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Procédé de fabrication d'articles en caoutchouc.
Cette invention est relative à la fabrication d'ar- ticles en caoutchouc ou matières analogues à partir de dis- persions aqueuses dont la nature est spécifiée ci-après. Elle concerne notamment la fabrication d'articles de longueur illi- mitée en caoutchouc ou matières analogues, par exemple de ta- pis et.de feuilles épaisses en caoutchouc, de rembourrages en caoutchouc cellulaire ou d'articles analogues.
On a déjà fabriqué certains articles de grande lon- gueur, par exemple des tapis, courroies et articles analogues, au moyen de mélanges caoutchouteux plastiques et de toile.
Dans ce procédé'on unit la toile aux matières plastiques par
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friction et on opère la vulcanisation par tronçons dans des presses très longues construites spécialementà cet effet.
Etant donné que des moules de grande longueur sont coûteux et incommodes à l'usage et que pratiquement on ne peut leur donner une longueur dépassant quelques mètres, on produisait jusqu'ici des articles de grande longueur en re- liant bout-à bout au moyen d'adhésif des tronçons relative- ment courts tous fabriqués séparément.
La présente invention a pour but de fabriquer des articles de longueur illimitée en caoutchouc ou salière ana- logue en employant des moules de longueur commode, c'est-à- dire relativement courts.
Suivant la présente invention, pour fabriquer des articles de longueur illimitée en caoutchouc ou matière ana- logue, on moule et on solidifie des quantités successives de dispersion aqueuse de caoutchouc ou contenant du caoutchouc, dont la nature est spécifiée ci-après, en les juxtaposant de manière que les quantités successives de dispersion solidi- fiée s'unissent avec cohésion les unes aux autres. De pré- férence on procède de manière que le coté non délimité de la quantité de dispersion déjà moulée et solidifiée serve de paroi délimitant la quantité suivante de dispersion à mouler et solidifier.
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On décrira ci-après quelques exemples d'=o-<"-c>iL1,Jii de l'invention en se référant aux Figs. 1 à 5 des dessins schématiques annexés.
Les figs. la et lb montrent la fabrication d'un tapis de caoutchouc 1 à dessin quadrillé. Le moule ouvert sert à recevoir la dispersion de caoutchouc qu'on veut so- lidifier. L'extrémité 3 est provisoirement fermée, mais l'au
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tre 4 est UUVut'bo ce± Odl/llnWl1quc dtl'f'C't.o!llf'n 1. !IVf'C'
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le moule 5 pourvu d'un couvercle qui le ferme. Le moule 5 est entièrement rempli de dispersion de caoutchouc déjà so- lidifiée. L'extrémité 4 du moule 5 délimite l'extrémité ou- verte du moule 2 pendant le remplissage et la solidification grâce à la présence de dispersion solidifiée dans le moule b.
La dispersion de caoutchouc solidifiée contenue dans le moule 5 est reliée avec cohésion, à l'autre extrémité ouverte 6 du moule, au tapis de caoutchouc 1 déjà achevé représenté en coupe transversale sur la Fig. lb.
Pour fabriquer des tapis de longueur illimitée en employant les moules relativement courts 2 et 5 on procède de la manière suivante. On enlève le couvercle du moule 5 et on ferme provisoirement les deux extrémités du moule, par exemple au moyen de plaques métalliques. On remplit le moule d'une dispersion aqueuse de caoutchouc ayant une teneur to- tale en matières solides de 60%, qui donne un produit sec ayant la composition suivante:
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<tb> Parties <SEP> en <SEP> poids <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Caoutchouc <SEP> 80
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Soufre <SEP> 2,5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Oxyde <SEP> de <SEP> zinc <SEP> 2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Mercaptobenzothiazol <SEP> 0,5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Charge <SEP> minérale <SEP> 10
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Colorant <SEP> 1
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Huile <SEP> minérale <SEP> 4
<tb>
<tb>
<tb> ----------------
<tb>
<tb>
<tb> 100
<tb>
Avant de verser la dispersion dans le moule, on y ajoute de la manière connue une quantité de solution de sili- cofluorure de sodium qui aprèsessai a été trouvée suffisante pour transformer la dispersion en un gel solide au bout de 5 à 10 minutes.
Après avoir versé la dispersion dans le mou-
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le 5 on remet en place le Couvercle en prenant soin que des bulles d'air ne soient pas emprisonnées sous le couvercle.
Quand la solidification de la dispersion est achevée, on en- lève de l'extrémité 4 du moule 5 la plaque de fermeture et on juxtapose au moule 5 le moule 2 comme l'indique la fig. la.
