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Masse artificielle, procédé de préparation de celle-ci et les @ produits industriels qui en sont fabriqués.
La présente invention a pour but de procurer une masse artificielle susceptible d'être employée comme matière ou élément de construction pour les produits industriels les plus divers et qui, en raison de sa fabrication facile et peu coûteuse, et de ses propriétés physiques, chimiques et techno logiques (dureté, résistance à la flexion, résistance à la pression et à la rupture, facilité d'âtre travaillée, mécani quement, capacité d'isolement électrique, résistance aux atta ' ques de produits chimiques, etc. ), présente de grands avanta - ges par rapport aux matières artificielles ou naturelles déjà connues.
La matière artificielle se compose principalement de ca - outchouc et de cellulose (par exemple de bois) ainsi que de certaines matières additionnelles ; la cellulose est contenue
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dans la masse artificielle finement déchirée ou moulue et divisée, à l'intérieur de la masse, dans le caoutchouc, de façon non coordonnée. La masse ainsi constituée et vulcanisée est prête à être utilisée.
La distribution non coordonnée des fibres de cellulose entourées de caoutchouc, dans la masse artificielle et le fait d'imprégner chaque petite partie par la substance caout - choutée, procurent une matière tenace, possédant, à l'état de vulcanisation, quant à sa facilité de se laisser travailler, les propriétés et les caractéristiques d'une excellente ma - tière de bois, et même les dépasse.
En modifiant le rapport du mélange des deux corps de base et des matières additionnelles on peut également modifier, proportionnellement, la solidité, la densité et la dureté de la masse artificielle, tout en étant possible de garder celles de ses propriétés qui désignent cette matière comme un élé - ment de construction particulièrement précieux, et spéciale - ment la ténacité caractéristique du.bois.
On peut également additionner à cette nouvelle masse des colorants afin de la colorer de diverses façons et pouvoir ainsi l'adapter à toute utilisation désirée.
A titre d'exemple on indique ci-après un procédé pour la préparation de cette masse artificielle :
Le caoutchouc brut est transformé de façon habituelle, par pétrissage, en une matière plastique dans laquelle on incorpore ensuite, à température moyenne, par pétrissage, les matières additionnelles.
Ces matières additionnelles forment trois groupes princi - paux :
1 Les groupes nécessaires à la préparation, amorçage et exécution de la vulcanisation.
2 Moyens de ramollissement.
3 Matières colorantes.
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Les principales matières additionnelles du premier groupe sont : le soufre, les accélérateurs de vulcanisation anorga - niques, tels que l'oxyde de zinc, oxyde de magnésium (magnésie chaux vive, dans certains cas les accélérateurs de vulcanisa - tion organiques pour la vulcanisation du caoutchouc durci,pour la plupart des cyclo-amines, telles qu'on peut les obtenir dans le commerce sous les appellations de vulcasite ou vulca - fore et similaires.
En ce qui concerne le deuxième groupe de matières addi - tionnelles (moyens de ramollissement) on emploie l'huile de lin, le cas échéant l'asphalte, et autres moyens de ramolli s - sement similaires dont l'emploi dépend surtout de la couleur désirée et de l'odeur des produits qu'on désire obtenir.
Comme matières colorantes on utilise prinoipalement les oxydes métalliques colorés, résistants à la chaleur, insensi - ble à l'action du soufre, ou autres combinaisons anorganiques colorées.
Le mélange ainsi préparé peut se conserver durant des années, avant la vulcanisation, à une température fraîche, et peut à tout moment, après réchauffement préalable, être laminé et amené dans un état permettant son traitement ulté - rieur.
Le maintien d'une forte pression est très avantageux pour une bonne vulcanisation (par exemple de 5 à 100 kg:cm , car on obtient ainsi un étroit rapprochement des matières oonstructives en jeu et une augmentation de la résistance.
