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" Perfectionnements apportés aax articles agglomérés "
Cette invention est relative aux articles granulaires ou fibreux agglomérés et plus spécialement aux articles d'abrasion tels que les meules, et elle concerne également le procédé de fabrication des dits articles.
Pour l'agglomération d'une matière de charge,telle que les abrasifs employés dans les meules, il est préféra- ble d'utiliser des produits synthétiques résineux obtenus dans la condensation des phénols avec des aldéhydes, que d'employer la glu et liants analogues, parce que les pro- duits phénoliques de condensation peuvent faire prise ou être transformés, sons l'action de la chaleur, en produits présentant depropriétés de résistance à la chaleur et sont inertes poar tous les bats pratiques,par rapport à l'eau, l'haile et les principaax agents chimiques.
Il est conna de plus, que l'on petit obtenir des produits ré- sineax par la réaction du glycérol oa autres alcools poly- hydriques et de l'anhydride phtalique oa antres acides polybasiques
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qui sont également inertes vis à vis des principaux agents chimiques, mais qai ont la propriété de rester thermo-plas-
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tiques, c.à.d. de se ramt$1ir lorsqu'ils sont chauffés à des températures relativement basses, de sorte que les ar- ticles qui en sont faits perdent leurorme.
Pour cette rai- son, les produits résineux au glycérol n'ont pu être consi-
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dérés comme appropriés pour la fabrication des moo.les et autres usages techniques similaires dans lesquels de la chaleur peut se àégagetp
On a trouvé, que les produits du glycérol peavent être utilisée comme agent d'agglomération pour la préparation des manies ou autres articles moulés , sans qu'il y ait
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perte de forme par suite de l'échauffenent, si les dits produits sont convenablement manipulés ou traités.
On a dé- couvert de plus, grâce aa contrôle approprié de la prépara- tion de ces agents d'agglomération et aassi après le trai-
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tement des articles moulés, que l'on peutlrégler le point de raDU:1elissament à an degré pratique et rendre de ce fait des meales ou antres articles, susceptibles de se ranwelir au voisinage de n'importe qaelle températare désirée entre des limites allant du point d'ébullition de l'eau ou au- dessous, Jusqu'au point de carbonisation du liant résineax..
Comme l'invention n'est limité à aucun produit parti- calier résineux da glycérol, ni à aucun procédé particulier de sa.préparation, on préfère employer spécialement,comme
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liant de meules, ayant an point de rafuoBlissement relative- ment élevé, un prodait résineux obtenu en faisant bouillir a.n mélange d'environ deux parties d'anhydride phtalique
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avec une partie de glycérol, jus qa' â ce que 1 t eau de ré ac- tion soit éliminée, le chauffage étant continué à une tem- pératare allant de l4.Gi à 240 C. ou même de 230 ou 235 C. ja.sqnlaa. p'o1nt de l'entrée en solidification.
L'état préfé- ré da produit initial de réaction ainsi obtenu est tel, qu'il est thermo-plastiqae, mais qatil peut être divisé ou
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broyé à. froid et qae les particules ne subissent pas la
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coalescarue aisée par repos dans le froid.. 2otLr assurer cet état, on peut trouver nécessaire de verser le produit dans un moule ou récipient et de le cuira avec ou sans pression à l'air ou dans au gaz inerte, à une température pouvant
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varier de 140a à 200 C., pendant an temps qui peut varier d'une heure et plus jasqu'à quatre heures et plus.
Ce pror duit présente la caractéristiqae résinolde distinctive d'être réactif, c'est-à-dire de poavoir âtre avancé ou transformé par chauffage à l'état de produit infusible.
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Le produit ainsi obtçnu est finement divisé à froid, de préférence à une dimension qui passe au tamis de 100
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mailles oa. encore plus fin. 2ar suite de sa tendance à se ramm1lir . il y a cependant liea de remarquer que le broyage fin et, 1 spécialement par fin moulin antre qu'on mou-
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lin à marteaux, p. ut présenter quelques difficultés.
Pour oa motif et principalement dans la fabrication des,meules et articles similaires, qui comprennent une matière de charge abrasive ou granulaire , on préfère additionner l'abrasif
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oa matière de charge similaire à un résinolda grossièrement broyé oa concassé, après quoi, le mélange est soumis à l'ac- tion d'un moulin à boulets. De cette faqon, l'abrasif lai- même est atilisé pour obtenir an état de fine division du
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résinolde et il est en même temps dispersiavec la régalari- té suffisante dans tout le résincide.
Tout l'abrasif peut être additionné avant l'opération du moulin à boulets, ou
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bien, une partie paut être mélangée avec le résirolde et le reste être additionné après oa pendant l'opération au mo ul in à boulets.
