EP4612230A1 - Lame d'essuyage renforcée pour balai d'essuie-glace - Google Patents

Lame d'essuyage renforcée pour balai d'essuie-glace

Info

Publication number
EP4612230A1
EP4612230A1 EP23800821.3A EP23800821A EP4612230A1 EP 4612230 A1 EP4612230 A1 EP 4612230A1 EP 23800821 A EP23800821 A EP 23800821A EP 4612230 A1 EP4612230 A1 EP 4612230A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
blade
pozzolan
wiper blade
windshield wiper
wiping
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23800821.3A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Paul TANGUY
Patrick ASSUID
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Systemes dEssuyage SAS
Original Assignee
Valeo Systemes dEssuyage SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Systemes dEssuyage SAS filed Critical Valeo Systemes dEssuyage SAS
Publication of EP4612230A1 publication Critical patent/EP4612230A1/fr
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L7/00—Compositions of natural rubber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60S—SERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60S1/00—Cleaning of vehicles
    • B60S1/02—Cleaning windscreens, windows or optical devices
    • B60S1/04—Wipers or the like, e.g. scrapers
    • B60S1/32—Wipers or the like, e.g. scrapers characterised by constructional features of wiper blade arms or blades
    • B60S1/38—Wiper blades
    • B60S2001/3827—Wiper blades characterised by the squeegee or blade rubber or wiping element
    • B60S2001/3829—Wiper blades characterised by the squeegee or blade rubber or wiping element characterised by the material of the squeegee or coating thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/002—Physical properties
    • C08K2201/005—Additives being defined by their particle size in general

