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Perfectionnements à la fabrication de fils en caoutchouc
Cette invention concerne les procédés de fabrication de fils de caoutchouc, et en particulier les procédés de fabrication de filaments, fils ou bandes, ci-après compris sous la dénomination générale de fils, à partir de dispersions coagulables de matières élastiques, telles que le latex de caoutchouc.
Le procédé de fabrication de filaments en caoutchouc à partir du latex, qui consiste à faire passer un courant de latex par un orifice dans un bain d'un agent de coagulation, tel que de l'acide acétique, ou de l'alcool, ou un mélange des deux, à retirer d'une manière continue le fil de caoutchouc
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formé, puis à le sécher et le vulcaniser si on le désire, est connu depuis un certain temps.
La présente invention concerne un procédé de fabrication de fils de caoutchouc à partir de latex ayant des pH différents, un latex étant directement coagulé sous forme de filament au moyen d'un autre latex sans l'emploi d'un coagulant qui ne soit pas du latex.
Suivant la présente invention le procédé de fabrication de fils de caoutchouc comprend la formation d'unelongueur continue de coagulum à partir de latex ayant des pH différents, au moins un de ces latex étant un coagulant pour un autre d'entre eux.
On emploie de préférence seulement deux latex ayant des pH différents. Bien entendu, un de ces latex doit être un coagulant pour l'autre.
Dans le mode de réalisation préféré de l'invention décrite ici, on fait couler un latex d'un pH déterminé dans la masse d'un latex ayant un pH différent, un de ces latex agissant comme coagulant vis-à-vis de l'autre et provoquant ainsi la formation d'un coagulum filiforme dans la masse de latex. Ce coagulum filiforme est retiré de la masse de latex, et l'opération se termine si on le désire par le durcissement ou la prise de la surface du fil, etpar le séchage. En pratique on préfère faire passer le latex à coaguler par une tuyère dans la masse principale du latex coagulant, mais on peut aussi avoir recours à d'autres dispositifs pour faire couler un latex dans l'autre, de manière à former un coagulum filiforme.
Si le latex sortant par la tuyère est celui qui doit être coagulé par la masse du latex à travers laquelle il circule, le fil sera formé principalement par la coagulation du courant sortant lui-même malgré qu'on trouve que le coagulum
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filiforme retiré du bain est revêtu de latex non coagulé.
D'autre part si le latex constituant la masse principale est celui à coaguler par le latex traversant la tuyère, un coagulum ou gel filiforme, entourant en premier lieu un noyau liquide constitué par le latex coagulant, est formé lorsque le latex coagulant quitte la tuyère pour venir en contact avec le latex à coaguler, mais ce fil ou filament creux devient sensiblement plein au cours de son passage à travers le bain ou pendant les phases subséquentes du processus. Le fil est revêtu de latex non coagulé quand on le retire du bain, tout comme dans le premier cas où le latex à coaguler coule dans le bain coagulant. Dans les deux cas ilest donc intéressant de durcir la surface du fil en le soumettant à une nouvelle opération de prise ou de coagulation.
Ceci peut s'obtenir en retirant le fil hors de la masse principale de latex sur un rouleau dont la surface est constamment humidifiée de coagulant, ou en appliquant du coagulant à la surface du fil après sa sortie du latex, par arrosage ou tout autre moyen, ou en faisant passer le fil dans une rainure dont le fond est percé d'un orifice par lequel le coagulant arrive en petites quantités, ou par d'autres méthodes encore selon l'habilité des gens du métier. Le calibre du filament dépend de celui de la tuyère, de la vitesse d'écoulement du latex à travers la tuyère, de la nature des latex,,de la rapidité de coagulation du latex, de la longueur du trajet dans le bain de latex, de la vitesse à laquelle on retire le filament du b ain.
Divers procédés peuvent être employés pour obtenir des latex acides stables. Il est habituellement désirable que la concentration en ions hydrogène du latex acide employé, ou d'un des latex acides employés quand il y a deux latex acides,
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ait une valeur du pH comprise entre 5 et 0 suivant le point iso-électrique effectif des globules de caoutchouc qui peut par exemple dépendre du point iso-électrique particulier du ou des co@oïdes de protection qu'on peut employer pour obtenir un latex acide stable. Ainsi le brevet américain n 1.699.368 de McGavack et Shive concerne un latex stable non coagulé ayant unoH compris entre 7 et 4,5 et contenant un préservatif organique efficace pour des latex acides ou basiques.