Dans la fabrication des meales, le résinolde glycérolé finement divisé, et normalement mélangé avec environ sept
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fois son poids de matière abrasive, qaoiqae ces proportions paissent cependant varier largement, comme il sera décrit ci-après. Comme tel, le mélange est alors dans les condi-
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tions vôulaes pour être moulé dans un moule suffisamment chaad pour amener la fusion ou le soudage des particules du résino'1de.
Le moulage à froid, qui est généralement plus désirable du. point de vue commercial, nécessite un liquide ou solvant pour lier temporairement les parti;ales, mais on peut additionner également avec avantage an liquide à des
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mélanges de résino1da et d'abrasif, destinés au moulage chaad, et ce, dans le but de favoriser la dispersion da
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u:tdJ;. résinolde.
Pour des mélanges à froid, le IiguideY'comprend de préférence an solvant approprié du. résinolde, tel que le oellosolve, c'est à dire l'éther mono-éthyle du glycol éthy- léniqae, ou l'acétone, et de meilleurs résultats sont obte- nas, si an dissolvant tel que le cellosolve est dilué avec an peu de liquide non solvant, tel que le kérosène ou huile
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de crésote, étant donné que par ce moyen, le solvant est dispersé à un degré plus élevé dans la masseet que leschan- ces de dissolution des résinoldes sont diminuées de façon
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correspondante.
four des compositions de noulage'à chaud, on peut utiliser également des solvants, mais on a trouvé
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qu'un non-solvant, tel que le kérosàne est particulièrement atile comme il sera décrit ci-après. Du monochlore-naphtal ne liquide ou des mélanges liquides de naphtalène chloruré, dans lesquels les résinoldes glycérolés sont partiellement ou totalement solubles, peuvent âtre utilisés non seulement pour le moulage à chaud, mais également pour le moulage à froid en donnant de bons résultats. Le liquide utilisé est de préférence additionné de manière à humecter le résinol- de glycérolé et les particules abrasives, mais non pour
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dissoudre les résin01des à un degré quelconque.
Par exemple, on peat l'additionner graduellement ou en une fois au mé- lange de résinolde et d'abrasif pendant une opération au
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moalin à boulets on ba.dn , l'abrasif peut être enduit de liqaide, avant l'addition da résinolde finement divisa.
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On peat employer comme saceédané du solvant ou autre
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liquide, un vernis comprenant une solution d'an résinoïde glycérolé. Dans ce cas, on peut employer jusque 30 poar cent ou plus de résinoide. La teneur en résinoïde est de préfé- rence avancé vers un état d'infusibilité, c'est-à-dire de durcissement, pendant qu'elle est encore en solution et avant son usage et jusqu'au point tel que le solvant soit aisément dégagé pendant le chauffage subséquent.
Le mélange préparé d'abrasif et de résinolde est placé dans an moule approprié et il peut alors être soumis aux pressions habita Iles de par exemple 1500 à 2000 livres par pouce carré. Dans certains cas, la pression peut mon- ter jasqa'à 6000 livres par pouce carré, S'il n'y a pas de solvant ou liquide présent, le moule chargé doit être chauf- fé pendant plusieurs minutes pour ramollir suffisamment les particulesde résine pour la cohérence, et plusieurs autres minutes sont requises pour refroidir le moule afin d'assarer qu 'il ne se prodaise pas de collage.
A cet effet, l'addi- tion d'an non-solvant tel que le kérosène, à un mélange de moulage à chaud, est avantageuse parce qu'elle permet de décharger le moule à chaud, c'est-à-dire qu'il n'est que peu ou pas nécessaire de refroidir le moule, étant donné que le collage naisible ne se présente pas. addition en faible quantité d'au lubrifiant au mélange, tel qae le stéarate de calcium, etc. , aide également pour éviter touts possibilité de collage.
Il n'est cependant pas essentiel que le mélange soit soumis à de hautes pressions dans le moule et ce, en parti- calier lorsqu' il y a un solvant en présence ou que l'on applique suffisamment de chaleur au moule ou au mélange pour provoquer @ l'adhérence des particules résineuses, Dans un tel cas, la composition peut être pressée dans le moule au moyen d'une truelle, d'un rouleau ou antre moyen approprié et, lorsque la matière a été agglomérée de cette façon, l'article peut être enlevé, étant donné qu'avec les @
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proportions agnelles de matière de charge et de résinoïde, la pièce moulés à la température ordinaire présente une du- reté suffisante pour être maniée.
