Procédé pour la fabrication d'un objet en caoutchouc cellulaire et appareil
pour sa mise en oeuvre.
La présente invention est relative à un procédé pour la fabrication d'un objet en caoutchouc cellulaire, en faisant mousser une dispersion aqueuse d'un caoutchouc vulcani- sable et en gélifiant la mousse sous la forme voulue.
Jusqu'ici, les objets en caoutchouc cellulaire ont été fabriqués industriellement direc- tement à partir d'une mousse de latex de caoutchouc. Ces objets présentaient, en géné- ral, une structure poreuse, de manière à permettre la respiration de l'objet destiné à servir de matelas ou de coussin. Pour prépa- rer les objets de ce genre, on commençait, en général, par préparer d'abord un latex concentré, puis on faisait mousser ce latex, par exemple par battage énergique, on versait la mousse dans un moule approprié, on permettait à la mousse de se gélifier dans le moule pour constituer un objet cellulaire hu mide, puis on vulcanisait l'objet gélifié en chauffant le moule à l'eau chaude ou à la vapeur pendant 30 à 60 minutes environ.
Enfin, on lavait énergiquement à 1'eau le caoutchouc mousse vulcanisé et on le faisait sécher.
Eta. nt donné que cet ancien procédé in dustriel de vulcanisation exigeait un lent transfert de chaleur, à partir du moule vers l'intérieur et Åa travers le caoutchouc cellulaire humide, pour assurer la vulcanisation de ce dernier, on comprend facilement pour- quoi la fabrication des objets en caoutchouc mousse, par ce procédé, se révélait souvent non-satisfaisante, par suite de diverses difficultés et limitations techniques portant sur la dimension et la qualité des produits qu'il était possible d'obtenir. Lorsqu'on cherchait à fabriquer des objets très épais, on se heurtait souvent à de nombreuses difficultés dues à la lenteur avec laquelle la chaleur pénétrait à travers l'objet.
Lorsque le milieu chauffant utilisé était la vapeur, il se présentait le grave risque d'un excès de vuleanisation des surfaces de l'objet en caoutchouc mousse, lorsqu'on cherchait à assurer la vulcanisation complète de sa partie intérieure.
D'autre part, lorsqu'on cherchait à abréger le cycle de vulcanisation en augmentant la température du milieu chauffant,. la réduetion de la durée de vulcanisation rendue né- cessaire alors pour empêcher une vulcanisation excessive des couches externes de l'objet entraînait souvent une vulcanisation insuffisante des parties internes de celui-ci. Pour ces raisons, il a souvent été nécessaire d'abaisser la température et d'augmenter la durée du traitement de vulcanisation, par exemple, en chauffant l'objet dans de l'eau chaude, si l'on voulait obtenir un objet en caoutchouc mousse vulcanisé, d'une manière tant soit peu régulière.
Il fallait jusqu'ici, pour assurer un débit de production raisonnable de produits cellulaires, un outillage très encombrant, exigeant de grandes superficies. : En outre, cette production faisait intervenir une main-d'oeuvre importante, et demandait beaucoup de temps pour la fermeture et l'ouverture des chambres de vulcanisation à la vapeur, lorsqu'on utilisait ce type d'outillage de vulcanisation, ainsi que pour le chargement et le déchargement des moules dans les chambres de vulca- nisation fonctionnant soit à la vapeur, soit à l'eau. En outre, le pourcentage de rebut était très élevé, contribuant à élever encore le prix extrêmement haut des objets en caoutchouc mousse du commerce.
Pour toutes ces raisons, ainsi que pour d'autres, les matelas et les coussins en caoutchouc mousse de latex ne constituaient pas jusqu'ici une concurrence sérieuse vis-à-vis des coussins rembourrés à ressorts d'acier d'un type plus classique.
Selon la présente invention, on soumet la mousse gélifiée humide à l'action d'un champ électrique de haute fréquence pour vulcaniser le caoutchouc et on sèche ensuite l'objet.