Le brevet américain n 1.699.369 des mêmes inven- teurs concerne un procédé de traitement du latex par un produit de réaction alcoyle-aryle-sulfonique et par de la formaldéhyde pour obtenir un latex stable non coagulé ayant une valeur du pH inférieure à 7. Le brevet américain Nikitin n 1.823.119 concerne un procédé pour produire un latex stable non coagulé ayant une valeur du pH inférieure à 7 et contenant un glucoside choisi dans le groupe comprenant la saponine, l'arbutine et la salicine. On peut aussi rappeler qu'il est possible de pré- parer des latex ayant une concentration en ions hydrogène inférieure ou égale à 7, auxquels on peut ajouter des sels minéraux tels que du nitrate de thorium pour inverser le signe de la charge des globules de caoutchouc.
Des latex ayant été soumis à ce traitement peuvent être coagulés par l'addition de quantités appropriées de latex alcalins.
Les exemples suivants montrent comment on peut réaliser l'invention.
EXEMPLE 1 -----------------
Un latex acide dont le pH est compris entre 7 et 4,5 est préparé par l'un ou l'autre des procédés décrits aux brevets américains 1.699.368 et 1.699.369 de McGevack et.Shive.
Le latex acide peut être mélangé suivant les désidérata et
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employé comme latex coagulant pour un latex alcalin qui peut être un latex ordinaire préservé à l'ammoniaque et mélangé suivant les desiderata comme latex à coaguler. Le latex alcalin peut couler par une tuyère dans le latex acide ou vice-versa.
Dans les deux cas un coagulum filiforme est enlevé du bain principal de latex et est préférablement durci par une coagulation ou une prise, par exemple au moyen d'un traitement par un acide et/ou un alcool, ou par une solution du sel d'un métal bivalent ou trivalent.
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Un latex peut être préparé comme dans l'exemple précédent par les procédés décrits dans les brevets de McGavack et Shive cités ci-dessus, et être mélangé suivant les désidéra,- ta.Mais dans ce cas le latex faiblement acide est le latex à coaguler, et le latex coagulant est un latex plus acide préparé par le procédé de Nikitin décrit dans le brevet américain n 1.823.119. Suivant le procédé décrit dans les bre- vets McGavack et Shive on peut ptéparer un latex ayant un pH compris entre 4,5 et 7, et suivant le brevet Nikitin on peut préparer un latex ayant une valeur du pH aussi faible oue 1.
Le latex faiblement acide préparé par le procédé de McGavack et Shive peut être coagulé au moyen d'un latex plus acide tel que ceux préparés par le procédé de Nikitin. Le latex coagulant peut être coulé dans le latex à coaguler ou vice-versa, comme on l'a décrit au sujet de l'exemple 1. Dans les deux cas il est pourtant avantageux et préférable de durcir la surface du fil après son enlèvement du bain, en le traitant par un agent de prise ou de coagulation comme on l'a décrit ci-dessus.
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EXEMPLE 3 ----------------
Dans ce cas le latex coagulant peut être un latex acide avec une valeur du pH aussi faible que 1, préparé de préférence suivant le procédé décrit dans le brevet de Nikitin, tandis oue le latex à coaguler peut être un latex alcalin, par exemple un latex ordinaire préservé à l'ammoniaque, les deux latex étant évidemment mélangés chacun comme on le dé- si re.
Les viscosités des divers latex, la façon de sé- cher le filament, la composition des latex en ce qui concerne leur=! divers éléments de mélange, la vitesse de l'écoulement d'un latex par la tuyère, la rapidité de l'enlèvement du fil hors de la masse de latex, et la longueur du trajet dans le latex peuvent être variées suivant les désidérata.
Les latex peuvent être vulcanisés, ou ils peuvent être non vulcanisés avec ou sans addition des éléments de vul- canisation. Si on désire un fil vulcanisé, on peut l'obte- nir en combinant aux divers latex des agents de vulcanisation appropriés, en formant un fil à partir de ces latex et en vulcanisant le produit final ; peut aussi former le fil à partir de latex vulcanisés comme on l'a suggéré plus haut, ou un fil formé à partir de latex non vulcanisés sans agent de vulcanisation, peut être soumis à l'action de liquides ou de v@peurs vulcanisantes ou de solutions comprenant des agents de vulcanisation.
De plus il est spécialement avantageux d'in- corporer les diverses parties des agents de vulcanisation dans les latex coagulant et à coaguler, quand on désire maintenir la température du fil aussi basse que possible au cours de la fabrication, de manière que les divers agents d'un mélange
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vulcanisant complet puissent se combiner dans les deux latex pour constituer un mélange vulcanisant conforme à l'invention contenue dans le brevet américain de Cadwell n 1.777.960.
