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'PERFECTIONNEMENTS AUX PROCEDES DE FABRICATION DU CAOUTCHOUC"
La présente invention est relative à la fabrication de feuilles de caoutchouc vulcanisé, pour couverture de planchers, lambrissage intérieur, pavages intérieurs et extérieurs et usages analogues.
Le but de l'invention est, d'une façon générale, la cons- titution, en vue des utilisations énoncées, de feuilles de caoutchouc vulcanisé relativement peu coûteuses qui, tout en étant considérablement plus minces que les feuilles actuelle- ment fabriquées à ces fins, (par exemple de 2 à 3 mm. d'épais- seur, au lieu de 4,5 à 6 mm., comme d'habitude) et beaucoup plus légères que celles-ci (par exemple, de densité égale à 1
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au lieu de 2, environ, comme d'habitude), restent néanmoins d'une rigidité et d'une résistance au fendillage convenables et, dans le cas d'un revêtement de plancher, soient également exemptes de la tendance usuelle des revêtements minces à se gondoler et à se déplacer sur le plancher, ainsi qu'à conser- ver les marques des pressions exercées par le mobilier ou objets analogues qui y reposent.
On conviendra que, pour l'obtention d'une matière compor- tant les propriétés ci-dessus, les matériaux de remplissage ou de renforcement devraient être de faible densité. Mais la série des matières de remplissage ou de renforcement de ce type, susceptibles de la combinaison désirée de propriétés physiques, est quelque peu limitée, car toutes les matières de remplissage ou de renforcement minérales sont relativement lourdes et, comme telles, seraient à rejeter pour la mise en oeuvre de la présente invention.
De plus, l'utilisation de matières de remplissage minérales (qui, dans ce cas, ferait appel à des matières telles que le noir de fumée ou le noir de gaz, en quantité suffisante pour l'obtention de la rigidité désirée), donne naissance à un matériau qui, en plus du désa vantage d'un poids excessif, comporte celui d'une tendance particulière à se fendiller.
Par suite, à l'exception des substances fibreuses d'origine animale (telles, par exemple, que le cuir et le poil broyés que, en général, on a constaté être sans utilité pour le but de l'invention, il ne reste que les matières de remplissage d'origine végétale et de texture poreuse ou fibreuse, telles que le liège, la poudre de liège, la mouture de liège, la pulpe de bois (mécanique ou chimique), les moutures ou farines de bois, le chanvre, le jute ou le coton broyés, et matiéres analogues qui seront désignées ci- après sous la dénomination de "matières de remplissage légères:
'
Mais l'emploi de ces matières de remplissage légères,
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dans les quantités importantes qui sont nécessaires pour con- férer au produit en feuille la rigidité et les autres proprié- tés physiques désirées, ne va pas sans certaines difficultés.
Tout d'abord, les matières de remplissage de ce type tendent à donner lieu à un mélange très "sec" et l'utilisation des amolissants ordinaires, tels que l'acide stéarique, les huiles, les cires, les caoutchoucs artificiels et analogues, est limi- tée, à, cause des propriétés mécaniques à obtenir dans le pro- duit fini. La "sécheresse" de ces matières de remplissage lé- gères occasionne des difficultés de fabrication dont le résul- ta,t est, ou bien d'augmenter le coût des opérations, ce qui limite les applications possibles et la vente du produit, ou bien de rendre impratiquable une production en quantité in- dustrielle. De plus, si les éléments de la composition ne sont pas mélangés très intimement, il se manifeste, dans le produit fini, une tendance plus ou moins grande au fendillement, en particulier si l'on utilise un remplissage au liège..
Grâce à la présente invention, on évite ces difficultés ou ces désavantages et on arrive à obtenir une feuille de caoutchouc vulcanisé qui comporte les propriétés physiques désirées et ci-dessus mentionnées : faible densité (par exem- ple comprise entre 1 et 1,2), rigidité, résistance au fendil- lement et, en outre, le produit peut être obtenu sous une épaisseur très réduite en conservant ces propriétés.