Pour la mise en oeuvre de ce procédé, on se sert dun appareil qui est caractérisé en ce qu'il comprend un récipient destiné à contenir et à mouler ladite dispersion de caoutchouc, deux électrodes capacitives opposées, des moyens pour alimenter ces électrodes en énergie électrique de haute fréquence, l'une au moins de ces électrodes s'étendant au-delà des limites du récipient d'une distance égale à au moins la moitié de l'écartement entre les électrodes, la disposition des électrodes par rapport au récipient étant telle qu'un champ électrique d'intensité pratiquement uniforme s'établit dans toute détendue du récipient lorsque les électrodes sont alimentées en énergie de haute fréquence.
L'appareillage selon la présente invention permet de vuleaniser un corps en caoutchouc mousse humide avec une moindre dépense de temps et de main-d'oeuvre qu'il n'était possible de la faire jusqu'alors. En travaillant selon le nouveau procédé à l'aide de l'appa- reil selon l'invention, on peut obtenir des objets en caoutchouc mousse ou en caoutchouc cellulaire présentant des propriétés uniformes et exempts de toute insuffisance, comme de tout excès de vulcanisation.
Le dessin représente, à titre d'exemple, des formes d'exécution de l'appareil selon l'invention.
La fig. 1 est une vue schématique d'un appareil en coupe verticale.
La fig. 2 est une vue similaire d'une autre forme d'exécution.
La fig. 3 représente une autre forme d'exécution.
La fig. 4 est une vue en élévation partiellement en coupe d'un appareil pour le traitement de la matière sous des conditions contrô- lées de température et de pression.
La fig. 5 est un graphique montrant une courbe de variation caractéristique de la puis- sance absorbée par la matière traitée en fonc- tion de la durée du traitement de vulcanisation, enfin
la fig. 6 est un diagramme vectoriel indiquant la relation entre la tension et le courant dans un condensateur.
Les fréquences préférées pour le champ électrique sont comprises entre un mégacycle et 1000 mégacycles par seconde. Le procédé est applicable aux latex mousseux ou aux dispersions aqueuses de caoutchouc naturel, de n'importe lequel des caoutchoucs synthéti- ques connus ou des matières similaires de nature caoutchouteuse, susceptibles d'être vulcanisées par la chaleur pour former un produit élastique. Parmi les caoutchoucs synthé- tiques que l'on peut utiliser, on peut citer le copolymère de butadiène-styrène, le copo lymère de butadiène acrylonitrile, le néoprène, le polybutadiène, le caoutchouc butylique (copolymère de l'isobutylène avec une dioléfine conjuguée) et des combinaisons de ces caoutchoucs.
On peut aussi utiliser tout caoutchouc naturel ou synthétique connu, soit seul, soit en mélange avec n'importe lequel des produits caoutchouteux que l'on vient de désigner,
En se référant au dessin en détail, on voit sur la fig. 1 un récipient ou moule 11 contenant du latex mousseux ou du caoutchouc éponge gélifie humide 10 destiné à être vulcanisé. La matière constituant le moule doit présenter des propriétés diélectriques telles qu'elle puisse résister, sans se briser à la haute tension électrique'nécessaire. Cette matière doit présenter un faible coefficient de rayonnement calorifique. Il est préférable de choisir la matière du moule de telle sorte que l'effet combiné des propriétés électriques et calorifiques de celle-ci correspondent sensiblement à celles de la matière traitée.
Les variations des propriétés du moule provoquées par les variations de température, de la fréquence de l'énergie électrique appliquée, de la composition chimique, du facteur de perte, et des autres variables du procédé doivent, de préférence et globalement, correspondre aux variations similaires survenant dans le produit traité. Pour accorder convenablement les propriétés du moule avec celles du produit, il faut calculer la densité de puissance (c'est-à-dire la perte diélectrique par unité de volume) d'après l'équation :
Densité de puissance
= 1, 33. 102. r. (E') 2 e". watts/cm3 (l) dans laquelle t = la fréquence en mégacycles par seconde,
E'= gradient de tension en kilovolts par
centimètre, e"= facteur de perte.
On peut voir que dans l'équation ci-dessus, la densité de puissance est déterminée uniquement par la fréquence et le gradient de tension de l'énergie électrique appliquée, ainsi que par le facteur de perte e"de la matière traitée. Cette valeur de la densité de puissance se détermine comme suit : le fac- teur de perte est le produit du facteur de puissance par la constante diélectrique K de la matière considérée. Ce dernier chiffre peut être connu et se trouver dans les tables de référence, ou bien être obtenu par une méthode comme, par exemple, au moyen d'un pont haute fréquence.