De cette manière les deux latex peuvent être mélangés avec les éléments séparés d'un mélange vulcanisant complet à basse température sans présenter de danger de pré-vulcanisation du latex avant la formation du fil achevé. Quand un latex alcalin est coulé dans un latex acide, ou quand un latex acide est coulé dans un latex alcalin pour former un fil, le latex alcalin peut être rendu sensible à la chaleur par les procédés bien connus dans le métier tel que l'addition de petites quantités de sels de métaux bivalents ou trivalents dissous ou en suspension dans le latex, et le latex acide peut être maintenu à une température élevée.
De cette manière, si le latex alcalin sensible à la chaleur est coulé dans un latex acide chaud ou si un latex acide chaud est coulé dans un latex alcalin sensible à la chaleur, la coagulation sous forme de fil provoquée par la différence des valeurs des pH sera favorisée par les propriétés de sensibilité à la chaleur du latex coagulant.
Le terme "latex' dans la présente description et les revendications annexées est employé pour désigner d'une manière générale les dispersions coagulables ou matières élastiques tels que le latex naturel qui peut être préservé ou traité autrement selon les désidérata, à l'état normal, dilué, concentré ou purifié, produit par les procédés bien connus dans le métier. Ce terme doit aussi englober les dispersions artificielles du caoutchouc¯et des substances analo gues au caoutchouc pouvant être traitées suivant la présente invention et employées comme on l'a exposé.
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Improvements in the manufacture of rubber threads
This invention relates to methods of manufacturing rubber threads, and in particular to methods of manufacturing filaments, threads or bands, hereinafter included under the general name of threads, from coagulable dispersions of elastic materials, such as latex. of rubber.
The process of making rubber filaments from latex, which involves passing a stream of latex through an orifice in a bath of a coagulating agent, such as acetic acid, or alcohol, or a mixture of the two, to continuously remove the rubber thread
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formed, then drying and vulcanizing it if desired, has been known for some time.
The present invention relates to a process for making rubber threads from latex having different pHs, a latex being directly coagulated in the form of a filament by means of another latex without the use of a coagulant which is not natural. latex.
According to the present invention, the process for manufacturing rubber threads comprises the formation of a continuous length of coagulum from latex having different pHs, at least one of these latexes being a coagulant for another of them.
Preferably only two latexes having different pH are used. Of course, one of these latexes must be a coagulant for the other.
In the preferred embodiment of the invention described here, a latex of a determined pH is poured into the mass of a latex having a different pH, one of these latexes acting as a coagulant with respect to the other and thus causing the formation of a thread-like coagulum in the latex mass. This thread-like coagulum is removed from the latex mass, and the operation is terminated if desired by hardening or setting the surface of the thread, and by drying. In practice, it is preferred to pass the latex to be coagulated through a nozzle through the main mass of the coagulating latex, but it is also possible to have recourse to other devices to cause one latex to flow into the other, so as to form a filiform coagulum.
If the latex leaving the nozzle is the one which must be coagulated by the mass of the latex through which it circulates, the thread will be formed mainly by the coagulation of the current exiting itself despite the fact that the coagulum is found to be
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filiform removed from the bath is coated with non-coagulated latex.
On the other hand, if the latex constituting the main mass is that to be coagulated by the latex passing through the nozzle, a coagulum or filiform gel, firstly surrounding a liquid core formed by the coagulating latex, is formed when the coagulating latex leaves the nozzle. to come into contact with the latex to be coagulated, but this hollow thread or filament becomes substantially solid during its passage through the bath or during the subsequent phases of the process. The thread is coated with uncoagulated latex when it is taken out of the bath, just as in the first case where the latex to be coagulated flows into the coagulant bath. In both cases, it is therefore advantageous to harden the surface of the wire by subjecting it to a new setting or coagulation operation.
This can be achieved by removing the yarn from the main mass of latex on a roller whose surface is constantly moistened with coagulant, or by applying coagulant to the surface of the yarn after it exits the latex, by spraying or other means. , or by passing the wire through a groove the bottom of which is pierced with an orifice through which the coagulant arrives in small quantities, or by still other methods according to the skill of those skilled in the art. The size of the filament depends on that of the nozzle, on the flow rate of the latex through the nozzle, on the nature of the latex, on the speed of coagulation of the latex, on the length of the path in the latex bath, the speed at which the filament is removed from the bin.
Various methods can be employed to obtain stable acidic latexes. It is usually desirable that the concentration of hydrogen ions in the acid latex employed, or one of the acid latexes employed when there are two acid latexes,
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has a pH value of between 5 and 0 depending on the effective isoelectric point of the rubber globules which may for example depend on the particular isoelectric point of the protective co @ oid (s) which can be used to obtain an acid latex stable. Thus, US Pat. No. 1,699,368 to McGavack and Shive relates to a stable non-coagulated latex having unoH of between 7 and 4.5 and containing an effective organic preservative for acidic or basic latexes.