On veille à ce que les deux moules se raccordent exactement l'un a l'autre dans le plan horizontal. La plaque extrême 3 du moule étant en place, mais la plaque de l'autre extrémité 4 étant enlevée, on remplit alors le moule 2, par le procédé employé pour le moule 5, de la dispersion spécifiée ci-dessus mélangée comme précédemment à une solution de silicofluorure de sodium. Pendant la durée requise pour la solidification de cette deuxième quantité de caoutchouc on fait avantageusement subir la vulcanisation à la dispersion déjà solidifiée dans le moule 5. A cet effet on peut disposer au-dessus et en- dessous du moule des plaques de chauffage non représentées sur les dessins.
Quand la solidification de la deuxième quan- tité de dispersion dans le moule 2 est achevée, on constate que la dispersion de caoutchouc solidifiée résultante est unie avec cohésion à la dispersion déjà solidifiée dans le moule 5. Puis on enlève le couvercle du moule 5, on soulevé la longueur de tapis y contenue et on enlève ensuite égale- ment la partie inférieure du moule. Après avoir ouvert le moule 2 à son extrémité 3, on juxtapose alors au moule 2 le moule 5 de la manière dont précédemment le moule 2 était juxtaposé au moule 5. On peut ensuite mouler et solidifier une nouvelle quantité de dispersion sensibilisée dans le mou- le 5 occupant sa nouvelle position, de manière qu'une fois solidifiée elle s'unise avec cohésion, à une extrémité, à la dispersion déjà solidifiée dans le moule 2.
On peut répéter autant de fois qu'on le veut les op
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rations décrites ci-dessus, et de cette façon on arrive à fabriquer des tapis de toute longueur voulue en employant des moules relativement courts, par exemple de 50 à 100 cm. de longueur.
De préférence, après avoir retiré le tapis du moule
5 ou 2, on le sèche et on l'enroule sur le tambour 7. Ou bien on peut le sécher après avoir fabriqué toute la lon- gueur du tapis.
Quand on emploie des dispersions de caoutchouc pâ- teuses très visqueuses ou des dispersions rendues mousseuses il peut être inutile de fermer provisoirement, pendant le remplissage, la ou les extrémités du moule qui ne sont pas en contact avec la dispersion déjà solidifiée. Dans ce cas les éléments obtenus par les opérations successives de rem- plissage, de moulage et de solidification s'unissent avec cohésion non pas suivant une surface perpendiculaire à la longueur de l'article mais suivant une surface inclinée 8, comme le montre la fig. 2a pour la garniture de rembourrage en caoutchouc spongieux à-.face inférieure alvéolée, repré- sentée sur la fig. 2b.
Toutefois, si dans ce cas également on délimite par des plans perpendiculaires les deux extré- mités de l'article en employant des plaques fermant provi- soirement le moule, on évite les déchets dans le travail ul- térieur.
Pour accélérer la fabrication on peut se servir de trois ou plusieurs moules employés successivement. En outre, en même temps qu'on enroule l'article achevé, ou indépendam- ment de cette opération, il est avantageux que le moule se déplace par intermittences ou d'un mouvement continu lent dans le sens de la flèche 9 de manière que les différentes phases du procédé, telles que le remplissage, la solidifica-
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tion, la vulcanisation et le séchage, soient toujours @@ cutés au même endroit.
Au lieu des moules simples décrits ci-dessus on peut employer d'autres dispositifs de moulage. Par exemple, suivant une autre forme d'exécution, représentée schématique- ment sur la Fig. 3, on déplace les moules 10, ouverts en haut au moyen d'un tablier sans fin 11, par exemple une courrole e circulant sur une table. On ferme les moules après les avoir remplis et on les laisse fermés jusqu'à ce que la solidifi- cation et, éventuellement, la vulcanisation soient achevées, en employant par exemple à cet effet au lieu d'un couvercle un tablier sans fin 12. Celui-ci peut être constitué par une courroie métallique cheminant à la même vitesse que le ta- blier 11 afin que la dispersion solidifiée et la surface de l'article constitué par elle ne soit pas endommagées.
On enlè ve de l'article façonné et de la courroie transporteuse 11 le moule quittant le tablier sans fin 12 et on le remet un endroit approprié de la courroie transporteuse 11 de manière qu'il puisse recommencer le cycle d'opérations.
