WO2024068922A1 - Lame d'essuyage renforcée pour balai d'essuie-glace - Google Patents

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

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WO2024068922A1
WO2024068922A1 PCT/EP2023/077047 EP2023077047W WO2024068922A1 WO 2024068922 A1 WO2024068922 A1 WO 2024068922A1 EP 2023077047 W EP2023077047 W EP 2023077047W WO 2024068922 A1 WO2024068922 A1 WO 2024068922A1
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WO
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blade
aluminosilicate
wiper blade
windshield wiper
wiping
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/077047
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English (en)
Inventor
Patrick ASSUID
Original Assignee
Valeo Systèmes d'Essuyage
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.)
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Publication date
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Application filed by Valeo Systèmes d'Essuyage filed Critical Valeo Systèmes d'Essuyage
Publication of WO2024068922A1 publication Critical patent/WO2024068922A1/fr

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    • 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

Definitions

  • the invention relates to a wiping blade for a windshield wiper blade, in particular composed in part of bio-sourced 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 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 fillers and plasticizers, the use of natural rubber makes it possible to considerably reduce the level of materials from petrochemicals.
  • compositions containing a blend of EPDM rubber, a natural rubber and a high cis-1,4-polybutadiene rubber which can be used in the manufacture of windshield wiper blades.
  • EP3546302 describes materials for a wiper blade in which the elastomer is composed of a mixture of natural rubber, in particular non-functionalized, and EPDM (ethylene-propylene-diene monomer) d bio-sourced origin; EPDM fulfills the functions of an anti-UV and anti-ozone agent, thus reducing the addition of other additives.
  • the vulcanization system does not use sulfur, which involves the use of activators or accelerators that can be harmful to the environment, but the vulcanization system is based on peroxide.
  • This peroxide vulcanization system allows better homogeneity of crosslinking between the two elastomeric phases, and thus better elasticity of the final product.
  • the advantage of this better cohesion in terms of elasticity nevertheless has the disadvantage of generating weaker mechanical properties than with sulfur vulcanization.
  • the peroxide crosslinking network made up of C-C bridges, is more sensitive to strong elongations (such as greater than 100%) than a sulfur network, made up of mono and polysulfide bridges which make it possible to reach levels of high elongation (such as greater than 300%).
  • FR3048216 describes a wiping blade for a windshield wiper blade which comprises a material comprising kaolin as a reinforcing filler.
  • Replacement reinforcement fillers must preserve the elastic properties of the material while ensuring its rigidity and resistance to mechanical stress.
  • the present invention relates to 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 with peroxide and (ii) at least one additive, characterized in that the additive is an aluminosilicate having a specific surface area of 15 to 45 m 2 /g and in particular a lamellar structure .
  • the aluminosilicate is raw and is not calcined.
  • the invention is based on the use of aluminosilicate having specific surface characteristics, making it possible to improve the cohesion of the elastomer mixture and the additives, and to reinforce its solidity.
  • the invention also relates to the use of a lamellar aluminosilicate, in particular raw kaolin, with a specific surface area of 15 to 45 m 2 /g, preferably 20 to 40 m 2 /g, for the manufacture of blades.
  • wiper blade wiper blade said wiper blade wiper blade comprising an elastomer material containing natural rubber and ethylene propylene diene monomer (EPDM) and substantially free of sulfur.
  • EPDM ethylene propylene diene monomer
  • Aluminosilicates particularly suitable for implementing the invention are kaolins, and more particularly raw kaolin.
  • raw kaolin has a lamellar structure. This is preserved in particles made from raw kaolin. It is thus possible to obtain particles having a larger specific surface area, and to obtain better interaction with the rubber when mixing the composition.
  • the aluminosilicate and in particular the raw kaolin according to the invention is in the form of particles of average size less than 9 ⁇ m, that is to say that 95% of the population of all the particles has a size less than 9 ⁇ m. According to certain embodiments, the particle size is less than 8 ⁇ m.
  • the average size of the aluminosilicate particles is approximately 1 ⁇ m.
