SUPPORT TEXTILE REVETU D ' UN ELASTOMERE DE SILICONE ET UTILISATIONS

DESCRIPTION Domaine technique

5 La présente invention concerne un support textile revêtu destiné à la confection de soufflets d'intercommunication reliant deux compartiments d'un véhicule de transport en commun (train, métro, tramway, bus, avion...). Tout particulièrement, l'invention 10 concerne un support textile revêtu comprenant un support textile dont la fibre textile est à base de polysulfure de phénylène (PPS) et/ou de polycétone, recouvert d'un élastomère de silicone.

Dans la description ci-dessous, les références 15 entre crochets ( [ ] ) renvoient à la liste des références présentée après les exemples.

Etat de la technique

Du fait de leur exceptionnel vieillissement et de leurs propriétés mécaniques uniques, les élastomères de

20 silicone n'ont pas cessé d'accroître leurs parts de marché dans une multitude d'applications dans les secteurs industriel, du bâtiment et grand public. Par exemple, leurs excellentes propriétés en matière d'abrasion, de résistance à la chaleur, de durabilité,

25 de tenue aux intempéries, etc., ont développé leur intervention de manière intensive dans les utilisations où ces propriétés sont requises.

Il existe actuellement sur le marché deux types de

30 soufflets destinés à cet usage. L'un utilise un support textile revêtu d' élastomère. L'autre concerne un

produit moulé en élastomère avec ou sans renfort en support textile.

Le support textile revêtu d' élastomère est souple, léger et d'une mise en œuvre facile. Les produits de ce type actuellement sur le marché sont à base de polyester enduit de polyéthylène chlorosulfoné (CSM) ignifugé.

En revanche, le produit moulé est rigide, lourd, nécessite un moule, et est d'un prix plus élevé que le support textile revêtu d' élastomère. Les produits composites de ce type actuellement sur le marché sont à base essentiellement de polychloroprène ignifugé.

Pour que la mise en oeuvre de ces produits à base d' élastomère dans la fabrication de soufflets d' intercommunication de compartiments soit viable, lesdits produits doivent satisfaire à des normes strictes. Ils répondent notamment à quatre contraintes principales, qui sont les suivantes : contraintes mécaniques : les soufflets doivent présenter une certaine résistance à la rupture, résistance à la déchirure et résistance aux flexions répétées.

Contraintes de vieillissement : les soufflets ont une durée de vie longue (supérieure à 10 ans) et doivent donc être particulièrement résistants aux agressions climatiques (UV, ozone, chaleur, froid, pluie...) et chimiques (acides, solvants, graisses, huiles, ...)

- Contraintes de feu : en cas d'incendie, les soufflets doivent résister au feu et dégager le minimum de fumée avec le minimum de toxicité.

Suite à l'harmonisation des Normes Européennes, certaines de ces contraintes se sont accentuées fortement, et les produits actuellement sur le marché ne répondent plus nécessairement à ces nouvelles exigences.

Il existe donc un réel besoin de développer des matériaux utilisables dans la fabrication de soufflets d' intercommunication de compartiments et palliant ces défauts, inconvénients et obstacles de l'art antérieur, en particulier des matériaux permettant de satisfaire pleinement les nouvelles Normes Européennes, tout en gardant les coûts de fabrication à un niveau raisonnable et en conservant les propriétés mécaniques avantageuses desdits soufflets. Description de l'invention

La présente invention a pour but de proposer un support textile revêtu d'élastomère répondant à ces nouvelles exigences tout en restant économiquement viable. Un autre objet de la présente invention est de proposer un soufflet d' intercommunication de compartiments comprenant ledit support textile revêtu.

On entend par « compartiments » des compartiments de taille et de forme éventuellement différentes, et qui, en cours de déplacement, sont animés d'un mouvement éventuellement différentiel relatif à une ou plusieurs des variables suivantes : l'inclinaison horizontale et/ou verticale par rapport au sol - la direction du déplacement, et/ou la vitesse du déplacement

Lorsque les matériaux sont utilisés pour des soufflets d' intercommunication de compartiments de véhicules ferroviaires, ils devront notamment répondre au projet de Norme Européenne : Pr EN 45545-2, qui prévoit notamment des mesures de protection contre les incendies dans les véhicules ferroviaires, et en particulier des exigences de sécurité incendie pour la conception des véhicules ferroviaires.