La durée de la vulcanisation est variable et dépend, dans une certaine mesure, du mode d'action des constituants du mélange de vulcanisation, cette durée pouvant toutefois être abaissée de façon à ce que l'opération, en cas de traitement d'objets relativement peu importants, soit terminée après à peine une heure.
On a indiqué dans le tableau ci-dessous quelques exemples
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pour la composition de la masse artificielle, en indiquant également le procédé de fabrication de cette masse :
Exemple 1 .
EMI4.1
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Caoutchouc <SEP> 5000. <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <SEP> ..... <SEP> 25 <SEP> %
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<tb> Asphalte <SEP> 2000 <SEP> " <SEP> env.
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<tb>
20100 parties en poids Exemple II.
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<tb> Caoutchouc <SEP> 6000 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids <SEP> ..... <SEP> 22 <SEP> % <SEP> env. <SEP>
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Huile <SEP> de <SEP> lin <SEP> 1000 <SEP> "
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<tb> Oxyde <SEP> de <SEP> zinc <SEP> 250 <SEP> "
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<tb> Magnésie <SEP> 250 <SEP> "
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<tb> Soufre <SEP> 2500 <SEP> " <SEP> "
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<tb> Matières <SEP> colorantes
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Accélérateur <SEP> organi-
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<tb> que <SEP> de <SEP> vulcanisation <SEP> 100 <SEP> "
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<tb> 15600 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
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Les ingrédients indiqués dans les exemples I et II sont intimement mélangés et de la masse ainsi obtenue on modèle les objets considérés, qui sont ensuite soumis au traitement de vulcanisation.
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Dans l'exemple II, on a. augmenté la teneur en pourcent du caoutchouc, obtenant ainsi une résistance plus forte, tout en maintenant la ténacité caractéristique du bois.
Les deux matières des exemples 1 et II, et en plus grande mesure dans l'exemple II, ne sont pas sensibles aux chocs et aux coups, possèdent une grande résistance à la pression et peuvent être travaillées mécaniquement comme le bois dur.
La dureté de la masse obtenue par le procédé de l'exemple II est de beaucoup plus élevée que celle de la masse de l'exem- ple I, et plus grande également que celle d'un bois quelconque le plus dur. De même., le pouvoir de résistance contre les corps chimiques d'une masse de l'exemple II se trouve renfor - cée, en raison de la teneur plus élevée en caoutchouc brut.
La particularité de la composition de masse artificielle ainsi décrite rend possible l'obtention de produits industriels les plus variés. Elle permet ainsi l'obtention directe de tels produits de la masse encore brute par pression et vulca - nisation, dans des formes appropriées. Il est également possi - ble d'obtenir des produits de dimensions relativement impor - tantes, tels que des plaques de grandes dimensions, utilisa - bles soit comme matière proprement dite, ou comme élément de construction.
Dans le dessin annexé, on a représenté des formes d'axé - cution, à titre d'exemple, de produits industriels fabriqués de cette masse artificielle. Les figures 1 et 2 montrent un objet moulé par pression, en coupe et en plan. Dans les figu - res 3 et 4 on a représenté schématiquement deux réceptacles résistant aux acides, en diverses formes d'exécution. Les figures 5 à 9 représentent le mode de fabrication d'un vase rond de la masse artificielle.
Pour la fabrication d'un objet industriel selon les figures 1 et 2, on forme préalablement la masse artificielle non vulcanisée et on la soumet ensuite à la pression et à la
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chaleur, en la pressant dans une forme appropriée. On peut de cette façon produire des réceptacles sans joint de formes les plus variées (par exemple des plateaux pour cristallisa - tion, des vases pour acides, des récipients d'accumulateurs, et similaires,).
Par la pression de la masse artificielle en formes, sous chaleur et pression, on peut également produire des objets massifs, tels que boulets de soupape, boules sphériques et ainsi de suite.