  • the average size is generally greater than 0.1 ⁇ m, or even greater than or equal to 0.3 ⁇ 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.
  • the specific surface area of the aluminosilicate particles is 15 to 45 m 2 /g, which means that it can in particular be 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44 or 45 m 2 /g.
  • the specific surface area is advantageously 20 to 40 m 2 /g, in particular 20 to 30 m 2 /g, in particular approximately 20 m 2 /g.
  • all or part of the reinforcing fillers may consist of aluminosilicate in the form of particles as defined in the present text.
  • the material can thus comprise from 10 to 35% aluminosilicate, in particular from 14 to 35% and in particular from 14 to 19% aluminosilicate, by weight relative to the total weight of the material.
  • Kaolins particularly suitable for implementing the invention can in particular be chosen from kaolins coming from 3 quarries:
  • the reinforcing fillers consist entirely of aluminosilicate.
  • the reinforcing fillers of the material comprise other constituents, and in particular they may comprise carbon black.
  • the aluminosilicate can constitute from 40 to 100% by weight of the reinforcing fillers, in particular from 45 to 70% of the reinforcing fillers.
  • the additive present in the material further comprises at least one agent chosen from plasticizers, UV protection agents, antioxidants and vulcanization agents.
  • the additive comprises at least one plasticizer.
  • a 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 their mixtures.
  • 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.
  • the material comprises:
  • EPDM at least partly bio-sourced, preferably between 15 and 20% by weight
  • reinforcing filler between 35 and 55% by weight of reinforcing filler, preferably between 40 and 45% by weight, and
  • plasticizer between 1 and 10% by weight of plasticizer, preferably between 2 and 5% by weight.
  • the wiper blade material may contain more than 50% and up to 85% recycled and/or bio-sourced material.
  • 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.
  • Materials according to the invention have properties of elasticity and tensile strength thanks to the presence of aluminosilicate, in particular raw kaolin in the form of particles as defined in the above, which make them suitable for use. for the manufacture of wiper blades for windshield wipers.
  • aluminosilicate particles in particular raw kaolin, meeting the criteria described above makes it possible both to give the material a good level of reinforcement as well as to obtain a mixture of good homogeneity in terms of dispersion of the charge. ; the mixture adapts well to the wiping blade preparation process, in particular to the slitting process.
  • the wiping blades made of material according to the invention ensure good wiping quality.
  • aluminosilicate particles can be used in the manufacture of wiper blades for windshield wiper blades, in which the manufacturing process comprises a peroxide-based vulcanization step of the elastomer mixture of the material.
  • the wiper blade material 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 containing material described 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 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
  • EPDM partly derived from cane sugar 11%
  • the units can also be expressed in phr (for parts per hundred of rubber) corresponding, in French, to pce (parts per cent of elastomer).
  • Carbon black is Spheron 5000A product
  • Luperox 101XL45-sp2 is a DPBH peroxide: dibutyl peroxide hexane
  • the 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 Mooney viscosity ML(1+4)100°C of the material measured according to the ISO289 standard is 43 units
  • the toasting time (Scorch t5) at 130°C is 23.7 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
  • Vulcanization is done in 1’18” at 210°C
  • Tests were also carried out to test the properties of this material, in particular the mechanical properties.
  • the elongation of the material subjected to an elongation of 50% after 22 hours at 70°C or 85°C (50% elongation set in English) was measured according to the ISO 2285 standard.
  • the mixtures are vulcanized according to industrial cycle time conditions of 4’/170°C
  • the correlation coefficient is even better for the values of module 25 and module 10%, respectively 0.9948 and 0.9983
  • the mixtures are vulcanized according to industrial cycle time conditions of 2’/200°C
  • the tensile strength measurements were carried out according to the ISO 37 standard.
  • Mixture 4 Mixture 5
  • Mixture 6 Modulus 10% (MPa) 0.43 0.32 0.54
  • the correlation coefficient is even better for the 10% module, it is 0.9976.

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Abstract

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 au peroxyde et (ii) d'au moins un additif, caractérisée en ce que l'additif est un aluminosilicate présentant une surface spécifique de 15 à 45 m2/g, et notamment une structure lamellaire.

