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" Procédé pour la fabrication d'articles élastiques par imprégnation de matières fibreuses ou autres masses poreuses avec du caoutchouc ".
Différentes méthodes ont déjà été proposées pour garnir des matières fibreuses, plus spécialement le crin de cheval et analogues, mais aussi des fibres végétales, soit comme telles ou réunies en une masse cohérente ou feutrée, au moyen d'une structure de caoutchouc, en imprégnant la masse fibreuse avec du latex de caoutchouc ou d'autres dispersions de caoutchouc, avec coagulation du caoutchouc sur les fibres, en vue de l'obtention de produits élastiques, pouvant servir pour la fabrication d'objets d'usage de toutes sortes, tels que par exemple des matelas, coussins, sièges et remplissages pour .eu-
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bles , voitures de chemina de fer et automobiles, éponges, paillassons, etc.
Ainsi on connaît déjà des méthodes, dans lesquelles l'imprégnation des fibres s'effectue par immersion, par pulvérisation ou aspersion, ou par laminage.
Alors que le laminage entre des rouleaux est appli- cable uniquement à la fabrication d'articles relativement minces, tels que par exemple des couvertures de plancher ou des paillassons, et que la pression du laminage tend à comprimer l'article, en détruisant la structure poreuse, l'imprégnation par pulvérisation ou aspersion n'a égale- ment qu'un domaine d'application limité, puisque dans le cas de masses fibreuses relativement épaisses seules les couches superficielles peuvent être effectivement pourvues de caoutchouc.
Par conséquent, pour le traitement des masses fi- breuses plus épaisses, ce ne sont que les méthodes d'immer- sion qui viennent en considération dans la pratique. Seu- lement, l'application technique de ces méthodes pré- sente des difficultés telles que des résultats favorables n'ont réellement été obtenus que dans le traitement de fibres très fermes et bouclées de la nature du crin de cheval ou analogues. Il a été très difficile en effet de régler de façon appropriée l'imprégnation des fibres et le dépôt du caoutchouc.
Par suite de la viscosité relativement élevée des dispersions de caoutchouc si elles ne sont pas fortement diluées, les fibres sont excessive- ment chargées par la dispersion de caoutchouc qu'elles absorbent, et si les fibres ne sont pas trop fermes et ne sont pas bouclées, elles sont complètement enveloppées par le caoutchouc coagulé. Lorsqu'ensuite le coagulat du caoutchouc se contracte au séchage, les fibres envelop- pées sont entraînées dans la construction , de sorte
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que le volume de la masse sera déterminé par le volume du coagulât constracté .
Les fibres seront collées en- semble et formeront des agglomérats présentant une porosi- té interne relativement minime mais avec dans les inter- valles des grandes poches d'air, qui n'ont pas une con- nexion suffisante avec la structure fibreuse de sorte qu'une élasticité durable de l'objet n'est pas assurée.
On a également déjà essayé de prévenir la contrac- tion ou le rétrécissement des fibres,de façon à conserver la structure poreuse légère et la forme correcte des ob- jets, en tendant des fils dans la masse fibreuse ou en y insérant des petits ressorts, qui en sont éloignés ensui- te. Toutefois, ce n'a été qu'avec des fibres très fermes et bouclées qu'on est parvenu jusqu'ici à atteindre le but envisagé, c'est-à-dire la fabrication d'une structure élastique durable, dans laquelle la connexion lâche de la masse fibreuse est maintenue, du fait que les fibres ne sont pas collées ensemble sur toute leur longueur,mais sont couvertes individuellement avec du caoutchouc en laissant entr'elles des poches d'air petites mais nom- breuses tandis que les fibres ne peuvent pas se déplacer l'une par rapport à l'autre.
Par contre, il a été pratique ment impossible jusqu'ici de traiter des masses de fibres courtes par la méthode d'immersion, parce que ces fi- bres sont complètement ensevelies dans la masse de caoutchouc sans laisser suffisamment d'espaces d'air li- bres.
