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Perfectionnements au traitement du latex à oaoutohouo et des dispersions de caoutchouc aqueuses analogues.. @
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Cette invention a trait au traitement du latex à caoutchouc et des dispersions de caoutchouc aqueuses analqgues,
Il est bien connu que;
pour la plupart des applica- tions que le caoutchouc est appelé à recevoir,.il est généralement nécessaire de plastifier le caoutchouc brut ou, en dtautres termes, de diminuer son "nerf" et
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sa rigiditè, On effectue usuellement cette plastificap tion du caoutchouc brut en le soumettant à une mastica- tion mécanique sur une machine à rouleaux eu quelque masticateur équivalent, et cette opération est à la fois longue et coûteuse étant donné qu'elle nécessite l'ins- tallation et l'emploi de machines puissantes et chères, De plus, la mastication prolongée du caoutchouc tend
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sérieusement à diminuer ses propriétés physico-mécani- ques, même dans le cas du produit vulcanisée Elle tend aussi à diminuer Les propriétés de vieillissage du caoutchouc.
De plus, dans la but de faciliter cette mastication du caoutchouc, il est actuellement de pratique courante dtajouter au caoutchouc, dans le masticateur à rouleaux ou machine analogue, des substances appelées "plastifiants" ou "ramollissants", par exem- ple des huiles minérales ou végétales, des goudrons, du brai et des produits analogues, et l'application de ces substances supplémentaires augmente encore le prix de revient de la plastifioation, En outre, la substance ajoutée tend fréquemment à nuire aux propriétés du caoutchouc fini.
Il est aussi bien connu à. l'heure actuelle qu'on peut obtenir des objets de caoutchouc directement à l'aide du latex à caoutchouc que divers procédés se sont généralisés plus ou moins récemment dans l'indus- trie du caoutchouc qui permettent la production directe d'articles en caoutchouc à l'aide de latex, et que le caoutchouc des objets ainsi fabriqués directement possè- de des propriétés physioo-mêoaniques et anti-vieillis- santés de beaucoup supérieures à celles des objets de caoutchouc fabriquas par le procédé usuel consistant à coaguler le caoutchouc dans le latex et à soumettre en- suite le coagulum à une mastication mécanique, Toute.. fois, les qualités supérieures de ce caoutchouc,
qui sont probablement dues au fait qutil n'a pas été soumis à la mastication et à ses effets nuisibles, sont souvent contrebalancées jusqu'à un certain point par un degré excessif de rigidité ou de raideur du caoutchouc, qui rend oelui-ci impropre à certains usages qu'il aurait autrement pu recevoir.
La demanderesse a maintenant découvert que le caout-
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chouc peut être plastifié au sein du latex lui-même par un traitement approprié dudit latex, oe qui supprime in grande partie, sinon entièrement, la nécessité de soumettre à une mastication mécanique le caoutchouc brut dérivé du latex et que, par un réglage convenable du traitement, il est possible de déterminer à volonté le degré de ramollissement ou de plastification du caout- ohouo réalisé dans le latex..
Le procédé de traitement du latex à caoutchouc et de dispersions de caoutchouc aqueuses analogues suivant la présente invention est caractérisé par le fait qu'on amène la dispersion en contact intime avec de ltozone de façon à soumettre le caoutchouc'de la dispersion à une plastification préalable.
%'ozone peut être appliqué soit seul, soit à l'état dilué par un gaz tel que l'air qui est sensiblement inerte à l'égard du latex.
Le procédé est applicable aux dispersions aqueuses de caoutchouc en général, quelle que soit leur teneur en caoutchouc, et s'applique à la fois aux dispersions naturelles et artificielles et aux dispersions naturel.. les qui ont été modifiées par l'addition de certains réactifs bien connus de l'homme du métier,
Si nécessaire, dans le but d'empêcher une coagula- tion prématurée de la dispersion pendant son traitement par l'ozone, on peut assurer la présence, dans la dis- persion, d'un anticoagulant ou agent de stabilisation tel que l'ammoniaque.