Description

Lame d'essuyage renforcée pour balai d'essuie-glace
L’invention concerne une lame d'essuyage pour balai d'essuie-glace, notamment composé en partie de matériaux bio-sourcés.
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 charges et des plastifiants bio-sourcés, l'utilisation de caoutchouc naturel permet de réduire considérablement le taux de matières issues de la pétrochimie.
US2018/208756 décrit des compositions contenant un mélange de caoutchouc EPDM, un caoutchouc naturel et un caoutchouc à haute teneur en cis-1,4-polybutadiène, qui peuvent être utilisées dans la fabrication de balais d'essuie-glace.
La demande EP3546302 décrit des matériaux pour lame d'essuyage de balai d'essuie-glace dans lequel l'élastomère est composé d'un mélange de caoutchouc naturel, notamment non fonctionnalisé, et d'EPDM (éthylène-propylène-diène monomère) d'origine bio-sourcée ; l'EPDM remplit les fonctions d'agent anti-UV et anti-ozone, permettant ainsi de diminuer l'ajout d'autres additifs. Dans ces matériaux, le système de vulcanisation ne met pas en œuvre du soufre, qui implique l'utilisation d'activateurs ou d'accélérateurs pouvant être nocifs pour l'environnement, mais le système de vulcanisation est à base de peroxyde.
Ce système de vulcanisation au peroxyde permet une meilleure homogénéité de réticulation entre les deux phases élastomériques, et ainsi une meilleure élasticité du produit final. L'avantage de cette meilleure cohésion en termes d'élasticité a néanmoins pour inconvénient de générer des propriétés mécaniques plus faibles qu'avec une vulcanisation au soufre.
En effet, le réseau de réticulation au peroxyde, constitué de ponts C-C est plus sensible aux allongements forts (tels que supérieurs à 100%) qu'un réseau au soufre, constitué de ponts mono et polysulfures qui permettent d'atteindre des niveaux d'allongement élevés (tels que supérieurs à 300%).
L'obtention de propriétés mécaniques adaptées à son utilisation, et notamment la rigidité de la lame d'essuyage préparé à partir de ce matériau, requiert l'ajout de charges de renfort. De telles charges sont classiquement du noir de carbone, qui est massivement produit par l'industrie de la pétrochimie, par combustion incomplète d'hydrocarbures.
Il est souhaitable de remplacer, au moins partiellement, le noir de carbone par des charges d'origine bio-sourcée, en vue de diminuer l'empreinte environnementale du produit fini.
L'utilisation de charges à base de kaolin calciné a ainsi été proposée dans WO2017/194776. Toutefois, pour améliorer ses performances, le kaolin calciné doit généralement être fonctionnalisé, notamment par des chaines silanes ; le silane risque de se désactiver, lors du stockage ou du mélangeage, ce qui rend l'utilisation de ces kaolins fonctionnalisés délicate et peu robuste.
FR3048216 décrit une lame d'essuyage pour balai d'essuie-glace qui comprend un matériau comprenant du kaolin comme charge renforçante.
Les charges de renfort de remplacement doivent préserver les propriétés élastiques du matériau tout en assurant sa rigidité et sa résistance aux contraintes mécaniques.
Il a été trouvé dans le cadre de la présente invention que l'utilisation de charges naturelles telles que du kaolin cru, permet d'atteindre ces objectifs et d'autres.
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 au peroxyde et (ii) d'au moins un additif, caractérisée en ce que l'additif est un aluminosilicate présentant une surface spécifique de 15 à 45 m2/g et notamment une structure lamellaire. Avantageusement l'aluminosilicate est cru et n'est pas calciné.
L’invention repose sur l’utilisation d'aluminosilicate présentant des caractéristiques de surface spécifique, permettant d'améliorer la cohésion du mélange d'élastomère et des additifs, et de renforcer la solidité de celui-ci.