Dans une autre forme d'exécution de l'invention, qui est représentée sur la fig. 4,.on peut se dispenser de cette dernière opération en employant au lieu de moules dis- tincts, par exemple au lieu des moules 2 et 5 de la fig. la, deux tabliers sans fin. Par exemple, le tablier 13 remplace le fond des moules, tandis que le tablier 14 analogue au ta- blier susmentionné 12 sert de couvercle pour les moules. Les côtés des moules peuvent être constitués par des parois ou lisses 15 fixées au tablier 13. Ces lisses peuvent être cons- tituées par des éléments séparés 16 de telle sorte qu'on puisse les faire passer autour des tambours 17 qui supporteni et tendent le tablier inférieur.
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Au lieu de lisses on peut aussi employer comme pa- rois latérales des bandes sans fin de façon à constituer un appareil de moulage tel que celui représenté schématiquement sur la fig. 5. Le mouvement des bandes sans fin 18 et 19 cons- tituant les surfaces latérales est identique à celui des ta- bliers 20 et 21 qui constituent le fond et le couvercle. Il
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ont I\vrmtngoux d.'ag0t1.0o:t' le tabliar sans fin faisant office de couvercle de manière qu'on puisse le soulever et l'abais- ser. Par exemple, dans le cas où le tablier sans fin infé- rieur se déplace de manière discontinue, on peut soulever le tablier sans fin supérieur pendant la phase de mouvement du tablier inférieur.
Après l'avoir abaissé, on peut exercer sur ce tablier une légère pression, par exemple au moyen de la plaque chauffante employée pour la vulcanisation, afin que la dispersion solidifiée sous.le tablier puisse remplir le moule plus complètement.
Les moules ainsi que les tabliers sans fin peuvent comporter des dessins en relief, des rainures, des noyaux de moulage, etc.. Par exemple, dans la fabrication de gar- nitures de rembourrage en caoutchouc spongieux représentées en coupe transversale sur la fig. 2b, on peut garnir de noyaux saillants le fond ou le couvercle du moule ou le ta- blier sans fin correspondant faisant office de fond ou de couvercle. Les noyaux peuvent soit faire corps avec la surface constituant le fond du moule ou bien ils peuvent être fixés à cette surface ou à une base indépendante de ce fond. Dans ce dernier cas il est possible de fabriquer au moyen du même moule ou du même tablier sans fin, correspondant, en employant des éléments rapportés appropriés, des articles comportant différents dessins, rainures, alvéoles, etc.
Le ou les moules peuvent être divisés en plusieurs
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parties par des cloisons 'séparatrices disposées longitudina- lement et de cette façon on peut produire côte-à-côte en un seule phase de fabrication plusieurs articles semblables ou différents de longueur illimitée. Les articles suivant l'in- vention ont une résistance uniforme sur toute leur longueur et les joints entre les tronçons moulés individuellement sont imperceptibles ou à peine perceptibles si la fabrication a té conduite avec soin. En outre, quand on emploie des moules constitués de tabliers sans fin, il est possible d'alimenter la dispersion de manière continue à un endroit approprié du moule.
Le temps requis pour la solidification de la disper- sion et la'vitesse des tabliers de moulage sans fin sont coordonnés de manière que la solidification se-produise gr@ duellement suivant la longueur de dispersion moulée. De cet e façon on peut fabriquer des articles totalement exempts de joints transversaux et améliorer ainsi notablement l'aspect extérieur de l'article en augmentant en même temps sa dura- bilité.
On peut employer aux fins de l'invention des dispe@- sions naturelles ou artificielles de caoutchouc ou de subst@n- ees analogues, par exemple des dissolutions de caoutchouc, es dispersions de caoutchouc aqueuses naturelles, du latex ou des dispersions analogues, ou des mélanges des matières pré citées employées à l'état vulcanisé ou non, avec ou sans ad- dition des différents ingrédients de composition actifs ou inactifs connus et employés généralement dans cette industr e.
On peut opérer la solidification de la dispersion e différentes manières, par exemple par séchage, par évapora- tion du milieu de dispersion, par addition d'agents gélifia@ts etc. Pour accélérer la solidification, on peut amener les mou- les entre des surfaces chauffantes ou refroidissantes ou em- ployer des moules propres à être chauffés ou refroidis.
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A method of manufacturing rubber articles.
This invention relates to the manufacture of articles of rubber or the like from aqueous dispersions the nature of which is hereinafter specified. In particular, it relates to the manufacture of articles of unlimited length made of rubber or the like, for example thick rubber carpets and sheets, cellular rubber padding or the like.
Certain long length articles, for example carpets, belts and the like, have already been manufactured using plastic rubber mixtures and canvas.