La production d'articles industriels de forme sphérique de la masse artificielle, en remplacement du bois, offre de gros avantages. La struoture des produits obtenus avec la masse artificielle est en effet beaucoup plus homogène que les objets provenant du bois. De telles sphères en matière artificielle sont fabriquées d'ailleurs de façon beaucoup plus rationnelle et plus précise que les sphères en bois usuelles, étant donné que par la pression et la vulcanisation dans des formes soigneusement préparées on peut obtenir un produit de sphéricité parfaite, ne nécessitant presque pas d'usinage ultérieur.
Le réceptacle indiqué dans la figure 3 possède une pièce rapportée 1 de masse artificielle. Cette pièce est soit obte - nue sansjoint ou assemblée au moyen de plusieurs plaques en matière artificielle. Sur le pourtour extérieur cette pièce rapportée est entourée d'une chemise en béton 2.
Le récipient indiqué dans la figure 4 est assemblé de plusieurs plaques en matière artificielle 3 , l'assemblage étant réalisé par unjoint à rainure et languette 4 quelconque.
Le fond 5 est également relié aux parois par un assemblage à rainure 6. Les parois du récipient sont jointes de façon usuelle, par exemple par bandes 7 ou cercles, ou autres.
Dans les exéoutions décrites ci-dessus, on obtient l'é - tanchéité des joints 6 par une coulée de ciment résineux de
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gutta-percha, qui liquide au début, se solidifie plus tard.
De tels ciments peuvent s'obtenir résistant aux acides, sont très liquides à la chaleur, se solidifiant ultérieurement et collent fortement à la surface d'application. On peut égale - ment, par exemple, fabriquer des récipients résistant aux a - cides, et ce sans sortir du cadre de cette invention, en in - troduisant dans un quelconque récipient des plaques en matière artificielle comme revêtement intérieur, cette matière étant obtenue par les procédés indiqués ci-dessus, et cimenter en - suite les joints avec le produit décrit ci-dessus.
Pour la fabrication de récipients ronds de plus forte contenance avec les plaques en matière artificielle, selon la présente invention, on procède comme suit :
Une plaque suivant le type indiqué dans la figure 5 est d'abord pliée par la chaleur, à une température d'environ 1000 . Ceci peut être réalisé en faisant passer la plaque chauffée entre deux rouleaux chauffés 10, figure 6.
Le pliage a lieu de façon que les bords de recouvrement de la surface d'enveloppe viennent légèrement un au-dessus de l'autre, fig. 7. En dépliant légèrement l'enveloppe, après refroidissement la languette vient se loger dans la rainure, en obtenant ainsi une enveloppe de récipient complètement fermée. La fixation du fond peut être réalisée de façons diverses, par exemple par un assemblage à rainure et languette (figure 9).
Des récipients ronds peuvent également être obtenus par le pliage de plusieurs plaques formant l' enveloppe. La cimen - tation des joints s'effectue de même par le ciment décrit ci - dessus. L'armature de l'enveloppe et du fond du récipient peut être réalisée par cerclage, bétonnage et autres procédés.
Il est bien entendu que l'emploi de la masse artificielle n'est pas limité aux produits industriels décrits ci-dessus.
D'autres articles industriels sont également à considérer, tels
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que : les tablettes pour tables de laboratoires par exemple, bureaux, plaques de billards en remplacement des plaques en marbres chères et fragiles.
Les revêtements de murs, de planchers et similaires peuvent aussi être constitués par la matière artificielle faisant l'objet de la présente invention, en remplacement des revêtements ordinaires en bois, ainsi que des carrelages en céramique. De tels revêtements peuvent être aussi montés en maçonnerie humide, cette matière étant imperméable et résistant à l' eau.
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Artificial mass, method of preparation thereof and the industrial products made from it.
The object of the present invention is to provide an artificial mass capable of being used as a material or construction element for the most diverse industrial products and which, by virtue of its easy and inexpensive manufacture, and of its physical, chemical and techno logical (hardness, resistance to bending, resistance to pressure and to rupture, ease of working, mechanically, electrical insulation capacity, resistance to attacks from chemicals, etc.), presents great advantages over already known artificial or natural materials.