Definitions

  • the invention relates to a wiping blade for a windshield wiper blade, in particular composed in part of recycled materials.
  • the wiper blades of such a system are conventionally driven by arms performing an angular back-and-forth movement. These blades rub against the exterior surface of the window, for example the windshield, and evacuate the water by bringing it outside the driver's field of vision.
  • the blades are made in the form of articulated spreaders which hold the wiping blade at several points.
  • the blades are made in the form of a semi-rigid assembly which holds the wiping blade over its entire length.
  • a wiping blade is made of an elastically deformable material based on an elastomer supplemented with additives, in particular to improve its mechanical properties, elasticity, resistance to wear, external aggression or even facilitate the implementation of the manufacturing process.
  • additives may for example be reinforcing fillers, plasticizer, vulcanization agent, protective agent against UV radiation, oxidation, ozone and/or wear.
  • additives remain necessary to obtain a material having sufficient properties, particularly in terms of mechanical strength, sliding properties and without generating excessive noise to be used in the automobile industry to manufacture wiper blades.
  • Natural rubber comes from rubber cultivation, which makes it a bio-sourced material. Combined with bio-sourced plasticizers, the use of natural rubber makes it possible to considerably reduce the level of materials from petrochemicals.
  • the reinforcing fillers present in additives are most often made of carbon black.
  • the carbon black content is around 25 to 30%.
  • Carbon black also called furnace black or thermal black, is massively produced by the petrochemical industry, by incomplete combustion of hydrocarbons.
  • wiper blades made of all or part of recycled material or of bio-sourced origin.
  • This material must, however, make it possible to obtain wiping blades whose mechanical and physical properties are suitable for wiping a motor vehicle window.
  • fiber-type plant fillers wood or cellulose
  • elastomeric polymers which restricts their use.
  • EP3546302 describes wiper blades for windshield wiper blades comprising a partly bio-sourced EPDM-based material. It can contain different fillers, such as kaolin.
  • EP3455107 describes wiping blades comprising as sole rubber a non-functionalized natural rubber and at least one bio-sourced plasticizer; the material may comprise a biosourced reinforcing filler, for example chosen from a mineral filler, wood fibers, cellulose, diatoms.
  • FR3048216 relates to a wiper blade for a windshield wiper blade comprising a material which comprises an elastomer and a reinforcing filler which is a kaolin.
  • Arayapranee W et al. J. Appl Polym Sci 2008, 1165-11764 describes blends of natural rubber and EPDM with fillers such as rice husk ash.
  • the subject of the present invention is a wiping blade for a windshield wiper blade, at least part of said blade comprising a material based on (i) an elastomer containing natural rubber and ethylene -propylene diene monomer (EPDM), vulcanized and (ii) reinforcing fillers, the reinforcing fillers comprising a pozzolan.
  • EPDM ethylene -propylene diene monomer
  • the invention also relates to the use of pozzolan in the manufacture of a wiping blade for a windshield wiper blade, said blade comprising an elastomer-based material containing natural rubber and ethylene- vulcanized propylene diene monomer (EPDM), and at least reinforcing fillers.
  • EPDM ethylene- vulcanized propylene diene monomer
  • Pozzolan is a natural rock made up of basaltic volcanic scoria (projections) or similar in composition. It has a honeycomb structure.
  • Pozzolans generally correspond to substances which, in the presence of water, can combine with lime to give very poorly soluble hydrates.
  • pozzolan designates silico-aluminous substances such as fly ash resulting from ancillary industrial processes such as those in the cement factory. These slags emanating during the process are recovered in the form of hard particle powder which can be reused as a filler.
  • the pozzolans useful according to the invention can for example come from the combustion of shale coals burned in thermal power stations used in the making of cements.
  • Pozzolans are aluminosilicates.
  • the composition of Al, O and Si elements can be determined by spectrometry, in particular by scanning microscope coupled to an Xmax 80N silicon energy selection spectrometer.
  • Pozzolans also contain, in lesser quantities, alkali or alkaline earth metals, or transition metals; they contain in particular levels of Na, Mg, Fe, Au and calcium.
  • An example of a pozzolan composition suitable for implementing the invention is shown in the .
  • pozzolans are preferably used which are in the form of amorphous particles; preferably, at least 90% of the pozzolan particles according to the invention are in amorphous form.
  • the pozzolan particles have a spheroid shape.
  • the pozzolan according to the invention is in the form of particles of average size of approximately 4 ⁇ m to 5 ⁇ m, in particular approximately 4 ⁇ m.
  • the average size of the pozzolan particles is preferably less than or equal to 5 ⁇ m, that is to say that 95% of the population of all the particles has a size less than or equal to 5 ⁇ m.
  • particle size we mean the largest dimension of said particle, in the case where it has an irregular shape.
  • the average particle size is determined by methods known to those skilled in the art, such as for example laser diffraction.
  • a pozzolan particularly suitable for implementing the invention is fly ash with CAS number 68131-74-8.
  • Pozzolan in the form of such particles can be used as a reinforcing filler in an elastomer-based material. It gives a reinforcing character, compared to a mixture of the same composition but not containing filler.
  • pozzolan can be incorporated into materials based on rubber and EPDM, without altering the elastic properties of said material. Indeed, it is known from the state of the art in the field of elastomer-based materials that if the fillers make it possible to stiffen the materials, too large a quantity of these compared to the elastomer will certainly modify the rigidity of the material but at the expense of elasticity. Also, those skilled in the art know that the quantity of filler must be at most equal to the quantity of elastomer.
  • the subject of the invention is therefore in particular wiper blades for windshield wiper blades comprising a material having one or more characteristics defined in the above, and in which the material contains from 70 to 230 phr of pozzolan.
  • the pozzolan may be present in the material in an amount of 100 to 160 phr.
  • composition of the material can thus contain high quantities of fillers, which makes it possible to reduce the quantity of rubber/EPDM and therefore reduce production costs.
  • the reinforcing fillers consist entirely of pozzolan.
  • the reinforcing fillers of the material comprise other constituents, and in particular they may comprise carbon black.
  • the pozzolan can constitute from 40 to 100% by mass of the reinforcing fillers, in particular from 50 to 100% of the reinforcing fillers, in particular from 50 to 70%.
  • the material further comprises at least one agent chosen from plasticizers, UV protection agents, anti-oxidants and vulcanization agents, in particular from plasticizers and anti-oxidants.
  • plasticizer is a component that makes the material more flexible and/or easier to use for the manufacture of a wiper blade (made of elastomeric material).
  • plasticizers are often compositions comprising fatty acids, in particular mineral or vegetable oils.
  • a bio-sourced plasticizer will be used, preferably a bio-sourced oil.
  • the biosourced oil may be chosen from vegetable oils and/or fats but also from animal oils and/or fats, or a mixture of these.
  • the vegetable oil and/or fat is in particular chosen from sunflower oil, olive oil, rapeseed oil, linseed oil, coconut oil, castor oil. , soybean oil and mixtures thereof.
  • the bio-sourced plasticizing agent may in particular be sunflower oil.
  • the elastomer contains ethylene propylene diene monomer (EPDM), EPDM being at least partly bio-sourced.
  • EPDM can thus comprise up to 70% bio-sourced ethylene, preferably between 40 and 60%.
  • bio-sourced designates a product which is not of fossil origin but is obtained from renewable resources. Where applicable, it also designates a biological process.
  • fossil origin means any product derived from petroleum or coal or petroleum or coal derivatives, in particular traditional fuel products from petrochemicals.
  • Bio-sourced ethylene can for example be produced from ethanol obtained from at least one plant material, the plant material being chosen in particular from sugar cane, beetroot, a woody plant or a mixture of these. -this.
  • composition may further contain one or more treatment promoters, including chemical base lubricants such as steric acid.
  • treatment promoters including chemical base lubricants such as steric acid.
  • the wiper blade material can thus contain a rate of bio-sourced and recycled material by weight of 75%, which reduces the rate of ingredients derived from petroleum to less than 20% by weight
  • the elastomer is vulcanized with peroxide.
  • a vulcanization system is described in particular in EP3546302; it does not use sulfur, which involves the use of activators or accelerators that can be harmful to the environment.
  • the material of the wiper blade does not contain sulfur.
  • the material of the wiper blade also does not contain zinc oxide.
  • the wiper blades for windshield wiper blades having the characteristics and composition according to the present invention can in particular be obtained by extrusion of the material described in the present application.
  • the wiper blade is obtained by molding the material described in the above.
  • the invention also relates to a windshield wiper blade comprising a wiping blade as defined in the above.
  • the wiping blade 1 of a windshield wiper blade has an elongated shape and is intended to be carried by a body of the blade (not shown).
  • the blade 1 comprises a lip 3 and a heel 5 which are connected by a hinge 7.
  • the lip 3, heel 5, hinge 7 assembly forms a basic body of the blade 1.
  • the heel 5 allows the blade 1 to be hooked into the body of the broom.
  • the lip 3 is intended to be in contact with the exterior surface of a window such as a windshield for wiping.
  • the hinge 7 is formed by a thin strip of material which gives the blade a certain flexibility and allows it to tilt when the direction of movement of the broom changes, in other words a rocking movement from front to back. of the lip.
  • the blade 1 is obtained by a conventional manufacturing process known to those skilled in the art.
  • At least part of the blade 1 comprises the material as described above, in particular the basic body of the blade comprises this material.
  • the basic body of the blade comprises this material.
  • all or part of the surface of the blade 1 can also be treated so as to modify it, for example by graphitization, plasma treatment, halogenation, ion implantation and/or deposition of a coating.
  • Such a treatment makes it possible to reinforce the mechanical, wiping and/or wear resistance properties of the blade.
  • the wiping blade 1 can thus comprise a single-layer or multi-layer type coating.
  • the coating covers the base body of the blade 1.
  • Example 1 preparation of a composition
  • Pyroblack is a recycled black resulting from the pyrolysis of recycled used tires.
  • the tested formula is based on natural rubber + EPDM.
  • Ultrafine A1 is a pozzolan whose composition is shown in figure 2, with an average particle size of 4 microns.
  • the process agent or treatment promoter/anti-dispersant agent is a mixture of fatty alcohol, fatty acid and fatty acid ester, such as Aflux® 42 marketed by the company Lanxess.
  • the antioxidant used in this example is 2,2,4-Trimethyl-1,2-dihydroquinoline
  • the material is prepared using a standard 24D extrusion and salt bath process.
  • the toasting time (Scorch t5) at 130°C is 15.4 minutes
  • the vulcanization kinetics were measured according to the ISO3417 RPA Vulcanization Def standard. 0.5° / Freq. 100 cpm – 210°C / 10' - T0+1 day
  • the tensile strength measurements or tensile test were carried out according to the ISO 37 standard at 500 mm/min.
  • the elongation of the material subjected to an elongation of 50% after 72 hours at 85°C (50% elongation set in English) was measured according to the ISO 2285 standard.
  • the protection system is composed of amine products of the di-phenyl-amine type and antiozonants;
  • the ultrafine pozzolan filler has a reinforcing character compared to a mixture of the same formulation (NR vulcanization with sulfur) but not filled. The results are shown in figure 3.
  • the rubber mixture is capable of supporting high load rates, so much so that a mixture loaded at 160phr for example will have made it possible to rise to the level of a mixture at 50phr of black in terms of modules.
  • Formula used based on natural rubber vulcanized with sulfur according to a system commonly used in industry: sulfur + 2 accelerators
  • the mixtures are vulcanized according to industrial cycle time conditions of 4’/170°C
  • the charge rates are indicated in the table below. They correspond to ultrafine pozzolan percentages of 37.8% to 66.8%.
  • Low modulus measurements can be supplemented by hardness measurements according to NF ISO 48-1 which show that 70phr is the minimum acceptable to obtain a sufficiently rigid rubber with a hardness of 51pts Shore A, in order to guarantee the sealing property against against water in contact with the windshield. Below this value, the rubber lip could be crushed and allow a film of water to pass through when the broom moves.
  • the 130phr mixture which is much more rigid than the unfilled mixture (resp. 56 shore A versus 35), is found at the same level of breaking strength (12.5 versus 12.9 MPa).