Conformément à la présente invention, la feuille de caoutchouc vulcanisé, comportant les propriétés physiques ci- dessus spécifiées, est caractérisée par une quantité de matières de remplissage légères dépassant en poids (de préfé- rence largement) la quantité totale de caoutchouc employée dans la feuille et par une quantité beaucoup plus faible de matière de remplissage minérale, comportant de l'oxyde de zinc, par exemple de 20- à 65% en poids, par rapport au caout- chouc.
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De cette manière, la feuille peut être constituée par une composition vulcanisée de caoutchouc, de matières de remplissage légères et de matières de remplissage minérales, pratiquement dans les proportions de 120 parties (en poids) de caoutchouc, de 150 à 260 parties (en poids) de matières de remplissage légères et 24 à 80 parties (en poids) par rapport au caoutchouc, de matières de remplissage minérales, dont 10 à 40 parties sont constituées par de l'oxyde de zinc.
Dans la fabrication de la feuille de caoutchouc perfec- tionnée, objet de l'invention, l'élément caoutchouc du mélange vulcanisable au moyen duquel est constituée la feuille peut être, en totalité ou en partie, du caoutchouc qui a été traité par exemple par la chaleur,, de manière à être rendu mou "en lui-même", par opposition avec le caoutchouc amolli artifi- ciellement grâce à l'addition d'amollissants ou par un broyage convenable.
Une forme préférée de caoutchouc ainsi amolli de manière intrinsèque, est un caoutchouc préparé selon les indications du brevet français N 729. 268 du 6 janvier 1932, de préférence sous forme de débris.
A ce sujet, il doit être bien entendu que l'utilisation dans la composition, objet de l'invention, d'agents amollis- sants, tels que la paraffine, par exemple, en tout cas en quantités appréciables, est exclue, l'incorporation de ces amollissants étant défavorable à l'obtention de feuilles de caoutchouc comportant la combinaison sus-énoncée de propriétés physiques..
Par l'emploi en totalité ou en partie, pour l'élément caoutchouc du produit à obtenir, d'un caoutchouc amolli d'une manière intrinsèque, on surmonte les difficultés pratiques d'introduction dans le caoutchouc d'une proportion élevée de matières de remplissage légères. Par l'utilisation d'une
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faible proportion de matières de remplissage minérales, on évite certains effets indésirables de la haute teneur en ma- tières de remplissage légères et, en même temps, on garde la densité du tout à une faible valeur. Sans matières de remplis- sage minérales, le produit est "inerte" et comporte d'ailleurs d'autres propriétés nuisibles.
En plus de leur action de modi- fication de l'effet de matières légères de remplissage, les matières minérales ajoutées tendent également à aider à la dispersion dans le caoutchouc, des remplissages légers, en par- ticulier des matières difficilement désintégrables, telles que le coton et les fibres analogues.
Un autre avantage de l'utilisation de caoutchouc amolli intrinsèquement et, en particulier de caoutchouc sous la forme préférée indiquée ci-dessus, est qu'on peut, au cours de la vulcanisation, employer des accélérateurs très actifs, sans danger de roussissage. Par exemple, on peut employer des accé- lérateurs aussi énergiques que le produit de condensation de piperidine et de bisulfure de carbone, dans la proportion d'en- viron 1/2 à 2%, ou même plus (par rapport au caoutchouc) sans aucun roussissage ou séchage prématuré du caoutchouc.
De même, d'autres accélérateurs actifs, par exemple les thio-amino-urées (thiuram) mono- ou disulfurées, ou les sels métalliques de l'acide sulfo-carbamique ou xanthates, ou une combinaison d'ac- célérateurs actifs, tels que le mercaptobenzothiazol et les guanidines, peuvent être utilisés, avec des résultats analogues.
Le mélange de départ pour la feuille à obtenir peut com- porter, en plus des agents vulcanisateurs, un quelconque des accélérateurs, activateurs, anti-oxydants, colorants et addenda analogues, usuels dans la technique dont il s'agit.
