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"Procédé pour augmenter l'adhérence entre des matières textiles et du caoutchouc*
La présente invention concerne un procédé pour augmenter l'adhérence entre des matières textiles et du caoutchouc- Les vocables matières textiles ou tissus textiles employés dans les expressions désignant des compositions de matières textiles et de caoutchouc dé- signent ici et par la suite des tissus de fibres naturelles ou synthétiques ainsi que des tissus avec une armure de fils de chaîne et de trame on encore des tissus dont la texture comprend une légère trame et des bandes sans trame.
Il est bien connu que les tissus textiles utilisés dans l'industrie du caoutchouc et en particulier la rayon- ne "Viscose* à base de celllose régénérée ainsi que les tissus textiles polyamides et polyesters àbase de matière
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plastiqué présentent une adhérence si faible pour le caoutchouc qu'il faut les imprégner avant d'y rapporter le caoutchouc. Pour cela, ces tissus textiles passent dans un bain d'imprégnation.
On connaît ainsi deux grands types de procédés d'imprégnation : l'imprégnation avec un solvant organique et l'imprégnation en phase aqueuse. Lorsque l'imprégnation- se fait dans des solvants organique:; et plus particulière- ment dans un bain à phase de benzine, le tissu textile traverse une solution de benzine contenant environ 15% de caoutchouc qui, en plus des réactifs de vulcanisation habi- tuels contient également, dès-liants du type bakélite, tels que la résorcine et l'hexaméthylènetétramine. Ce procédé d'imprégnation présente l'avantage que l'action de la ben- zine n'entraîne aucun gonflement du tissu textile qui pro- voquerait au séchage un retrait et qu'il suffit,
pour con server au-tissu textile sa longuer d'origine, de disposer de la force-de traction nécessaire à son entraînement à tra- vers l'installation. Ce procédé présente, néanmoins, comme inconvénient essentiel qu'il est peu rentable en raisons du coût élevé de la benzine -même si elle est récupérée- et qu'il ne permet d'obtenir qu'un pouvoir adhérent très moyen- -(environ 5 à 6 kg par .fil -en mesurant d'après l'épreuve H internationale) . En raison de ces inconvénients, ce mode d'imprégnation est considéré aujourd'hui comme déjà dépassé.
Dans le monde entier, on pratique aujourd'hui le mode d'imprégnation en phase aqueuse qui prévoit que le tissu textile passe dans une solution d'imprégnation contenant de 10 à 15% mais moins de 20% de la teneur totale de matière sèche et dont les composants sont, d'une part, du latex et/ou du latex de synthèse (latex de butadiène-styrène,latex de la vinyphydriine et, d'autre part, des liants du type bakélite (résorcine-fomraldéhyde). En utilisant de telles solutions
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d'imprégnation, on obtient, d'une part, une excellente adhé- rence (10 à 12 kg par fil dans l'épreuxe "H") et d'autre part un rendement très économique en raison du fait que le coût du solvant utilisé, c'est-à-dire de l'eau, est pratiquement négligeable.
En utilisant cette méthode d'imprégnation, les tissus textiles utilisés dans l'industrie du caoutchouc absorbent cependant une grande quantité d'eau, la rayonne retirant à la soution une quantité d'eau atteignant 50 à 70% de son propre poids. Pour éviter tout retrait des tissus textiles utilisés, il faut donc prévoir pendant le @@@@ qui suit l'imprégnation, des opérations d'étirage et de ten- dage. Il est bien connu que les dispositifs nécessaires à ces opérations font partie des équipements les plus chers et les plus compliqués utilisés par l'industrie du -caoutchouc.
Tous les procédés connus actuellement pour augmen- ter 1'adhérance entre les matières textiles et le caoutchouc sont par--conséquent basés sur 1'imprégnation des tissus texti- les, dest-à-dire, que -ces -derniers passent dans une solution d'imprégnation dilué.eT -.et qu'on accepte l'inconvénient déjà décrit qui résulte de ce que les ..:tissus textiles absorbent une forte quantité de solvant.¯
La présente invention est basée, par contre, sur la fait nouveau que, contrairement aux solutions proposées à ce problème, les tissus textiles ne sont pas intrcduits dans une solution d'imprégnation fortement diluée, c'est-à-dire dans un fluide en phase liquide.