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

L'invention concerne une lame d'essuyage pour balai d'essuie-glace, et un balai d'essuie-glace comprenant cette lame. Au moins une partie de ladite lame comprend un matériau à base (i) d'élastomère contenant du caoutchouc naturel et de l'éthylène-propylène-diène monomère (EPDM), vulcanisé et (ii) des charges de renfort caractérisée en ce que les charges de renfort comprennent une pouzzolane. Il est également décrit l'utilisation de la pouzzolane pour la fabrication de ladite lame.

Description

    Lame d'essuyage renforcée pour balai d'essuie-glace
  • L’invention concerne une lame d'essuyage pour balai d'essuie-glace, notamment composée en partie de matériaux recyclés.
  • Les véhicules automobiles sont couramment équipés de systèmes d'essuie-glace pour assurer un lavage et/ou essuyage du pare-brise et éviter que la vision qu'a le conducteur de son environnement ne soit perturbée. Les balais d'essuie-glace d'un tel système sont classiquement entraînés par des bras effectuant un mouvement angulaire de va-et-vient. Ces lames frottent contre la surface extérieure de la vitre, par exemple du pare-brise, et évacuent l'eau en l'amenant en dehors du champ de vision du conducteur. Dans une version classique, les balais sont réalisés sous la forme de palonniers articulés qui tiennent la lame d'essuyage en plusieurs points. Dans une version plus récente dénommée "flat blade" (pour "balai plat"), les balais sont réalisés sous la forme d'un ensemble semi-rigide qui maintient la lame d'essuyage sur toute sa longueur.
  • De manière générale, une lame d'essuyage est réalisée en matériau déformable élastiquement à base d'un élastomère complété d'additifs, notamment pour en améliorer les propriétés mécaniques, l'élasticité, la résistance à l'usure, aux agressions extérieures ou encore faciliter la mise en œuvre du procédé de fabrication. Il peut par exemple s'agir de charges de renfort, de plastifiant, d'agent de vulcanisation, d'agent de protection contre les rayonnements UV, l'oxydation, l'ozone et/ou l'usure. Ces additifs demeurent nécessaires pour obtenir un matériau ayant les propriétés suffisantes, notamment en termes de résistance mécanique, de propriétés de glissement et sans générer excessivement de bruit pour être utilisé dans l'industrie automobile pour fabriquer des lames d'essuyage.
  • Aussi bien l'élastomère que les additifs sont dans la plupart des cas des produits issus de la pétrochimie. Néanmoins, la volonté grandissante de préserver l'environnement et de réduire les émissions de CO2, conduit à limiter l'utilisation de tels produits issus de la pétrochimie.
  • Dans le domaine de l'industrie du caoutchouc, il est possible d'utiliser le caoutchouc naturel comme élastomère de base qui est très performant du point de vue de son élasticité et de ses propriétés mécaniques intrinsèques. Le caoutchouc naturel est issu de l'hévéaculture, ce qui en fait une matière bio-sourcée. Associé à des plastifiants bio-sourcés, l'utilisation de caoutchouc naturel permet de réduire considérablement le taux de matières issues de la pétrochimie.
  • Il est ainsi possible d'utiliser un mélange élastomère à base de caoutchouc naturel, notamment non fonctionnalisé, et d'EPDM (éthylène-propylène-diène monomère).
  • Cependant, les charges de renfort présentes dans les additifs sont le plus souvent constituées de noir de carbone.
  • Dans la plupart des mélanges d'élastomère pour balai d'essuie-glace, le taux de noir de carbone est de l'ordre de 25 à 30%.
  • Le noir de carbone, aussi appelé noir de fourneau ou noir thermique, est massivement produit par l'industrie de la pétrochimie, par combustion incomplète d'hydrocarbures.
  • Afin de diminuer l'impact environnemental de la fabrication des balais d'essuie-glace, il est souhaitable de disposer de lames d'essuyage constituées de tout ou partie de matériau recyclé ou d'origine bio-sourcée.
  • Il est en outre souhaitable de pouvoir utiliser ces matériaux dans des procédés industriels, avec des coûts maitrisés.
  • Ce matériau doit toutefois permettre d'obtenir des lames d'essuyage dont les propriétés mécaniques et physiques sont adaptées à l'essuyage d'une vitre de véhicule automobile.
  • Le remplacement du noir de carbone dans les charges de renfort est ainsi délicat.
  • En effet, il est difficile de proposer des charges d'origine naturelle, comme la silice ou le kaolin, qui soient équivalentes en termes de pouvoir renforçant.
  • De même, les charges végétales de type fibres (bois ou cellulose) ont une compatibilité limitée avec les polymères élastomères, ce qui restreint leur utilisation.
  • Une autre solution pour diminuer l'empreinte carbone de la fabrication des lames d''essuyage de balai d'essuie-glace, est d'utiliser des matériaux recyclés dans les charges de renfort.
  • EP3546302 décrit des lames d’essuyage pour balai d’essuie-glace comprenant un matériau à base d’EPDM en partie bio-sourcé. Il peut contenir différentes charges, telles que du kaolin.
  • EP3455107 décrit des lames d’essuyage comportant comme seul caoutchouc un caoutchouc naturel non fonctionnalisé et au moins un plastifiant bio-sourcé ; le matériau peut comprendre une charge de renfort biosourcée, par exemple choisie parmi une charge minérale, des fibres de bois, la cellulose, des diatomées.
  • FR3048216 porte sur une lame d'essuyage pour balai d'essuie-glace comprenant un matériau qui comprend un élastomère et une charge renforçante qui est un kaolin.
  • Arayapranee W et al. (J. Appl Polym Sci 2008, 1165-1174) décrit des mélanges de caoutchouc naturel et d’EPDM avec des charges telles que des cendres de balle de riz.
  • De manière inattendue, il a été trouvé dans le cadre de la présente invention que des cendres issues de procédés industriels peuvent être utilisées dans des formulations de caoutchouc pour remplacer tout ou partie des charges de renfort, en conférant des propriétés mécaniques similaires à celles du noir de carbone.
