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" perfectionnements relatifs aux matériaux laminaires "
La.présente invention' se rapporte à des compositions com- prenant au remplissage fibreux et un liant et qui sont moulées ou formées d'autre manière,, en matières premières ou directe- ment en articles , au moyen d'applications de chaleur et de pression,, et plusspécialement en matières d'un caractère feuilleté ou laminaire, comprenant des feuilles fibreuases reliées entre elles au moyen de la chaleur et de la compres- sion, et destinées spécifiquement à être usinées pour en former des articles, tels que des engrenages silencieux et pièces analogies, pour lesquelles il importe qu'ils aient ane grande résistance aux chocs et un minimum de gonflement en présence de l'hamidité ou des hailes.
Les procédés commerciaux généralement employés pour pro- duire des matières laminaires compactes destinées aux engrena- ges silencieux, comprennent essentiellement les phases sui- vantes : a) une étoffe tissée est imprégnée d'une solation d'une
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résinolde potentiellement réactive, c'est-à-dire un produit synthétique analogue à la résine, obtenu par la condensation d'au phénol avec l'aldéhyde formique, et différant de la rési- ne en ce qu'il peut être obtenu suivant ana forme ou état A, dans lequel il est fusible et soluble, mais qui pont être converti en une forme on état C, dur, infusible et insoluble, par l'application de la chaleur, et qui est pour celà dési- gné, lorsqu'il est dans la condition A, comme étant poten- tiellement réactif;
b) l'étoffe imprégnée est découpée à dimension appro- priée et disposée en paquets, soit en forme de feuilles pla- nes ou soit en d'antres formes plas ou moins compliques; c) la chalear et une compression sont alors appliques à an paquet jasqu'à ce que le liant résinolde soit transfor- mé ou aie été réduit à sa forme dure et infasible.
Des matières réduites, fabriquées comme décrit ci-dessus, ont une structure dense et une résistance suffisante aux chocs et à l'asure pour les rendre propres à lear usinage pour en former des engrenages et des articles analogues. Quçiqu'elles soient beaucoup plus résistantes à l'humidité que le cuir brut primitivement employé dans ce but, elles sont cependant affec- tées à un degré suffisant poar l'hamidité et par la chaleur, ou par celle-ci seulement, poar qa'il en résulte quelque gonflement, et pour certains asages, comme pour les engrena- ges de mise en marche des automobiles, où les dents des engre- nages sont découpées et montées avec précision,
ces légers gonflements produisent des coincements et de l'usure excessi- ve par endroits, avec le brait qui en résulte.
La présente invention procure des matériaux qui dans lear forme de réaction on transformée, sont supérieurs à ceux mentionnés ci-dessas, relativement à l'absence de gonflement ou changement de dimensions par des conditions sévères de cha- lear ou d'hamidité oa des deux, et cela aa point qu'ils sont in particulièrement utiles pour, lear usage en forme d'engrenages.
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les articles construits avec ces matériaux noaveaax sont de plus extraordina irement supérieurs à ceux obtenus par les ma- @ tériaax de liaison employés habituellement, relativement à leur résistance mécanique, propriété qai est évidemment haute- ment désirable par saite de l'économie de matière qai est possible avec an matériaa pins fort, et aussi par saite de leur résistance notable à l'usure;
des essais ont démontré
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que des engrenages constraîts avec les matières produites suivant la présente invention ont tourné avec une usure de surface d'environ un dizième de celle qui se produit avec des
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engrenages taillés dans les compositions connues jusqu'à pré- sent. De même, elle présentent la propriété d'être élastiques
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à an degré'tel que des engrenages taillés dans ces matières engrènent avec plus d'une paire de dents en contact, ce fait
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'est rendu, évident par la transmission d'ane grande puissance sans occasionner des bris.
En résam, les matières perfectionnées suivant la pré- sente invention sont obtenues en produisant dans le milieu de liaison des petits vides oa pores lui donnant une structure analogue à celle d'un nid d'abeilles ou d'une éponge ; c'est- à-dire que la structure de la liaison est probablement soit
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vésiculaire, oa. soit formée comme an treillis.
Onpeo.t cepen- dant obtenir, suivant la présente invent ion, des résultats s1:s... tantiellement équivalents à ceux d'une structure contenant des vides, au mcwen d'an mélange de substances, dont tontes ou une partie desquelles, peuvent être des liants et ayant chacune des propriétés distinctes, et mélangées de manière à
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assurer le discontinité de l'un quelconque de ces liants; par exemple, an produit résineux de phénol-fermaldéhydo du type décrit au brevet anglais n 1921 de 1908 peut former l'an des ingrédients et an prodait résineax flexible du type du phénOl-Jirriirl!rY1ÏHnlt'by#!;{j'E; tang oil peut constituer l'autre.
