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Perfectionnement aux procédés de séchage du coagulum épais à base de latex de caoutchouc
Il est connu que le séchage des coagulums épais à base de latex de caoutchouc naturel ou synthétique est une opération extrêmement longue. La plupart des procédés employés jusqu'à ce jour utilisent le séchage par saturation de l'air à des tempéra- tures variables, voisines de 70 centigrades.
Il a été trouvé quelque amélioration en utilisant de l'air desséché pouvant se charger, au contact des coagulums,d'une quantité plus grande d'eau, cet air abandonnant ensuite son eau de saturation sur une substance avide d'eau.
L'inconvénient de tous ces procédés réside dans le fait que la surface périphérique des coagulums sèche avant l'in- térieur de le masse et constitue, en séchant, une sorte de sac en caoutchouc à travers la paroi duquel l'eau passe très difficile- ment.
Le présente invention concerne un procédé de séchage
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des coagulums épais à base de latex de caoutchouc naturel ou synthétique, à la fois économique et beaucoup plus rapide que ceux connus jusqu'ici.
Ce procédé est caractérisé en ce qu'on produit l'en- traînement de l'eau contenue dans le coagulum, maintenu sous une pression d'environ 0,5kg à environ 5 kg par cm2, à partir d'une zone chaude vers une ou plusieurs zones froides, à partir de la- quelle ou desquelles l'eau est évacuée vers l'extérieur par une matière absorbante et drainante.
La matière drainante, servant à canaliser vers l'exté- rieur l'eau entraînée vers la ou les zones froides, peut avanta- geusement être une toile à ,base de coton ou autre textile; elle peut également être constituée par une matière poreuse, rigide ou souple, pouvant jouer son rôle dans les conditions mentionnées.
Le coagulum peut être placé entre une paroi chaude et une paroi froide, constituant respectivement les zones chaude et froide,- avec interposition n'une couche de matière drainante entre le coagulum et la ou les parois froides.
La paroi chaude peut être soit une surface métallique, soit une forme extensible chauffée, telle qu'une poche à circu- lation de vapeur d'eau (steam bag) . La paroi froide peut égale- ment être soit une surface métallique, au besoin percée de trous multiples, soit une.forme extensible, telle qu'une poche à cir- culation d'eau (,water bag) ou une poche à circulation d'air (air bag).
Le coagulum peut également être placé entre deux pa- rois froides, avec interposition d'une couche de matière drai- nante entre le, coagulum et chacune de ces parois froides,- et la zone chaude peut être réalisée artificiellement au sein du coa- gulum, par exemple à l'aide de courants de haute fréquence.
La pression à exercer sur le coagulum doit être suf- fisante pour empêcher celui-ci de se déchirer intérieurement sous l'effet de la tension de vapeur à la température d'opéra- tion, mais elle ne doit pas dépasser, sous peine de produire un
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resserrement exagéré des particules de caoutchouc, la valeur permettant un cheminement de l'eau à travers le coagulum vers la matière drainante.
Cette pression dépend par suite de nombreux facteurs, tels que la proportion d'eau contenue dans le coagulum, la nature et le pourcentage de la charge éventuellement contenue dans le coagulum, la température à laquelle on opère, l'épaisseur du coe- gulum, le résistance mécanique de la matière drainante à l'écra- sement. Cette pression est exercée mécaniquement ou par un flui- de sous pression; elle doit permettre aux parois de suivre la contraction de la matière à mesure de l'évacuation de l'eau qui permet le resserrement du coagulum.
La température à laquelle on opère peut être telle qu'elle produise également la vulcanisation du latex de caout- chouc.
La paroi chaude et la paroi froide, ou les deux parois froides, peuvent également constituer les deux parties d'un mou- le, ce qui permet d'obtenir directement des objets finis, en ca- outchouc sec moulé, des formes désirées, en partant du latex,- sans passer par la série des stades compliqués et onéreux rendus nécessaires par la fabrication habituelle des objets en partant des feuilles fumées; les objets obtenus en partant directement du latex sont également de qualité très supérieure à ceux obte- hus avec le caoutchouc ayant subi les opérations de trituration et de mélange.