Pour 1?homme du métier, il est assez remarquable que le traitement du latex ou matière analogue par de lozone suivant la présente invention donne les résul tats satisfaisants constatés, étant donné que l'ozone est généralement considéré comme étant extrêmement nui- sible au caoutchouc: en fait, il est notoire que si on
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laisse du caoutchouc ordinaire -- vulcanisé ou non -- en contact avec de l'ozone, même dilué par un gaz iner- te, il en résulte une détérioration rapide du caoutchouc, bientôt suivie de sa destruction complète.
Cependant, ainsi qu'il a été spécifié précédemment, la demanderesse a découvert qu'il est possible, en traitant du latex à caoutchouc ou une dispersion analogue de caoutchouc par de ltozone ce qui s'obtient par exemple, en faisant pas- ser sous forme de bulles à travers cette dispersion un courant d'oxygène ozonisé ou d'air ozonisé tel que celui quon peut obtenir à l'aide d'un ozonateur de l'un quelconque des types connus, de ramollir notable- ment le caoutchouc du latex sans nuire, au moins à un degré appréciable, à ses propriétés physico-mécaniques et à ses propriétés de vieillissage, En outre, comme indiqué précédemment,
la demanderesse a découvert qutil est possible de régler le degré de ramollissement ou de plastification du caoutchouc par uh réglage approprié du traitement par un agent oxydant.
Dans la mise en pratique du présent procédé, on constate quelquefois qu'une légère altération des pro- priétés physico-mécaniques et de Vieillissage ducaout- ohouc final obtenu tend à se produire probablement à cause de la présence d'un excès dtozone libre résiduel dans le latex traité après que celui-ci a été ozonisé, et aussi, probablement de la présence de peroxydes et dtautres composés oxygénés instables qui prennent nais- sanoe dans la dispersion de caoutchouc pendant ce trai- tement,
On obvie jusqu'à un certain point à cette tendance par l'addition des accélérateurs et anti-oxydants usuels usuellement appliquée dans les mélanges de caotohouc, mais il serait évidemment très désirable qu'on puisse la contrecarrer pa r quelque moyen indépendant,
d'autant
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plus que, dans le cas de la fabrication de certains ty- pes de caoutchouc, il se peut qutun anti-oxydant ou un accélérateur (ou tout au moins un accélérateur ayant le pouvoir de neutraliser les effets nuisibles de lozoni- sation du latex) ne soit pas incorporé au mélanges.
Suivant une autre caractéristique de la présente invention, on peut supprimer la tendance susmentionnée à la légère altération des propriétés physico-mécaniques et de vieillissage du caoutchouc final obtenu par le procédé un introduisant dans la dispersion de caoutchouc, après son ozonisation -- et de préférence immédiatement avant sa coagulation --, une faible quantité dun agent réducteur qui est sensiblement inerte à l'égard du caoutchouc et sensiblement impropre à coaguler la dis- persion.
Comme agents réducteurs appopriés au but envisagé on peut se servir de toutes substanoes réductrices en général, pourvu que ces substances soient inertes à l'égard, ducaoutchouc et ne provoquent pas la coagulation prématurée de la dispersion. Il y a lieu de remarquer toutefois qu'on a obtenu des résultats particulièrement bons à l'aide des sulfites, bisulfites, hydrosulfites et sulfoxylates (en particulier du sodium et du potas- sium) et de mélanges, d1hydrosulfites et de sulfoxylates (par exemple des mélanges de ce genre appelés "rongali- tes".
La proportion de substance réductrice incorporée au latex ou autre dispersion de caoutchouc à traiter peut varier considérablement selon la composition de la dis- persion ou mélange envisagé. Par exemple, on constate que la tendance à l'altération des propriétés utiles du caoutchouc final de divers latex comme résultat de l'ozonisation du latex initial ou du mélange de latex est plus grande pour certains que pour d'autres. En
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outre, ainsi qu'il a été spécifié précédemment, la présence de certains accélérateurs de la vulcanisation peut incidemment diminuer l'effet nuisible de l'ozoni" sation de la dispersion et, dans ce cas, on pourra di- minuer dans une mesure appropriée la quantité de réduc- teur ajoutée à la dispersion.