In this process, the canvas is joined to the plastics by
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friction and the vulcanization is carried out in sections in very long presses specially constructed for this purpose.
Since molds of great length are expensive and inconvenient to use, and practically cannot be made to exceed a few meters in length, hitherto articles of great length have been produced by bonding end to end using of adhesive from the relatively short sections all manufactured separately.
The object of the present invention is to manufacture articles of unlimited length in rubber or the like by employing molds of convenient length, that is to say relatively short.
In accordance with the present invention, in order to manufacture articles of unlimited length of rubber or the like, successive amounts of aqueous rubber or rubber-containing dispersion, the nature of which is specified below, are molded and solidified by juxtaposing them. so that successive amounts of solidified dispersion cohesively unite with each other. Preferably, the procedure is such that the undefined side of the quantity of dispersion already molded and solidified serves as a wall delimiting the following quantity of dispersion to be molded and solidified.
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Some examples of = o - <"- c> iL1, Jii of the invention will be described hereinafter with reference to Figures 1 to 5 of the accompanying schematic drawings.
Figs. 1a and 1b show the manufacture of a rubber mat 1 with a grid pattern. The open mold is used to receive the rubber dispersion which is to be solidified. End 3 is temporarily closed, but the au
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tre 4 is UUVut'bo ce ± Odl / llnWl1quc dtl'f'C't.o! llf'n 1.! IVf'C '
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the mold 5 provided with a cover which closes it. The mold 5 is completely filled with the already solidified rubber dispersion. End 4 of mold 5 delimits the open end of mold 2 during filling and solidification by virtue of the presence of solidified dispersion in mold b.
The solidified rubber dispersion contained in the mold 5 is cohesively connected, at the other open end 6 of the mold, to the already completed rubber mat 1 shown in cross section in FIG. lb.
To manufacture rugs of unlimited length using the relatively short molds 2 and 5, the following procedure is carried out. The cover of the mold 5 is removed and the two ends of the mold are temporarily closed, for example by means of metal plates. The mold is filled with an aqueous dispersion of rubber having a total solids content of 60%, which gives a dry product having the following composition:
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<tb> Parts <SEP> in <SEP> weight <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Rubber <SEP> 80
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Sulfur <SEP> 2.5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Zinc <SEP> <SEP> <SEP> <SEP> 2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Mercaptobenzothiazol <SEP> 0.5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Mineral <SEP> filler <SEP> 10
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Colorant <SEP> 1
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Mineral <SEP> oil <SEP> 4
<tb>
<tb>
<tb> ----------------
<tb>
<tb>
<tb> 100
<tb>
Before pouring the dispersion into the mold, a quantity of sodium silicofluoride solution is added thereto in known manner, which after testing has been found sufficient to transform the dispersion into a solid gel after 5 to 10 minutes.
After pouring the dispersion into the mold
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on the 5th, replace the Lid, taking care that air bubbles are not trapped under the lid.
When the solidification of the dispersion is complete, the closure plate is removed from the end 4 of the mold 5 and the mold 2 is juxtaposed with the mold 5 as shown in FIG. the.
Care is taken that the two molds are connected exactly to each other in the horizontal plane. The end plate 3 of the mold being in place, but the plate of the other end 4 being removed, the mold 2 is then filled, by the process used for the mold 5, with the dispersion specified above mixed as before with a sodium silicofluoride solution. During the time required for the solidification of this second quantity of rubber, the dispersion already solidified in mold 5 is advantageously vulcanized. For this purpose, heating plates, not shown, can be placed above and below the mold. on the drawings.
When the solidification of the second quantity of dispersion in mold 2 is complete, it is found that the resulting solidified rubber dispersion is cohesively united to the dispersion already solidified in mold 5. Then the mold cover 5 is removed. the length of the mat contained therein is lifted and the lower part of the mold is then removed as well. After opening the mold 2 at its end 3, the mold 5 is then juxtaposed to the mold 2 in the manner in which the mold 2 was previously juxtaposed to the mold 5. It is then possible to mold and solidify a new quantity of dispersion sensitized in the mold. the 5 occupying its new position, so that once solidified it unites cohesively, at one end, with the dispersion already solidified in the mold 2.
We can repeat as many times as we want the ops
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rations described above, and in this way it is possible to manufacture carpets of any desired length by using relatively short molds, for example from 50 to 100 cm. length.
Preferably after removing the mat from the mold
5 or 2, it is dried and wound on the drum 7. Or it can be dried after having made the entire length of the carpet.