US Patent No. 1,699,369 by the same inventors relates to a process for treating the latex with an alkyl-aryl-sulfonic reaction product and with formaldehyde to obtain a stable, uncoagulated latex having a pH value of less than 7. US Patent Nikitin No. 1,823,119 relates to a process for producing a stable, non-coagulated latex having a pH value of less than 7 and containing a glucoside selected from the group consisting of saponin, arbutin and salicin. It may also be recalled that it is possible to prepare latices having a hydrogen ion concentration less than or equal to 7, to which mineral salts such as thorium nitrate can be added to reverse the sign of the charge of the blood cells. rubber.
Latexes which have been subjected to this treatment can be coagulated by the addition of appropriate amounts of alkaline latex.
The following examples show how the invention can be carried out.
EXAMPLE 1 -----------------
An acidic latex with a pH between 7 and 4.5 is prepared by one or other of the processes described in US patents 1,699,368 and 1,699,369 to McGevack et. Shive.
The acid latex can be mixed according to the wishes and
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used as a coagulating latex for an alkaline latex which may be an ordinary latex preserved with ammonia and mixed as desired as a latex to be coagulated. The alkaline latex can flow through a nozzle into the acid latex or vice versa.
In both cases a filiform coagulum is removed from the main latex bath and is preferably hardened by coagulation or setting, for example by means of treatment with an acid and / or an alcohol, or by a solution of the salt. a divalent or trivalent metal.
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A latex can be prepared as in the previous example by the methods described in the McGavack and Shive patents cited above, and be mixed according to the wishes, - ta. But in this case the weakly acidic latex is the latex to be coagulated , and the coagulating latex is a more acidic latex prepared by the Nikitin process described in U.S. Patent No. 1,823,119. According to the process described in the McGavack and Shive patents, a latex having a pH between 4.5 and 7 can be prepared, and according to the Nikitin patent a latex having such a low pH value of 1 can be prepared.
The weakly acidic latex prepared by the McGavack and Shive process can be coagulated using a more acidic latex such as those prepared by the Nikitin process. The coagulating latex can be poured into the latex to be coagulated or vice versa, as described with regard to example 1. In both cases, however, it is advantageous and preferable to harden the surface of the thread after its removal from the yarn. bath, treating it with a setting or coagulating agent as described above.
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EXAMPLE 3 ----------------
In this case the coagulating latex can be an acid latex with a pH value as low as 1, preferably prepared according to the method described in the Nikitin patent, while the latex to be coagulated can be an alkaline latex, for example a latex. ordinary preserved with ammonia, the two latexes being obviously each mixed as one would wish.
The viscosities of the various latexes, the way of drying the filament, the composition of the latexes with regard to their =! various mixing elements, the rate of flow of a latex through the nozzle, the rate of removal of the yarn from the latex mass, and the length of the path in the latex can be varied as desired.
The latexes can be vulcanized, or they can be unvulcanized with or without the addition of the vulcanizing elements. If a vulcanized yarn is desired, it can be obtained by combining the various latexes with suitable vulcanizing agents, forming a yarn from these latexes and vulcanizing the final product; can also form the yarn from vulcanized latexes as suggested above, or a yarn formed from unvulcanized latex without vulcanizing agent, can be subjected to the action of vulcanizing liquids or vapors or solutions comprising vulcanizing agents.
In addition, it is especially advantageous to incorporate the various parts of the vulcanizing agents into the coagulating and coagulating latices, when it is desired to keep the temperature of the yarn as low as possible during manufacture, so that the various agents of a mixture
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Complete vulcanizer can combine in the two latexes to form a vulcanizer mixture in accordance with the invention contained in US Pat. No. 1,777,960 to Cadwell.
In this way the two latexes can be mixed with the separate parts of a complete vulcanizing mixture at low temperature without presenting the danger of pre-vulcanizing the latex before the formation of the finished yarn. When an alkaline latex is cast into an acidic latex, or when an acidic latex is cast into an alkaline latex to form a thread, the alkaline latex can be made heat sensitive by methods well known in the art such as addition. small amounts of divalent or trivalent metal salts dissolved or suspended in the latex, and the acidic latex can be maintained at an elevated temperature.
In this way, if the heat sensitive alkaline latex is poured into a hot acidic latex or if a hot acidic latex is poured into a heat sensitive alkaline latex, the coagulation in the form of a wire caused by the difference in the pH values. will be favored by the heat sensitivity properties of the coagulating latex.
The term "latex" in the present description and the appended claims is used to denote generally coagulable dispersions or elastic materials such as natural latex which can be preserved or otherwise treated as desired, in the normal state, diluted, concentrated or purified, produced by methods well known in the art This term should also encompass artificial dispersions of rubber and rubber-like substances processable according to the present invention and employed as disclosed.