Dans un condensateur parfait, le vecteur intensité de courant I est en avance sur le vecteur tension E'de 90 , comme on l'a indique graphiquement sur la fig. 6, et la puissance absorbée est nulle ; dans la réalité, cependant, la tension aux bornes des plaques du condensateur est représentée par lm vee- teur faisant un certain angle avec le vecteur courant I.
La puissance absorbée Pa par la matière comprise entre les plaques d'un con densateur se traduit par un dégagement de chaleur et par une activité moléculaire et elle est donné par l'équation :
Pa = EI cos 0 (2) la puissance apparente sera
P = EI (3)
E étant la tension entre les plaques du condensateur et I le courant parcourant le circuit.
Le facteur de puissance est le rapport de la puissance absorbée à la puissance apparente, soit
P,, El Cos 0
p = EI = cos O étant donné que 90 @ = a, sin a = cos 0, et si a est petit (comme dans le chauffage diélectrique), il peut être confondu avec son sinus et l'on aura
facteur de puissance = a en radians et
facteur de puissance e"= Ka.
La densité de puissance dans la matière diélectrique est la quantité de puissance absorbée par unité de volume de la matière et peut se déterminer de la manière suivante :
D'après l'équation (2) Pa = FI cos @ et, en substituant à cos 0 sa valeur approchée a, il vient :
Pa = EIa (4)
Or, la capacité C d'un condensateur à plaques parallèles est donnée par : C = mK A (5) formule dans laquelle m est une constante qui dépend du système d'unités utilisé, A est l'aire de l'une des plaques, d est l'écartement entre les plaques et K est la constante diélectrique.
D'autre part, le volume de l'espace compris entre les électrodes est donné par Ad, et-- est la puissance absorbée par unité de volume, c'est-à-dire la densité de puissance.
Comme, d'autre part, dans un condensateur chargé
I = 2s f E C (6) formule dans laquelle f est la fréquence de l'énergie appliquée, C est la capacité totale du condensateur et E est la tension appliquée, en substituant dans l'équation (6) les valeurs de C tirées de l'équation (5), on obtient :
A 1= 2nf EmK-
En substituant cette valeur de I dans l'équation (4) on obtient : P,, = 2nf E2mK-a (7)
En réarrangeant les facteurs et en divisant les deux termes par Adfi il vient :
P. =2nf E mKa (8)
\/''
En prenant alors le système d'unités suivant :
/= fréquence en mégacycles par seconde,
E'= gradient de tension en kilovolts par centimètre,
e"= K a = facteur de perte (facteur sans dimensions), on obtient :
Densité de puissance =
1, 33. 10-2. f. (E') 2. e". watts/cm3, qui n'est autre que la formule (1) donnée plus haut pour la densité de puissance.
Il résulte de ce qui précède que le moule 11 peut être en verre ou autre matière appropriée non conductrice de l'électricité, telle qu'une matière céramique, une matière plastique thermodurcissable, un caoutchouc naturel ou synthétique vulcanise dur, ou une matière fibreuse moulée, telle qu'une matière fibreuse imprégnée de résine synthétique et/ou de matières plastiques, ou certaines combinaisons d'éléments métalliques avec une matière isolante associée. La matière du moule doit être choisie de telle sorte que les effets cumulés de ses propriétés électriques et calorifiques concordent avec ceux du caoutchouc vulcanisé, et que leurs variations, au cours du procédé, concordent avec les variations des propriétés de ces produits.
A l'intérieur du moule 11, on voit une électrode interne 12, en matière conductrice, métallique par exemple, entourée par de la mousse de latex. L'électrode 12 est disposée à l'intérieur d'une électrode en forme de cuvette 13 qui s'étend à une certaine distance au-dessus et au-dessous du moule 11, dans un but qui apparaitra plus loin. Les électrodes 12 et 13 sont reliées par des fils 14 et 15 res pectivement à l'enroulement secondaire 16 d'un transformateur d'adaptation, l'un de ces conducteurs pouvant être sélectivement bran ehé à des prises du secondaire, afin d'établir la concordance avec les caractéristiques d'impédance de la charge.