L'invention concerne également l'utilisation d'un aluminosilicate lamellaire, en particulier de kaolin cru, de surface spécifique de 15 à 45 m2/g, de préférence de 20 à 40 m2/g, pour la fabrication de lame d'essuyage pour balai d'essuie-glace, ladite lame d'essuyage pour balai d'essuie-glace comprenant un matériau à base d'élastomère contenant du caoutchouc naturel et de l'éthylène-propylène-diène monomère (EPDM) et essentiellement exempt de soufre.
Des aluminosilicates convenant particulièrement à la mise en œuvre de l'invention sont les kaolins, et plus particulièrement le kaolin cru.
En effet, à la différence des kaolins précédemment utilisés comme charge de renfort tels que les kaolins calcinés, qui présentent une structure ronde, le kaolin cru possède une structure lamellaire. Celle-ci est conservée dans les particules à base de kaolin cru. Il est ainsi possible d'obtenir des particules ayant une surface spécifique plus grande, et d'obtenir une meilleure interaction avec le caoutchouc lors du mélange de la composition.
L'aluminosilicate et en particulier le kaolin cru selon l'invention est sous forme de particules de taille moyenne inférieure à 9 µm, c’est-à-dire que 95% de la population de l'ensemble des particules a une taille inférieure à 9 µm. Selon certains modes de réalisation, la taille des particules est inférieure à 8 µm.
Avantageusement, la taille moyenne des particules d'aluminosilicate est d'environ 1 µm. la taille moyenne est généralement supérieure à 0,1 µm, voire supérieure ou égale à 0,3 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.
La surface spécifique des particules d'aluminosilicate est de 15 à 45 m2/g, ce qui signifie qu’elle peut notamment être de 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44 ou 45 m2/g. La surface spécifique est avantageusement de 20 à 40 m2/g, notamment de 20 à 30 m2/g, en particulier d'environ 20 m2/g.
Dans un matériau pour lame d'essuyage pour balai d'essuie-glace selon l'invention, tout ou partie des charges de renfort pourra être constitué d'aluminosilicate sous forme de particules telles que définies dans le présent texte.
Le matériau peut ainsi comprendre de 10 à 35% d'aluminosilicate, en particulier de 14 à 35% et notamment de 14 à 19% d'aluminosilicate, en poids par rapport au poids total du matériau.
Ces quantités peuvent aussi être exprimées en phr (pour « parts per hundred of rubber ») correspondant, en français, à pce (parties pour cent d'élastomère), le matériau contenant de 25 à 75 phr d'aluminosilicate, avantageusement de 25 à 35 phr.
Des kaolins convenant particulièrement à la mise en œuvre de l'invention peuvent notamment être choisis parmi les kaolins provenant de 3 carrières :
-Carrière Imerys/La Gare / CLERAC (17),
-Carrière Kaolin 3 Meudon QUESSOY (22),
-Cementori de la Gornal / L'Arboç TARRAGONE (Espagne)
Selon certains modes de réalisation de l'invention, les charges de renfort sont constituées intégralement d'aluminosilicate.
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.
L'aluminosilicate peut constituer de 40 à 100% en poids des charges de renfort, notamment de 45 à 70% des charges de renfort.
Selon un mode de réalisation, l'additif présent dans 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.
En particulier, l'additif 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.
De façon avantageuse, le matériau comprend :
entre 30 et 45 % en poids de caoutchouc naturel, de préférence entre 35 et 40 % en poids,
entre 10 et 20% en poids d'EPDM au moins en partie bio-sourcé, de préférence entre 15 et 20 % en poids,
entre 35 et 55% en poids de charge de renfort, de préférence entre 40 et 45% en poids, et
entre 1 et 10% en poids de plastifiant, de préférence entre 2 et 5 % en poids.
Le matériau de lame d'essuyage peut contenir plus de 50% et jusqu'à 85% de matière recyclées et/ou biosourcées.
La composition peut contenir en outre un ou plusieurs promoteurs de traitement, notamment des lubrifiants de base chimique tels que l'acide stérique.
Des matériaux selon l'invention ont des propriétés d'élasticité et de résistance à la traction grâce à la présence d'aluminosilicate, en particulier de kaolin cru sous forme de particules tels que définis dans ce qui précède, qui les rendent aptes à être utilisés pour la fabrication de lame d'essuyage pour balai d'essuie-glace.
