<Desc/Clms Page number 1>
" Procédé et dispositif pour la fabrioation d'objets oreux et sans joints, en caoutchouc et en ébonite ".
Les objets oreux en caoutchouc, tels que les balles,les jouets de bain, et autres articles analogues, sont en général fabriqués de la façon suivante : Les parties constitutives ouvertes sont par exemple d'abord obtenues par un prooédé de trempage, et ces parties sont ensuite assemblées par des joints appropriés, pour former il'objet en question, On doit alors, indépendamment de l'imprécision oonnue des prooédés de trempage ou analogues, supporter l'inconvénient que fréquent- ment les parties constitutives ne coïncident pas exactement, et que des déformations correspondantes ne peuvent être que diffioilement évitées ; les objets oompo rtent des joints dont la suppression ou la dissimulation entraînent enoorees mesures spéoiales.
On a d'autre part proposé déjà de fabriquer des objets de caoutchouc oreux en additionnant des di spersions aqueuses
<Desc/Clms Page number 2>
de caoutchouc de quantités appropriées de substances provo- quant la solidification du caoutchouc sous l'effet de la oha- leur, substances telles que le sulfate de calcium ou autres sels de métaux bivalents, tels que le magnésium, le zino, et autres, le mélange étant introduit dans des moules en plu- sieurs parties et pourvus d'une ouverture de remplissage. Les moules doivent être chauffés assez longtemps , pour dlu'une oouohe suffisamment épaisse de caoutchouc solidifié se soit déposée sur leurs parois internes.
Ensuite, le mélange res- tant, encore fluide, est vidé hors du moule, l'objet est éloigné de oelui-oi, fermé, séohé, et éventuellement vulcanisa.
De cette manière, également, il n'est pas possible non plus de fabriquer des objets creux sans joints. Un autre inoonvé- nient de ce procédé réside dans le fait que la détemination de l'épaisseur des parois de l'objet n'est que très relative, et que l'on doit en outre compter fréquemment sur des pertes de matière, paroe que la quantité de mélange qu'on éloigne du moule a souvent été elle-même déjà influencée par la chaleur, et par suite la plupart du temps, ne peut plus être qu'employée avec certaines réserves, ou même plus du tout, en vue d'une opération ultérieure de ooulée et de solidifioa- tion.
Or, on a trouvé qu'en prooédant d'une certaine manière, on pouvait obtenir des objets creux en caoutchouc et en éboni- te, de façon très simple, et en éoartant toutes les diffioul- tés ci-dessus mentionnées ; les dits objets, contrairement à ce qu'il est aveo tous les produits de ce genre connus jusqu'à présent, sont absolument sans joints et, du fait qu'ils sont établis en partant de quantités déterminées à l'avance de la matière de départ, peuvent présenter une épaisseur de parois sus ceptibles d'être exactement prévue.
Ceci est obtenu.. con- formément à l'invention, du fait que des dispersions aqueuses
<Desc/Clms Page number 3>
de oaoutohouo , additionnées des produits propres à provoquer leur gélifioation, sont introduites dans des moules en plusieurs parties, en quantités répondant à la dimension et à l'épaisseur des parois des objets à fabriquer, les moules étant ensuite fermés. On provoque la prise dans ces moules, qui sont mis en rotation suivant plusieurs axes, de façon. continue ou dis- continue, et dans des conditions répondant à l'addition gélifiante offectuée dans chaque cas. La rotation suivant plusieurs axes est, naturellement, provoquée oonvenablement de telle façon qu'on réalise une répartition aussi régulière que possible de la masse introduite, sur la paroi interne du moule.
Les gaz libérés éventuellement lors de la gélifioation parviennent jusque dans la cavité interne des orops creux en cours de fabrication, et augmentent ainsi de façon favorable la pression des masses en prise oontre la paroi inte me du moule. Lorsque la gélifioation est accomplie, les moules sont désassemblées et les corps creux qu'on en retire, oomplètement fermés, sont alors séchés dans des conditions qui permettent l'évacuation de l'eau contenue dans ceux-ci.
Comme dispersions de caoutchouc de ce genre, appropriées à la gélifioation, on peut employer oelles du genre ci-dessus mentionné, et oelles qui sont additionnées de produits ne pro- voquant la prise que sous l'aotion de la ohaleur . En oonsé- quenoe, la rotation autour de plusieurs axes des moules garnis de quantités dosées de tels mélanges devra alors être provo- quée aveo un apport de calories approprié à chaque cas, et cet apport devra se poursuivre jusqu'à ce que l'on ait atteint la solidification néoessaire. Les données convenables seront à déterminer facilement par la pratique,pour chaque cas, à l'aide d'essais préliminaires.
