<Desc/Clms Page number 1>
BREVET D'IMPORTATION .Perfectionnement à la fabrication d'objets en céramique.
Gustav H E I N Z
1111 West State Street, Trenton (New Jersey) Etats-Unis et Edward Bruoe C A R T E R 909 Greenway Avenue, Morrisville (Pennsylvanis) Etats-Unis
La présente Invention vise un procédé perfectionné de fabrication d'objets en céramique, tels que poteries, poroelaine, faïence, grès, terre-cuite, tuiles, briques réfraotaires, abrasifs, eto.
Dans la fabrication de tels objets, les matériaux oéraniques sont formés d'une façon quelconque voulue, comme par exemple par formage à main, par pressage ou par moulage , et les articles ou pièces formés sont ensuite séchés et cuits. Dans certaines classes d'articles comme par exemple la poroe-
<Desc/Clms Page number 2>
laine ou la terre-cuite, qui contiennent dans leur mélange une large proportion (l'argile, cette dernière sert partiellement comme liaison; des petits objets formés de ces mélanges conserveront leur forme suffisamment pour être manipulés et transportés sans risques sérieux d.'endommagement.
Dans le cas d.'objets plus grands ou d'objets à parois minces, il faut prendre de grandes précautions dans la manipulation pour éviter d'endommager les objetsavant qu'ils ne soient cuits; malgré leplus grand soin, une grande partiede ces objets sont abimés avant qu'ils ne soient cuits.
Dans d'autres classes d'objets comme par exemple des briques hautement réfractaires, il est d'usage d'ajouter aux matériaux réfractaires de l'argile ou des matières similaires ; dans ces cas, l'argile sert à deux fins : d'une part, elle constitue une liaison pour 1!objet, antérieurement à la cuisson, et d'autre part, elle forme un lut ou une liaison pour l'objet cuit terminé. On a trouvé que, pour le second but, des quantités relativement petites d'argile étaient suffisantes, tandis que pour le premier, les quantités nécessa ires étaient beaucoup plus grandes. Pratiquement, on utilisait donc plus d'argile qu'il n'était nécessaire ou désirable d'avoir dans le produit final, ceci pour lier les matériaux réfraotaires antérieurement à la cuisson.
Il est de pratique courante de mêler aux matériaux réfraotaires jusqu'à. 20 pour cent d'argile, et cette large proportion réduit sérieusement l'efficacité des matériaux réfraotaires.
D'autre part, une telle proportion d!argile ou même une proportion moindre rend impossible le moulage de tels mélanges, de sorte qu'il faut avoir recours à d'autres méthodes pour les former.
<Desc/Clms Page number 3>
La présente invention prévoit l'usage de latex comme liaison desobjets ou articles ,,,;en céramique, antérieurement à la cuisson de ces objets, en effet, on a reconnu que le latex, étant une substance organique, est éliminé de ces objets par combustion quand ils sont ouits, sans ohanger les caractéristiques de la pièce cuite, et que le latex n'accom- plit dans la pièce finie aucune fonction de liaison.
D'autre part, le latex agit d'une façon très utile comme liaison dans des types divers d'objets en céramique.
Quand il est utilisé comme liaison dans des pièces formées @ d'un mélange qui comporte par exemple une grande partie d'ar- gile, ces pièces sont avant la cuisson beaucoup plus solides et résistantes au point de vue risque d'endommagement par la manipulation que des pièces semblables ne contenant pas de latex. De plus, l'usage de latex comme liaison dans des ob- jets hautement réfraotaires rend possible une réduction de la quantité d'argibe généralement nécessaire, le latex ser- vant à maintenir mécaniquement la matière jusqu'à ce que la pièce soit cuite. En utilisant le latex comme liaison pour de tels objets, il est possible de préparer des mélanges d!une fluidité suffisante pour en permettre le moulage.
Le rapport de la quantité de latex à oelle des maté- riaux céramiques peut varier dans une large mesure en fonc- tion du genre d'objets à fabriquer et du degré de renforce- ment que l'on veut obtenir pour ces pièces. Dans quelques cas, une proportion aussi faible que 1 partie de latex (contenance de caoutchouc sec) pour 100 parties de matériaux céramiques (parties de poids) peut suffire, mais il a été trouvé qu'en général, 1 partie de latex (oontenanoe de ca- outohouo se ) pour 10 parties de matériaux céramiques secs
<Desc/Clms Page number 4>
suffisent amplement pour l'obtention de résultats satisfaisants.
@
La présente invention oomporte également une méthode pour vaincre les diffioultés qui peuvent surgir quand on veut mélanger certains matériaux céramiques aveo du latex sans que ce dernier se ooagule à un point où il empêohe un mélange convenable. Cette méthode consiste en l'emploi d'une quantitérelativement petite d'un colloïde protecteur qui peut, dans certaines circonstances, être mêlé au latex avant son mélange aveo les matériaux céramiques, mais que l'on mêlera de préférence aux matériaux céramiques avant de les mélanger aveo le latex.
Il y a un grand nombre de colloïdes protecteurs, tels que colle, caséine, gélatine, savon, etc., qui permettront le mélange, sans coagulation, du latex avec les matériaux céramiques et qui donnent satisfaction dans certains cas comme par exemple quand le mélange doit être utilisé dans des procédés de formage autres que le moulage dans des moules poreux. Dans le cas où le mélange doit être versé dans des moules poreux, il sera préférable d'utiliser comme colloïde protecteur une substance d'un groupe de oelles mis sur le marché sous les noms déposés de "Saprotin" ou "Stabalex", et décrites comme dérivés sulfonés de naphtalène ou de b enzol.