Le choix de particules d'aluminosilicate, en particulier de kaolin cru, remplissant les critères décrits plus haut permet à la fois de conférer au matériau un bon niveau de renforcement ainsi que d'obtenir un mélange de bonne homogénéité en termes de dispersion de la charge ; le mélange s'adapte bien au procédé de préparation de la lame d'essuyage, en particuler au procédé de refente. Les lames d'essuyage constituées de matériau selon l'invention assurent une bonne qualité d'essuyage.
L'utilisation de particules d'aluminosilicate peuvent être utilisées dans la fabrication de lames d'essuyage pour balai d'essuie-glace, dans laquelle le procédé de fabrication comprend une étape de vulcanisation à base de peroxyde du mélange d'élastomère du matériau.
De préférence, 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 contenant décrit 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 les courbes contrainte / allongement de pièces préparées à partir d'un matériau ne contenant pas de charge, contenant du noir de carbone, contenant du kaolin cru et contenant du kaolin calciné.
représente la courbe surface spécifique / module d'allongement à 50% .
représente la courbe surface spécifique / module d'allongement à 25%.
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. Les quantités sont indiquées en pourcentage en poids
caoutchouc naturel (NR) 44%
EPDM issu en partie de sucre de canne 11%
noir de carbone 19%
kaolin cru 14%
huile de colza 4,4%
Wingstay L antioxydant 0.4%
Oxyde de Calcium 2,8%
promoteur de traitement 1,1%
Dans une 2ème étape on mélange avec
Luperox 101XL45-sp2 3,3%
Total phr 178.7 dont 25 phr de kaolin cru
Les unités peuvent aussi être exprimées en phr (pour parts per hundred of rubber) correspondant, en français, à pce (parties pour cent d'élastomère).
Le noir de carbone est le produit Spheron 5000A
Le Luperox 101XL45-sp2 est un peroxyde DPBH : dibutyle peroxyde hexane
Le 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
Matière renouvelable (%) NR+ ½ EPDM + huile 56
Produit d'origine naturelle (%) 16
Matière non issue de la pétrochimie (%) 72
La viscosité de Mooney ML(1+4)100°C du matériau mesurée selon la norme ISO289 est de 43 unités
Le temps de grillage (Scorch t5) à130°C est de 23.7 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) 0,29
t90 (min) 0,69
La vulcanisation se fait en 1’18’’ à 210°C
Des essais ont par ailleurs été effectués pour tester les propriétés de ce matériau, notamment les propriétés mécaniques.
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. Les résultats sont résumés ci-dessous
Shore A (pts) 65
Tensile test – 500 mm/min
Propriétés initiales à la traction
Modulus 50% (MPa) 2,2
Modulus 100% (MPa) 4,7
Resistance à la rupture (MPa) 11
Allongement à la rupture (%) 200
L'allongement du matériau soumis à une élongation de 50% après 22 heures à 70 °C ou à 85°C (50% elongation set en anglais) a été mesuré selon la norme ISO 2285.
50% Elongation Set 72h at 85°C (%) 18.2
50% Elongation Set 72h at 70°C (%) 12
Exemple 2
Pour évaluer les performances de l'emploi de kaolin cru comme charge de renfort, 3 mélanges de caoutchouc ont été réalisés avec la même formulation, mais en faisant varier uniquement le type de charge : kaolin cru, kaolin calciné, et témoin noir de carbone.