Le primaire 17 du transformateur est relié au moyen de conduc- teurs 18 et 19 constituant une ligne de transmission, à une source appropriée d'énergie électrique haute fréquence non représentée.
Il sera entendu qu'au lieu de coupler le secondaire 16 au primaire 17 du transformateur, on pourrait coupler directement l'enrou- lement 16 à l'enroulement de puissance de l'oscillateur haute fréquence. Un voltmètre 21 est branché entre les conducteurs 18 et 19 pour faciliter le réglage de la puissance haute fréquence appliquée au moule 11. Un tube au néon 22 est relié au conducteur 14 ou placé dans son voisinage pour fournir une indication approchée de la concordance existant entre la charge et la ligne de transmission, et pour faciliter ainsi l'accord du circuit de charge en résonance avec le générateur. Les électrodes 12 et 13 jointes à la mousse de latex intercalée 10 constituant un condensateur, le latex a, traiter y servant de diélectrique.
On règle les impédances de telle sorte que le circuit de charge soit accordé en résonance avec le circuit générateur au moment où le latex est à l'état incomplètement traité, non vulcanisé.
Ainsi qu'on le verra plus loin, il est possible de vulcaniser, dans le moule 11, une composition de caoutchouc mousse humide non vulcanisée en un temps extrêmement court, par l'application d'un champ électrique haute fréquence aux électrodes 12 et 13. La vuleanisation de l'objet en caoutchouc éponge se fait d'une manière remarquablement homogène dans toute sa masse. L'une des causes de cette uniformité de vulcanisation vient de ce que le champ électrique alternatif influence l'intérieur de la matière en caout chouc sensiblement autant que les parties superficielles, et pendant la même période de temps.
Cette uniformité de la vulcanisation résulte de la disposition particulière représentée sur la fig. 1, suivant laquelle l'élec- trode extérieure 13 dépasse sensiblement le moule 11 au-dessous et au-dessus de celui-ci, de sorte qu'il s'établit entre les électrodes 12 et 13 à travers la matière de caoutchouc éponge un champ électrique intense sensiblement uniforme. Ainsi, par exemple, l'électrode 13 s'étendra au-delà-des limites du récipient et dépassera donc le moule 11 d'une distance suffisante vers le haut et vers le bas pour assurer l'établissement d'un champ électrique sensiblement uniforme en tous les points du caoutchouc.
La fig. 2 représente une variante suivant laquelle un moule 24 en verre ou autre matière non conductrice est muni d'une électrode 25 placée au fond du moule et d'une électrode 26 recouvrant le moule et hors de contact avec la matière caoutchouteuse traitée dans le moule. Une ouverture 27 est ménagée dans le fond du moule pour permettre la liaison de l'électrode 25 à un conducteur 28. L'électrode 26 est directement connectée au secondaire d'un transformateur d'adaptation 31 au moyen d'un fil 29, l'électrode 25 étant, de même, connectée par un fil 28. Un ampèremètre haute fréquence 82 peut être intercalé dans le conducteur 29 pour indiquer la concordance entre le circuit de charge et le circuit du générateur.
Il est à remarquer que l'électrode 25 s'ajuste d'une manière assez serrée contre le fond du moule 24, pour empêcher toute fuite de liquide par l'orifice 27 du moule. Si on le désire, l'électrode 25 peut t être scellée dans le fond du moule au moyen d'un ciment étanche à 1'eau ou d'un produit équivalent. L'électrode 26 s'étend latéralement, sur une distance égale à la moitié environ de la hauteur séparant les électrodes 25 et 26, au-delà du bord supérieur du moule 24, afin de créer un champ électrique d'intensité maximum sensiblement uniforme dans tous les points de la matière caoutchouteuse contenue dans le moule 24, lorsque les électrodes sont alimentées.
La disposition est telle que l'intensité du champ électrique à la surface latérale de la matière caoutchouteuse soit aussi grande que celle du champ au centre de cette matière. Par suite de la quantité considérable de vapeur qui se dégage au cours de cette opération de vulcanisation électrique, on prévoit, dans le moule représenté sur la fig. 2, un bec 30 qui ménage un évent vers l'atmo- sphère entre le bord du moule et l'électrode 26, permettant l'échappement de la vapeur dégagée dans le moule 24. Comme variante, l'électrode 26 pourrait être constituée par un grillage métallique pour permettre le libre échappement des vapeurs.