L'harmonisation des Normes Européennes a entraîné une homogénéisation sur la base des exigences les plus élevées, notamment sur les critères relatifs au feu, à l'opacité des fumées et à la toxicité des gaz d'émission, les exigences mécaniques et de vieillissement restant inchangées. A ceci s'ajoutent de nouvelles contraintes environnementales .

Ainsi, selon les nouvelles normes, la combustion du matériel constituant les véhicules de transport en commun (p. ex. les soufflets d'intercommunication) doit se faire (i) avec un minimum de flamme, (ii) avec une opacité réduite des fumées et (iii) en dégageant le minimum de produits toxiques. En conséquence, la composition des supports textile revêtus de caoutchouc constituant les soufflets d'intercommunication peut contenir des produits à taux très faible d'halogènes (inférieur à 8% ) et doit avoir une teneur limitée en produits toxiques (phtalates, métaux lourds).

Ainsi, un premier aspect de l'invention consiste en un support textile revêtu d'élastomère, et caractérisé en ce qu'il comprend un support textile dont la fibre textile est à base de polysulfure de phénylène (PPS) et/ou de polycétone, recouvert d'un élastomère de silicone.

On entend par « polycétone » un polymère répondant à la formule suivante : poly( 1-oxotriméthylène) .

Le choix du Polysulfure de Phényléne (PPS) et de l'élastomère de silicone a été guidé par les considérations suivantes :

Concernant le support textile, la fibre textile doit posséder les caractéristiques suivantes :

- Propriétés mécaniques élevées : o ténacité de 50 à 110 cN/Tex (ISO.13934- 1), o allongement à la rupture supérieur à 10% (ISO 13934-1)

Résistance à la combustion ; par exemple, le produit ne s'enflamme pas facilement ou pas du tout ;

- Gaz de combustion non ou peu toxiques et sans fumée trop importante

Prix économiquement acceptable

Parmi la panoplie des fibres textiles techniques disponibles (voir Figure 1), seuls le Polysulfure de Phényléne (PPS) et le polycétone répondent à l'ensemble de ces critères.

En effet, ces polymères possèdent des propriétés mécaniques acceptables : ténacité de 50-110 cN/Tex, allongement à la rupture de 10 à 20%. Ils brûlent difficilement (par exemple, le PPS brûle avec un ILO de 40). Ils ne dégagent pas de gaz toxiques contrairement aux polyamides ou aramides (Acide Cyanhydrique , NOx). De plus, le prix du PPS est deux fois moins élevé que les aramides (kevlar).

Le verre, de faible coût, ne peut convenir car son manque d'allongement à la rupture (3 à 4%) le rend cassant aux flexions répétées.

Concernant l'élastomère recouvrant le support textile, celui-ci doit avoir les caractéristiques suivantes :

Excellent vieillissement aux intempéries

- Faible combustibilité

- Opacité des fumées réduite - Pas ou peu d'halogènes

Parmi les élastomères disponibles sur le marché, le silicone est celui qui répond le mieux à ces critères.

Dans un mode de réalisation particulier, le support textile revêtu comprend un élastomère organopolysiloxane répondant à la formule (I) suivante :

Ri

R ₂ " dans laquelle n est un nombre entier de 3000 à 10000 chaque occurrence de R ₁ et R ₂ est indépendamment des autres occurrences de R ₁ et R ₂ un groupe hydrocarbone monovalent éventuellement substitué.

Dans un mode de réalisation particulier, l'élastomère de silicone recouvrant le support textile est issu d'un élastomère silicone malaxable.

L'élastomère de silicone peut être linéaire ou ramifié, il est de préférence vulcanisable à chaud. Il contient des charges comme, par exemple, la silice, des

retardateurs de flamme (alumine hydratée) et des agents de réticulation généralement des peroxydes. Son indice consistométrique de Mooney est de 50 ±20 à 50 ⁰ C.

Avantageusement, des élastomères de silicone vulcanisables à chaud sont utilisés.

On entend par «vulcanisable à chaud» des élastomères de silicone vulcanisables à des températures de la matière généralement comprises entre 100 et 200 ⁰ C et pouvant au besoin aller jusqu'à 250 ⁰ C. Les élastomères de silicone vulcanisables à chaud sont généralement composés par des chaînes polydimethylsiloxane (PDMS) linéaires du type:

Me r Me° où n est un nombre entier.