The artificial material consists mainly of rubber and cellulose (eg wood) as well as some additional materials; cellulose is contained
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in the artificial mass finely torn or ground and divided, inside the mass, in the rubber, in an uncoordinated fashion. The mass thus formed and vulcanized is ready to be used.
The uncoordinated distribution of the cellulose fibers surrounded by rubber, in the artificial mass and the fact of impregnating each small part with the rubber substance, provides a tenacious material, possessing, in the state of vulcanization, in its ease. to let work, the properties and characteristics of an excellent wood material, and even exceeds them.
By modifying the ratio of the mixture of the two basic bodies and the additional materials, it is also possible to modify, proportionally, the solidity, the density and the hardness of the artificial mass, while being possible to keep those of its properties which designate this matter as a particularly valuable construction element, and especially the characteristic tenacity of wood.
It is also possible to add dyes to this new mass in order to color it in various ways and thus be able to adapt it to any desired use.
By way of example, a process for the preparation of this artificial mass is indicated below:
The raw rubber is converted in the usual way, by kneading, into a plastic material in which the additional materials are then incorporated at medium temperature by kneading.
These additional materials form three main groups:
1 The groups necessary for the preparation, initiation and execution of vulcanization.
2 Means of softening.
3 Coloring matters.
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The main additional materials of the first group are: sulfur, anorganic vulcanization accelerators, such as zinc oxide, magnesium oxide (quicklime magnesia, in some cases organic vulcanization accelerators for the vulcanization of hard rubber, mostly cyclo-amines, as can be obtained commercially as vulcasite or vulca-fore and the like.
As regards the second group of additional materials (softening means) linseed oil, where appropriate asphalt, and other similar softening means are used, the use of which depends mainly on the color. desired and the smell of the products we want to obtain.
As coloring materials are used mainly colored metal oxides, resistant to heat, insensitive to the action of sulfur, or other colored inorganic combinations.
The mixture thus prepared can be stored for years, before vulcanization, at a cool temperature, and can at any time, after preliminary heating, be rolled and brought into a state allowing its subsequent processing.
Maintaining a high pressure is very advantageous for good vulcanization (for example from 5 to 100 kg: cm, because this gives a close approximation of the constructive materials involved and an increase in strength.
The duration of the vulcanization is variable and depends, to a certain extent, on the mode of action of the constituents of the vulcanization mixture, this duration however being able to be reduced so that the operation, in the event of treatment of relatively unimportant, be finished after barely an hour.
Some examples are shown in the table below
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for the composition of the artificial mass, also indicating the manufacturing process of this mass:
Example 1.
EMI4.1
<tb>
Rubber <SEP> 5000. <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight <SEP> ..... <SEP> 25 <SEP>%
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<tb>
20,100 parts by weight Example II.
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<tb> Rubber <SEP> 6000 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight <SEP> ..... <SEP> 22 <SEP>% <SEP> approx. <SEP>
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<tb>
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Linseed <SEP> oil <SEP> 1000 <SEP> "
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<tb> Quicklime <SEP> <SEP> 500 <SEP> "<SEP>"
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<tb> Oxide <SEP> of <SEP> zinc <SEP> 250 <SEP> "
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<tb> Magnesia <SEP> 250 <SEP> "
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<tb> Sulfur <SEP> 2500 <SEP> "<SEP>"
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Accelerator <SEP> organized
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<tb> than <SEP> of <SEP> vulcanization <SEP> 100 <SEP> "
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<tb> 15600 <SEP> parts <SEP> in <SEP> weight
<tb>
The ingredients indicated in Examples I and II are intimately mixed and from the mass thus obtained the objects considered are modeled, which are then subjected to the vulcanization treatment.
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In example II, we have. increased the percentage content of the rubber, thus obtaining a stronger resistance, while maintaining the characteristic toughness of wood.
The two materials of Examples 1 and II, and to a greater extent in Example II, are not sensitive to shocks and knocks, have high compressive strength and can be mechanically worked like hardwood.