  • C'est pourquoi la présente invention a pour objet une lame d'essuyage pour balai d'essuie-glace, au moins une partie de ladite lame comprenant un matériau à base (i) d'élastomère contenant du caoutchouc naturel et de l'éthylène-propylène-diène monomère (EPDM), vulcanisé et (ii) des charges de renfort, les charges de renfort comprenant une pouzzolane.
  • L'invention a également pour objet l'utilisation de pouzzolane dans la fabrication d'une lame d'essuyage pour balai d'essuie-glace, ladite lame comprenant un matériau à base d'élastomère contenant du caoutchouc naturel et de l'éthylène-propylène-diène monomère (EPDM) vulcanisé, et au moins des charges de renfort.
  • La pouzzolane est une roche naturelle constituée par des scories (projections) volcaniques basaltiques ou de composition proche. Elle a une structure alvéolaire.
  • Les pouzzolanes correspondent de manière générale à des substances qui, en présence d'eau, peuvent se combiner à la chaux pour donner des hydrates très peu solubles.
  • Au sens de l'invention, pouzzolane désigne des substances silico-alumineuses telles que des cendres volantes issues de procédés industriels annexes tels que ceux de la cimenterie. Ces scories émanant en cours de procédé sont récupérées sous la forme de poudre de particules dures qui peuvent être réutilisées en tant que charge.
  • Les pouzzolanes utiles selon l'invention peuvent par exemple être issues de la combustion des charbons schisteux brulés en centrale thermique employées dans la confection des ciments.
  • Les pouzzolanes sont des aluminosilicates. La composition en éléments Al, O et Si peut être déterminée par spectrométrie, en particulier par microscope à balayage couplé à un spectromètre à sélection d’énergie silicium Xmax 80N. Les pouzzolanes contiennent également, en quantité moindre, des métaux alcalin ou alcalino-terreux, ou des métaux de transition ; elles contiennent notamment des taux de Na, Mg, Fe, Au et du calcium. Un exemple de composition de pouzzolane convenant à la mise en œuvre de l'invention est représenté sur la .
  • Pour la mise en œuvre de l'invention, on utilise de préférence des pouzzolanes qui se présentent sous forme de particules amorphes ; de préférence, au moins 90% des particules de pouzzolane selon l'invention sont sous forme amorphe.
  • Avantageusement, les particules de pouzzolane ont une forme sphéroïde.
  • La pouzzolane selon l'invention est sous forme de particules de taille moyenne d'environ 4 µm à 5 µm, notamment d'environ 4 µm. la taille moyenne des particules de pouzzolane est de préférence inférieure ou égale à 5 µm, c’est-à-dire que 95% de la population de l'ensemble des particules a une taille inférieure ou égale à 5 µm.
  • Par taille des particules, on entend désigner la plus grande dimension de ladite particule, dans le cas où celle-ci a une forme irrégulière.
  • La taille moyenne des particules est déterminée par des méthodes connues de l'homme du métier, comme par exemple la diffraction laser.
  • Une pouzzolane convenant particulièrement à la mise en œuvre de l'invention est la cendre volante de numéro de CAS 68131-74-8.
  • La pouzzolane sous forme de telles particules peut être utilisé comme charge de renfort dans un matériau à base d'élastomère. Elle confère un caractère renforçant, par rapport à un mélange de même composition mais ne contenant pas de charge.
  • De manière surprenante, des quantités importantes de pouzzolane peuvent être incorporées dans des matériaux à base de caoutchouc et d'EPDM, sans altérer les propriétés élastiques dudit matériau. En effet, il est connu de l’état de la technique dans le domaine des matériaux à base d’élastomère que si es charges permettent de rigidifier les matériaux, une trop grande quantité de ceux-ci par rapport à l’élastomère modifiera certes la rigidité du matériau mais au détriment de l’élasticité. Aussi, l’homme du métier sait que la quantité de charge doit être au plus égale à la quantité d’élastomère.
  • L'invention a donc notamment pour objet des lames d'essuyage pour balai d'essuie-glace comprenant un matériau présentant une ou plusieurs caractéristiques définies dans ce qui précède, et dans lesquelles le matériau contient de 70 à 230 pce de pouzzolane.
  • Les quantités exprimées en pce (parties pour cent d'élastomère) -correspondant à phr (pour « parts per hundred of rubber ») en anglais – sont très supérieures à celles acceptables pour du noir de carbone.
  • Selon des modes de réalisation, la pouzzolane peut être présente dans le matériau à raison de 100 à 160 pce.
  • La composition du matériau peut ainsi contenir de fortes quantités de charges, ce qui permet de réduire la quantité de caoutchouc/EPDM et donc de réduire les coûts de production.
  • Ainsi, l'étude des courbes de contrainte allongement montre qu'un mélange chargé à 160 pce en pouzzolane présente un module 25% similaire à celui d'un mélange à 50 pce de noir de carbone.
  • Selon certains modes de réalisation de l'invention, les charges de renfort sont constituées intégralement de pouzzolane.
  • Selon d'autres modes de réalisation, les charges de renfort du matériau comprennent d'autres constituants, et notamment elles peuvent comprendre du noir de carbone.
  • La pouzzolane peut constituer de 40 à 100% en masse des charges de renfort, notamment de 50 à 100% des charges de renfort, en particulier de 50 à 70%.
  • Selon un mode de réalisation, le matériau comprend en outre au moins un agent choisi parmi les plastifiants, les agents de protection contre les UV, les anti-oxydants et les agents de vulcanisation, notamment parmi les plastifiants et les anti-oxydants.
  • En particulier, il comprend au moins un plastifiant. Un plastifiant est un composant permettant de rendre le matériau plus souple et/ou plus facile à mettre en œuvre pour la fabrication d'une lame d'essuyage (en matériau élastomérique). De manière générale, les plastifiants sont souvent des compositions comprenant des acides gras, notamment des huiles minérales ou végétales.