Toutefois, un simple essai préliminaire permettra de déterminer facilement dans tout cas donné la proportion convenable dtagent réducteur à appliquer.
A cet égard, il y a en outre lieu de remarquer,, à titre d'indication pouvant servir de guide, que, d'une façon générale, la proportion nécessaire d'agent réduo- teur varie d'environ 1 à 5 pour cent, sur la base du poids de la teneur en caoutchouc sec de la dispersion, et qu'un pourcentage moyen, dans le cas d'une dispersion de caoutchouc vuloanisable appropriée à la fabrication directe d'objets en caoutchouc par le procédé de dépôt par la chaleur, par exemple le procédé décrit dans le brevet belge N 348;
111 du 18 janvier 1928, avec le bisulfite de sodium appliqué à titre d'agent réduoteur, est 2 pour cent,
En ce qui concerne cette partie de la présente in- vention, il va de soi que l'addition de sulfites, bisul- fîtes et agents réducteurs analogues à des dispersions aqueuses de caoutchouc ne constitue pas, en soi, une des caractéristiques de cette invention, étant donné que cette addition par elle-même est évidemment bien connue dé l'homme du métier, par exemple en vue de l'obtention d'un caoutchouc crêpe titane ou pâle à l'aide de latex,
La caractéristique de la présente invention consiste dans Inapplication d'agents réducteurs du genre précé- demment spécifié en combinaison avec le traitement d'o- zonisation sus-mentionné.
La demanderesse a découvert que l'effet ramollissant
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ou plastifiant obtenu par le présent procédé est plus ou moins proportionnel à. la quantité dozone appliquée et, à cet égard, on indiquera, pour servir de guide dans la détermination de la quantité d'ozone nécessaire dans le procéda que, par l'introduction de 30 à 50 milli- grammes d'ozone par litre de latex de teneur normale en caoutchouc,
on produira un effet ramollissant qui sera approximativement l'équivalent de lseffet d'une masti- cation de. 50 minutes du caoutchouc brut dans un masti- oateur à rouleaux
Le latex à caoutchouc ou autre dispersion conserve sensiblement sa fluidité pendant le traitement par ltozone et ce traitement ne donne pas naissance à la formation de grumeaux ou agrégats dans le latex, Par conséquent, on peut facilement employer le latex traité pour la production directe d'objets en caoutchouc par l'un quelconque des procédés directs connus, par exemple celui décrit dans le brevet belge N 348111 précité ou par le procédé analogue -- appelé ci-après procédé (b)
-- qui est caractérisé par l'application.à titre d'é- paississant et de coagulant -- latent et activé par la chaleur -- du latex, d'un mélange d'un des sels d'ammo- nium d'un acide fort, par exemple du sulfate. du chlo- rare ou du nitrate d'ammonium, avec un oxyde de solubi- lité relativement faible d'un métal de bivalenoe fixe faisant partie du deuxième groupe du système périodique, par exemple un des oxydes du calcium, du magnésium et du zino; ou par un second procédé analogue rappelé ci- après procédé(c) -- consistant dans l'application, égale'-' ment à titre dépaississant et de coagulant activé par la chaleur, d'une guanidine di-substituée :aromatique, par exemple de la diphényl-guanidine symétrique, de la phényl -o-ttolylguanilins symétrique et de la di-o-to- lylguanidine symétrique;
ou par le troisième procédé
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connu -- appelé diaprés procédé (d) -- caractérise par l'application de latex vulcanisé à titre de dispersion fondamentale dans le procédé-
Le caoutchouc des objets fabriqués direotement par ces procédés connus à l'aide d'un latex ayant été traité selon la présente invention possède généralement une douceur plus grande en comparaison avec le caoutchouc des objets qui ont été fabriqués par les mimes procé- dés à l'aide d'un latex ordinaire, c'est-à-dire d'unm latex n'ayant pas été traité de la manière qui carac- térise cette invention.