Les colorants applicables comprennent des pigments tels que le vert de chrome, les ocres (par exemple l'ocre vénitien et le rouge péruvien), l'outremer, le jaune de cadmium, ou les
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pigments à colorations claires, tels que l'oxyde de titane, le carbonate de magnésium, le lithopone et l'argile purifiée, ainsi que les teintures et laques convenables.
En ce qui concerne les quantités des ingrédients primaires à utiliser dans le mélange-type conforme à l'invention, c'est- à-dire le caoutchouc et les matières de remplissage, les deman- deurs ont constaté qu'en général, on devra observer la formule suivante :
Pour 120 parties (en poids) de caoutchouc, constitué, en totalité ou en partie, par du caoutchouc amolli de manière intrinsèque, ajouter de 150 à 260 parties (en poids) de matières de remplissage fibreuses ou poreuses, par exemple du liège, du chanvre, du jute, du coton, de la mouture ou de la farine de bois, et de 10 à 20 volumes (ou de 24 à 80 parties en poids) de matières de remplissage minérales, ou pigments (ou les deux ensemble), par exemple ocre péruvien, vert de chrome, argile purifiée, carbonate de magnésium léger ou oxyde de zinc, dont 2 à 8 volumes (ou 10 à 40 parties, en poids)
sont constitués par l'oxyde de zinc. En règle générale, si l'on utilise de la mouture de bois, celle-ci ne devra pas, pour l'obtention des résultats les meilleurs, constituer plus du quart ou du cin- quième de la totalité des "matières de remplissage légères".
Si les matières de remplissage légères sont constituées par une fibre végétale du type du jute, du chanvre, du coton ou analogues, il peut être préférable, si, au cours du broyage, la fibre manifeste une tendance à glisser sur les rouleaux et à passer entre eux sans être morcelée et boyée, de faire subir aux fibres un traitement préalable, avant leur introduction dans le broyeur, de manière à diminuer cette tendance.
C'est ainsi.que le remplissage fibreux peut être traité par le procédé décrit à la demande de brevet déposée en Grande- Bretagne le 28 août 1931 "Perfectionnements au broyage de fi- bres. Selon le mode de mise en oeuvre préféré de ce procédé,
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la matière fibreuse, avant son brbyage, est revêtue, à sa sur- face, de caoutchouc qui y est déposé au moyen d'une dispersion aqueuse de caoutchouc ou d'une solution de caoutchouc, après quoi la matière fibreuse est soigneusement et complètement sé- chée à la chaleur et, de préférence, introduite dans le broyeur, encore chaude de ce séchage.
On a constaté qu'avec certains mélanges de caoutchouc, conformes à l'invention, en particulier avec ceux qui contien- nent une proportion élevée de liège, le produit fini, après extraction de la presse ou du cylindre à vulcaniser, peut pré- senter une certaine tendance à se gondoler et à se crevasser à sa surface, à la flexion. Mais siles mélanges conformes à l'invention sont refroidis sous pression après la vulcanisa- tion, on obtient, à cet égard, un produit bien supérieur. Re- froidi sous pression, le produit est plat et ne présente pas de crevasses superficielles, à la flexion. De plus, ses pro- priétés mécaniques générales sont considérablement améliorées; par exemple, il est plus lourd, plus consistant et plus rigide.
Si on le désire, la vulcanisation peut se faire en deux étapes, ou plus. Par exemple, le produit, après un bref pressa- ge préliminaire dans une presse à vulcaniser chaude (pour le mettre en forme) peut être retiré de cette presse et maintenu sous pression dans un local chaud, par exemple à une températu- re de 75 à 81 centigrades, jusqu'à ce qu"il soit suffisamment vulcanisé. Le refroidissement ultérieur, sous pression, peut alors être effectué, sion le désire, mais, d'une façon géné- rale, lorsqu'on opère à des températures de vulcanisation aussi basses, on ne constate pas que ce processus spécial de refroi- dissement soit nécessaire.