D'autre part, on peut aussi, dans le cadre du présent prooédé, travailler à l'aide de dispersions de caoutchouc qui, selon une invention antérieure delà Société déposante, faisant l'objet de la demande de brevet française
<Desc/Clms Page number 4>
du 2 novembre 1932, -pour " Procédé de fabrication d'objets en oaoutohouo et ébonite". sont additionnées de matières appro- priées, et en quantités oonvenables, par exemple le nitrate d'ammonium, provoquant déjà à la température ordinaire,eten un temps pouvant être déterminé à l'avance, la gélification des masses caoutchouteuses. Dansoe cas, naturellement, le ohauffa- ge sus-indiqué des moules garnis des mélanges de ce genre peut être supprimé.
Dans certains cas, il est toutefois avan- tageux d'utiliser additionnellement un chauffage, pour régler de façon oorrespondante le développement de la gélifioation.
Ainsi, en vue de l'application du présent procédé, an peut utiliser tout es les dispersions de oaoutohouo qui peuvent être rendues instables par l'action de matières additionnelles appropriées quelconques, n'agissant éventuellement que sous l'action de la chaleur, o'est-à-dire par l'effet des amtière additionnelles agissant en partioulier par renversement de la charge des particules de caoutchouc chargées négativement,et qui peuvent être amenées à la gélifioation par la libération de l'action de ces matières.
Il est bien évident que le remplissage des moules par ces mélanges doit être effectué avant que la gélification commence; les matières additionnelles seront convenablement ajoutées aux dispersions aqueuses de caoutchouc Immédiatement seulement avant le rempli ssage des moules, et les moules ne seront ohauffés qu'après qu'ils auront été garnis du mélan- ge.
Comne matières additionnelles de ce genre, pouvant être employées soit seules soi t en mélange, on indiquera par exem- ple les sels d'ammonium, comme le nitrate d'ammonium ci-dessus mentionné, le formiate d'ammonium, le ohlorure d'ammonium,et l'acétate d'amnonium, En ce qui oonoerne ce dernier, il est recommandable de l'ajouter en solution de façon à éviter une coagulation partielle ou looale, qui pourrait influencer défa-
<Desc/Clms Page number 5>
varablement lae oontexture des produits finis. Comme produits additionnels de solidification de oe genre, on indiquera en- oore par exemple les sels de zino, comme le carbonate de zino, l'oléate de zino, et autres, ainsi que les sels de métaux aloalino-terreux, et différents aoides, comme par exemple l'acide aoétique.
Comme de petits essais préliminaires permettent aisé- ment de le déterminer dans chaque cas, la quantité et la nature, ou la oomposition des matières additionnelles pour- ront être soit ohoisies de telle façon que la gélifioation ne s'effeotue que sous l'aotion de la chaleur, ou également sans apport de calories, à la température ordinaire, et en un temps prédéterminé. Un mélange additionnel particulière- ment approprié qui, même à fm id, amène une prise rapide et complète, est par exemple un mélange d'oxyde de magnésium, de triphosphate de sodium et de chlorure d'ammonium.
Outre les produits additionnels oi-dessus mentionnés, amenant la gélifioation , on peut aussi incorporer encore aux dispersions aqueuses de oaoutohouo les matières d'apport habituelles, telles que oharges, colorants, agents de vuloa- nisation, accélérateurs de vulcanisation, et autres, et le traitement final des produits ainsi obtenus peut être pour- suivi en oonséquenoe, par exemple en vue de leur vuloanisa- tion. C'est ainsi que par exemple à l'aide d'additions suffi- samment importantes d'agents de vulcanisation, comme par exemple le soufre, et par utilisation de températures de par exemple 140 environ, il est également possible d'obtenir des produits en ébonite, dont le travail peut être poursuivi comme il en est pour oette matière, par exemple polis.
L'em- ploi de oharges, comme par exemple le carbonate de calcium précipité, est dans certains cas et même en fortes quantités spécialement avantageux, car non seulement la fabrication s'en trouve rendue moins onéreuse, mais encore la résistance des
<Desc/Clms Page number 6>
produits finis, à l'abrasion par exemple, peut en être accrue.