A titre d'alternative à Inapplication du latex traité en vue de la fabrication directe d'objets de caoutchouc, on peut, après le traitement par ltozone, coaguler ce latex par l'un quelconque des procédés connus et façonner le caoutchouc coagule brut ainsi obtenu pour le transformer en objets de caoutchouc com- me on le faisait jusque ce jour, bien entendu sans avoir recours à une mastication ou au moins à autant de mastication qu'il était nécessaire jusqutà ce jour et sans l'addition de ramollissants, ou avec une quanti- té de ramollissant notablement inférieure à celle qui est usuellement nécessaire
Le traitement du latex par ltozone et sa coagulation subséquente peuvent avantageusement être réalisés à la plantation de caoutchouc aussitôt après que le latex a été récolté des arbres,
le caoutchouc "pré-plastifié" ainsi obtenu étant ensuite transporté expédié aux pays où s'effectue la fabrication, de la manière usuelle.
Dans la pratique, le procédé suivant 1'invention peut être réalisé de la façon suivante,. On insuffle de ltair ou de ltoxygène à ltaide d'un ventilateur à travers tout ozonateur approprié et l'on fait passer sous forme de bulles le mélange dtozone et d'air (ou d'ozone et d'oxygèns) ainsi obtenu à travers une masse
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du latex à traiter. Le courant d'air ou d'oxygène qu'on fait passer à travers l'ozonateur est réglé selon la capacité de travail de cet appareil et la quantité d'o- zone qui doit être amenée en contact avec le latex .
Le courant de gaz ozonisé traversant le latex sous forme de bulles sert en même temps d'agent agitateur pour mainte-. nir toutes les parties de la masse de latex uniformément en contact avec l'ozone introduit,,
Ainsi, par exemple, on peut faire passer un courant d'air à travers un ozonateur capable d'ozoniser, par heure, 250 litres d'air, à raison de 50 milligrammes d'ozone par litre, On fait alors passer le courant résultant d'air ozonisé, pendant une période de 10 heures, à travers un récipient contenant 15 litres de latex de teneur normale en caoutchouc. ce -qui introduit dans le latex environ 33 milligrammes d'ozone par litre,,
Pendant ltozonisation du latex, la température de ce dernier est maintenue entre 15 et 40 C.
On laisse alors le latex ozonisé reposer à la tem- pérature ambiante de 3 à 60 heures, par exemple, et il est alors prêt pour l'emploi. cet égard, on remarquera que L'effet de ramollis- sèment exercé sur le latex comme résultat du traitement par l'ozone semble augmenter graduellement après le traitement et que, pour cette raison, il est générale- ment nécessaire ou préférable de laisser le latex traité reposer pendant qualque temps de la façon décrite avant de s'en servir, c'est-à-dire avant de l'additionner des ingrédients vuloanisateurs et des autres adjuvants du caoutchouc destinés, le cas échéant, à être mélangés avec le latex au cours de l'utilisation dudit latex,
Toutefois,
dans le but de contrecarrer ou de se prémunir contre toute tendance à l'altération que les propriétés utiles du caoutchouc fini produit à l'aide
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du latex traité sont susceptibles de subir en raison de son ozonisation, on peut, avant de se servir du latex traité et après L'avoir laissé reposer à la température ambiante pendant un certain temps, l'additionner d'une faible proportion (telle que 3 % du poids de la teneur en caoutchouc sec de la dispersion) de bisulfite de so- dium ou d'un agent réducteur équivalent pour L'usage envisagé,
On peut maintenant employer le latex traité, que ce soit pour préparer du caoutchouc par le procédé de coagulation usuel ou pour fabriquer des objets de caoutchouc par un procédé direct tel que le procédé d'enrobage par immersion, l'électrophorèse.