On utilise, au contraire, une émulsion d'imprégnation spéciale présentant de préférence une concentration à 50%, que l'on rapporte sur la surface des tissus textiles dans un dosage déterminé et avec un dispositif conçu à cet usage.
En conjuguant l'utilisation d'une émulsion d'im- prégnation spéciale très concentrée et un dosage approprié de cette émulsion, on obtient pour résultat que la quantité
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- "' ,.- - ... -....:-- de liquide absorbé baisse 'environ d'une puissance de dix par rapport à la solution aqueuse utilisée jusqu'à présent, de façon qu'elle varie entre 5 et 10% sans jamais dépasser 13% en prenant pour référence le poids propre du tissu
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rtü. -îs;sus-'ei:
-ss dans l'industrie du caoutchouc ne subissent pratiquement aucun retrait lorsqu'ils absorbent une si petite quantité d'eau ne dé- passant pas la valeur hygrométrique admisible pour la rayon-
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ne lorsque le taux de l'humidité ataaohshériçue relative est égal à 65% 11 est tout à fait.
suffisant, comme pour l'imprégnation dans une solution de benzine, de disposer d'une force de traction qui égale sensiblement celle qui est nécessaire au transport du tissu textile, afin de con- server à ce dernier sa longueur initiale ou encore pour obtenir avantageusement un étirage de 1 à 2% 11 devient donc possible de supprimer les opérations d'étirage et de
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tendage qui doivent se deroulërsimultanément avec le sécha- ge, c'est-à-dire qua l'on supprime 1-es frais résultant de l'emploi des installations compliquées nécessaires pour ces opérations.
Le procédé suivant l'invention permet, en outre,d'améliorer la qualité de l'adhérence, car in permet
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::1'obtenir des valeurs de 11 à 13 kg par fil lors de 11 épu- ve "H internationale, ce qui dépasse les résultats obtenus actuellement avec les meilleurs procédés.
¯ Le procédé suivant l'invention qui vise une augmen- - talion de 1*adhérence entre des matières textiles et du caoutchouc consiste essentiellement dans le fait que l'on
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émulsionne des hydrocarbures ifiniqpes fondus dan$"- u#--- salation aa5e de mxnonéra3 sa. .de récen:ensats de Bâtie- 23 .:.<.'"a"'..sa' "^'. Élàér&cài1TOi±#OE#Sg ùaTozh m ansuita ceste ;:;::':1;¯in #rds*±#;e s lati:z, is préférescs du latex de 1.1±fε<$rlàls) :; :t':Zt..z taµj"5tJn, ; x¯''.ât.3 ii ., :a 'u.t".r..ce dus LÀJSâ oa fC,..b.a.'3 ... ï,.v cc ta's.:.j.scj w:r)i;t::!.j1.a a: gzoj¯ns
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.. - - .... ... -" "'- - 28% et de préférence 505 de matière sèche.
La quantité d'eau rapportée étant égale au maximum à 13 parties en poids du poids propre du tissu textile et la substance sèche étant au moins- égale à 5 parties en poids.
Dans le cas présent, la paraffine sert essentiel- lement comme support des liants. En effet, après 1'impré- gnation et le pressage, la paraffine se dissout de façon connue dans le mélange'de caoutchouc et pénètre par diffu- sion, avec le liant, dans les couches de caoutchouc adhé- rant à la toile, ce qui -augmente- largement 1 Il adhérence qui présente-une valeur constante. Comme nous avons pu nous rendre compte, il ne suffit.pas, pour obtenir une adhérence particulièrement élevée entre les matières textiles - le
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caoutchouc, de faire pénétrerTes liants uniquement dans la couche limite des deux composés mais il est recommandé d'obtenir un passage continu en faisant également pénétrer les .liants progressivement dans la structure de caoutchouc.
Cette difficulté se trouvé-résolue par l'emploi de la paraf- fine qui migre en même temps que les liants.
De plus-; la paraffine améliore de beaucoup la mise en place optimale du produit d'imprégnation sur la surface du tissu textile EN effet, l'obtention d'une couche su-
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perficïeïïe uniforme sur le tissu textile est d'une impor- tance capitale pour 1.e -procédé-d'i-mprégnatin-i?-è-r -- d'imprégnation pénétrant à T'intérieur des fils retordus du tissu textile ltoile) n'est pas seulement perdue - elle n'a aucune influence sur l'adhérence- mais, de plus, la matière d'imprégnation qui a pénétré par diffusion dans le tissu textile en diminue considérablement la résistance.