The hardness of the mass obtained by the process of Example II is much higher than that of the mass of Example I, and also greater than that of any harder wood. Likewise, the chemical resistance of a mass of Example II is enhanced due to the higher raw rubber content.
The particularity of the composition of artificial mass thus described makes it possible to obtain the most varied industrial products. It thus makes it possible to obtain such products directly from the still raw mass by pressure and vulcanization, in appropriate forms. It is also possible to obtain products of relatively large dimensions, such as large-sized plates, which can be used either as a material proper, or as a construction element.
In the accompanying drawing, there is shown axis shapes, by way of example, of industrial products made from this artificial mass. Figures 1 and 2 show a die-cast article, in section and in plan. In Figures 3 and 4 there is schematically shown two acid resistant receptacles, in various embodiments. Figures 5 to 9 represent the method of manufacturing a round vase from the artificial mass.
For the manufacture of an industrial object according to Figures 1 and 2, the unvulcanized artificial mass is formed beforehand and then subjected to pressure and to
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heat, pressing it into a suitable form. In this way, seamless receptacles of the most varied shapes can be produced (eg crystallization trays, acid vessels, accumulator vessels, and the like,).
By the pressure of artificial mass into shapes, under heat and pressure, one can also produce massive objects, such as valve balls, spherical balls and so on.
The production of industrial articles of spherical shape of the artificial mass, as a replacement for wood, offers great advantages. The structure of the products obtained with the artificial mass is indeed much more homogeneous than the objects obtained from wood. Such spheres in artificial material are, moreover, manufactured in a much more rational and precise manner than the usual wooden spheres, given that by pressure and vulcanization in carefully prepared shapes one can obtain a product of perfect sphericity, not requiring almost no subsequent machining.
The receptacle shown in Figure 3 has an insert 1 of artificial mass. This piece is either obtained without joint or assembled by means of several plates of artificial material. On the outer perimeter this insert is surrounded by a concrete jacket 2.
The container shown in Figure 4 is assembled from several plates of artificial material 3, the assembly being achieved by unjoint groove and tongue 4 any.
The bottom 5 is also connected to the walls by a groove assembly 6. The walls of the container are joined in the usual way, for example by strips 7 or circles, or the like.
In the exéoutions described above, one obtains the watertightness of the joints 6 by a casting of resinous cement of
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gutta-percha, which liquid at first, solidifies later.
Such cements can be obtained resistant to acids, are very liquid in heat, solidify subsequently and adhere strongly to the application surface. It is also possible, for example, to manufacture acid-resistant receptacles, without departing from the scope of this invention, by introducing into any receptacle plates of artificial material as an inner lining, this material being obtained by the processes indicated above, and then cement the joints with the product described above.
For the manufacture of round containers of greater capacity with the plates of artificial material, according to the present invention, the procedure is as follows:
A plate of the type shown in Figure 5 is first bent by heat, at a temperature of about 1000. This can be achieved by passing the heated plate between two heated rollers 10, figure 6.
The folding takes place so that the overlapping edges of the envelope surface come slightly above one another, fig. 7. By slightly unfolding the envelope, after cooling the tongue is lodged in the groove, thus obtaining a completely closed container envelope. The bottom can be fixed in various ways, for example by a tongue-and-groove assembly (Figure 9).
Round containers can also be obtained by folding several plates forming the envelope. The joints are cemented in the same way with the cement described above. The reinforcement of the casing and of the bottom of the container can be produced by strapping, concreting and other methods.
It is understood that the use of the artificial mass is not limited to the industrial products described above.
Other industrial items are also to be considered, such
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that: tablets for laboratory tables for example, desks, billiard plates to replace expensive and fragile marble plates.
The coverings of walls, floors and the like can also be made of the artificial material which is the object of the present invention, replacing ordinary wood coverings, as well as ceramic tiles. Such coverings can also be installed in wet masonry, this material being impermeable and water resistant.