le dépôt par la chaleur etc,,
Exemple 1
On additionne 5 kg d'un Latent ozonisé (contenant environ 1650 g de caoutchouc sec), après ravoir Laissé reposer pendant 24 heures à la température ambiante, de 30 g de soufre, 60 g d'oxyde de zinc et 10 g de mer- aaptobenzothiazol, ces trois agents étant introduite à L'état dispersé sous forme d'une pâte avec 50 cc d'une suspension aqueuse à 10 % de gomme arabique et 150 cc d'eau, et finalement d'une suspension de 5 g de sulfate de calcium dans 20 oo d'eau.
A L'aide de la dispersion résultante il est facile de fabriquer directement des objets de caoutchouc par un procédé de dépôt thermique tel que celui décrit dans le brevet belge N 348.111 précité,,
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1IIxemp le II
On additionne 5 kg d'un latex ozonisé' contenant approximativsment 1650 g de caoutchouc (teneur à sec), après avoir laissé reposer ce latex pendant 24 heures
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à la température ambiante à la duite de l'ozonisation.
de 30 g de soufre, 50 g d'oxyde de zinc, 5 g de dithio oarbamate de pipêridyle et 30 g de béta-naphtyl-para- phénylènediamine, ces quatre agents étant ajoutés à 1?état dispersé sous forme d'une pâte avec 50 oc d'une solution auquese à 10 % de gomme arabique et 180 g d'eau, et l'on ajoute finalement une dissolution de 10 g de sulfate d'ammonium dans 50 cc d'eau,
La dispersion finale résultante est extrêmement satisfaisante dans la fabrication d'articles de caout- chouc par une opération de dépôt thermique ou une opération dextrudage à chaud selon le procédé ci-dessus.
Exemple III
On fait passer un courant dtair ozonisé sous forme de bulles à travers 600 litresde latex frais contenus dans un réservoir d'une contenance de 1000 litres, ce latex n'étant additionné d'aucune substance supplémen- taire. La teneur en ozone de l'air ozonisé et la pério- de de passage du mélange d'ozone et d'air à travers le latex sont telles que 33 milligrammes environ d'ozone sont introduits par litre de latex. On laisse reposer pendant 24 heures le latex traité, puis on ajoute la quantité requise diacide acétique ou autre coagulant et soumet le coagulum obtenu à ltun des divers procédés de traitement usuels.
Le caoutchouc brut ainsi obtenu peut être employé pour la fabrication des objets de caoutchouc sans masti- cation méeanique, ou tout au moins avec beaucoup moins de mastication mécanique que ce qui avait été nécessaire jusquà ce jour.
Exemple IV
On additionne 600 litres de latex ozonisé de la
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manière précédemment décrite, après avoir permis à ce latex de reposer pendant 48 heuresà la suite du trai- tement d'ozonisation, de 6 kg de bisulfite de sodium dissous dans la quantité d'eau nécessaire.
Après une nouvelle période de 24 heures de repos à la température ambiante, oh coagule le latex obtenu par le procédé de dépôt thermique susmentionné,
Il est probable que l'effet de ramollissement que l'ozone exerce sur le latex dans le présent procédé est dû à l'oxydation des globules de caoutchouc individuels dispersés dans le latex, cette oxydation ayant lieu principalement dans la couche superficielle du globule, et que la substance oxygénée ainsi engendrée est l'é- lément du latex traité qui constitue l'agent ramollis- sant ou plastifiant ducaoutchouc final, Il est bien entendu toutefois que ceci est une simple explication et ne doit pas être considéré comme limitant l'invention en aucune façon,
REVENDICATIONS
1.
Procédé de traitement du latex à caoutchouc et des dispersions de caoutchouc aqueuses analogues, ce procédé étant caractérisé par le fait que la dispersion est amenée en contact intime avec de l'ozone de façon à soumettre le caoutchouc qutelle contient à une plasti- fication préalable.