  • On utilisera en particulier un plastifiant bio-sourcé, de préférence une huile bio-sourcée.
  • L'huile biosourcée pourra être choisie parmi les huiles et/ou les graisses végétales mais aussi parmi les huiles et/ou les graisses animales, ou un mélange de celles-ci.
  • L'huile et/ou graisse végétale est notamment choisie parmi l'huile de tournesol, l'huile d'olive, l'huile de colza, l'huile de lin, l'huile de noix de coco, l'huile de ricin, l'huile de soja et leurs mélanges. L'agent plastifiant bio-sourcé peut en particulier être de l'huile de tournesol.
  • L'élastomère contient de l'éthylène-propylène-diène monomère (EPDM), l'EPDM étant au moins en partie bio-sourcé. L'EPDM peut ainsi comprendre jusqu'à 70% d'éthylène bio-sourcé, de préférence entre 40 et 60 %.
  • Au sens de la présente invention, le terme « bio-sourcé » désigne un produit qui n'est pas d'origine fossile mais est obtenu à partir de ressources renouvelables. Le cas échéant, il désigne aussi un procédé biologique. On entend par « d'origine fossile », tout produit issu du pétrole ou du charbon ou des dérivés du pétrole ou du charbon, notamment les produits combustibles traditionnels issus de la pétrochimie.
  • L'éthylène bio-sourcé peut par exemple être produit à partir d'éthanol obtenu à partir d'au moins une matière végétale, la matière végétale étant notamment choisie parmi la canne à sucre, la betterave, un végétal ligneux ou un mélange de ceux-ci.
  • De tels mélanges de caoutchouc naturel et d'EPDM sont décrits dans la demande EP3546302.
  • On utilisera en particulier un élastomère constitué d'un mélange de caoutchouc naturel et d'EPDM produit pour moitié à partir d'éthanol issu de la culture de la canne à sucre.
  • La composition peut contenir en outre un ou plusieurs promoteurs de traitement, notamment des lubrifiants de base chimique tels que l'acide stérique.
  • Le matériau de lame d'essuyage peut contenir ainsi un taux de matière bio-sourcées et recyclées en poids de 75%, ce qui réduit le taux d'ingrédients issus du pétrole à moins de 20% en poids
  • Selon l'un des modes de réalisation de l'invention, l'élastomère est vulcanisé au peroxyde. Un tel système de vulcanisation est décrit notamment dans EP3546302 ; il ne met pas en œuvre du soufre, qui implique l'utilisation d'activateurs ou d'accélérateurs pouvant être nocifs pour l'environnement. Dans ce mode de réalisation, le matériau de la lame d'essuyage ne contient pas de soufre. De préférence, le matériau de la lame d'essuyage ne contient pas non plus d'oxyde de zinc.
  • Les lames d'essuyage pour balai d'essuie-glace présentant les caractéristiques et composition selon la présente invention peuvent en particulier être obtenues par extrusion du matériau décrit dans la présente demande.
  • Selon un autre mode de réalisation, la lame de balai d'essuie-glace est obtenue par moulage du matériau décrit dans ce qui précède.
  • L'invention a encore pour objet un balai d’essuie-glace comprenant une lame d’essuyage telle que définie dans ce qui précède.
    • Brève description des figures
  • L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels :
  • représente une lame d'essuyage d'un balai d'essuie-glace conforme à l'invention
  • représente la composition élémentaire d'une pouzzolane déterminée en microscope électronique à balayage couplée à un spectromètre à sélection d’énergie silicium Xmax 80N (énergie 15 kV / 40s temps d'acquisition)
  • représente les courbes contrainte allongement de matériau contenant de la pouzzolane ou du noir de carbone...
  • représente les courbes contrainte allongement de matériau contenant des teneurs en pouzzolane de 0 à 230 pce
  • Selon la , la lame 1 d'essuyage d'un balai d'essuie-glace conforme à l'invention présente une forme allongée et est destinée à être portée par un corps du balai (non représenté). La lame 1 comprend une lèvre 3 et un talon 5 qui sont reliés par une charnière 7. L'ensemble lèvre 3, talon 5, charnière 7 forme un corps de base de la lame 1.
  • Le talon 5 permet d'accrocher la lame 1 dans le corps du balai. La lèvre 3 est destinée à être au contact de la surface extérieure d'une vitre telle qu'un pare-brise en vue de son essuyage.
  • La charnière 7 est formée par une fine bande de matière qui confère à la lame une certaine flexibilité et autorise un basculement de celle-ci lors d'un changement de direction de déplacement du balai, autrement dit un mouvement de bascule d'avant en arrière de la lèvre.
  • La lame 1 est obtenue par un procédé de fabrication classique connu de l'Homme du métier.
  • De façon avantageuse, au moins une partie de la lame 1 comprend le matériau tel que décrit précédemment, notamment le corps de base de la lame comprend ce matériau. On peut ainsi envisager des modes de réalisations dans lesquels, par exemple :
  • - seule la lèvre 3 comprend le matériau,
  • - seul le talon 5 comprend le matériau,
  • - toute la lame 1 comprend le matériau.
  • Si nécessaire, tout ou partie de la surface de la lame 1 peut aussi être traitée de manière à modifier celle-ci, par exemple par graphitisation, traitement plasma, halogénation, implantation ionique et/ou dépôt d'un revêtement. Un tel traitement permet de renforcer les propriétés mécaniques, d'essuyage et/ou de résistance à l'usure de la lame.
  • La lame 1 d'essuyage peut ainsi comprendre un revêtement de type monocouche ou multicouche. Le revêtement recouvre le corps de base de la lame 1.
  • Exemple 1 : préparation d'une composition
  • Un exemple de formulation de matériau utilisé pour la fabrication d'une lame d'essuyage conforme à l'invention est donné ici à titre illustratif.
  • Ingrédients phr %
    Caoutchouc naturel labellisé PEFC 70 32
    EPDM 50% bio-sourcé 30 14
    N550 22 10
    Pyroblack* 30 14
    Ultrafine A1 30 14
    Huile d’origine végétale 20 9
