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ARTICLES ABRASIFS ET LEUR PROCEDE DE FABRICATION
Cette invention se rapporte à des articles abrasifs ainsi qu'à leur procédé' de fabrication et plus particulièrement à la fabrication de meules et d'autres articles constitués de grains abrasifs assemblés au moyen d'un liant de caoutchouc.
On a découvert qu'on peut faire coaguler un latex de caoutchouc synthétique et particulièrement le latex Hycar OR ou latex de caoutchouc à base de butadiène et d'acrylo-nitrile, en présence de grains abrasifs, en flo- cons qui ne se réunissent pas en grandes masses ou en un coagulum continu, lorsqu-'on effectue la coagulation à. l'aide d'un sel ou d'un hydroxyde alcalin et particulièrement au moyen des sels et hydroxydes alcalins inorganiques et organiques, On préfère utiliser les composés sodiques et spécialement l'hy- droxyde de sodium. En coagulant le caoutchouc en présence des grains abrasifs, on forme par ce moyen, une masse que l'on peut rendre friable par séchage et qu'on peut broyer et tamiser facilement.
Les particules ou granules de caout- chouc obtenus, contiennent un ou plusieurs grains. On peut les manipuler com- me une matière sèche, dans la fabrication d'un article moulée On peut y com- biner d'autres types de liants comme une résine sèche ou liquide; selon des proportions variées, désirées. On peut mesurer exactement les ingrédients et les mélanger pour fabriquer un article abrasif de la composition désirée. On peut comprimer ces granules distinctes d'abrasif et de caoutchouc dans un mou- le, avec ou sans autres ingrédients liants, à un volume désiré de pores, de pliant et de grain et fabriquer ainsi une meule de structure contrôlée.
Il convient dutiliser suffisamment de réactif pour assurer la co- agulation complète du caoutchouc, mais on peut varier largement les propor- tions. La quantité de réactif utilisée dépend de la teneur en caoutchouc du latex, qui peut varier largement- Cependant, il est préférable que le latex contienne-au moins 30 % de substances solides et de préférence plus de 40 %.
Pour faire coaguler 25 CC de latex Hycar OR, contenant 30 % de caoutchouc, on peut employer 0,5 gramme de NaOH sous forme de solution à 10%. On peut égale- ment faire coaguler la même quantité de latex en utilisant 1 gramme de NaCl ou 1,3 gramme de KCl ou 1,8 gramme de Na2CO3 ou 2,4 gramme de K2CO3, les sels étant préalablement dissous dans 5 ce d'eau. Comme exemples de sels de métaux
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alcalins diacides organiques, on peut utiliser 0,8 gramme dacétate sodique ou 1,1 gramme de crotonate sodique pour faire coaguler 25 ce de latex Hycar OR contenant 40 % de caoutchouc. Les composés potassiques sont des réactifs plus faibles que les composés sodiques et donnent une pâte fluide. Les com- posés sodiques sont les réactifs les plus efficaces et agissent rapidement.
On peut par conséquent contrôler ou varier l'effet de l'agent sodique plus fort en utilisant en combinaison avec lui, l'agent potassique plus faible suivant une proportion désirée de façon à obtenir la rapidité et l'effet désirés dans le processus de coagulation. Ces agents agissent apparemment comme électrolyte constitué d'un composé d'un métal monovalent qui précipi- te une suspension ou une dispersion d'un milieu liquide. On a découvert que les composés bivalents comme l'hydroxyde calcique tendent à coaguler le la- tex trop rapidement et à produire un caoutchouc filamenteux ou un coagulum continu qu'il n'est pas facile de séparer en particules tamisableso Les com- posés des métaux alcalins possédant une seule charge électrique positive donne une vitesse convenable de coagulation du caoutchouc et produisent la
faible dimension de particules désirée. Les composés ammoniques ne convien- nent pas car ils stabilisent le latex.
Comme exemple illustrant un procédé préféré de fabrication d'une meule conformément à cette invention, on peut traiter les matières suivan- tes dans les proportions données, de la façon suivante ;On peut mélanger un grain abrasif de dimension de grain convenable comme de l'alumine cristal- lisée ou du carbure de silicium de la dimension de grain 100, dans une machi- ne appropriée, avec du soufre sec, dans la proportion de 2.000 grammes d'abra- sif et 79 grammes de soufre. On ajoute à ce mélange sec, 808 grammes de latex Hycar OR contenant 345 grammes de matière solide en suspension, en même temps que 300 ce d'une solution de NaOH à 10%. Par agitation de la masse, il se forme une pâte épaisse.