Pour la facilité, la structure physique résultante da liant
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sera appelée poreuse, en luelayant dans cette qualification
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les structures dans lesquelles les vides ou pores sont tem- prairement ou d'une manière permanente, remplis d'an troi- sième ingrédient.
Un procédé spécifique pour produire une structure poreu- se, consiste à préparer une composition en imprégnant une
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étoffe tissée d'une solution résinolde potentiellement réac- tive et en enlevant le solvant au moyen de la chaleur.
( Les
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termes " résino1de potentiellement réactive" qui se réfère à un produit analogue à la résine à l'état fusible et sola-
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ble mais transformable à l'état du.r, infusible et insoluble en le chauffant, comprend non seulement les résinoldes de phénol-formaldéhyde, mais aassi les résinoldes - d'anhydride phthaliqae-g1ycérol et en général toutes les substances rési- nea.sas qui peuvent être rddaites à l'état durci et -rendues substantiellement infusibles par la chaleur). L'étoffe im- prégnée est ensuite trempée dans de l'eaa jasqa'à être complè-
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tement saturée, arès quoi on la coupe et on la met en paqaeis ou bien ces paquets peuvent étira faits de l'étoffe imprégnée et être ensuite trempés,
et finalement ils sont soamis à la chaleur et à la compression diane manière substantiellement
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semblable à celle aet a.el1er ntG employée dans cet art, on bien de préférence d'une manière qui sera décrite ci-après.
En suivant le procédé habitael de pression ou moulage,
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une grande partie de l'excès deau.esexpcLls6e et une qaenti- té additionnelle peut en être perdue par évaporation. cepen- dant, une partie de l'eau reste pendant que la résinelde se
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rapproche de l'état où elle da.reit et ne s'écoule pinfsous la pression appliquée, cette e6a. occupant une partie tda volara total et étant intimement mélangée à la résinolàe et aa rem- plissage. pendant les dernières phases de la période de chauf
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fage, ou pendant u.n chaaffage subséquent après la sortie hors de la presse, la plus grande partie de l'eau restante est ex- pulsée en laissant an grand nombre de très petits pores dans
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la matière.
Il est cependant généralement désirablado laisser
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une certaine quantité d'eau dans la matière, par exemple de 2 à 6 pour cent en poids de la pièce finie, car cela tend à conserver la solidité de la nature cellalosique de remplissa- ge. Les bons effets de l'eaa sur la résistance des fibres de cellulose sont bien connus et ils ne doivent pas être décrits ici, sauf pour mentionner que si toute l'eau est retirée par chauffage, la matière ne sera pas aussi résistante que lors- qu'un pourcentage relativement petit peut en rester, et que la résistance d'un article séché à un tel degré peut être augmentés en trempant l'article fini dans l'eau ou même en l'emmagasinant pendant quelque temps dans une atmosphère haim- de.
Il est évident que des stractures considérablement variée de la matière pourront être produites en variant la quantité d'eau employée, et aassi en variant les conditions de la com- pression, telles que sa dorée, la température et la pression.
Si on emploie des moules fermés, qui sont comparativement im- perméables aux gaz, la quantité d'eau s'échappant pendant la compression et le chauffage sera beaacoap moindre que lorsque la matière est simplement pressée entre deux plaques métalli- ques, comme pour la production de feuilles planes.
Il est aussi évident que l'eau n'est pas le seul ingré- dient approprié à la production d'une structure poreuse conte- nant des vides comme crest décrt ci-dessas, et en général, ou tout l iqaide solide pourra êrtre employé, s'il est suffeisamment volatil pour être expals hors de la matière aux températures qui peuvent êdtre obtenues dans la pratique commerciale, soit à la pression atmosphérique ou sous une pression réduite. Par exemple, les solvants employés pour préparer la solution ré- sinease au moyen de laquelle l'étoffe ou le remplissage s.ont imprégnés, peuvent être retenus en tout ou en partie, au lieu de leur substituer de l'eau uun autre liquide , et le paquet ou superposition de feuillets peut être ainsi composé.