Un certain pourcentage de groupes méthyle peut être substitué pour conférer à l'élastomère des propriétés meilleures. Par exemple, la substitution par des groupes vinyle est connue pour améliorer la vulcanisation par les peroxydes et la déformation permanente après compression. Par ailleurs, des groupes phényle ou éthyle peuvent augmenter la flexibilité à basse température. En outre, des groupes trifluoropropyle sont censés accroître la résistance aux solvants .

La vulcanisation, de type radicalaire, est réalisée en quelques minutes à des températures supérieures à 110 ⁰ C, à l'aide de un ou plusieurs peroxydes organiques (par exemple, peroxydes de benzoyle et de dicumyle) en faible proportion (1 à 2%).

Le mécanisme de vulcanisation comporte la formation de ponts éthylène par création de radicaux libres sur le

groupe méthyle. Le peroxyde organique peut être n'importe lequel de ceux qui agissent comme agents vulcanisants envers les compositions formatrices d'élastomères de silicone. II peut ainsi s'agir de l'un quelconque des peroxydes ou peresters qu'il est connu d'employer avec les d'élastomères de silicone, par exemple le peroxyde deditertiobutyle, le peroxyde de benzoyle, le peracétate de tertiobutyle, le peroxyde de dicumyle, le 2,5-diperbenzoate de 2 , 5-diméthylhexane et le bis (butylpéroxy)-2, 5dimethyl-2, 5 hexane. Le choix du peroxyde dépendra en pratique du procédé employé pour vulcaniser l'élastomère. Par exemple, lorsque l'élastomère de silicone est déposé sur le support textile par extrusion filière plate, on pourra utiliser un peroxyde qui est actif en l'absence de pression exercée par exemple le peroxyde de monochlorobenzoyle ou le peroxyde de 2-4 dichlorobenzoyle .

Lorsque le polymère contient des faibles pourcentages de groupes vinyle (<1%), la vulcanisation peut se faire via les double liaisons qui forment un radical sous l'action du peroxyde. Il peut être nécessaire de prolonger la vulcanisation par une post cuisson de quelques heures à des températures élevées (150° - 200 ⁰ C).

Les élastomères de silicone vulcanisables à chaud peuvent se présenter sous forme d'un seul « composant» (c'est-à-dire un seul mélange comprenant l'élastomère et le peroxyde). Les élastomères de silicone vulcanisables à chaud peuvent aussi se présenter sous forme de systèmes dans lesquels le peroxyde est ajouté au moment de l'utilisation, notamment afin de prévenir une éventuelle évolution du mélange.

Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le support textile revêtu selon l'invention présente une ou plusieurs des propriétés suivantes : (i) résistance au feu

(ii) auto-extinction

(iii) n'entretient pas la combustion

(iv) n'est pas fumigène.

Avantageusement, le support textile revêtu selon l'invention présente les quatre propriétés suivantes :

(i) résistance au feu, (ii) auto-extinction, (iii) n'entretient pas la combustion, et (iv) n'est pas fumigène .

Ainsi, selon un mode de réalisation de l'invention, l'élastomère de silicone du support textile revêtu comprend un additif choisi parmi le groupe comprenant les additifs permettant l'amélioration de l'adhésivité, de la durabilité, de la résistance au feu.

Selon un mode de réalisation de l'invention, le support textile revêtu comprend une quantité en poids de produits toxiques inférieure à 8% par rapport au poids total dudit support textile revêtu, lesquels produits toxiques sont choisis dans le groupe comprenant les phtalates, les métaux lourds, les halogènes, ou un mélange de ceux-ci. Selon un mode de réalisation particulier, le support textile revêtu comprend une quantité en poids desdits produits toxiques inférieure à 7%, 6% ; 5%, 4%, 3%, 2%, 1% par rapport au poids total dudit support textile revêtu. Selon un mode de réalisation de l'invention, le support textile revêtu selon l'invention n'est pas fumigène. On entend par « n'est pas fumigène »

n'émettant pas ou peu de fumée lors de sa combustion; par exemple émettant 50% de moins de fumée, ou encore 60% de moins de fumée, ou encore 70% de moins de fumée, ou encore 75% de moins de fumée, ou encore 80% de moins de fumée, ou encore 85% de moins de fumée, ou encore 90% de moins de fumée, ou encore 95% de moins de fumée, par rapport aux produits composites de l'art antérieur (par exemple ceux précités).

Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le support textile revêtu selon l'invention ne dégage pas (ou peu) de gaz toxiques lors de sa combustion. Par exemple, le support textile revêtu dégage entre 50 et 95% de moins de gaz toxiques en volume par rapport aux produits composites de l'art antérieur, notamment ceux précités, le volume étant mesuré dans des conditions identiques de température et de pression. A titre d'exemple, les gaz toxiques sont choisis parmi le groupe comprenant l'acide cyanhydrique (HCN), NOx, halogènes ou un mélange de ceux-ci. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, la ténacité de la fibre du renfort textile du produit composite est supérieure ou égale à 50 cN/Tex (ISO 13934-1) et son allongement à la rupture supérieur ou égal à 10% (ISO 13934-1). En ce qui concerne la fabrication du support textile revêtu de la présente invention, le dépôt de l'élastomère sur le support textile peut se faire soit par enduction, soit par calandrage, soit par extrusion filière plate. Le mode de dépôt par enduction permet d'obtenir un poids relativement faible de silicone (entre 30 et 150 g/m ² ) avec une grande uniformité.

Le mode de dépôt par calandrage permet d'obtenir des poids plus importants allant de 150 à 3000 g/m ² par calandrages successifs (multicouches) .

Le mode de dépôt par extrusion filière plate permet d'obtenir des poids allant de 100 à 1500 g/m ² en une seule couche.

Ainsi, dans un mode de réalisation particulier de l'invention, le support textile revêtu est susceptible d'être fabriqué par enduction, calandrage ou extrusion filière plate. Plus particulièrement, le support textile revêtu selon l'invention est susceptible d'être fabriqué par calandrage d'un élastomère de silicone et d'un support textile à base de PPS préalablement ou non adhérisé sur les deux faces avec une colle.

Selon un mode de réalisation particulier, le support textile pourra avoir reçu, au préalable, un dépôt de pâte d'adhérisation (notamment une colle) pour permettre une bonne adhérence entre le textile et 1' élastomère de silicone.

La pâte d'adhérisation peut être constituée, par exemple, d'une colle sous forme pâteuse.

Dans un mode de réalisation particulier, la pâte d'adhérisation est étalée sur les deux faces du textile. Dans le cadre de ce mode de réalisation, le support textile revêtu peut être obtenu par enduction, calandrage ou extrusion filière plate. La pâte d'adhérisation peut être la même ou différente de chaque côté du support textile. Dans un mode de réalisation particulier, la pâte d'adhérisation est la même de chaque côté du support textile.

L'épaisseur de la pâte d'adhérisation peut être la même ou différente de chaque côté du support textile.

Dans un mode de réalisation particulier, l'épaisseur de la pâte d'adhérisation est sensiblement la même de chaque côté du support textile.

Dans certains modes de réalisation particuliers, la pâte d'adhérisation est soumise à une opération de séchage pour éliminer les solvants ou l'eau, et sécher la pâte d'adhérisation avant dépôt de l'élastomère de silicone.

Dans certains modes de réalisation particuliers, la température de séchage est comprise entre 80 et

150 ⁰ C. Les temps de séchage sont fonction de la longueur du tunnel de séchage utilisé. Généralement, ce temps est compris entre 1 à 2 minutes.

Dans certains modes de réalisation particuliers, le dépôt de l'élastomère de silicone sur le textile ainsi adhérisé est effectué par calandrage.

Dans certains modes de réalisation particuliers, une fois le support textile recouvert d'élastomère de silicone, le silicone est soumis à une étape de vulcanisation/réticulation.

Un objet de la présente invention concerne l'utilisation d'un support textile revêtu selon l'invention dans la fabrication de soufflets d' intercommunication de compartiments. Plus particulièrement, le support textile revêtu de l'invention intervient dans la fabrication de soufflets d' intercommunication reliant deux compartiments d'un véhicule de transport en commun. Par exemple, le support textile revêtu de l'invention est utilisé dans la fabrication de soufflets d' intercommunication

reliant deux compartiments de train, de métro et/ou de bus .

Un autre objet de la présente invention concerne un soufflet d ' intercommunication de compartiments comprenant un support textile revêtu selon l'invention. Plus particulièrement, le soufflet d' intercommunication relie deux compartiments d'un véhicule de transport en commun. Par exemple, le soufflet d' intercommunication relie deux compartiments de train, de métro et/ou de bus.

Ainsi, le support textile revêtu d'élastomère selon la présente invention permet la fabrication de soufflets d' intercommunication pour véhicules de transport en commun (notamment les trains) satisfaisant la norme européenne Pr EN 45545-2, ce qu'aucun des produits actuellement sur le marché n'est en mesure de faire.