Dans tout ce qui précède, on doit comprendre par disper- sions aqueuses de oaoutohouo oelles des natures les plus dif- férentes, tant oelles de caoutchouc naturel que de caoutchouc synthétique, comme par exemple le latex naturel, oonservé, concentré, vuloanisé et/ou préaggloméré, les dispersions aqueu- ses de caoutchouc brut ou de caoutchouc vulcanisé, ou de pro- duits synthétiques obtenus par exemple à partir de l'isoprène, du butadiène ou autres corps analogues.
On emploiera aveo un avantage partioulier les dispersions de forte concentration, telles que par exemple celles semblables au Revertex. Celles- oi offrent la possibilité avantageuse de permettre l'apport des différentes matières additionnelles en oombjnaison avec des quantités d'eau plus importantes, facilitant le mélange,- sans que, de ce fait, la teneur en résidu sec de la masse tota- le soit trop fortement abaissée .
S'il en est autrement, on peut aussi, toutefois, par emploi additionnel d'agents épais- sistants appropriés, comme par exemple la gomme de Karaya, le silioate de sodium, le silioofluorure de'sodium, et autres produits analogues, assurer une viscosité suffisante et enpê- oher une séparation ou décantation des ingrédients pulvérulents éventuellement ajoutés, et, partant, une irrégularité des pro- duits finis.
Un mélange typique pour la mise en pratique du présent prooédé consiste par exemple en :
EMI6.1
<tb> Latex <SEP> oonoentré, <SEP> dit <SEP> Revertex <SEP> 1300 <SEP> gr.
<tb>
<tb>
Carbonate <SEP> de <SEP> zino <SEP> 200 <SEP> g
<tb>
<tb>
<tb> Soufre <SEP> 30 <SEP> g
<tb>
<tb>
<tb> Diethyl-dithiooarbamate <SEP> de <SEP> zino <SEP> 10 <SEP> g
<tb>
<tb>
<tb> Eau <SEP> 415 <SEP> cm3
<tb>
Si l'on ajoute à oe mélange 230 cm3 d'une solution de nitrate d'ammonium à 30 %, on obtient la gélification de la masse dans le moule, si oelui-oi est chauffé par exemple
<Desc/Clms Page number 7>
à 80 - 90' environ . Avec le même mélange de départ, le pro- oessus se développe également à température ordinaire, si l'on augmente de façon correspondante la proportion de l'addi- tion d'agent de gélifioation,par exemple en incorporant au mélange de Revertex ci-dessus 500 om3 d'une solution de nitrate d'ammonium à 55-71 %.
Le chauffage auquel il faut éventuellement prooéder pen- dant la rotation des moules autour de plusieurs axes peut par exemple être réalisé en faisant tourner les moules au-dessus d'une eau très ohaude, de telle façon qu'ils ne plongent toujours que passagèrement dans oette eav, et ne soient autre- ment que baignés par la vapeur émanant de cette eau. D'autre part, on peut aussi faire tourner les moules seulement dans une atmosphère de vapeur, ou autrement ohauffée.
Dans beauooup de cas, il est désirable de do me r aux ob- jets creux des dimensions supérieures à oelles oorrespondant aux moules. Ce résultat peut être obtenu de la façon la plus simple, du fait qu'avant ou après le séchage, et par exemple à l'aide d'une aiguille creuse piquée dans leur paroi, et dans laquelle on fera passer de l'air oomprimé, lesdits objets seront gonflés, l'ouverture étant ensuite obturée ou soellée par exemple à l'aide d'un peu de caoutchouc mou, pour autant que ladite ouverture ne se referme pas-d'elle-même. En vue du gonflage, on peut aussi noyer dans les corps creux un bouchon ou bossage spécial, au travers duquel l'aiguille creuse ou autre dispositif analogue sera enfonoée.
On pourra prooéder de la manière la plus simple à la fixation de ce bouchon en l'introduisant dans le moule, en même temps que le léchage non encore gélifié. Grâce à la rotation des moules, le bouchon ou bossage se trouvera automatiquement appliqué en un point quel- conque de la paroi interne, et pris en cet endroit dans la oou- ohe de oaoutohouo qui l'environne. La hauteur du bouchon est convenablement, à déterminer suivant l'épaisseur calculée des
<Desc/Clms Page number 8>
parois des objets à fabriquer, si l'on ne tient pas à ce que ledit bouohon ne soit que partiellement noyé dans la paroi :la faoe interne des parois des corps creux pourra donc être également oontinue, en cet endroit.