Il est habituellement plus satisfaisant, cependant d'employer les
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substances autres que les solvants de la résinoïde synthétique au lieu de tremper l'étoffe imprégnée de résinolda syn- thétiqae ou une antre composition dans l'eau ou dans on autre liquide, d'autres moyens peuvent être appliqués. par exemple, la composition peut être placée dans une chambre dans laquel- le on peut régler la concentration d'humidité ou de vapeur, afin d'assurer ane quantité déterminée de liquide dans l'étof- fe;
ou bien le liquide peut être pulvérisé par dessus cette étoffe. 0 Un autre procédé consiste à amployar, pendant la pha- se d'imprégnation de l'étoffe, une solution de le résinoïde dans an mélange de solvants contenant une quantité cons idéra- ble d'eau ou. d'autre ingrédient et à contrôler ensuite l'opé- ration du séchage de manière à laisser la quantité désirée d'eau ou d'autre ingrédient dans l'étoffe imprégnée de rési- noide .
Suivant une autre modification de ce procédé, an fluide on sel hygroscopique peut être ajouté à la solution, comme par exemple le chlorure de calcium ou la glycérine, qui ser- vent à élever le point d'éballition de la solution et évitent le départ de l'eau, ou autre constitaant volatil jusqu'après le durcissement de la résinolde. La matière hygroscopique peut âtre laissée dans la pièce terminée, ou bien elle peut être délavée par an trempage dans de l'eaa chaude, ce dernier procédé produisant une matière encore plus porease.
Suivant une autre modification encore, on peut ajouter soit aax ingrédients résinoïdes, ou soit comme solution d'im- prégnation, une substance pouvant partiellement ou entière- ment être décomposée en prodaits gazeux à la température da montage, comme par exemple an sel tel que le carbonate d'am- moniam, dissoas dans l'eau*
Quel que soit le moyen employé, le fait considéré comme important pour le but de la présente invention, revendiqué spécifiquement dans la présente description, est que l'étoffé imprégnée de résinoïde.
au commencement de l'opération de la
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compression et du chauffage, devra contenir ou engendrer an troisième ingrédient pour occuper de l'espace jusqu'à ce que ,la résinoïde soit durcie et, si c'est nécessaire, qui peut être expulsé hors de la matière par un chauffage à des tempé- ratares qui peuvent être atteintes dans la pratique commer- ciale ou qui peut être dissous parun tremage dans an solvant approprié.
Quoique l'emploi en lames d'étoffes tissée soit spécifié dans la description précédente, il doit être entende. que le même principe est aussi applicable à de ailles de feutre ou de papier, ou à des composés de moalage contenant de l'étoffe au aatres remplissages, tels que de la toile en morceaux, ou des chiffons, de la bourre de coton, de la farine de bois, de l'asbeste ou d'antres matières de remplissage. Il est aas- si évident que l'invention n'est pas limitée à un type quel- conclue de liant, mais que des liants qui durcissent par la chaleur et qai sont généralement connas dans l'art, peavent être modifiés dans leur structaure conformément à cette inven- tion.
Des appareils spéciaux ne sont pas essentiels pour ap- pliquer la présente invention, ni d'autres que la presse hydrau- liqae chauffée du type habituel, mais de meilleurs résultats peuvent être obtenus et an meilleur contrôle du procédé peut être maintenu au moyen d'un type spécial de presse. Cette presse est représentée à la Fig. du dessin annexé, qai en est une coupe longitudinale verticale.
Cette presse consiste en une chambre 1 qui peut résister une pression d'au moins 150 livres par pouce carré. la cham- bre est pourvue de communications 2 et 3 pour lai foarnir une circulation d'an agent de chaaffage 'qui peut être de la vapear, de l'huile chaude oa toute autre matière gazeuse oa liquide qai soit la mieux appropriée aux modifications diver- ses da procédé, comme c'est indiqué ci-dessus. Le paquet 4 imprégné de résinoïde est placé à l'intérieur de la chambre
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entre des plaques séparatoices 5, oa des moales en acier peu- vent âtre remplis de la matière et être empilés,
lorsque l'on désire produire des formes moulées aatres que des feuilles planes. La pression hydraulique est appliquée aa. moyen du piston 6 opérant dans le cylindre hydraulique 7 Une coaronne 8 du piston sert à fermer la chambre de pression, ou bien on petit employer une garniture destinée à êtrre comprimée par la pression hydraulique contre les parois, afin de'former an joint étanche. D'antres moyens peuvent être employés pour fermer cette chambre, tels qu'une boite à garniture ordinai- re.
Ce type d'appareil présente l'avantage de ce que, quel que soit l'ingrédient volatil inclus dans le mélange pour pro- duire la structure poreuse décrite ci-desssas, il peut être retenu dans la matière suivant la quantité désirée et pendant la dorée voulue et que le centre de la pièce ne présente pas de tendance à différer la composition ou de structure avec les autres parties de cette pièce. La chaleur est rapidement et uniformément transmise à l'ensemble de la masse de la ma- tière.