    Oxyde de calcium 8 3.7
    Agent Antioxidant 0.7 0.3
    Agent de process 3 1.4
    Peroxide 2 0.9
  • Pyroblack est un noir recyclé issu de la pyrolyse de pneus usagés recyclés.
  • La formule testée est en base caoutchouc naturel + EPDM. L'ultrafine A1 est une pouzzolane dont la composition est représentée sur la figure numéro 2, de taille moyenne de particules de 4 microns.
  • L'agent de process ou promoteur de traitement/agent anti-dispersant est un mélange d'alcool gras, d'acide gras et d'ester d'acides gras, tel que l'Aflux® 42 commercialisé par la société Lanxess.
  • L'antioxydant utilisé dans cet exemple est du 2,2,4-Triméthyl-1,2-dihydroquinoline
  • Le matériau est préparé selon un procédé standard extrusion 24D et bain de sel.
  • L'extrusion a donné un profil K106 d'aspect lisse.
  • Le temps de grillage (Scorch t5) à130°C est de 15,4 minutes
  • La cinétique de vulcanisation a été mesurée selon la norme ISO3417 RPA Vulcanisation Def. 0.5° / Freq. 100 cpm – 210°C / 10’ - T0+1 day
  • ts2 (min) 0,27
  • t90 (min) 0,62
  • Les mesures de résistance à la traction ou essai de traction (tensile test en anglais) ont été réalisées selon la norme ISO 37 à 500 mm/min.
  • L'allongement du matériau soumis à une élongation de 50% après 72 heures à à 85°C (50% elongation set en anglais) a été mesuré selon la norme ISO 2285
  • Les propriétés du matériau sont indiquées dans le tableau ci-dessous
  • Viscosité Mooney ML(1+4)100°C (pts) 46
    Mooney Scorch t5/130°C (min) 15,4
    RPA Vulcanisation Def. 0.5° / Freq. 100
    S’mini (dNm) 1,41
    S’maxi (dNm) 14,88
    Ts2 (min) 0,27
    T90 (min) 0,62
    BLADE Profile K106
    densité 1,17
    Module 50% (MPa) 1,6
    Module 100% (MPa) 3,3
    Resistance à la rupture (Mpa) 8
    Allongement à la rupture (%) 205
    varModulus 50% a 7d85°C(%) -9
    50% Elongation Set 72h at 85°C (%) 20
  • Exemple 2
  • Pour évaluer les performances de l'emploi de pouzzolane ultrafine comme charge de renfort, plusieurs mélanges de caoutchouc ont été réalisés avec la même formulation, mais en faisant varier uniquement le type de charge
  • Les formulations testées sont les suivantes
  • A base de caoutchouc naturel ;
  • Le système de protection est composé de produits aminés de type di-phényl-amine et antiozonants ;
  • Vulcanisation au soufre classique avec activateurs ZnO/acide stéarique et accélérateurs MBTS/TMTD
  • La charge ultrafine de pouzzolane revête un caractère renforçant comparativement à un mélange de même formulation (NR vulcanisation au soufre) mais non chargé. Les résultats sont représentés sur la figure numéro 3.
  • On note par exemple un niveau de Module 25% (qui correspond à peu de chose près au taux de déformation de la charnière d’une lame de balai d’essuie-glace rencontré soit en statique soit en fonctionnement) de l’ordre de 0.6 à 0.9MPa contre seulement 0.3MPa en mélange non chargé.
  • Le mélange caoutchouc est capable de supporter de fort taux de charge, si bien qu’un mélange chargé à 160phr par exemple aura permis de se hisser au niveau d’un mélange à 50phr de noir en termes de modules.
  • Exemple 3
  • On a mesuré les performances de matériau élastomérique contenant des taux de pouzzolane variables.
  • Formule employée : à base de caoutchouc naturel vulcanisée au soufre selon un système couramment mis en œuvre en industriel : soufre + 2 accélérateurs
  • Système de protection de type employé classiquement pour les formules balai d’essuie-glace.
  • Les mélanges sont vulcanisés selon des conditions de temps de cycle industriel 4’/170°C
  • Les taux de charges sont indiqués dans le tableau ci-dessous. Ils correspondent à des pourcentages de pouzzolane ultrafine de 37,8% à 66,8%.
  • phr
    Caoutchouc Naturel 100 100 100 100 100 100
    Ultrafine A1 0 70 100 130 160 230
    Antioxidant 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5
    Antiozonant 1 2 2 2 2 2 2
    Antiozonant 2 2 2 2 2 2 2
    ZnO 4 4 4 4 4 4
    Acide stéarique 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8
    Soufre 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75
    Accélérateur thiurame 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5
    Accélérateur MBTS 2 2 2 2 2 2
    Shore A (pts) 35 51 53 56 60 68
    Résistance à la rupture (MPa) 12,9 17,3 13,2 12,5 9,9 7.5
  • Les courbes de traction allongement sont représentées sur la figure numéro 4.
  • On voit très clairement les 2 effets antagonistes que l’on observe quand on augmente le taux de charge dans un mélange.
  • Dans la gamme 0 à 100% : c’est l’augmentation de la rigidité ou module – les courbes en gris et celle en noir (max d’Ultrafine A1 – 230phr) sont significativement plus élevées que la courbe obtenue pour le produit ne contenant pas de charge.
  • Les mesures de bas modules peuvent être complétées par des mesures de dureté selon NF ISO 48-1 qui montrent que 70phr est le minimum acceptable pour obtenir un caoutchouc suffisamment rigide de dureté de 51pts Shore A, afin de garantir la propriété d’étanchéité vis-à-vis de l’eau au contact du pare-brise. En deçà de cette valeur, la lèvre du caoutchouc risquerait de s’écraser et de laisser passer un film d’eau lors du mouvement du balai.
  • Entre 500 – 650% : domaine correspondant aux propriétés limites du caoutchouc, on met en évidence l’amélioration de la résistance à la rupture dès lors que le taux de charge est de 70phr (17.3 MPa) par rapport au mélange non chargé (12.9 MPa), mais le niveau de performance s’atténue quand le niveau de rigidité augmente.
  • En effet, le mélange à 130phr beaucoup plus rigide que le mélange non chargé (resp. 56 shore A versus 35) se retrouve au même niveau de résistance à la rupture (12.5 versus 12.9 MPa).
  • Enfin, lorsqu’on dépasse ce taux pour atteindre 230phr on approche de la limité de fragilité du mélange caoutchouc à 7.5 MPa. Certes la rigidité augmente avec le taux de charge, mais c’est au détriment des propriétés aux limites.
    •