Avec. l'appareil représenté sur la fig. 2, on a fabriqué des objets en caoutchouc naturel cellulaire complètement vulcanisé en une période de temps égale à une faible fraction seulement de celle normalement requise pour la vulcanisation des objets en caoutchouc cellulaire par l'application de chaleur externe, par exemple, par un simple chauffage dans 1'eau chaude à la vapeur.
Un troisième mode de-réalisation de l'in- vention est représenté sur la fig. 3. Ici, un moule 35 en verre ou matière équivalente repose sur une électrode inférieure 36 et sup- porte une électrode supérieure 37 sensiblement parallèle à l'électrode 36. Afin d'assurer l'établissement d'un champ électrique d'inten site sensiblement uniforme, les électrodes 36 et 37 sont prolongées latéralement au-delà des côtés du moule, d'une distance égale à la moi tié environ de 1'ecartement vertical entre les électrodes. On remarquera que, dans cette variante, aueune des électrodes n'est en contact avec la matière caoutchouteuse à vulcaniser renfermée dans le moule 35.
Dans l'appareil représenté sur cette figure, comme dans celui des figures précédentes, il est désirable de réduire au minimum (tout en la maintenant supérieure à la distance de rupture pour la tension utilisée) l'épaisseur d'air au sommet et du moule, pour assurer un fonctionnement plus efficace de l'appareil. Des trous 37a sont pratiqués dans l'électrode 37 pour permettre l'échappement de la vapeur qui se dégage du caoutchouc cellulaire pendant sa vulcanisation. La condensation de cette vapeur sur l'électrode 37 et la chute résultante de gouttes d'eau sur le caoutchouc cellulaire augmenterait d'une manière nuisible la tendance à la création d'ares à travers la couche d'air 40.
Les électrodes 36 et 37 sont reliées à un transformateur d'adaptation 33 par des fils 38 et 39 respectivement, d'une manière semblable à la fig ; 2, et le transformateur est relié, d'au- tre part, à une source d'énergie électrique haute fréquence non représentée, de la même manière que sur la fig. 1. Un ampèremètre haute fréquence 41 peut être. intercalé dans le circuit de charge pour indiquer la coneordance entre celui-ci et le circuit du générateur.
Afin d'exposer en détail le fonctionnement, on va maintenant en donner un exemple.
Exe. mple :
A 25 parties d'un latex de caoutchouc naturel concentré renfermant 58 /o de caout chouc, on ajoute, en agitant, 0, 65 partie d'une dispersion aqueuse de soufre à 50 /o et 0, 13 partie d'une dispersion aqueuse à 50 % de diéthyl dithioearbamate de zinc. On réduit la teneur du mélange en ammoniac jusqu'à 0, 20 0, 02 I/o en agitant le mélange lentement pendant 24 heures à 38 et en faisant passer un courant d'air à la surface du mélange.
On mélange ensuite uniformément avec le latex 0, 42 partie d'un sel de zinc de mer- captobenzothiazole, et on laisse reposer le latex pendant 12 heures. On laisse refroidir le mélange résultant, que l'on peut appeler charge principale jusqu'a . 3 environ, et on le maintient à cette température jusqu'à ce que l'on en ait besoin pour l'incorporer dans la mousse de latex de composition définitive.
On agite une partie de la charge principale (0, 494 kg) et l'on y mélange uniforme- ment les ingrédients suivants dans l'ordre indiqué : 20, 2 g d'une solution à 6, 05 I/o de pentaméthylène dithiocarbonate de pipéridi- nium, 7, 53 g d'une solution à 35 ll./o du savon potassique de l'huile de ricin, et 26, 3 g d'une solution à 10 /o d'oléate de potassium. On bat énergiquement le mélange résultant pour former une mousse et l'on poursuit le battage pour faire gonfler cette mousse, jusqu'à ce qu'elle ait atteint une densité convenant au moulage.
Vers la fin de l'opération de battage, on ajoute des agents gélifiants. Le premier de ceux-ci est une dispersion aqueuse d'oxyde de zinc à 40"/o préparée au préalable. Une partie (30, 8 g) de la dispersion d'oxyde de zinc est ajoutée en un quart de minute et l'on poursuit le battage pendant 3/4 de minute encore pendant lesquelles il se produit une petite augmentation de volume. Aussitôt après, on ajoute en 1/4 de minute 12 cm3 d'une solution aqueuse à 25"/o de silicofluorure de sodium, et l'on poursuit le battage. jusqu'à ce que le volume de la mousse ait diminué jusqu'à la valeur voulue pour la coulée dans les moules.