Dans la pratique du procédé suivant l'invention on commencera de préférence par préparer une solution aqueuse du colloïde protecteur, après quoi on ajoutera à cette solution les matériaux céramiques secs; finalement, on ajoutera tout ce mélange au latex. Une solution de 25 pour cent de colloïde protecteur par exemple dans l'eau convient bien au
<Desc/Clms Page number 5>
mélange, et les matériaux céramiques secs peuvent être ajoutés directement à cette solution. Ce mode opératoire peut évidemment être modifié dans certains cas, mais il a été trouvé qu'il permet d'obtenir des résultats partout satisfaisants.
Quoique la quantité de colloïde protecteur puisse varier quelque peu-,@en fonction de la valeur protective du colloïde particulier choisi et de la composition des matériaux céramiques employés, cette quantité sera toujours relativement petite, tout en suffisant pour empêcher la ooagulation du latex. La quantité nécessaire pour chaque mélange donné peut être facilement déterminée par des essais.
Cependant, un excès de colloïde protecteur n'est pas nuisible, et on le prévoit quelquefois comme mesure de précaution.
La quantité d'eau employée dépend du genre de mélange que l'on veut obtenir. Quand on demande un mélange plastique, il faut environ 8 pour cent d'eau; quand il s!agit d'un mélange fluide aux fins de moulage, on emploiera 25 à 30 pour cent d'eau.
Voici un premier exemple d'application du procédé suivant l'invention, donné à titre d'indication et n'ayant aucun caractère limitatif:
Cet exemple se rapporte à un mélange céramique bien connu tel qu'il est utilisé dans la fabrioation de la poroelaine, il comporte:
50 parties d'argile
30 parties de silex
20 parties de feldspath
5 parties de solution de "Saprotin" à 25 pour cent!
40 parties d'eau
10 parties de latex à 60 pour cent.
<Desc/Clms Page number 6>
Dans le mélange des substances indiquées oi-dessus, on ajoutera de préférence les matériaux céramiques seos à la solution de "Saprotin", et on ajoutera ce mélange ensuite au latex en agitant ce dernier. Le mélange résultant sera d'une consistance orémeuse-fluide, et se prêtera au moulage par lesprocédés habituels* S'il était nécessaire d'obte- nir un mélange plastique pour le formage par d'autres méthodes, il suffirait simplement de réduire la quantité d'eau dans la mesure qui correspondrait au degré de plasticité désiré. Il est entendu que les matériaux céramiques susmentionnés peuvent être remplacés par d'autres, et que les rapports entre leurs parties constituantes pourront varier selon les caractéristiques de la pièce finie que l'on voudra obtenir.
Voici un second exemple d'application du procédé suivant l'invention, exemple relatif à la fabrication de pièces hautement réfractaires; le mélange oomporte:
90 parties de Silimanite
10 parties d'argile
4 parties de solution de "Saprotin" à 25 pour cent
19 parties d'eau
10 parties de latex à 60 pour cent.
On suivra de préférence le même ordre de mélange que ci-dessus, à savoir: Les matériaux céramiques seos sont ajoutés à la solution de "Saprotin", et ce mélange est ensuite ajoutéau latex. Le mélange résultant est suffisamment fluide pour pouvoir être versé aisément et, par conséquent, peut être moulé sans difficulté.
Il est entendu que l'on peut utiliser d'autres matériaux réfractaires que la Si@@- manite, comme par exemple oarborundum, corindon, alundun,
<Desc/Clms Page number 7>
graphite siliceux fondu et similaires dont on peut faire des objets tels que meules, creusets, briques, blocs, pla- ques pour filtres et d'autres articles oontenant des maté- riaux réfractaires qui ne résistent pas quand elles sont soumises aux températures de cuisson, sauf en présenté d'une lia is on ou d'un lut approprié*
Quand les objets de céramiques sont formés aveo un mélange contenant du latex comme décrit ci-dessus, on trouve qu'ils sont beaucoup plus résistants à la rupture ou à d'au- tres endommagements que ceux formés avec des mélanges habi- tuels.
Autrefois, il y avait généralement une grande propor- tion des moulages qu'il fallait rejeter par suite d'imperfec- tions ou de défauts, parmi les grands objets moulés ou, plus particulièrement les objets ayant des parois minces; le pour- oentage des moulages utilisables peut être fortement accru par l'emploi du latex dans le mélange.
En outre, dans le cas d'objets réfractaires, 1.'usage du latex permet de réduire la proportion d'argile employé dans le mélange, ce qui a pour résultat d'une part, la possi- bilité d'obtenir un mélange fluide pouvant être moulé, et d.'.autre part, une amélioration des propriétés de la pièce finie.
Après être formés' suivant une méthode quelconque dé- sirée, les objets en céramique oontenant du latex sont sèches et ouits suivant la routine habituelle. Etant donné que, pen- dant la cuisson, le latex est complètement détruit par com- bustion, il faut tenir compte d'un retrait correspondant des pièces.
Il est entendu que le terme "latex" employé dans la présente description ne se rapporte pas seulement aux diffé-
<Desc/Clms Page number 8>
rents types de latex de caoutchouc commercial, actuellement sur le marché, y compris le latex dit "prévuloanisé", mais $!étend également à toutes les autres dispersions de caoutchouc, naturel ou synthétique, dans desliquides.
REVENDICATIONS.
1 .Procède de fabrication d'objets en céramique, dans lequel les matériaux céramiques sont mélangés avec du latex, en quantité suffisante pour quece dernier serve de liaison temporaire avant la cuisson, des objets sont formés avec ce mélange, et ces objets soht soumis à une cuisson de façon à oe que le latex soit détruit par combustion.