Un tel gonflage, en partioulier avant le séchage, présente en même temps l'avantage que l'on peut ainsi, en partant d'un moule unique, fabriquer des objets de oaoutohouo creux de tailles différentes, et que l'on peut ainsi s'en tenir plus aisément aussi à la dose minimum de mélange à introduire dans les moules , qu'il oonvient judicieusement de respeoter pour assurer une distribution pratiquement régulière du mélange sur toutes les parties de la paroi des moules.
Le séohage des objets, encore mioroporeux après avoir été retirés des moules, et ne devenantoompaots que seulement après oe séchage, ainsi qu'on l'a déjà indiqué, doit s'effectuer dans des conditions qui permettent l'évacuation de l'eau qui y est contenue. Ainsi, et par exemple grâoe à un chauffage d'a- bord très léger, on évitera que les pores de la couche exter- ne ne se ferment prématurément, empêchant ainsi la sortie de l'eau encore présente à l'intérieur des parois.
Un séchage approprié est par exemple effectué en lavant d'abord pendant un temps assez long, par exemple 3-4 heures, les produits solidifiés après les avoir retirés des moules et éventuellement gonflés, puis ensuite en les chauffant d'abord très doucement, par exemple à 25-30'. La température est ensuite progressive- ment élevée, jusqu'à par exemple 40 . On peut oompter sur un temps de séohage total de 2 jours environ, si le prooessus de séohage n'est pas accéléré à l'aide d'un ventilateur ou autre dispositif analogue.
En outre, les produits obtenus peuvent encore être soumis à un traitement oourant de gonflement des parois, par exemple en les plongeant dans une solution de caoutchouc éventuellement colorée, ou simplement dans un solvant de caoutchouc. On détruit
<Desc/Clms Page number 9>
par oe traitement le caractère spécifique de la pellicule de latex, et la matière subit un gonflement. Les)objets ain- si traités peuvent encore être avantageusement soumis à une vulcanisation à froid de la solution de caoutchouc adhéren- te, par exemple au moyen de monoohlorure de soufre, qui fournit un bon produit, sans les inconvénients autrement habituels aveo la vulcanisation au ohlorure de soufre, dans le travail du latex.
Atèendu que les produits de gélification obtenus dans les moules, comme déjà mentionné, sont oonstitués par des masses homogènes, oontenant l'eau en répartition régulière, il n'est pas nécessaire d'utiliser des moules poreux. On peut par suite utiliser avantageusement par exemple des mou- les en métal léger coulé.
En prooédant suivant l'invention, on peut naturellement aussi fabriquer des objets de oaoutohouo et d'ébonit oreux, qui, oonme les chaussures par exemple, ne sont pas complète- ment fermés, dans leur forme définitive. On peut par exem- ple fabriquer ainsi des bottes de caoutchouc, en formant d'abord des corps oreux complètement fermées à l'origine, et y ménager alors, par seotiomementde l'extrémité supérieu- re, ou tige, l'ouverture nécessaire à l'usage de la ohaussu- re.
Un dispositif particulièrement approprié à la mise en pratique du présent prooédé consiste @ un un arbre principal pourvu de bras radiaux et éventuellement monté dans un réoi- pient susceptible d'être chauffé , des moules oreux en plusieurs pièces, susoeptibles d'être détachés et mis en rotation, étant prévus aux extrémités des bras radiaux,les dits moules étant mis en rotation continue ou discontinue autour de l'axe des bras radiaux, au moyen d'organes fixes, au cours de la rotation de l'arbre principal. Convenablement , on prévoit à cet effet, sur chaque bras radial, une douille tubulaire sur ohaoune desquelles peut être fixé un moule
<Desc/Clms Page number 10>
à l'aide d'un raccord approprié, par exemple un raccord à baïonnette.
Chaque douille porte des dents, des doigts ou autres oiganes analogues lesquels, durant la rotation de l'arbre principal, viennent rencontrer des saillies ou tenons fixes correspondants, et provoquent ainsi la rotation des moules, sur un angle susceptible d'être déterminé dans oha- que oas.
Un dispositif du genre ci-dessus mentionné est montré schématiquement en un exemple de réalisation dans les dessins annexés où :
La fig. 1 montre l'appareil coupé suivant la I-I de la fig. 2.
La fig. 2 montre elle-même une ooupe passant par la li- gne II-II de la fig. 1.
La fig. 3 est) une coupe suivant la ligne III-III de la fig. 1.