Finalement, on étale cette pâte sur une plaque de verre ou dans un récipient approprié et on la laisse sécher soit à la tempé- rature ordinaire soit bien en-dessous de 100 C, pour en éliminer l'eau. Lors- qu'il est sec, le mélange se montre être un gâteau friable qui se brise fa- cilement en petits granules qu'on peut facilement tamiser. On fait passer de préférence la matière à travers un tamis n 20, ou possédant 20 mailles par pouce linéaire. On continue alors à la sécher à 105 C. ou légèrement au-des- sus du point d'ébullition de l'eau.
On peut également comprimer la pâte coagulée de latex et d'abrasif dans un moule, ce qui provoque l'élimination de la plus grande partie de l'eau sous l'effet de la pression ; on peut omettre le séchage et le tamisage lorsque la structure ne doit pas être contrôlée. On vulcanise alors le caout- chouc pendant que la masse se trouve dans le moule.
Les particules de caoutchouc synthétiques n'adhèrent pas fortement les unes aux autres ni aux grains abrasifs et il est par conséquent judicieux d'employer un agent mouillant ou un plastifiant avec les particules sèches pour faire coller le caoutchouc aux grains et pour éviter la séparation des grains du caoutchouc et pour rendre ainsi plus facile le moulage d'une meule ou d'un autre article abrasif possédant une dispersion substantiellement uni- forme de l'abrasif dans toute la masse du liant. On peut employer divers agents dans ce but. Le furfural; le phosphate tricésylique, la bakélite, un produit de condensation du phénol et de la formaldéhyde dans la phase liqui- de A, où le bichlorure triglycolique sont des agents mouillants ou des plas- tifiants particulièrement utiles.
On mélange les granules de caoutchouc et d'abrasif et l'agent plastifiant dans des proportions désirées, comme 61 gram- mes de phosphate tricrésylique, pour former une masse granulaire tamisable, que l'on place alors dans un moule et qu'on comprime ou qu'on amène d'une au- tre manière à la forme désirée.
On peut ajouter au mélange des charges diverses, inorganiques ou organiques, inertes, comme l'argile, la cryoline ou des résines en poudre traitées, pour donner des résultats avantageux désirés.
Les charges augmentent l'étendue totale de la surface que le la- tex doit couvrir et favorisent la réduction de la dimension ultime des gra-
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nules agglomérés. On peut également employer diverses substances organiques,
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comme les résines pour ajouter à Inaction liante du caoutchouc En choisis- sant les résines désirées et en proportionnant convenablement les ingrédients on peut obtenir une très grande série de compositions de meules du degré dé- siré de dureté, de résistance et d'autres caractéristiques utiles. Comme liants
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supplémentaires appropriés, on peut utiliser les résines phéno1-formaldéhyqi- ques et les résines aniline-formaldéhydiques en phase, non transformée ou par- tiellement transformée.
On peut également utiliser le type de résine résorci-
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nol-formaldébydique "Penacolite". On peut employer diverses autres composi- tions de liant supplémentaire organique thermo-duroissables ou susceptibles d'être transformées en liant, dans des conditions de température convenant pour vulcaniser convenablement le caoutchouc, telles que les résines au mé- thacrylate de méthyle, ou des compositions contenant cette matière, telles
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qu'un mélange d-anhydride méthyle méthacrylique ou diacide méthacrylique.