Claims (10)

  1. Lame d'essuyage pour balai d'essuie-glace, au moins une partie de ladite lame comprenant un matériau à base (i) d'élastomère contenant du caoutchouc naturel et de l'éthylène-propylène-diène monomère (EPDM), vulcanisé et (ii) des charges de renfort
    caractérisée en ce que les charges de renfort comprennent une pouzzolane.
  2. Lame d'essuyage pour balai d'essuie-glace selon la revendication 1, caractérisée en ce que le matériau contient 70 à 230 pce de pouzzolane.
  3. Lame d'essuyage pour balai d'essuie-glace selon l'une au moins des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la pouzzolane est sous forme de particules amorphes.
  4. Lame d'essuyage pour balai d'essuie-glace selon l'une au moins des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la pouzzolane est sous forme de particules de taille moyenne de 4 à 5 µm.
  5. Lame d'essuyage pour balai d'essuie-glace selon l'une au moins des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les charges de renfort contiennent de 50 à 100% en masse de pouzzolane.
  6. Lame d'essuyage pour balai d'essuie-glace selon l'une au moins des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le matériau comprend en outre au moins un agent choisi parmi les plastifiants et les anti-oxydants.
  7. Lame d'essuyage pour balai d'essuie-glace selon l'une au moins des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le matériau contient au moins un agent plastifiant bio-sourcé.
  8. Lame d'essuyage pour balai d'essuie-glace selon l'une au moins des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que l'élastomère est vulcanisé au peroxyde.
  9. Utilisation de pouzzolane tel que définie dans l'une des revendications précédentes, dans la fabrication d'une lame d'essuyage pour balai d'essuie-glace, ladite lame d'essuyage comprenant un matériau à base d'élastomère contenant du caoutchouc naturel et de l'éthylène-propylène-diène monomère (EPDM), vulcanisé et au moins des charges de renfort.
  10. Balai d’essuie-glace comprenant une lame d’essuyage telle que définie dans l’une quelconque des revendications 1 à 8.
EP23800821.3A 2022-11-03 2023-11-02 Lame d'essuyage renforcée pour balai d'essuie-glace Pending EP4612230A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2211421A FR3141658B1 (fr) 2022-11-03 2022-11-03 Lame d'essuyage renforcée pour balai d'essuie-glace
PCT/EP2023/080570 WO2024094797A1 (fr) 2022-11-03 2023-11-02 Lame d'essuyage renforcée pour balai d'essuie-glace