Le dessin ci-joint représente à titre d'exemple des modes d'exéc ution du procédé selon l'invention :
La fig. 1 est une vue schématique en coupe longitudi- nale d'un appareil dans lequel le séchage du coagulum est obtenu à l'aide d'une paroi chaude et d'une paroi froide;
La fige 2 est un diagramme montrant la répartition de la température dans le coagulum en fonction de l'épaisseur de celui-ci dans le cas du mode opératoire selon la fig.l;
La fig. 3 est une vue schématique en coupe longitudi- nale d'un appareil dans lequel le séchage du coagulum est
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obtenu entre deux parois froides, par chauffage de la zone mé- diane du coagulum par des courants de haute fréquence;
Le fig. 4 est un diagramme de la répartition de la température dans l'épaisseur du coagulum dans le cas du mode opé- ratoire selon la fig.3; et
La fig. 5 représente, en une vue en coupe trensversale, l'application du procédé selon l'invention au séchage d'un pneu d'automobile.
. Comme représenté sur les fig. 1 et 2 du dessin, 1 est un plateau chauffant dont la température est transmise par conducti- bilité au coagulum épais 2;
3 est un plateau maintenu à une température très basse par rapport au plateau chauffant 1; 4 est un matelas de matière absorbante et canalisatrice qui sert à drainer l'eau sortant du coagulum 2 et à la véhiculer à l'extérieur.
,Les plateaux 1 et 3 sont soumis à des efforts qui ten- dent à les rapprocher l'un de l' autre, de manière à suivre la contraction importante qui accompagne le séchage du coagulum.
Dans le cas des fig. 3 et 4, les parois formant électro- des 5 et 6, reliées à un générateur de courant de haute fréquen- ce 9, sont maintenues froides; la zone médiane du coagulum 7, perpendiculaire au plan du dessin, est maintenue à une tempéra- ture élevée ; électrodes 5 et 6 sont assujetties à des ef- forts qui tendent à les rapprocher l'une de l'autre, de telle manière qu'elles suivent la contraction'importante qui accompa- gne le séchage du coagulum en exerçant sur lui une pression con- venable. Les matelas 8, interposés entre le coagulum 7 et chacune des électrodes 5 et 6, drainent vers l'extérieur l'eau sortant du coagulum.
Les pertes de chaleur par conduction sont très élevées dans la région périphérique. Il s'établit entre la zone médiane et les surfaces extérieures du coagulum un gradient de tempéra- ture. Les zones du coagulum, symétriques par rapport à cette zone médiane, sont à une température basse du fait qu'elles sont
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en contact par leur surface externe avec les deux parois froides servant également d'électrodes.
L'eau se déplace en partant de la zone médiane chaude du coagulum pour se diriger vers -chacune des parois froides.
Dans ce cas, le séchage peut être deux fois plus rapide que dans le premier cas décrit.
Comme représenté sur la fig. 5, le coagulum 11 moulé en forme dans un moule est démoulé, puis placé entre les deux co- quilles 10 refroidies, les cale-tringles 13, et la poche à cir- culation de vapeur d'eau ou steam-bag 12, portée à une tempéra- ture élevée à l'aide de vapeur sous pression.
L'extension de cette poche, sous l'effet de pression de vapeur, comprime le coagulum en même temps que celui-ci suit sa contraction accompagnant le départ de l'eau.
Les matelas 14 et 15 drainent à l'extérieur l'eau sor- tant du coagulum.
. Il est donné ci-après des exemples de réalisation du procédé selon l'invention, sans limiter celle-ci en aucune ma- nière.
EXEMPLE 1. -
Un coagulum à base de latex de caoutchouc naturel, con- tenant 60 % de caoutchouc sec, 3% de soufre, 3% d'oxyde de zinc, et les ingrédients habituels connus dans le métier, mesure 10 millimètres d'épaisseur, 100 millimètres de longueur et 100 millimètres de largeur. Il pèse 98 grammes après coagulation.
Ce coagulum est placé entre un plateau supérieur, chauf- fé électriquement à 135 C, et un plateau inférieur, maintenu à 20 C, avec interposition d'une toile de coton pesant 1000 gram- mes au mètre carré.
Entre ces plateaux le coagulum est maintenu à une pres- sion de 1 kilogramme au centimètre carré.
Après 2 minutes de chauffage, il se produit une sortie d'eau abondante, qui diminue progressivement.
Pendant l'opération de chauffage, le plateau inférieur @
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solidaire d'un vérin hydraulique se déplace vers le haut de ma- nière à maintenir la pression constante pendant'la contraction du coagulum.
Après 20 minutes de chauffage la pression est supprimée, et le coagulum est retiré.
Il pèse alors 61 grammes.