When very viscous pasty rubber dispersions or foamy dispersions are employed, it may be unnecessary to temporarily seal off, during filling, the end or ends of the mold which are not in contact with the already solidified dispersion. In this case the elements obtained by the successive operations of filling, molding and solidification unite cohesively not along a surface perpendicular to the length of the article but along an inclined surface 8, as shown in fig. . 2a for the spongy rubber padding with a dimpled bottom face, shown in fig. 2b.
However, if in this case also the two ends of the article are delimited by perpendicular planes by employing plates temporarily closing the mold, waste is avoided in the subsequent work.
To speed up production, three or more molds can be used successively. Further, at the same time as, or independently of, the completed article is wound up, it is advantageous that the mold moves intermittently or in slow continuous movement in the direction of arrow 9 so that the different phases of the process, such as filling, solidification
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tion, vulcanization and drying, are always cut in the same place.
Instead of the simple molds described above, other molding devices can be employed. For example, according to another embodiment, shown schematically in FIG. 3, we move the molds 10, open at the top by means of an endless apron 11, for example a courrole e circulating on a table. The molds are closed after filling them and left closed until solidification and possibly vulcanization are complete, for example using for this purpose instead of a cover an endless apron 12. This may be constituted by a metal belt traveling at the same speed as the table 11 so that the solidified dispersion and the surface of the article formed by it are not damaged.
The mold leaving the endless apron 12 is removed from the shaped article and the conveyor belt 11 and returned to a suitable location on the conveyor belt 11 so that it can restart the cycle of operations.
In another embodiment of the invention, which is shown in FIG. 4, the latter operation can be dispensed with by employing instead of separate molds, for example instead of molds 2 and 5 of FIG. there, two endless aprons. For example, apron 13 replaces the bottom of the molds, while apron 14 similar to the aforementioned apron 12 serves as a cover for the molds. The sides of the molds may be formed by walls or rails 15 fixed to the apron 13. These rails may be constituted by separate elements 16 so that they can be passed around the drums 17 which support and tension the apron. inferior.
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Instead of heddles, it is also possible to use endless belts as side walls so as to constitute a molding apparatus such as that shown schematically in FIG. 5. The movement of the endless belts 18 and 19 constituting the side surfaces is identical to that of the tables 20 and 21 which constitute the bottom and the cover. he
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have I \ vrmtngoux d.'ag0t1.0o: t 'the endless table serving as a cover so that it can be lifted and lowered. For example, in the case where the lower endless apron moves discontinuously, the upper endless apron can be lifted during the movement phase of the lower apron.
After having lowered it, one can exert on this apron a slight pressure, for example by means of the heating plate used for vulcanization, so that the dispersion solidified under the apron can fill the mold more completely.
The molds as well as the endless aprons may have relief patterns, grooves, mold cores, etc. For example, in the manufacture of sponge rubber padding linings shown in cross section in FIG. 2b, the bottom or the cover of the mold or the corresponding endless table serving as the bottom or cover can be fitted with protruding cores. The cores can either be integral with the surface constituting the bottom of the mold or they can be attached to this surface or to a base independent of this bottom. In the latter case it is possible to manufacture by means of the same mold or the same endless deck, corresponding, by using suitable inserts, articles with different designs, grooves, cells, etc.
The mold (s) can be divided into several
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parts by dividing walls arranged longitudinally and in this way it is possible to produce side by side in a single production phase several similar or different articles of unlimited length. The articles according to the invention have uniform strength throughout their length and the joints between the individually molded sections are imperceptible or barely noticeable if manufacture has been carried out with care. Further, when employing molds made of endless aprons, it is possible to continuously feed the dispersion at a suitable place in the mold.
The time required for the solidification of the dispersion and the speed of the endless mold decks are coordinated so that solidification occurs gradually along the length of the dispersion being molded. In this way, articles can be produced completely free from transverse seams and thus significantly improve the external appearance of the article while at the same time increasing its durability.
For the purposes of the invention, natural or artificial dispersions of rubber or the like, for example rubber solutions, natural aqueous rubber dispersions, latex or the like, can be employed for the purposes of the invention, or mixtures of the aforementioned materials used in the vulcanized state or not, with or without the addition of the various active or inactive ingredients of composition known and generally employed in this industry.
The dispersion can be solidified in various ways, for example by drying, by evaporation of the dispersion medium, by addition of gelating agents, etc. To accelerate solidification, the molds may be brought between heating or cooling surfaces or the molds suitable for heating or cooling may be employed.