Pendant qu'un article est dans le moule, on peut appli- quer de la chaleur pour durcir ou faire avancerl'agent d'agglomération résineux jusqu'en an point saffisant poar que l'article soit adapté @ à l'usage sans aatre traite- ment. De préférence, cependant les articles sont enlevés des moules et durcis en étant placés dans un foar ou ils sont cuite.
Par exemple, avec un résinoide de l'espèce ci- dessus décrite, latempérature de cuisson initiale de l'ar- ticle moulé peut aller jusqu'à 85 C. ou même au-dessus, sans donner lieu à aucune déformation ou perte de forme de l'article, même lorsqu'il est moalé à froid et après envi- ron 16 heures, la température peut être remontée graduelle- ment jusqu'à environ 135 C. ou me'me à 2000 C, ou plus, la caisson étant continuée pendant un temps qui dépend du de- gré de résistance au ramollissement désiré dans l'article fini et aussi de l'épaisseur de l'article.
Comme exemple spécifique, pour produire des meules d'environ un demi-pou- ce d'épaisseur, qui ne se ramollissent pas sous l'action des températures obtenues dans la pratique du meulage, la cuis- son oa durcissement est continuée aux: environs d'une tempé- rature de 1350 C. pendant 40 à 50 heures, des températures plus élevées pouvant raccoucir ce temps de façon correspon- dànte.
Etant donné que l'effet de la cuisson .est de durcir ou de polymériser la tenear du résinoïde des articles,la division de l'opération de cuisson en une phase de basse température, suivie d'ane phase plus longue et de tempéra- taro plus élevée, est adaptée pour assurer l'évaporation et l'élimination de tout dissolvant, avant tout durcisse- ment partiel de la couche résineuse extérieure et aassi pour éviter le durcissement de la couche extérieure avant celai de la partie intérieure, jusqu'en un point qui pour-
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rait amener de criques.
Avant lear cuisson, les articles moulés ont en général un bonne densité et des bords bien formé, ceci est parti-
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;alièrement le cas lorsqu'on emploie un solvant dilué. Les articles cuits ont une bonne texture de sarface et sont un peu plus denses que des articles composés d'un abrasif sigi-
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laire lié avec un résinolde phénolique9 tandis qae la ré- distance des articles, lorsque le dnrcissemdnt est poussé jusque dans la phase de non-ramollissement, est de 50 à. lOOtb plus grande que celle des articles résino"1aes phéno- liques correspondants.
Il y a uniformité parfaite d'apparence dans les sarfa- ces du sommet et du fond des articles cuits ou durcis,soit. que le moule soit uhaud ou froid et avec ou sans solvant,
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et ceci indique qllle le résinolde est maintenu, en suspens ion c ompl ète entre les particuless de 11 abrasif pendant les opé- rations du moalage et/ou de la caisson.
Ce résultat étant contraire à ce que l'on a expérimenté jusqu'à ce jour avec les substances résineuses au glycérol, il y a lien dattri-
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buer la distribution uniforme du résinoîde autour de l'a- brasif, à l'état de fine division du résino"1de avant ou. pendant le mélange,et à la formation d'une structure pelli- ;alaire de la résine au moment ou le résinoïde devient
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plastique dans les premières phases de liopétation da chauf- fage, la pelldcale étant 1>iaintenae en place par sa tension superficielle.
On considère également comme facteur, dans le proudc-
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tion d'an article satisfaisant, le degké aaqtael le résinez- de a été polymérisé ou avancé par;chauffage ou caisson avant son mélange, étant donné qu'un résino'3de qui est.for- tement avancé ou durci, ne présente pas de pouvoir couvrant
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d'un rés in01de qui n'a pas été durci ainsi et que le pro- duit final n'est pas aussi résistant que celai qui est fait avec un résinïde moins avancé. Toutefois, il y a lieu de
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, , ,ra . c
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remarquer, que l'on peut utiliser des rêsinoldes bienrV1a- cés vers l'état de durcissement et ce, plus spécialement pour le moulage à chaud.
La porosité de l'article pont être réglée par les di- mensions de l'abrasif ou par l'usage de mélanges de grains de différentes dimensions et jusqu'à un certain point par
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la proportion entre l'abrasif et le résinolde.Par exemple, le pourcentage de résino1de peut être de 20 poarjeent en poids, ou environ, et il peut descendre jusqu'à 5 pour cent en poids ou au-dessous, et donner an produit aggloméré sa-
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tjzfaisant, l'article à teneur en résinolde plus élevée ayant ane pins grande densité de sarface. La densité est également augmentée par le pressage ou moalage à chaud et l'on peut obtenir an article très dense en utilisant dans le mélange de moulage à chaad an solvant, tel que le cello- solve.