Selon une variante, en général préférable, du procédé de vulcanisation objet de l'invention, le mélange vulcanisable en
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feuilles est soumis à un séchage préalable de sa, masse, avant l'application de la pression, par exemple en l'exposant à de l'air non confiné, chauffé à une température de 66 à 121 centigrades.
La raison pour laquelle la méthode de vulcanisation qui vient d'être exposée est à préférer est que les mélanges de caoutchouc contenant une proportion importante de matières de remplissage légères donnent fréquemment des ennuis en ce qu' elles collent à la presse pendant la vulcanisation et on cons- tate que, lorsque c'est le cas, cet inconvénient peut facilement être évité par le séchage préalable indiqué.
En ce qui concerne la vulcanisation de la matière en feuil- le conforme à l'invention, on peut dire que le procédé peut affecter l'une quelconque de trois formes. La matière en feuil- le peut être légèrement séchée préalablement, comme indiqué ci- dessus, puis soumise à la vulcanisation dans une presse chauf- fée, comme on le faisait jusqu'à présent. Ou bien, elle peut être séchée préalablement, puis vulcanisée dans une machine à séchage continu, par exemple du type de celle, bien connue, de Berstoff. Ou, encore, le mélange d'origine de caoutchouc peut être fourni directement par la calandre à une machine à sécha- ge continu du type ci-dessus indiqué. Les deux premières mé- thodes sont applicables, d'une façon générale, quelle que soit la nature du mélange d'origine.
Mais il peut arriver, si l'on emploie certaines matières de remplissage légères, notamment le liège, dans des proportions très importantes, que la derniè- re méthode ne soit pas applicable. Dans ce cas, on emploiera l'une ou l'autre des deux premières.
Les exemples suivants se rapportent à des mélanges conve- nables, conformes à l'invention. Il est entendu que ces exem- ples ne sont nullement limitatifs, mais seulement destinés à faciliter la compréhension.
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Exemple I
EMI9.1
<tb> Crèpe <SEP> de <SEP> caoutchouc <SEP> pâle <SEP> (préparé
<tb> conformément <SEP> au <SEP> brevet <SEP> français
<tb> N <SEP> 729.268, <SEP> cité <SEP> plus <SEP> haut)...... <SEP> 120 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> Liège <SEP> broyé <SEP> ............. <SEP> 260 <SEP> d0
<tb>
<tb> Rouge <SEP> vénitien.................. <SEP> 30 <SEP> d
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<tb> Oxyde <SEP> de <SEP> zinc................... <SEP> 30 <SEP> d
<tb>
<tb> Soufre <SEP> .......................... <SEP> 6 <SEP> d
<tb>
<tb> Piperidinepiperidyldithiocarbamate <SEP> 1 <SEP> d
<tb>
Ce mélange, sous forme de feuille, d'environ 2 mm d'épais- seur, fut séchéà la presse dans une enveloppe de toileà une pression de vapeur de 2,8 kg s par cm2 pendant 5 minutes. La densité de la feuille après séchage était de 0,93.
Exemple II
EMI9.2
<tb> Crêpe <SEP> de <SEP> caoutchouc <SEP> pâle <SEP> (préparé
<tb> conformément <SEP> au <SEP> brevet <SEP> français
<tb> N <SEP> 729.268, <SEP> cité <SEP> plus <SEP> haut) <SEP> ..... <SEP> 120 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> Liège <SEP> broyé <SEP> ..................... <SEP> 130 <SEP> d
<tb> Mouture <SEP> de <SEP> bois <SEP> ................. <SEP> 24 <SEP> d
<tb>
<tb>
<tb> Ocre <SEP> péruvien <SEP> ................... <SEP> 32 <SEP> d
<tb>
<tb> Oxyde <SEP> de <SEP> zinc <SEP> ................... <SEP> 30 <SEP> d
<tb>
<tb> Soufre <SEP> .......................... <SEP> 3,75 <SEP> d
<tb>
<tb> Piperidinepiperidyldithiocarbamate <SEP> 1 <SEP> d
<tb>
Ce mélange fut mis en forme et séché comme dans l'exemple I précédent.