Notamment, le support textile en fibres à base de PPS confère au support textile revêtu selon l'invention (et par là même audit soufflet d' intercommunication) des propriétés mécaniques acceptables (ténacité, allongement à la rupture, résistance aux flexions répétées), tout en satisfaisant ladite norme européenne en matière de tenue au feu, et de réduction des émissions toxiques. De même, l'élastomère de silicone donne au support textile revêtu selon l'invention (et par là même audit soufflet d' intercommunication) des propriétés avantageuses en termes d'abrasion, de résistance à la chaleur, de durabilité, et de tenue aux intempéries, tout en maintenant ledit support textile revêtu conforme aux nouvelles normes européennes. Le support textile à base de PPS et/ou de polycétone, ainsi que

1 'élastomère de silicone sont tous les deux facilement accessibles (disponibles commercialement, ou peuvent être préparés) à un coût tout à fait acceptable.

La présente invention est donc remarquable en ce sens qu'elle constitue une solution viable aux problèmes posés par l'harmonisation des normes européennes, auxquels les matériaux actuellement sur le marché ne sont pas en mesure de répondre. L'invention permet notamment la fabrication de soufflets d' intercommunication reliant les compartiments de véhicules de transport en commun, qui satisfont pleinement les nouvelles Normes Européennes, tout en gardant les coûts de fabrication à un niveau raisonnable et en conservant les propriétés mécaniques requises desdits soufflets.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture des exemples ci-dessous, illustrés par la figure annexée, donnés à titre illustratif. Brève description des figures

La figure 1 représente un tableau détaillant certaines propriétés de fibres textiles disponibles sur le marché, notamment des propriétés mécaniques et de toxicité. EXEMPLES

Exemple 1 : Préparation d'un support textile revêtu d ' élastomère de silicone par calandrage

L 'élastomère de silicone est disposé sur le textile par calandrage selon le procédé suivant : Préalablement au dépôt de l' élastomère de silicone, 30 à 50 g/m ² de pâte d'adhérisation est déposée sur les deux faces du textile. Cette pâte est déposée par la

technique d'enduction à la racle. Cette pâte est une émulsion de silicone ayant un extrait sec de 50%. Le poids de pâte déposé est de 100 g/m ² humide.

Ensuite, une opération de séchage est effectuée pour sécher cette pâte d'adhérisation et éliminer les solvants ou l'eau à une température supérieure à 100 ⁰ C.

Le dépôt d'élastomère de silicone vulcanisable à chaud sur le textile adhérisé est effectué par calandrage sur chacune des deux faces du textile. Selon le poids du support textile revêtu demandé, il peut être déposé plusieurs couches.

Après dépôt du silicone, un traitement thermique est effectué pour réticuler le produit. Celui-ci est effectué sur une machine en continue et sous pression. La vitesse est de 50 m/heure, la pression est de 0.2

MPa et la température est comprise entre 140 et 180 ⁰ C.

Exemple 2 : Préparation d'un support textile revêtu d'élastomère de silicone par calandrage

Le procédé de l'exemple 1 ci-dessus est utilisé sans étape préalable d'adhérisation. Ainsi, le dépôt d'élastomère de silicone vulcanisable à chaud sur le textile est effectué par calandrage sur chacune des deux faces du textile. Selon le poids du support textile revêtu demandé, il peut être déposé plusieurs couches.

Après dépôt du silicone, un traitement thermique est effectué pour réticuler le produit. Celui-ci est effectué sur une machine en continue et sous pression.

La vitesse est de 50 m/heure, la pression est de 0.2 MPa et la température est comprise entre 140 et 180 ⁰ C.

Exemple 3 : Préparation d'un support textile revêtu d ' élastomère de silicone vulcanisable à chaud par extrusion filière plate.

Le mode opératoire est le même que celui du procédé de calandrage de l'exemple 1 (c'est-à-dire, avec adhérisation préalable ) . La calandre est remplacée par une extrudeuse filiaire plate. Le dépôt peut aller de 100 à 1500 g/m ² mais en une seule opération (monocouche) . Exemple 4 : Préparation d'un support textile revêtu d' élastomère de silicone vulcanisable à chaud par extrusion filière plate.

Le mode opératoire est le même que celui du procédé de calandrage de l'exemple 2 (c'est-à-dire, sans adhérisation). La calandre est remplacée par une extrudeuse filiaire plate. Le dépôt peut aller de 100 à

1500 g/m ² mais en une seule opération (monocouche).