléfineo 9 Composition caoutchouteuse pour la fabrication d'un article pneumatique, cette composition étant constituée par une composition caout- chouteuse vulcanisable comprenant, d'une part, 100 parties en poids d'un mélange de matières caoutchouteuses constitué par 60 à 90 parties en poids de caoutchouc brut vuloanisable,

mais non vulcanisé et par 10 à 40 parties en poids d'un copqlymère caoutchouteux vulcanisable, mais non vulcanisé et composé en majeure partie d'une iso-oléfine à 4-7 atomes de carbone et en partie moindre d'une di-oléfine conjuguée à chaîne ouverte à 4-8 atomes de carbone, et, d'autre part, un agent de vulcanisation pour lesdites ma- tières caoutchouteuses., 10 Structure composite résistant à la diffusion d'air à travers elle, cette structure comprenant une pluralité de couches formées d'une composition caoutchouteuse comportant des matières caoutchouteuses organi- ques polymères assemblées par vulcanisation en étant superposées face à face, au moins une de ces couches étant constituée en une--composition vul- canisée,

de 100 parties en poids d'un mélange de matières caoutchouteuses mélangées l'une à l'autre avant la vulcanisation et consistant en 60 à 90 parties en poids de caoutchouc brut et 10 à 40 parties en poids d'un copo;y mère caoutchouteux formé de 80 à 99,5 parties en poids d'une iso-oléfine à 4-7 atomes de carbone et de 0,5 à 20 parties en poids d'une di-oléfine conjuguée à chaîne ouverte à 4-8 atomes de carbonée 11 Structure composite suivant la revendication 10, affectant la forme d'un article pneumatique formé d'une pluralité de couches consti- tuées desdites matières caoutchouteuses mélangées, ces couches étant essem- blées par superposition face à face.

120 Structure composite suivant la revendication 11, dans laquel- le chaque couche successive située à 10 extérieur par rapport à la couche intérieure présente au moins une teneur en caoutchouc brut aussi élevée que celle de la couche immédiatement précédente.

13. Bandage pneumatique sans chambre à air, comprenant une plura- .lité de couches en une composition caoutchouteuse renforcées par des cor des en matière textile, ces couches étant superposées face à face et as- semblées par vulcanisation de manière à former un ensemble unitaire, la composition caoutchouteuse de chaque couche comprenant un caoutchouc vulca- nisé au soufre, au moins une desdites couches comprenant une composition caoutchouteuse comportant comme seul constituant caoutchouteux 100 parties en poids d'un mélange de matières caoutchouteuses consistant en 60 à 90 parties en poids de caoutchouc brut et 10 à 40 parties en poids d'un copo- lymère caoutchouteux formé de 80 à 99,5 parties en poids d'isobutylène et 0,5 à 20 parties en poids d'isoprène,

chaque couche successive située à l'intérieur par rapport à la couche extérieure contenant, dans son consti- tuant caoutchouteux, une quantité dudit copolymère caoutchouteux au moins aussi élevée que la quantité dudit copolymère caoutchouteux eentenue dans <Desc/Clms Page number 7> la couche immédiatement précédente.

14. Procédé de fabrication d'un article pneumatique, en substance, tel que décrit dans le présent mémoire, notamment dans l'exemple donné plus haut.