EXEMPLE 2.-
Un coagulum à base de .latex de caoutchouc naturel, con- tenant 60 %, de caoutchouc sec, 3 % de soufre, 3 % d'oxyde de zinc, et les ingrédients habituels connus dans le métier, mesure 10 millimètres d'épaisseur, 100 millimètres de longueur et 100 millimètres de largeur. Il pèse 98 grammes après coagulation.
Ce coagulum est placé entre deux plateaux métalliques avec interposition de deux toiles de coton de 1000 grammes au mètre carré.
Entre ces plateaux, le coagulum est maintenu à une pres- sion de 1 kilogramme au centimètre carré.
Les deux plateaux sont reliés eux pôles d'un générateur de courants à haute fréquence à 20 megacycles.
La température, relevée à l'aide d'un couple thermo- électrique dans le plan médian du coagulum, est de 130 C.
Au cours de l'opération, les deux plateaux métalliques servant d'électrodes se rapprochent et maintiennent dans le coa- gulum la pression de 1 kilogramme par centimètre carré.
Après 10 minutes de chauffage et un écoulement d'eau abondant, on n'aperçoit plus que des buées légères.
Le courant de haute fréquence est alors interrompu et la pression est supprimée.
On retire alors le coagulum, qui pèse 61,5 grammes.
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Improvement in the drying processes of thick coagulum based on rubber latex
It is known that the drying of thick coagula based on natural or synthetic rubber latex is an extremely long operation. Most of the processes employed to date use drying by saturating the air at variable temperatures, around 70 centigrade.
Some improvement has been found by using desiccated air which can take on a larger quantity of water on contact with coagulums, this air then relinquishing its water of saturation on a substance eager for water.
The disadvantage of all these methods lies in the fact that the peripheral surface of the coagula dries before the interior of the mass and, on drying, constitutes a sort of rubber bag through the wall of which water passes very difficult. - is lying.
The present invention relates to a drying process
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thick coagulums based on natural or synthetic rubber latex, both economical and much faster than those known hitherto.
This process is characterized in that the entrainment of the water contained in the coagulum, maintained under a pressure of from about 0.5 kg to about 5 kg per cm2, is produced from a hot zone towards a. or several cold zones, from which or from which water is discharged to the outside by an absorbent and draining material.
The draining material, serving to channel the water entrained towards the cold zone (s) towards the outside, can advantageously be a canvas based on cotton or other textile; it can also be constituted by a porous, rigid or flexible material which can play its role under the conditions mentioned.
The coagulum can be placed between a hot wall and a cold wall, respectively constituting the hot and cold zones, with the interposition of a layer of draining material between the coagulum and the cold wall (s).
The hot wall can be either a metallic surface or a heated expandable form, such as a steam bag. The cold wall may also be either a metal surface, if necessary pierced with multiple holes, or an expandable form, such as a water bag or a water bag. air (air bag).
The coagulum can also be placed between two cold walls, with the interposition of a layer of draining material between the coagulum and each of these cold walls, - and the hot zone can be produced artificially within the coagulum , for example using high frequency currents.
The pressure to be exerted on the coagulum must be suf- ficient to prevent it from tearing internally under the effect of the vapor pressure at the operating temperature, but it must not exceed, otherwise it will produce a
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excessive tightening of the rubber particles, the value allowing water to flow through the coagulum to the draining material.
This pressure therefore depends on many factors, such as the proportion of water contained in the coagulum, the nature and percentage of the charge possibly contained in the coagulum, the temperature at which the operation is carried out, the thickness of the coagulum, the mechanical resistance of the draining material to crushing. This pressure is exerted mechanically or by a pressurized fluid; it must allow the walls to follow the contraction of the material as the water evacuates which allows the coagulum to tighten.
The temperature at which the operation is carried out may be such as to also produce vulcanization of the rubber latex.
The hot wall and the cold wall, or the two cold walls, can also constitute the two parts of a mold, which makes it possible to obtain directly finished objects, in molded dry rubber, of the desired shapes, in starting from the latex, - without going through the series of complicated and expensive stages made necessary by the usual manufacture of objects starting from the smoked leaves; the objects obtained by starting directly from the latex are also of much higher quality than those obtained with the rubber which has undergone the operations of trituration and mixing.