Les charges employées pour l'étude sont les suivantes
Kaolin cru - Argirec B24 Imerys – 22 m²/g
Kaolin calciné – Metasial V800 – 6 m²/g
Noir de Carbone BC1031 (Birla) – 41 m²/g
Les formules sont représentées dans le Tableau 1 ci-après
phr %
Mélange 1 Mélange 2 Mélange 3
Caoutchouc Naturel 100 100 100 60,8
Kaolin Cru 50 - - 30,4
Kaolin calciné - 50 -
Noir de Carbone N550 - - 50
Antioxydant 1,5 1,5 1,5 0,9
Antiozonant 1 2 2 2 1,2
Antiozonant 2 2 2 2 1,2
ZnO 4 4 4 2,4
Acide stéarique 0,8 0,8 0,8 0,5
Soufre 0.75 0.75 0.75 0,5
Accélérateur thiurame 1,5 1,5 1,5 0,9
Accélérateur MBTS 2 2 2 1,2
Les mélanges sont vulcanisés selon des conditions de temps de cycle industriel 4’/170°C
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. Les résultats sont résumés dans le tableau ci-dessous
Mélange 1 Mélange 2 Mélange 3
Module 10% (MPa) 0.36 0.28 0.47
Module 25% (MPa) 0.69 0.56 0.89
Module 50% (MPa) 1.12 0.92 1.47
Les courbes traction/allongement sont représentées sur la et comparées avec celle d'un mélange non chargé.
Ces résultats mettent clairement en évidence l'intérêt de la charge de kaolin cru, qui présente un pouvoir renforçant supérieur à celui du kaolin calciné.
Exemple 3
La relation entre surface spécifique et module a été étudiée.
En reportant les valeurs du module 50% obtenues et les valeurs de surface spécifiques de chacune des 3 charges employées, on voit clairement que plus la surface spécifique augmente plus le module est élevé, et donc plus le pouvoir renforçant est fort.
On obtient une relation quasi-linéaire avec un bon coefficient de corrélation de 0.9887 très proche de 1.
Module 50 (%) 1,12 0,92 1,47
Surface spécifique (m²/g) 22 6
Kaolin calciné		 41
Noir N550
Kaolin cru
La figure numéro 3 représente le graphe correspondant
Le coefficient de corrélation est encore meilleur pour les valeurs de module 25 et module 10%, respectivement 0.9948 et 0.9983
Ces niveaux d’allongement sont proches de ceux correspondant aux déformations rencontrées par la lame de balai d’essuie-glace lors de son utilisation.
Exemple 4
Les performances de l'emploi de kaolin cru comme charge de renfort ont été évaluées sur 3 mélanges de caoutchouc vulcanisé au peroxyde, en faisant varier seulement le type de charge : kaolin cru, kaolin calcine et témoin noir de carbone.
Les charges employées pour l'étude sont les suivantes
Kaolin cru - Argirec B24 Imerys – 22 m²/g
Kaolin calciné – Metasial V800 – 6 m²/g
Noir de Carbone BC1031 (Birla) – 41 m²/g
Les formules sont représentées sur le tableau 3 ci-après
phr %
Mélange 4 Mélange 5 Mélange 6
Caoutchouc Naturel 100 100 100 62,4
Kaolin Cru 50 - - 31,2
Kaolin calciné - 50 -
Noir de Carbone N550 - - 50
Antioxydant 1,5 1,5 1,5 0,9
Antiozonant 2 2 2 0,5
Cire microcristalline 1 1 1 1,2
Acide stéarique 0,8 0,8 0,8 0,6
Peroxide DBPH – DiButyl Peroxide Hexane 5 5 5 3,1
Les mélanges sont vulcanisés selon des conditions de temps de cycle industriel 2’/200°C
Les mesures de résistance à la traction ont été réalisées selon la norme ISO 37.
Les résultats sont résumés dans le tableau ci-dessous
Mélange 4 Mélange 5 Mélange 6
Module 10% (MPa) 0.43 0.32 0.54
Module 25% (MPa) 0.87 0.66 1.02
Module 50% (MPa) 1.50 1.08 1.85
Ces résultats mettent en évidence l'intérêt de la charge de kaolin cru en terme de pouvoir renforçant, comparativement à la charge de kaolin calciné.
Exemple 5
La relation entre surface spécifique et module est étudiée pour les compositions de l'exemple 4
En reportant les valeurs du module 50% obtenues et les valeurs de surface spécifiques de chacune des 3 charges employées, on voit clairement que plus la surface spécifique augmente plus le module est élevé, et donc plus le pouvoir renforçant est fort.
On obtient une relation quasi-linéaire avec un bon coefficient de corrélation de 0.9887 très proche de 1.
