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" PROCHE DE PREPARATION D'ELEMENTS MOULES"
La présente invention se rapporte à la fabrication d'élé- ments moules, qui sont oomposés entièrement ou partiellement de caoutchouc naturel ou synthétique, ou bien de résines synthéti- ques, ces substa .ces étant prises isolément ou en combinaison, la présente invention couvrant essentiellement l'addition de aube- tances finement divisées, qui améliorant en substance les propri- étés des éléments moulés à fabriquer,à différents points de vue, par exemple en ce qui oonoerne la dureté, l'élasticité, la dila- tation, la résistance à l'abrasion, la ténacité en barreaux en- taillés, etc..
Suivant la présente invention on ajoute les oxydes fortement dispersés de métaux ou bien de métalloïdes préparé* au cours de décompositions thermiques de composée volatils,à l'état de vapeur, de métaux ou bien de métalloïdes à l'aide d'agents l'oxydation ou d'hydclyse,le cas échéant en présence d'un diluant gazeux ou à l'état de vapeur,ou de gaz combustibles.
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On peut employer dans ce but par exemple du chlorure de fer, du chlorure d'aluminium, du tétrachlorure de titane, du chlorure de béryllium, de l'acétate de béryllium, du ohlorure de chromyle, du chlorure de vanadyle ou spécialement du tétrachlorure de silicium. Ces produits sont hydrolysés à l'état de vapeur, en combinaison avec les quantités nécessaires de vapeur d'eau, aux oxydes ou hydroxydes en question.
D'autre part on peut également traiter du pentaoarbonyle de fer, du carbonyle de nickel, du diméthyle de zinc, du dimé- thyle de magnésium ou des substances analogues par de l'oxygène ou de l'air, le cas échéant à des températures un peu plus élevées, formant ainsi également les oxydes métalliques en ques- tion l'état colloïdal.
Les hyarolyses ou bien les oxydations décrites peuvent être réalisées de préférence en présence d'un autre diluant à l'état de gaz ou de vapeur, comme par exemple de l'azote, de l'acide carbonique, de l'hydrogène, obtenant ainsi les oxydes métalliques en question à l'état très finement divisé, par exemple sous forme d'aérosols.
Les réactions en présence de grandes quantités de ces di- luants présentent l'avantage consistant en oe que l'on évite le grossissement non désiré des particules, et en outre en ce que des accumulations de chaleur nuisibles ( dues par exemple à l'oxydation) sont évitées.
De préférence, on utilise suivant la présente invention des aérosols d'acide silicique fortement @ dispersés, tels que ceux produits suivant le procédé de la demande de brevet en date du 39 décembre 1949, N ...(Procédé de préparation d'oxydes finement divisés) produisant des oxydes finement divisés par décomposition thermique de com- binai sons volatiles métalliques ou de métalloïdes, spécialement d'halogénures de silicium,à l'état de gaz, le cas échéant en présence de gaz combustibles et ou incombustibles, de façon telle que les particules d'oxyde sont encore éliminée* dans la zone
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de décomposition sur des zones mobiles, le cas écheant refroidies,
à des températures supérieures au point de rosée de l'eau ou de l'acide chlorhydrique ou d'autres agents de réaction à l'état de vapeur pouvant être condensés facilement, les particules d'oxyde éliminées étant empêchées grâce à une action de raclage de traverser encore une fois la zone de décomposition.
Les aérosols finement divisés peuvent être employés pour la preparation d'éléments moulés, qui sont composés entièrement ou partiellement de caoutchouc naturel ou synthétique, ou bien de produits analogues à du caoutchouc, tels que les produits de polymérisation de butadiène, le chlorbutadiène ou bien des mélanges de ces produits. L'addition provoque une augmentation considé- rable de la résistance à l'abrasion, de la tenacité en barreaux entaillés, etc..
Suivant la présente invention on peut également préparer des éléments moulés, à l'aide de résines synthétiques, comme par exemple le polyisobutylène, dont les polymères mixtes sont mé- langés avec de l'acétate de vinyle et analogue, en outre l'aide des combinaisons vinyliques ou acryliques polymérisées, de l'acé- tate de vinyle, du chlorure de vinyle, du styrol ou ester d'acide acrylique, mélangés aux/aérosols cités . On peut alors soumettre les résines synthétiques citees à la polymérisation avant ou après l'adaition des oxydes métalliques colloïdaux cités. Souvent la charge active est incorporee dans la résine synthétique à l'aide de rouleaux, le cas échéant à l'aide de rouleaux de friotion.