D'antre part, l'addition d'un non-solvant tel que le kérosène, donne une structure ouverte de caractère anifor-
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me et ce, pertioaliérement lorsqu'on effectue le pressage
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dans un moale à froid et que la caisson est effectuée cn- suite, quoique la résistance transversale soit alors an peu réduite.
Le résinoïde atilisé ne doit pas être entièrement
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constitué. par an résinolde du glycérol. On peat produire de bons articles commerciaux à partir d'an mélange de résinoï- des glycéroliqaes et de résinoldes phénoliques, le mélange pouvant varier depuis celai des parties égales/de chaque ré-
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sinoldes jl.1.sqll' à celui comprenant une faible proportion de chacun dreax, et.ce, avec oa sans an solvant tel que cello- solve. Les articles n'ont cependant pas la résistance
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des résinoldes glycéroliclues et l'addition d'une faible proportion de résinolde glycéroliqae à an résino'ide phénoli- que , donne à peu près la mens résistance qil'on résino1de Phénoliqàe seul, mais une plus grande densité.
Une telle augmentation de la densité peut être désirable lorsque
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l'article abrasif est destiné au polissage et non au coupa- ge.
On petit donner différentes formes à l'article moulé et, si on le désire, le renforcer, mais, par suite de la ré- s istance transversale relativement élevée, la matière se prête elle-même à la fabrication de disques minces sans ad- jonction d'an renforcement.
Par suite da contrôle du point de ramollissement da résinoïde que présente la cuisson après le moulage, des meules agglomérées avec des résinoïdes glycéroliqaes selon la présente invention, sont spécialement prévues pour être utilisées là ou on exige une meule douce pour éviter d'en- dommage les objets que l'on travaille. Four autant qae lion sache; on n'avait uti isé à cet effet jusqu'à présent, qae des meules agglomérées avec de la gomme laque. En choi- sissant un résinoïde du glycérol et en contrôlant la pério- de de cuisson on peut obtenir des meules qui se ramollissent au point d'ébullition de l'eau, ou au-dessous.' Des tempéra- tares de ramollissement plus élevés sont rendues possibles, par augmentation du temps de caisson.
On entend ici par résinolde du glycérol ou résinoïde glycérolique, n'importe lequel des résinoïdes synthétiques, quelquefois désignés sous le nom de glyptal et préparés à partir d'an alcool polyhydrique et d'an acide bi-basique ou poly-basique et qui ont la propoieté de passerà l'état in- fasible lorsqu'i ls sont chauffés. Quoique la description qui précède se réfère spécialement à un résinoïde glycérol.- anhydride phtalique, d'antres résinoldes résultants du gly- cérol oa autre alcools poly-alcoïles et acides polybasiques, peuvent être employés avec des résultats semblables.
De plas, quoique la description ci-dessus envisage en parti- oulierles meules utilisant une matière de charge abrasive, l'invention est néanmoins applicable à la fabrication d'au- tres articles, et en utilisant n'importe quelle autre ma-
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tiare de chatge, soit pulvérilente, graunlaire ou. de toute autre structure, naturelle ou artificielle et présentant une dimension qui augmente par . agglomération. Pour ces motifs, l'invention ne doit pas être considérée comme étant limitée à au résinoïde, une matière de charge ou un artin cle de fabrication partioulière, mais elle doit être com- prise sous la portée des revendications ci-après.
REVENDICATIONS.
1. Un procédé pour préparer une matière agglomérée com- posite de r.ésine, dans laquelle l'agglomérant est constitué par un produit résinolde es la condensation d'un alcool poly-hydrique et d'un acide organique poly-basique,caracté- risé par ce que l'on effectue le mélange de la matière à agglomérer et du liant , lorsque ce dernier se trouve dans ,la phase de polymérisation dans. laquelle commence à chaud le durcissement, la polymérisation étant achevée ensuite.
2. Un procédé pour préparer une matière agglomérée et composite de résine, dans laquelle l'agglomérant est cons- titad par an produit résinoïde de la condensation d'un al- cool poly-hydrique et d'an acide organique poly-basiqae, caractérisé parce que l'on efectue le mélange de la matière à agglomérer et da liant, lorsque ce dernier est suffisam- ment polymérisé pour être broyé à froid, la polymérisation étant achevée ensuite.
3. Un procédé pour préparerdes matières agglomérées, selon les revendications 1 ou 2, dans lequel le produit de condensation résinolde, est constitué par da glycérel et de l'anhydride -phtalique( par exemple une partie de glycérol pour deux parties d'anhydride phtalique ) .
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