En outre la méthode d'immersion usuelle présente encore l'inconvénient que le degré d'imprégnation dépend très fortement de la viscosité de la dispersion de caout- chouc. La viscosité des latex concentrés contenant 50- 60% de caoutchouc, tels qu'employés communément, est su- jette à des fluctuations très fortes, de aorte qu'un contrôle continuel de la viscosité est indispensable. En
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outre on court le risque que le bain d'immersion, dans le- quel une série de masses fibreuses doit être imprégnée successivement, se coagule entièrement et ainsi devient impropre à l'usage pour les imprégnations suivantes.
La présente invention se rapporte à un procédé pour la fabrication d'objets à élasticité permanente, lequel procédé obvie aux inconvénients des méthodes d'immersion connues.
Dans le procédé d'après l'invention il peut être fait usage de n'importe quelle matière fibreuse, composée de fibres indépendantes ou formant une masse cohérente,les fibres pouvant être longues ou courtes, bouclées ou non, de crins animaux ou de matières fibreuses végétales. L.a masse fibreuse est imprégnée dans un bain de latex de caout- chouc ou d'une autre dispersion de caoutchouc, qui est coa- gulé dans le bain même dans des conditions telles que le caoutchouc se dépose sur les fibres individuelles en films minces et fixe les fibres dans leurs positions mutuelles d'une façon élastique .Comme les fibres ne sont pas collées ensemble sur toute leur longueur et ne sont pas enveloppées ou ensevelies dans le caoutchouc, un grand nom- bre de petites poches d'air sont formées entre les fibres, ce qui assure une élasticité durable .
En conséquence, une structure est obtenue qui est solide et conserve sa forme, tout en présentant une élasticité permanente.
Il a été trouvé que le caoutchouc peut être amené à se coaguler de la façon désirée, si pendant la coagula- tion un mouvement est effectué qui produit un déplacement relatif de la masse poreuse par rapport au liquide environ- nant de sorte que le coagulat est amené à se déposer princi- palement sur la structure de la masse poreuse. Ceci peut être effectué d'une façon appropriée en soumettant le récipient ou le moule, contenant la masse poreuse et la dis-
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persion à coaguler, à un mouvement secouant alternatif, vibratoire, oscillatoire ou rotatoire.
Par ce procédé le bain est coagulé complètement dans des conditions telles que la structure naturelle du coagu- lat de caoutchouc est troublée ou empêchée de se produire.
En conséquence les particules de caoutchouc coagulantes n'ont pas l'occasion de former un coagulat en masse,de sorte que le caoutchouc ne s'agglomérera pas en des grands fragments, lesquels fragments en enveloppant une quantité de fibres simultanément, feront contracter les fibres par suite de leurùrétrécissement au séchage. La vibration intense ou autre mouvement approprié forcera les particu- les de caoutchouc de se déposer séparément ou en conglomé- rats minimes et dans un état adhésif convenable en un film mince sur les fibres individuelles, de sorte qu'après séchage elles resteront fixées sur les fibres* Ainsi la structure du coagulat est déterminée par les fibres.
A la dessiccation le coagulat se contracte sur chaque fibre séparément ; par conséquent le volume déterminé par les fibres se maintient, ainsi que la forme de l'objet. Une structure cellulaire est formée entre les fibres,ce qui détermine la porosité et les propriétés élastiques de l'objet fabriqué. Le traitement avec la dispersion de caout- chouc peut être effectué de telle façon que les dimen- sions et le nombre des poches d'air entre les fibres soient réglésconvenablement, tandis qu'en rapport avec les dimen- sions du récipient ou du moule, dans lequel se fait le traitement, des objets de toutes formes et dimensions dési- rées peuvent être fabriquées.
Le procédé d'après l'invention peut être exécuté de préférence avec l'emploi de dispersions de caoutchouc diluées. Le degré de dilution de la dispersion de caout- chouc est choisi en relation avec la quantité désirée de caoutchouc à déposer sur les fibres. '
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persion à coaguler, à un mouvement secouant alternatif, vibratoire, oscillatoire ou rotatoire.