On peut également procéder de façon à mélanger des combinaisons polymérisées, comme par exemple l'ester d'acide polymétaorylique avec des esters d'acide métacrylique monomères, en ajoutant un oatalyseur de polymérisation tel que par exemple le peroxyde de benzoyle, et les aérosols, réalisant ainsi la polymérisation complète. Au lieu d'utiliser des catalyseurs on peut également , de manière connue, provoquer la polymérisation à l'aide de lumière à faible longueur d'oade.
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Lorsque l'on emploie des substances en résine synthétique ou bien des substances qui propulsent des masses en résine synthétique, on obtient des éléments moulés qui sont caractérisés par une dureté, une résistance h la rupture, etc., particulièrement élevées, c'est ainsi que l'on peut utiliser les procédés de la présente invention pour la fabrication de dents en résine syn- thétique, de prothèses et d'autres articles dentaires. Etant donné que l'influence de solidification est déjà fortement pro- noncée même avec des additions très faibles, on peut, suivant la présente invention, fabriquer des éléments dont la transparence n'est diminuée que dans une faible mesure.
On connaît déjà le procédé consistant à ajouter à des masses en résine synthétique du type de la bakélite des oxyaes métalliques finement divisés ou bien colloïdaux. liais on n'obtient des ré- sultats favorables que dans les cas, ou, suivant la présente invention, on emploie des aérosols, qui sont préparés au cours de la décomposition thermique de combinaisons volatiles à l'état de vapeur de métaux ou de métalloïdes à l'aide d'agents d'oxyda- tion ou d'hydrolyse, le cas échéant en présence d'un diluant l'état de gaz ou de vapeur ou de gaz combustibles.
Ce résultat est basé sur les essais comparatifs suivants:
A un mélange constitue par 3 parties d'ester méthjrlique d'acide polymétacrylique et d'une partie d'ester methylique d' acide métacrylique monomère on a ajouté 0,01% en poids de charge et on a achevé la polymérisation pendant une demi heure à la tem- pérature de 1000 C. On a ensuite déterminé la dureté en degrés Brinell de l'élément moulé ainsi obtenu à l'aide d'une bille de 5mm, sous une pression de 62,5 kg par cm2 appliquée pendant une duree de 30 secondes. En outre on a effectué le même essai sans aucune charge et on a déterminé la dureté en degrés Brinell de la même manière. Dans le dernier cas, c'est à dire sans aucune charge, on a déterminé une dureté Brinell de 13,3.
En utilisant de l'acide silicique colloïdal finement divisé, obtenu par hydrolyse
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de tétrachlorure de silicium par Je l'eau liquide, on a obtenu une dureté Brinell de 14,4 ; utilisant un aérosol d'acide silicique on a obtenu par contre une dureté Brinell de 18,0.
Si on emploie des aérosols pour la fabrication d'éléments moulés en caoutchouc naturel ou synthétique ou en substances analogues à du caoutchouc ou bien en des mélanges de ces subs- tances, les éléments obtenus présentent des caractéristiques excellentes. Ces éléments sont d'une qualité égale ou même su- périeure aux éléments moules en caoutchouc fabriques à l'aide des meilleures qualités américaines de noir de fumee.
Même les noirs de fumée allemands de très bonne qualité sont surpassés, particulièrement en ce qui concerne l'élasticité, la ténacité, la fatigue et la dilatation, par les aérosols nouveau qui sont obtenus par décomposition thermique d'oxydes de metaux ou de métalloïdes volatils se trouvant à l'état de vapeur.
L'utilisation de charges suivant la présente invention, spécialement d'acide silicique finement divisé provenant d'aéro- sols, qui est inoolore, permet avec avantage entre autres la fa- brication de mélanges pour pneumatiques transparents pour auto- mobiles et bicyclettes, qui sont caractérisés par le fait qu' avec des charges très faibles d'aérosols particulièrement fins on peut préparer des mélanges pour pneumatiques, qui ne sont pas seulement comparables aux pneumatiques fabriques à l'aide de mélanges oontenant des noirs de fumée très actifs, mais qui dé- paseent même ces pneumatiques en ce qui concerne la résistance à la déchirure et la ténacité.
Les pneumatiques fabriqués à 1' aide de ces aérosols présentent l'avantage, consistant en ce que par suite de leur faible module d'élasticité et de leurs oarao- téristiques élastiques, qui en découlent, ils présentent de meilleures caractéristiques en oe qui oonoerne le dérapage et le freinage; en outre ils ont une production de chaleur moindre et ont par conséquent une résistance à l'usure supérieure à celle des pneumatiques ordinaires, fabriques à l'élue de noir de fumée.
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ue la même manière on réalise des avantages considéraoles pour beaucoup d'autres articles en caoutchouc naturel ou synthétique, comme par exemple les semelles en caoutchouc et des objets de toutes espèces.