La feuille résultante avait environ 2 mm. d'épais- seur et 1,05 de densité.
Exemple III
EMI9.3
<tb> Caoutchouc <SEP> (préparé <SEP> conformément
<tb>
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<tb>
<tb>
<tb> au <SEP> brevet <SEP> français <SEP> ? <SEP> 729.268,
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<tb> cité <SEP> plus <SEP> haut) <SEP> 120 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
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<tb> Chanvre <SEP> broyé, <SEP> jute <SEP> broyé <SEP> ou
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<tb> pulpe <SEP> de <SEP> bois <SEP> .................. <SEP> 160 <SEP> d
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<tb> Vert <SEP> de <SEP> chrome <SEP> ................. <SEP> 30 <SEP> d
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<tb> Oxyde <SEP> de <SEP> zinc <SEP> 40 <SEP> d
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<tb> Soufre <SEP> .........................
<SEP> 3,75 <SEP> d
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<tb> Piperidinepiperidyldithiocarbamate <SEP> 1 <SEP> d
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Ce mélange fut calandré, chauffé à l'air non confiné à 70 centigrades pendant 1 heure, puis sous pression de vapeur à 2,8 kgs par Cm2 pendant 5 minutes. La feuille finie avait une densité de 1,22.
Exemple IV
EMI10.1
<tb> Caoutchouc <SEP> (préparé <SEP> conformément
<tb>
<tb>
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<tb> au <SEP> brevet <SEP> français <SEP> ? <SEP> 729.268, <SEP> cité
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<tb> plus <SEP> haut) <SEP> 120 <SEP> parties <SEP> en <SEP> poids
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<tb> Crèpe <SEP> de <SEP> caoutchouc <SEP> pâle <SEP> ordinaire <SEP> 30 <SEP> d
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<tb> Jute <SEP> broyé <SEP> ........................ <SEP> 160 <SEP> d
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<tb> Oxyde <SEP> de <SEP> titane <SEP> 15 <SEP> d
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<tb> Oxyde <SEP> de <SEP> zinc..................... <SEP> 10 <SEP> d
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<tb> Soufre <SEP> ............................
<SEP> 3,75 <SEP> d
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<tb> Piperidinepiperidyldithiocarbamate <SEP> 2 <SEP> d
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<tb> Acide <SEP> stéarique <SEP> ................... <SEP> 2 <SEP> d
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<tb> Magnésie <SEP> calcinée <SEP> 2 <SEP> d
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<tb> Teinture <SEP> 2 <SEP> d
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Le jute utilisé dans le mélange ci-dessus avait été traité en surface avec du caoutchouc de latex avant son intro- duction dans le broyeur, conformément au traitement préalable mentionné plus haut.
Le mélange fut traité de la même manière que celui de l'exemple III précédent. La densité du produit final obtenu était de 1,20.
La feuille de caoutchouc obtenue en opérant sur des mé- langes selon les exemples précédents avait une épaisseur cons- tante de 1,5 à 2,5 mm. et une densité comprise à peu près entre 1 et 1,2. Cette feuille ne manifestait aucune tendance à se gondoler ou à se fendiller et, soumise au poids d'objets rela- tivement lourds, tels que des meubles, elle ne conservait au- @ cune empreinte.
On peut donc obtenir, grâce à l'invention, une feuille de
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caoutchouc convenant au recouvrement des parquets et usages analogues. Cette feuille, bien*'que très légère, est rigide et ne se fendille pas à la flexion. Si elle est convenablement vulcanisée, elle ne garde pas l'empreinte des poids auxquels elle est soumise; elle est résistante et très durable et on n'éprouve, à l'étendre, aucune difficulté. Certains des mélan- ges décrits ci-dessus donnent des produits qui sont aussi "anti-dérapants", même à l'état humide. Les produits obtenus conformément à l'invention peuvent, bien entendu, être obtenus dans une grande variété de couleurs et de dessins, conformément aux méthodes d'ordinaire employées à cet effet par les hommes de l'art.