On verse alors aussitôt la mousse dans un moule, tel que l'un de ceux représentés sur le dessin annexé, et on l'y laisse reposer quelques minutes jusqu'à ce qu'elle se soit prise en un gel stable et poreux.
Le moule est alors soumis à un champ électrique haute fréquence de la manière pré cédemment décrite. Par exemple, en utilisant un générateur haute fréquence de 100 kilowatts et 13 mégacycles, on réalise une vuleanisation complète de la mousse gélifiée au bout de 6 minutes pour produire 18, 1 kg (poids sec) de caoutchouc éponge de mousse de latex vuncanisee. La vulcanisation s'aceompagnA d'un dégagement de vapeur hors du moule, mais le caoutchouc cellulaire vulcanisé est encore humide.
On extrait l'objet en caoutchouc vulcanisé du moule, on le lave complètement à 1'eau et ; on le fait sécher. Bien qu'il soit possible de sécher l'objet de la manière usuelle par un chauffage de 16 à 24 heures dans un four à air, on peut aussi sécher l'objet d'une manière complète ou presque complète en le plaçant entre les électrodes de l'appareil de vulcanisation électronique utilisé précédemment pour la vulcanisation de caoutchouc cellulaire. On peut, par exemple, retirer une partie de 1'eau du caoutchouc cellulaire en soumettant celuici au même champ électrique que celui utilisé pendant l'opération de vulcanisation, pendant 1. à 3 minutes, pour porter sa température à 100 . On peut alors parachever le séchage de l'objet dans un four pendant 1 à 2 heures.
L'opération de vulcanisation décrite cidessus n'est pas poursuivie jusqu'à ce que toute 1'eau ait été évaporée. Par suite, si l'opération est effectuée sur une dispersion aqueuse à la pression atmosphérique, la température est automatiquement limitée dans toute la masse jusqu'à 100 environ. Il est évi- dent que la température de vulcanisation peut être modifiée pour correspondre à la courbe de la tension de vapeur en fonction de la température pour tout liquide contenu'éventuellement dans le caoutchouc cellulaire, en prévoyant des moyens pour maintenir la pression ou la dépression requise autour du dispositif de vulcanisation électronique.
Si l'on doit faire appel à une surpression pour obtenir des températures d'évaporation plus élevées, il faut utiliser un gaz inerte et non l'air, afin de réduire au minimum l'oxydation de la matière caoutchouteuse et de conserver.
1'eau ou autre liquide vaporisable renfermé dans la structure de la matière spongieuse dans une mesure telle que l'on puisse achever l'opération de vulcanisation pendant que la matière est encore mouillée. En effet, la présence d'eau permet d'effectuer le chauffage
et/ou la vuleanisation avec des fréquences plus
basses que celles qu'il serait possible d'utiliser
en présence du caoutchouc seul. La tempéra
ture de vulcanisation peut être modifiée dans
une certaine mesure au moyen de produits
chimiques spéciaux qui affectent la tension de
vapeur de l'eau.
Par exemple, dans la vulcanisation des
dispersions aqueuses de néoprène dont la tem
pérature de vulcanisation est de 150 , il faut
maintenir une certaine pression autour de la
masse en cours de vulcanisation pour empê-
cher que 1'eau ne soit chassée par ébullition
avant que la température de vulcanisation
n'ait été atteinte. On peut y parvenir en en
fermant les électrodes et la masse à vulcaniser
dans une chambre de pression appropriée 50,
comme on l'a représenté sur la fig. 4. La pres
sion initiale peut être créée en injectant un
gaz inerte sous une pression convenable dans
le récipient, au moyen d'une tubulure 51, si
la quantité de liquide renfermé dans la masse
ne suffit pas par elle-même à engendrer cette
pression.