Si nécessaire, les aérosols peuvent également être employés en combine...son avec d'autre* charges connues$ telles que par exemple le noir de fumée, l'oxyde d'aluminium, etc.
A la vérité on connaît le procédé consistant k utiliser cornue charges pour caoutchouc les oxydes de métaux qui sont produits au cours de la décomposition de métaux volatils à 1' aide d'agents oxyaants. liais contrairement à ce procédé connu, le procédé suivant la présente invention oonsiste à utiliser comme charge pour le caoutchouc ou la matière analogue à. du caoutchouc, des aérosols qui sont produits par la décomposition de combinaisons volatiles de métaux ou de métalloïdes.
Les par- ticules obtenues par le procédé connu antérieurement,consistant en la vaporisation de métaux avec oxydation subséquente, ont une dimension qui est parfois supérieure à 1 my , et ne con- viennent donc pas ou tout au moins conviennent beauooup moins bien comme charges pour le caoutchouc ou des substances ana- logues k du caoutchouc, dans le sens de la présente invention, que les oxyaes obtenus suivant la présente invention k partir ae combi@aisons volatiles de métaux ou de métalloïdes dont les dimensions de particules sont inférieures a 0,01 my et peuvent descenare jusqu'à. 0,005 my.
Plus les dimensions des particules sont faibles, d'autant plus grande eet, jusqu'à un certain degré, comme on le sait, l'activité aes charges.
La quantité d'aérosols que l'on doit ajouter suivant la présente invention peut varier entre des limites étendues.
L'incorporation des aérosols a lieu, pour la fabrication d'élé- ments moulés en caoutchouc ou en matières simili-caoutchou, de la même manière que pour le noir de fumée actif. On peut égale- ment, pour du caoutchouc naturel ou synthétique, ou pour des
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substances analogues à du caoutchouc, se contenter de quantités beaucoup moindres de charges que dans les cas où l'on emploie du noir de fumée, car les oxydes préparés suivant la présente invention sont beaucoup plus actifs. Souvent 30 parties d'aéro- sol pour 100 parties de caoutchouc sont suffisantes.
L'incorpo- ration de la charge peut être réalisée de la manière connue en utilisant les agents auxiliaires connus, tels que par exemple le soufre, un agent accélérateur, de l'oxyde de zinc et de 1' acide atearique. Le traitement peut être identique \ celui em- ployé habituellement pour des mélanges pour surfaces de roule- ment oontenant du noir de fumée. Dans de nombreux cas, par exem- ple pour l'aérosol de bioxyde de silicium, on a constaté qu'il était avantageux d'ajouter une quantité quelque peu supérieure a'aent accélérateur et de soufre que celle qui est utilisée généralement pour des mélangea oontenant du noir de fumée. pour la préparation de masses en résine synthétique on peut également varier dans de grandes limites la quantité d'aé- rosols ajoutés.
En général des additions inférieures h 20% de la masse totale sont suftisants, mais il est conseillé de réduire encore ces quantités dans de nombreux cas, à 5 - 1% et moins encore,
REVENDICATIONS @
I. Procède de fabrication d'éléments moulés, composés oom- plètement ou partiellement de caoutchouc naturel ou synthétique ou de matières analogues à du caoutchouc ou en résine synthétique, ou en des mélanges de ces matières, pour lesquels on emploie de* oxyaes finement divisés , caractérisé en ce que l'on utilise des oxyies produits au cours de la décomposition thermique de oombi- naisons volatiles, se trouvant à l'état de vapeur, de métaux ou de métalloïdes,à l'aide d'agents d'oxydation ou d'hydrolyse,
le cas éohéant en présence d'un diluant sous forme de gaz ou de vapeur ou en présence de gaz combustibles,
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3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, au cours de la preparation du caoutchouc ou des masses analogues h du caoutchouc, on emploie, en plus des aérosols, encore d'autres charma comme par exemple le noir de fumée, 1' oxye d'aluminium, etc.
3. Procédé suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, en tant que charge, on emploie des aérosols fortement divises d'aciae silicique, preparés suivant le procédé de la @emande de brevet en date du 39 décembre 1949, N (Procède de préparation d'oxyaes finement divises) les particules d'oxyde etant encore éliminées dans la zone de decomposition sur des surfaces mobiles, le cas échéant refroidies, à des tempéra- tures supérieures au poins de rosée de l'eau ou de l'aciae chlorhydrique ou d'autres produits de la réaction l'état de valeur facilement condensables, les oxyaes élimines étant empêchés par raclage de traverser encore une fois la zone de décomposition.
4. Pneumatiques pour véhicules transparents ou de coloration quelconque, en caoutchouc naturel ou synthétique, faoriquéa suivant les procédés 1 à 3.