Un autre avantage de ce type de presse consiste en ce que sa capacité est considérablement augmentée par suite de l'ahsance d'une multiplicité de platines creuses chauffées, qüi augmente d'une manière correspondante l'espace de charge- ment. Les conduites de chaleur de ces multiples platinesdans le type habituel de presse sont encombrantes et la source constante d'ennuis; la difficulté d'obtenir au chauffage ani- forme dans une presse à platines multiples est aussi bien connue. Le présent type de chambre de pression sarmente ces deux inconvénients, paisqu'um fluide chauffé pont être mis en circulation dans la chambre 1, si c'est nécessaire,pour fournir la chaleur requise, laquelle est facilement transmi- se par les plaques séparatrices ou par les moules.
Pour faciliter le chargement et le déchargement, la
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chambre peut être disposée de manière à pouvoir tourner ou à se déplacer latéralement, afin de permettre un accès libre , cette chambre par le haut. Un plateau de chargement 9 peut.
@ être prévu pour y assembler la charge entière et la desrcend'e en une fois dans la chambre; au moyen de poignées fixées 'are manière ambvible dans les ouvertures 10 de toute antre maniè- re.
Les matières préparées conformément à la présente in- vention et caractérisées par une strucatre poreuse ou non ho- mogène ont une résistance extraordinaire aux chocs ; et quoi- qu'elles ne soient pas impénétrables à l'eau et qu'elles peu- vent actuellement absorber des proportions en poids plus gran- 'des que les matières commerciales actuelles, ellesne gonflent pas autant' que celles-ci et elle ne gauchissent ni ne se fen- dent pas lorsqu'elles sont immergées pendant des longues pé- riodes de temps dans l'eau froide ou chaude. Cette propriété les rend spécialement appropriées à des usages mécaniques et pour des articles qui sont fréquemment ou continûment en contact avec l'eau ou l'hamidité, tels que poignées, agitateur de machines à laver, etc , ainsi que pour les engrenages et articles similaires.
Un autre avantage oonsiste en ce que les matières prépa- rées par des compisitions suivant la présente invention et contenant de l'eau ou autre substance volatile, sent plus lé- gères par suite de la porosité de leur structure résultante, et elles produisent, en conséquence, des économies de la quan- tité de matière requise pour produire an article d'ubne dimen- sion ou d'au volume donnés quelconques. Cette économie sa monte dans quelques cas à 20 pour cent ou davantage, en com- paraison des articles formés suivant la pratique connue jus- qu'à présent dans cet art.
La légèreté en poids, en oatre de l'économie de matière, est aussi avantageuse pour beaucoup d'articles, comme par exemple des dessus de table ou autres objets d'ameablement, etc. Tandis que les matériaux actuels,
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faits au moyen de toile de coton et de résinoïdes de phénol- formaldevde ont an poids spécifique de 1,34 à 1,38, les matières préparées au. moyen des mgmes ingrédients, mais in- corporés conformément à la présente invention, ont an poids spécifique beaacoap moindre, allant de 1,30 à 1,00 oa à moins de 1,00.
Lorsqa'on emploie d'antres résinoldes et d'autres remplissages, les poids spécifiques seront évidemment diffé- rents de ceux indiqués par les chiffres ci-dessas, mais , en général, le poids spécifique de tout mélange traité suivant la présente invention sera moindre qu'il ne le serait si ce mélange était traité conformément aax procédés antérieurs.
REVENDICATIONS
1. Procédé pour préparer des matières qai comprend l'in- corporation d'un liant resinoïde dans an remplissage fibreax, la sataration da prodait résultant avec de l'eaa, le darcisse ment da liant résinolde par l'action de la chaleur en présen- ce de l'eaa et ensuite l'enlèvement de cette eaa.
2. Procédé poar préparer des matières, qai comprend l'in- corporation d'an liant résinolde et d'an ingrédient volatil dans an remplissage fibreux et le durcissement de la résinol-- de par l'action de la chalear en présence de l'ingrédient volatil.
3. Procédé pour préparer des matières, qui comprend l'in- corpariton d'an liant résinolde dans an remplissage fibreax et le durcissement de la résinolde par l'action de la chalear an présence d'an troisième ingrédient associé mécaniqaement avec la résinolde.
4. Procédé pour préparer des matières, qai comprend l'in- corporation dans an remplissgée -fibreux d'an liant et d'an troisième ingrédient dispersé mécaniqaement dans ce liant,et le durcissement da liant en présence de cet ingrédient.
5. Matière pour fabrication d'engrenages, comprenant des coaches d'étoffe fixées à 1!état poreax par an liant et com- prenant de 2 à 6 pour cent d'hamidité.
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