The attached drawing represents by way of example the modes of execution of the method according to the invention:
Fig. 1 is a schematic view in longitudinal section of an apparatus in which the drying of the coagulum is obtained by means of a hot wall and a cold wall;
Fig. 2 is a diagram showing the distribution of the temperature in the coagulum as a function of the thickness of the latter in the case of the operating mode according to fig.l;
Fig. 3 is a schematic view in longitudinal section of an apparatus in which the drying of the coagulum is carried out.
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obtained between two cold walls, by heating the middle zone of the coagulum by high frequency currents;
Fig. 4 is a diagram of the temperature distribution in the thickness of the coagulum in the case of the operating mode according to FIG. 3; and
Fig. 5 shows, in a cross-sectional view, the application of the method according to the invention to the drying of an automobile tire.
. As shown in Figs. 1 and 2 of the drawing, 1 is a heating plate, the temperature of which is transmitted by conductivity to the thick coagulum 2;
3 is a plate maintained at a very low temperature compared to the heating plate 1; 4 is a mattress of absorbent and channeling material which serves to drain the water leaving the coagulum 2 and to convey it to the outside.
The plates 1 and 3 are subjected to forces which tend to bring them closer to one another, so as to follow the considerable contraction which accompanies the drying of the coagulum.
In the case of fig. 3 and 4, the walls forming electrodes 5 and 6, connected to a high frequency current generator 9, are kept cool; the middle zone of the coagulum 7, perpendicular to the plane of the drawing, is maintained at a high temperature; electrodes 5 and 6 are subjected to forces which tend to bring them closer to one another, in such a way that they follow the important contraction which accompanies the drying of the coagulum by exerting on it a con - venable. The mattresses 8, interposed between the coagulum 7 and each of the electrodes 5 and 6, drain the water leaving the coagulum outwards.
The heat losses by conduction are very high in the peripheral region. A temperature gradient is established between the middle zone and the outer surfaces of the coagulum. The areas of the coagulum, symmetrical with respect to this median area, are at a low temperature because they are
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in contact by their external surface with the two cold walls also serving as electrodes.
The water moves from the warm middle zone of the coagulum to move towards each of the cold walls.
In this case, the drying can be twice as fast as in the first case described.
As shown in fig. 5, the coagulum 11 molded into shape in a mold is removed from the mold, then placed between the two cooled shells 10, the rod wedges 13, and the water vapor circulation bag or steam-bag 12, carried at an elevated temperature using pressurized steam.
The extension of this pocket, under the effect of vapor pressure, compresses the coagulum at the same time as the latter follows its contraction accompanying the departure of the water.
The mattresses 14 and 15 drain the water leaving the coagulum to the outside.
. Examples of embodiments of the process according to the invention are given below, without limiting the latter in any way.
EXAMPLE 1. -
A coagulum made from natural rubber latex, containing 60% dry rubber, 3% sulfur, 3% zinc oxide, and the usual ingredients known in the art, measures 10 millimeters thick, 100 millimeters in length and 100 millimeters in width. It weighs 98 grams after coagulation.
This coagulum is placed between an upper plate, electrically heated to 135 ° C., and a lower plate, maintained at 20 ° C., with the interposition of a cotton cloth weighing 1000 grams per square meter.
Between these plates the coagulum is maintained at a pressure of 1 kilogram per square centimeter.
After 2 minutes of heating, there is an abundant outflow of water, which gradually decreases.
During the heating operation, the lower plate @
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integral with a hydraulic cylinder moves upward so as to maintain constant pressure during the contraction of the coagulum.
After 20 minutes of heating the pressure is released, and the coagulum is removed.
It then weighs 61 grams.
EXAMPLE 2.-
A coagulum based on natural rubber latex, containing 60% dry rubber, 3% sulfur, 3% zinc oxide, and the usual ingredients known in the art, is 10 millimeters thick, 100 millimeters in length and 100 millimeters in width. It weighs 98 grams after coagulation.
This coagulum is placed between two metal trays with the interposition of two cotton cloths of 1000 grams per square meter.
Between these trays, the coagulum is maintained at a pressure of 1 kilogram per square centimeter.
The two plates are connected to the poles of a generator of high frequency currents at 20 megacycles.
The temperature, measured using a thermoelectric couple in the median plane of the coagulum, is 130 C.
During the operation, the two metal plates serving as electrodes come together and maintain a pressure of 1 kilogram per square centimeter in the coagulum.
After 10 minutes of heating and an abundant flow of water, we can only see light mist.
The high frequency current is then interrupted and the pressure is removed.
The coagulum, which weighs 61.5 grams, is then removed.
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