Il est clair que l'on pourrait faire
régner dans la chambre 50 une pression infé
rieure à la pression atmosphérique en reliant
la tubulure 51 à une pompe à vide. On peut
augmenter la pression graduellement, de ma
nière à ne pas écraser ou détruire la structure
poreuse de la masse gélifiée. Une autre façon
de vulcaniser pour une telle température éle
vée supérieure au point d'ébullition normal
de l'eau, consiste à ajouter, aux dispersions
aqueuses, des matières non conductrices qui augmenteront le point d'ébullition de la dis
persion aqueuse, apr exemple de l'éthylène
glycol.
Il est possible de vulcaniser le caoutchouc,
y compris le caoutchouc de latex, en le sou
mettant à l'action d'un champ électrique de
haute fréquence entre deux électrodes épar-
tées. La fréquence utilisée peut varier, par
exemple, entre moins d'un mégacycle et 10
mégacycles ou davantage. Il a été établi que
la vulcanisation ainsi provoquée est due à
l'agitation moléculaire accompagnant le chauf
fage résultant de l'absorption de puissance me surée par le facteur de perte tel qu'on 1 ; a défini plus haut.
On a observé que ce facteur de perte varie brusquement après une brève période de traitement de la masse caoutchou- teuse ; par exemple, dans certaines composi- tions de latex, on a constaté que cette variation brusque intervient au bout de 5 minutes environ. On a établi également que cette variation brusque du facteur de perte se produit au moment où l'on a atteint le degré de vulcanisation optimum. Cette variation de l'absorption de puissance se traduit par une variation correspondante de la puissance P débitée par le générateur, comme on l'a représenté graphiquement sur la fig. 5. C indique la durée de vulcanisation en minutes.
Les objets en caoutchouc cellulaire produits comme dans 1'exemple ci-dessus sont caractérisés par l'homogénéité de leurs propriétés physiques, résultant de l'uniformité de vulcanisation du caoutchouc. On a constaté que les parties intérieures de l'objet en caoutchouc cellulaire sont vulcanisées dans la même mesure que les couches superficielles, et que l'on ne rencontre aucune partie collante (vulcanisation insuffisante) ni raide (excès de vulcanisation), ainsi qu'il s'en trouvait souvent dans le cas des procédés de vulcanisation à la vapeur ou aux gaz utilisés antérieurement.
On constate que le caoutchouc cellulaire obtenu est supérieur au point de vue de sa résistance à la traction, de son élasticité, de sa résistance au déchirement, de ses qualités de vieillissement et de sa résistance à la dé- formation permanente. On pense que ce résul- tat est dû à une plus grande efficacité de la combinaison du soufre avec les molécules de caoutchouc, cette hypothèse paraissant corroborée par le fait que l'on obtient un meilleur état de vulcanisation en un court espace de temps, avec l'utilisation d'un tiers seulement environ des quantités normales de soufre et d'agent accélérateur requises dans les procédés de vulcanisation de longue durée usuels.
Le soufre libre est sensiblement éliminé du produit vulcanisé, ce qui contribue à ses qualités de vieil lissèmênt. Ainsi, la supériorité quantitative et qualitative de la vulcanisation obtenue paraissent résulter de l'activité moléculaire provoquée par le courant haute fréquence joint au chauffage du mélange de caoutchouc et de soufre. Le degré de vulcanisation obtenu par voie électronique (par le traitement diéleetri- que haute fréquence) est impossible à obtenir en appliquant pendant la même période de temps la quantité théoriquement requise de calories ambiantes seulement par les méthodes de vulcanisation usuelles.
Le temps très court nécessaire pour vulcaniser l'objet (entre 5 et 13 minutes environ) permet de produire un nombre d'objets en caoutchouc cellulaire plusieurs fois supérieur à ce qu'il était possible de produire par le passé avec les méthodes de vulcanisation classiques plus lentes. Cet avantage joint à celui qui, permettant de produire des objets cellulaires avec un déchet de fabrication faible, ou nul, conduit à une grande économie.
REVENDICATIONS :
I. Procédé pour la fabrication d'un objet en caoutchouc cellulaire, en faisant mousser une dispersion aqueuse d'un caoutchouc vul eanisable et en gélifiant la mousse sous la forme voulue, caractérisé en ce qu'on soumet la mousse gélifiée humide à l'action d'un champ électrique de haute fréquence pour vulcaniser le caoutchouc et qu'on sèche ensuite l'objet.