Module 50 (%) 1,12 0,92 1,47
Surface spécifique (m²/g) 22 6
Kaolin calciné		 41
Noir N550
Kaolin cru
Le coefficient de corrélation est encore meilleur pour le module 10%, il est de 0,9976.

Claims (13)

  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 au peroxyde et (ii) d'au moins un additif,
    caractérisée en ce que l'additif est un aluminosilicate présentant une surface spécifique de 15 à 45 m2/g, et notamment une structure lamellaire.
  2. Lame d'essuyage pour balai d'essuie-glace selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'aluminosilicate est un kaolin.
  3. Lame d'essuyage pour balai d'essuie-glace selon l'une au moins des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le matériau contient 14 à 35% d'aluminosilicate en poids par rapport au poids total du matériau.
  4. Lame d'essuyage pour balai d'essuie-glace selon l'une au moins des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'aluminosilicate est sous forme de particules de taille moyenne inférieure à 9 µm.
  5. Lame d'essuyage pour balai d'essuie-glace selon l'une au moins des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'aluminosilicate est un kaolin cru.
  6. Lame d'essuyage pour balai d'essuie-glace selon l'une au moins des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'EPDM contient jusqu'à 70% d'éthylène bio-sourcé.
  7. Lame d'essuyage pour balai d'essuie-glace selon l'une au moins des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que l'additif comprend en outre au moins un agent choisi parmi les charges, les plastifiants, les anti-oxydants et les agents de vulcanisation.
  8. Lame d'essuyage pour balai d'essuie-glace selon l'une au moins des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le matériau contient au moins un agent plastifiant bio-sourcé.
  9. Lame d'essuyage pour balai d'essuie-glace selon l'une au moins des revendications 1 à 8 caractérisée en ce que la surface spécifique de l'aluminosilicate est de 20 à 40 m2/g.
  10. Utilisation d'un aluminosilicate lamellaire, en particulier de kaolin cru, de surface spécifique de 15 à 45 m2/g, de préférence de 20 à 40 m2/g, pour la fabrication de lame d'essuyage pour balai d'essuie-glace, ladite lame d'essuyage pour balai d'essuie-glace comprenant un matériau à base d'élastomère contenant du caoutchouc naturel et de l'éthylène-propylène-diène monomère (EPDM) et ne contenant pas de soufre.
  11. Utilisation d'un aluminosilicate selon la revendication 10, caractérisé en ce que la fabrication de la lame d'essuyage pour balai d'essuie-glace comprend une étape de vulcanisation à base de peroxyde, du mélange d'élastomère.
  12. Utilisation d'un aluminosilicate selon l'une au moins des revendications 10 ou 11, caractérisée en ce que l'aluminosilicate lamellaire est un kaolin cru.
  13. Utilisation d'un aluminosilicate selon l'une au moins des revendications 10 à 12, caractérisée en ce que la surface spécifique est de 20 à 40 m2/g.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3048216A1 (fr) 2016-02-25 2017-09-01 Valeo Systemes Dessuyage Lame d'essuyage pour balai d'essuie-glace
WO2017194776A1 (fr) 2016-05-13 2017-11-16 Valeo Systèmes d'Essuyage Lame d'essuyage pour balai d'essuie-glace
US20180208756A1 (en) 2015-07-28 2018-07-26 Contitech Techno-Chemie Gmbh Rubber Formulation with Enhanced Flex fatigued resistance
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Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180208756A1 (en) 2015-07-28 2018-07-26 Contitech Techno-Chemie Gmbh Rubber Formulation with Enhanced Flex fatigued resistance
FR3048216A1 (fr) 2016-02-25 2017-09-01 Valeo Systemes Dessuyage Lame d'essuyage pour balai d'essuie-glace
WO2017194776A1 (fr) 2016-05-13 2017-11-16 Valeo Systèmes d'Essuyage Lame d'essuyage pour balai d'essuie-glace
EP3546302A1 (fr) 2018-03-28 2019-10-02 Valeo Systèmes d'Essuyage Lame d'essuyage pour balai d'essuie-glace

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