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4612230A1 true EP4612230A1 (fr) 2025-09-10

Family

ID=85726305

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP23800821.3A Pending EP4612230A1 (fr) 2022-11-03 2023-11-02 Lame d'essuyage renforcée pour balai d'essuie-glace

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP4612230A1 (fr)
CN (1) CN120051524A (fr)
FR (1) FR3141658B1 (fr)
WO (1) WO2024094797A1 (fr)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3048216B1 (fr) * 2016-02-25 2018-03-02 Valeo Systemes D'essuyage Lame d'essuyage pour balai d'essuie-glace
FR3051168B1 (fr) * 2016-05-13 2019-05-10 Valeo Systemes D'essuyage Lame d'essuyage pour balai d'essuie-glace
FR3079484B1 (fr) 2018-03-28 2020-03-20 Valeo Systemes D'essuyage Lame d’essuyage pour balai d’essuie-glace

Also Published As

Publication number Publication date
FR3141658B1 (fr) 2024-10-04
WO2024094797A1 (fr) 2024-05-10
CN120051524A (zh) 2025-05-27
FR3141658A1 (fr) 2024-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR3079484A1 (fr) Lame d’essuyage pour balai d’essuie-glace
EP3455107B1 (fr) Lame d'essuyage pour balai d'essuie-glace
FR2580658A1 (fr) Composition pour revetement, a base de bitume et de poudre de caoutchouc de recuperation
FR2999579A1 (fr) Procede de modification de surface de poudrette de caoutchouc
WO2024094797A1 (fr) Lame d'essuyage renforcée pour balai d'essuie-glace
EP3896129B1 (fr) Composition activatrice de vulcanisation
WO2024068922A1 (fr) Lame d'essuyage renforcée pour balai d'essuie-glace
FR3140332A1 (fr) Lame d'essuyage renforcée pour balai d'essuie-glace
CA3005288C (fr) Bande de roulement renforcee d'une silice de basse surface specifique et un elastomere dienique de faible temperature de transition vitreuse
WO2017144244A1 (fr) Lame d'essuyage pour balai d'essuie-glace
FR3140044A3 (fr) lame d'essuyage pour balai d'essuie-glace
EP3039043A1 (fr) Caoutchouc naturel modifié par un acide aminé
FR3080379A1 (fr) Composition elastomere comprenant des particules de coquilles d'huitres
WO2023198989A1 (fr) Materiau composite apte a absorber les impacts et procede de fabrication d'un tel materiau
BE1022457B1 (fr) Lame d'essuie-glace et essuie-glace ainsi equipe
EP4185629A1 (fr) Melange-maitre elastomere phosphorescent et composant horloger comprenant un tel melange
WO2024160940A1 (fr) Lame d'essuyage pour balai d'essuie-glace
EP3049462A1 (fr) Materiau viscoelastique obtenu par liquefaction hydrothermale de microalgues
WO2005116121A1 (fr) Materiau polymerique a base de propylene ou d'ethylene de surface chloree, preparation et utilisations
WO2024213611A1 (fr) Composition de revêtement pour lame d'essuyage de balai d'essuie-glace
FR3163945A1 (fr) Compositions élastomériques comprenant au moins un noir de carbone de pyrolyse et des nanotubes de carbone
CH717679A2 (fr) Mélange-maître élastomère phosphorescent et composant horloger comprenant un tel mélange.
WO2025262052A1 (fr) Courroie de transmission à impact environnemental reduit
WO2024200825A1 (fr) Composition de revêtement pour lame d'essuyage de balai d'essuie-glace
JP2007154178A (ja) ゴム組成物及びその製造方法、加硫組成物成形体及びその製造方法、並びに防振材

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20250527

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)