L'appareil représenté est destiné au traitement de mélanges qui nécessitent l'aotion de la chaleur, pour donner lieu à une gélifioation dans la mesure désirée. Il se compose d'un bao 1, portant un arbre 2, lequel peut être mis en rota- tion grâoe à une source de force motrice extérieure. Cet arbre 2 est monté dans des paliers 3, qui sont fixés sur des ouvertures correspondantes dans les parois du bac 1. L'arbre 2 porte des manohons 4, à chacun desquels se raccordent oinq bras radiaux 5. Des douilles tubulaires 6 sont ainsi fixées aux bras radiaux 5 que ces douilles tournent autour de leur axe, mais ne peuvent se déplacer longitudinalement.
Chacune de ces douilles tubulaires 6 porte un moule sphérique 7 en deux parties par exemple établi en métal léger , qui, au moyen d'un embout, et oontre l'action du ressort 8, peut être introduit dans la douille tubulaire 6, et y être assujetti au moyen du raooord à baîonnette 9.
Chaque douille tubulaire 6 comporte un organe 10 de seo-
<Desc/Clms Page number 11>
tion oarrée, lequel comporte lui-même quatre saillies ou dents 11. Celles-ci se déplaoent à la surface cylindrique d'un collet 12, rigidement relié au palier 3. Pendant la plus grande partie de la rotation de l'arbre principal, les douilles tubulaires 6 ne peuvent tourner autour de leur axe, o'est-à- dire sur les bras 5, paroe que les faoes planes des organes 10 glissent le long de la surface d'extrémité plane du collet 12. Ce dernier est toutefois pourvu d'un tenon 13 saillant, qui se trouve dans le trajet des dents 11, et il comporte encore un dégagement 14.
Attendu que chaque dent, à chaque rotation, entre une fois en contact aveo le tenon 13, la douille tubulai 6 reçoit chaque fois aussi une rotation de 90., en même temps que le moule 7, le dégagement 14 reoe- vant l'arête correspondante de l'organe 10 de la douille tubulaire, et permettant ainsi sa rotation.
Chaoun des moules se compose de deux parties, assem- blées par l'étrier 15 et la vis de fixation 16. Afin de pouvoir fabriquer des balles, avec ce dispositif, ces moules sont détachés des douilles tubulaires et ouverts. On intro- duit dans chaque moule une quantité prédéterminée d'un mé- lange de la nature indiquée plus haut, ne pouvant prendre que par action de la chaleur. Les moules sont alors fermés et engagés dans les douilles tubulaires, après quoi l'arbre principal peut être mis en rotation, le bac ayant été garni d'une faible hauteur d'eau trèshaude.
Le bac peut être aussi alimenté en vapeur par la oanali- sation 17. Au début, les moules sont convenablement mis en rotation, par exemple pendant 1 - 2 minutes, dans le bao ouvert, attendu que de oette façon les parois des moules sont garnies de façon particulièrement régulière, avant que la gélification proprement dite commence. On place ensuite un couvercle sur le'bac, et la rotation est poursuivie,jusqu'à ce que tout le mélange soit)pris. La poursuite du traitement
<Desc/Clms Page number 12>
des objets oreux extraits des moules retirés et ouverts s'effec- tue de la manière oi-dessus indiquée.
Si l'on utilise des mélanges qui se gélifient en un temps pré-déterminé, sans application de la chaleur, et dont la prise ne doit pas être réglé par @ apport de oalories, le bao en question et son dispositif de chauffage pourront naturel- lement être supprimés. Si l'on emploie de tels mélanges, il est alors judicieux de rendre également aussi régulière que possi- ble la rotation)des moules garnis autour de l'axe de bras ra- diaux. Les dispositifs intéressés, décrits plus hast, pourront à cet effet être par exemple remplaoés par des cour ornes den- tées, qui pourrait être fixées d'une part aux douilles tubu- laires des bras radiaux, et d'au tre part au palier de l'arbre principal, ces oouronnes engrenant respectivement.
Il convient de men tionner aussi que les deux axes autour desquels doit s'effectuer la rotation des moules garnis ne doi- vent pas foroément être toujours orientés perpendiculairement l'un par rapport à l'autre. Selon les besoins, on pourra leur donner aussi une autre orientation réciproque. Cette der- nière mesure se reoonmande en particulier en vue de la fabri- oation d'objets oreux en oaoutohouo et en ébonite tels que des jouets par exemple, de Tonne non sphérique.