En uti-
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3. u une émulsion fortement concentrée, la paraffine coagula sur la surface des fils éetor-ins au moment méme de 1?opér3%1*n d. i#prêg;1,,).:t.ion, ce 'qui évite toute absorption de liant par ces derniers.
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dans l'augmentation de la concentration, étant donné que plus la teneur en substance sèche de l'émulsion est grande, moins il y a d'eau en contact avec la surface du tissu -- textile.
En ce qui concerne la composition de 1.' émulsion employée, il importe de respecter les valeurs suivantes données pour 100 parties en poids de l'hydrocarbure paraf- finiques :
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<tb> Paraffine <SEP> 100
<tb>
<tb> Acide <SEP> stéarique- <SEP> 3 <SEP> à <SEP> 10
<tb>
<tb> - <SEP> Résorcine <SEP> 80 <SEP> à <SEP> 140
<tb>
<tb> Hexaméthylènetétramine <SEP> 30 <SEP> à <SEP> 40 <SEP>
<tb>
<tb> Ammoniaque <SEP> à <SEP> 25% <SEP> 5 <SEP> à <SEP> 15
<tb>
<tb> Huile <SEP> de <SEP> silicone,
<tb>
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ém1Û.sÍon à 35 1 à .5 Borax =-" fi à 5
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<tb> Latex <SEP> de <SEP> vinylpyridine
<tb> à <SEP> 43% <SEP> 90 <SEP> à <SEP> 150
<tb>
<tb> Eau <SEP> 200 <SEP> à <SEP> 300
<tb>
La préparation d'une émulsion aussi concentrée n'est possible qu'en procédant de manière à ne pas émul- sionner la paraffine dans de l'eau mais dans--une solu- tion aqueuse de préférence saturée; contenant en forte
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concentration la résorcin¯i'hexasréthyiêretétramin8 ainsi que les ingrédients. Wé*alKîônàTO1persion grossière que l'on obtient en mélangeant cette solu- tion aqueuse avec de la parafine fondue est ensuite transformée en une émulsion à dispersion fine dans un' dispositif 'émulsionnement du type mécanique ou -autre ( par exemple un appareil à ultrasons).
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Un mode de réalisation particulièrement avanta- geux de la préparation de l'émulsion sera décrit dans l'exem-
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ple.euivant en sà référant au dessin. annexé.
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Exemple
Les composants sont mélangés dans l'ordre suivant :
A la solution 1 obtenue en dissolvant 120 parties en poids de résorcine et 3 parties en poids de borax dans 150 parties d'eau à 70"C, on ajoute en agitant contamment la solution 2 constituée par 35 parties en poids d'hexa- méthylènetétramine dans 75% en poids d'eau à 70 C puis on ajoute 3 parties en poids d'une émulsion 3 à 35% d'huile de silicone à température-ambiante et 10 parties en poids d'ammoniaque 4 à 25%. Toujours en agitant, on ajoute à cette solution aqueuse 5 un mélange 6 contenant 100 parties en poids de paraffine, et ,5 ¯parties en¯poids d'acide stéari- que préalablement fondu à 100 C,
ce qui permet d'obtenir une émulsion à dispersion grossière. Celle-ci est ensuite transformée en une émulsion finement dispersée dans un--- dispositif mécanique connu.,.. par exemple, rn homogénéisa- teur 7 et recueillie dans une cuve- 9 qui contient déjà
110 parties en poids de latex de vinylpyridine dilué avec
30 parties en poids d'eau à la température de 20 C. Il faut absolument respecter scrupuleusement l'ordre dans lequel doivent se faire les différentes opérations ainsi que les températures prescrites pour éviter une coagulation prématurée.
Suivant l'invention, on rapporte sur le tissu textile écru préséché,une quantité bien définie de 1'é- mulsion d'imprégnation, dosée en réglant de facon continue la vitesse d'avancement du tissu textile et la vitesse pé- riphérique des cylindres d'imprégnation puis le tissu texu . le ainsi imprégné et--séché et -recouvert de faço# connue d'une solution de caoutchouc.