Comme exemple de meule constituée d'un liant de caoutchouc et- de
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résine, on peut utiliser le mélange de granules de caoutchouc et d9abx asi± décrit ci-degsusg avec ou sans argileg cryolithe ou autres charges inertes ou désirées. Après avoir séché et tamisé la masse de latex coagulé, on
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peut y ajouter 61 grammes de phosphate trisrésyliqu@o On mélange cette mas- se soigneusement de façon que le caoutchouc et l'abrasif soient parfaitement mouillés par le phosphate 'tricrésyliquOo On ajoute alors 1% grammes d'une résine phéno=formaldéhydique du type "Bakélite" dans la phase Ba à l'état de poudre sèche!> en même temps que 7 grammes d9oxyde calciqUe,
ce dernier servant à absorber toute 19humidité libérée pendant le traitement de la matièreo On place alors ce mélange de grains abrasifs, de granules de latex de caoutchouc coagulée d'agent mouillant et de résine, avec ou sans charge inerte, en proportions requises dans un moule et on le comprime jusqu'à atteindre une structure ou un volume désirée dans une presse appropriéeo On peut alors soumettre cette masse à une température et à une pression requises pour la traiter complètement en soumettant par exemple la matiè- re à une température de 165 C pendant plusieurs heures.On a trouvé ce- pendant qu'il était désirable de traiter la matière à 165 C pendant un temps courte 15 minutes par exemple,
tandis qu'on la maintient sous pres- sion dans le moule pour restreindre la masse et lui conserver une forme et un volume désirés0 On sépare alors la masse partiellement traitée du moule et on la traite ensuite dans un four où elle est exposée à décou-
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vert. On peut fabriquer ainsi une meule contenant des grains d.!1abrasif as- semblés par une composition de caoutchouc et de résine dont le caoutchouc est complètement vulcanisé et dont la résine est portée dans un état subs- tantiellement insoluble et infusible.Lorsqu'on omet la résine, on vulca- nise le caoutchouc selon la pratique standard en utilisant à cette fin, le traitement spécifié ci-dessus.
Par ce procéder on a fourni une meule ou un autre type d'article ayant la structure, la dimension de grains et la com- position désirées. Le procédé ne nécessite pas le mécanisme coûteux et la
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perte de temps que comporte 1?ancien procédé d9.aorpo atin des grains abrasifs dans une feuille de caoutchouc fumé.La meule est meilleure de beaucoup de façon qu'une meule fabriquée par le procédé standard à partir d'une feuille de caoutchouc naturel coagulée On peut lui donner une composition qui assure une plus faible usure de la meule et une coupe plus franche et qui donne cependant à la surface usinée un fini égal à celui que produit une meule standard en caoutchouc naturel. En
utilisant le caoutchouc sous forme de granules séchés, on peut obtenir de nombreuses
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structures, compositions et qualités de meule différen:,es2 p. 9adt.n de charges et en contrôlant les proportions de caoutchouc, d)abrasif et de porosité de la meuleo
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En examinant la découverte ci-de6sus, on appréciera maintenant que l'on peut effectuer de nombreuses variations dans le procédé et par- ticulièrement dans la composition d'articles abrasifs fabriqués conformément à cette inventiono Ainsi on doit considérer que 1?exposé ci-dessus est une explication des principes sur lesquels se fonde cette invention et qu'il
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en expose les réalisations et non qu'il est une limitation des revendica- tions qui suivent.
REVENDICATIONS.
1.- Procédé de fabrication d'un article abrasif, caractérisé en ce qu'il'comprend les phases de coagulation d'un latex d'acrylo-nitrile et de butadiène copolymérisés en présence d'une matière abrasive granu- laire et d'un agent de vulvanisation, au moyen d'un composé d'un métal alcalin coagulant le latex, de formation d'une masse de flocons discon- tinus, susceptible de réduire en poudre, constitués de grains abrasifs revêtus du copolymère, de séchage de la masse et de formation de peti- tes particules de caoutchouc et d'abrasif associés;
d'incorporation à la masse d'une substance organique supplémentaire susceptible d'être transfor- mée en un liant dans les conditions de vulcanisations du caoutchouc, et de formation à partir de cette masse d'un article qu'on chauffe pour vulcaniser le caoutchouc et assembler les grains abrasifs.
2.- Procédé de fabrication d'un article abrasif caractérisé en ce qu'il comprend les phases de coagulation d'un latex d'acrylo-nitri- le et de butadiène copolymérisés au moyen d'un composé d'un métal alcalin coagulant le latex et en présence d'un agent de vulcanisation et d'une matière granulaire comprenant des grains abrasifs proportionnés pour for- mer une structure ayant la porosité requise, de séchage de la masse jus- qu'à ui état friable, de tamisage de --elle-ci, d'obtention de petits grains de matière granulaire revêtus de caoutchouc, d'addition d'un agent plas- tifiant, d'introduction d'une quantité prédéterminée de cette masse dans un moule,
de compression de cette masse jusqu'à un volume contrôlé et en- @uite de chauffage de cette masse et de vulcanisation du caoutchouc et ain- si de formation d'un article poreux.
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