Par ce procédé le bain est coagulé complètement dans des conditions telles que la structure naturelle du coagu- lat de caoutchouc est troublée ou empêchée de se produire.
E n conséquence les particules de caoutchouc coagulantes n'ont pas l'occasion de former un coagulat en masse,de sorte que le caoutchouc ne s'agglomérera pas en des grands fragments, lesquels fragments en enveloppant une quantité de fibres simultanément, feront contracter les fibres par suite de leurrétrécissement au séchage. La vibration intense ou autre mouvement approprié forcera les particu- les de caoutchouc de se déposer séparément ou en conglomé- rats minimes et dans un état adhésif convenable en un film mince sur les fibres individuelles, de sorte qu'après séchage elles resteront fixées sur les fibres. Ainsi la structure du coagulat est déterminéepar les fibres.
A la dessiccation le coagulat se contracte sur chaque fibre séparément ; par conséquent le volume déterminé par les fibres se maintient, ainsi que la forme de l'objet. Une structure cellulaire est formée entre les fibres,ce qui détermine la porosité et les propriétés élastiques de l'objet fabriqué. Le traitement avec la dispersion de caout- chouc peut être effectué de telle façon que les dimen- sions et le nombre des poches d'air entre les fibres soient réglésconvenablement, tandis qu'en rapport avec les dimen- sions du récipient ou du moule, dans lequel se fait le traitement, des objets de toutes formes et dimensions dési- rées peuvent être fabriquées.
Le procédé d'après l'invention peut être exécuté de préférence avec l'emploi de dispersions de caoutchouc diluées. Le degré de dilution de la dispersion De caout- chouc est choisi en relation avec la quantité désirée de caoutchouc à déposer sur les fibres. '
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Ainsi on peut faire usage de bains ne contenant pas plus de 0,1,0,5 ou 1 % de caoutchouc., tandis que dans beaucoup de cas des bains contenant 2, 3, 5% ou da- vantage de caoutchouc seront à préférer. Puisque la tota lité du caoutchouc dans le bain de coagulera et se dépo- sera sur la masse fibreuse, la quantité exacte de caout- chouc requise pour l'imprégnation appropriée de la masse fibreuse à traiter peut être introduite dans le bain.
Si l'on n'obtient pas un dépôt suffisante de caoutchouc par un seul traitement, celui-ci peut être répété une ou plusieurs fois.
Le traitement est effectué de préférence avec du latex naturel dilué, tel que du latex conservé à l'ammo- niaque de la façon habituelle . Toutefois on peut aussi faire usage de dispersions artificielles, soit de caout- chouc naturel ou régénéré, ou de caoutchouc synthétique, par exemple un latex produit par polymérisation ou copol mérisation en émulsion.
Avant dtêtre ajoutée à la masse fibreuse, la dis- persion de caoutchouc peut être mélangée avec des charges connues renforçantes ou autres, des plastifiants des agents de vulcanisation et des accélérateurs. Pen- dant ou après l'opération du mélange on peut également ajouter des agents de vulcanisation connus.
A l'aide d'un argent coagulant,la coagulation peut être réglée, de façon que pendant l'agitation ou la vibration rapide la masse se coagulera pour ainsi dire immédiatement, par exemple endéans de 1/2 - 1 minute.
Ainsi l'effet désir peut être réalisé, c'est-à-dire que les particules de caoutchouc se déposent presque exclus; vement sur les fibres et y forment un film mince bien adhérent. Comme agents coagulants il peut être fait usai des acides connus, tels que l'acide acétique, ou d'élec.
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trolytes à ions positifs polyvalents.
Après la coagulation le liquide restant ou le sérum est séparé de l'objet imprégné par le caoutchouc.
L'objet peut être ôté du bain, et ensuite égoutté, séché et vulcanisé.
La vulcanisation peut se faire par toute méthode connue, soit à haute ou à basse température.
Dans l'exécution du procédé des mesures spéciales peuvent être prises au besoin, en vue d'assurer un raffer- missement convenable de la masse fibreuse'imprégnée avant de l'éloigner dubain et d'empêcher l'affaissement de la masse encore molle. Ainsi il peut être désirable dans certains cas de congeler le bain entier contenant la masse imprégnée, pour la laisser se dégeler ensuite lentement pendant que le liquide s'écoule.