Pour rapporter l'émulsion sur la surface des tissus textiles, c'est-à-dire sur les toiles ou les bandes de toi- le sans trame utilisées dans 1'ndustruie du caoutchouc, on
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utilise une installation telle que représentée schémati- quêtent sur les figures 2a et @b .Les parties essentielles de l'installation sont .les cylindres d'imprégnation cannelés 10 et 11, les rigoles
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2 -et bzz contenant l'énulsion et dans lesquelles pénè- trent les cylindres 10 et 11 les cylindres de lissage élastiques 14.
et 15 qui sons pressés contre les cylindres¯ ¯ -
10 et 11 par des -poids réglables ou des ressorts, les rou- leaux 17 et 18 qui assurent le guidage de la toile 16, et,
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enfin, le Eécanisse-deEtrineatent -19 Qui anime les- éléments de l'installation d'une vitesse de rotation réglable en --continu.- - -
Comme il ressort à la figure 2c les cylindres cannelés 10 et 11 sont logés de telle façon qu'ils plongent dans l'émulsion et déposent sur la toile 16 l'émulsion re-
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tenue dans les rainuxe.s- .périphériques qui augmentent la surface des cylindres.
La profondeur et la forme des rai- nures sont conçues de telle façon que le cylindre est ca- pable d'imprégner le demi-pourtour des fils, de manière qu'en. traitant les deux faces on obtient une imprégnation du pourtour complota Afin d'obtenir une imprégnation uniforme, la toile touche les cylindres d'imprégnation 10 et 11 sui- vant des arces de même-longeure
Une fois imprégnée, la toile est envoyée dans le dispositif de séchage, Les deux variantes représentées sur les figures 2a et 2b ont été- complétées d'un dispositif de séchage vertical ou horizontal, en tenant compte du fait qu'il
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- semble peu indiqué;- eii: i-âi.s.on-'.dil ri'sque de collage, de faire passer le tissu imprégné sur un dispositif de renvoi tant qu'il contient encore un taux d'humidité élevé.
Le tissu- textile séché est ensuite calandre.
Conformément à la figure 3-,,-le dispositif d'im- prégnation et de séchage final 20 est disposé de façon con- ventionnelle entre le dispositif de préséchage 21 et 1a ca-
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landre 22. L'encombrement du dispositif d'imprégnation est très petit et le dispositif de séchage final ne s'étend que dans une seule direction.
Dans ce cas, on utilise de préférence un dispositif du type vertical. la vitesse pé- riphérique des cylindres d'imprégnation est alors asservie par un montage sécant que et/ou électrique à la vitesse de 1é calandre Par ailleurs,on prévoit un réglage continu permettant de faire varier le rapport entre la vitesse d'a- vancement des tissus textiles et la vitesse périphérique des cylindres de lissage. En faisant ainsi varier la dif- férence entre ces deux vitesses, on peut doser la quantité de substance rapportée sur les tissus textiles pout toutes les vitesses de calandrage possibles.
Par ailleurs, la ré-
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gulation peut êtr-e -a.utoma:tique- -en -1&:ilisant un dispositif de mesure et de régulation en continu, monté sur les cylin- dres d'imprégnation. Le glissement résultant des itesses différentes permert, un auto-nettoyage en service des cylin- dres de lissage.
Dans l'exemple cité en référence, 16 parties en poids de la quantité totale de l'émulsion d'imprégnation à 50% est rapportée sur la surface du tissu textile lorsqu'on prend pour référence son poids propre. Ceci singnifie @ le tissu reçoit 8 parties en poids de substance sèche et
8 parties en poids d'eau. Cette dernière valeur dépasse à peine la moitié de l'excellent taux d'humidité atmos- phérique défini ci-dessus pour la rayonne "Viscose" En plus de l'avantage que la quantité d'eau à évaporer après .
¯-1,1-opération d'imprégnation est particulièrement faible, par rapport aux procédés d'imprégnation classiques connus il devient donc possible, grâce à la présente invention, de supprimer les opérations d'étirage et de tendage des fils
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pendant le séchage, la force de traction appliquée au tissu textile pour-en assurer la progression dans la chaîne de sé- chage et de calandrage étant suffisante pour conserver à la toile sa longueur initiale ou encore pour obtenir un étirage -d'environ 1 à 2%
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