Pour la fabrication d'objets de forme spéciale l'im- prégnation et la coagulation peuvent s'effectuer dans des moules fermés* Si on le désire, la vulcanisation peut être accomplie dans le même moule ou bain, dans lequel la masse fibreuse a d'abord été imprégnée.
L'invention n'est pas seulement applicable à l'im- prégnation de matières fibreuses, mais aussi des structures solides et des masses poreuses d'espèces diverses, telles que par exemple des éponges artificielles; des masses de fils, des laines minérales ou métalliques, laines de verre, laines de scories, etc. peuvent être traitées d'une ma- nière correspondante.
Exemple.
1,5 kg de crin de porc ayant une longueur moyenne d'environ 2-4 cm est distribué très légèrement dans un récipient de la forme désirée et d'un contenu d'environ 200 litres. Afin d'obtenir un remplissage très volumineux du récipient avec les fibres détachées, le crin peut au au besoin être secoué 4 travers d'un tamis. (
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Ensuite le récipient est rempli avec une solution de 6 litres de latex de caoutchouc (exempt d'ammoniaque) ayant ne teneur de 60 % de caoutchouc, dans 180 litres d'eau, additionné des agents de vulcanisation connus, ainsi que d'un agent de coagulation.
Pour la coagulation on peut par exemple ajouter 100 grammes de silicofluorure de sodium, mais cette quantité doit être ajustée en rapport avec la température et la durée, qui a été trouvée par des essais ou par expérience être la plus appropriée pour une coagulation satisfaisante.
L'opération est effectuée de façon à ce que la masse fibreuse soit complètement submerge. Le récipient avec son contenu est couvert et immédiatement ensuite soumis à un mouvement vibratoire par lequel tout l'appareil est secoué régulièrement et le liquide est mis en mouvement par rapport à la masse fibreuse. L'agitation est continuée jusqu'à ce que le sérum soit devenu limpide .Ensuite on laisse s'écou- ler et égoutter le sérum, et la masse fibreuse imprégnée de caoutchouc est prudemment prise hors du moule tout en la supportant à la face supérieure pour prévenir son affais- sement . La masse est ensuite déshydratée davantage, sé- chée et vulcanisée de façon connue .
Au lieu d'un mouvement de secoua-e ou de vibration le moule fermé peut aussi être soumis à un mouvement oscil- latoire ou rotatoire, de façon que la masse fibreuse partici- pe au mouvement du moule, tandis que le liquide reste plus ou moins stationnaire et se déplace par rapport àla masse fibreuse.
Si le moule s'y prête, le produit imprégné de caoutchouc peut après la séparation du sérum aussi être séché et vulca- nisé dans le même moule.
Dans l'exemple ci-dessus la nature de la masse fibreuse ou autre masse poreuse, les proportions de la matière fibreu-
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se et du latex de caoutchouc ainsi que le degré de dilution du latex peuvent être variée selon les besoins.
En règle générale le volume du produit est déterminé par le volume de la dispersion employée qui environne la masse poreuse, tandis que la porosité du produit est déter- minée par la quantité de la matière fibreuse ou autre ma- tière poreuse et par la concentration du caoutchouc dans le bain d'imprégnation.
REVENDICATIONS
1. Procédé pour la fabrication d'articles élastiques composés de matières fibreuses ou autres masses poreuses imprégnées avec du caoutchouc, dans lequel un moule ou récipient est rempli avec une masse fibreuse ou autre masse poreuse, formant ou non un ensemble cohérent, et avec du latex de caoutchouc ou autre dispersion de caoutchouc,qui est coagulé, caractérisé par ce que pendant la coagulation un mouvement est effectué, qui produit un déplacement re- latif de la masse poreuse par rapport au liquide environ- nant, de telle façon que le coagulât est amené à se dépo- ser principalement sur la structure de la masse poreuse.