Procédé pour faire adhérer du caoutchouc et du métal.
Cette invention a pour objet un procédé pour faire
adhérer du caoutchouc et du métal, spécialement étudié en.
vue de l'application et du traitement d'une combinaison
de compositions de caoutchouc entre une étoffe ou un tissu
et du métal.
Ce procédé a été imaginé en vue de réaliser entre du
caoutchouc et du métal un lien de grande résistance ne
risquant pas de se corroder ou de se détériorer avec le
temps, et en même temps simple, facile et rapide à établir.
Dans la suite de cette description, ce procédé sera exposé notamment comme utilisable pour fixer une étoffe imprégnée de caoutchouc à une lame ou bande de métal, mais
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que le même procédé est utilisable de façon générale partout où l'on cherche à assujettir du caoutchouc contre du métal.
On sait qu'on n'éprouve généralement aucune difficulté pour assurer une bonne adhérence du caoutchouc vulcanisé
et d'une étoffe puisqu'il suffit, comme cela se pratique dans maintes usines, de faire passer simultanément l'étoffé et le caoutchouc composé mais non vulcanisé entre les rouleaux d'une calandre. Le caoutchouc se trouve alors comprimé et pénètre dans l'étoffe. S'il s'agit par exemple de la fabrication de courroies en caoutchouc, une couche très mince de caoutchouc formant revêtement de friction est appliquée par calandrage contre une des faces de l'étoffe
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tandis que sur sa face opposée on applique par calandrage une couche de caoutchouc plus épaisse. On oblige les lits constitutifs de la courroie à adhérer les uns aux autres en les superposant de telle sorte que la couche épaisse de l'un quelconque d'entre eux s'applique contre la couche mince du lit suivant, et ainsi de suite. En faisant appel à la chaleur et à la pression dans une presse à vulcaniser, le caoutchouc se trouve vulcanisé, ce qui réalise un lien ferme entre
les épaisseurs d'étoffe successives.
Un procédé communément employé pour déterminer la solidité du lien entre le caoutchouc et l'étoffe ou plutôt entre deux épaisseurs d'étoffe solidarisées par du caoutchouc de force l'une de l'autre à la vitesse de 25 m/m par minute deux épaisseurs d'étoffe contiguës ayant 25 m/m de largeur.
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dans la plupart des cas, une traction de friction comprise entre 7 et 9 Kg. environ soit satisfaisante. Dans les essais auxquels il sera fait allusion ici, la traction de friction enregistrée est l'effort minimum qui est observé pendant
le déchirement d'une bande d'un mètre de longueur puisque bien entendu la résistance du lien est celle du point le plus faible.
Pour les expériences en question, on a utilisé une étoffe pour courroie pourvue d'un côté d'un revêtement de
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et qu'on a appliquée contre une calandre en caoutchouc. Deux épaisseurs de cette étoffe réunies par vulcanisation en les plaçant dans une presse à vulcaniser pendant 35 minutes
à 1410 C. (sous une pression de vapeur de 18 Kg. environ) ont permis de constater une traction de friction minimum
de 9 Kg. environ. Aussi a-t-on considéré que le lien satisfaisant ent.re l'étoffe et le métal serait celui pour lequel la traction de friction ne descendrait pas au-dessous de
ce chiffre.
Divers essais ont été effectués pour donner cette résistance au lien mais sans qu'aucun d'eux ait été satisfaisant. C'est ainsi par exemple que, dans certains cas, le lien égalait bien ce chiffre immédiatement après la vulcanisation mais après un. court vieillissement dû à la corrosion du métal ou ^diverses causes, la résistance du lien tombait à un niveau bien en dessous de celui qui
était nécessaire.
Le lien engendré éventuellement était tel que l'adhérence du caoutchouc et du métal était supérieure à celle du caoutchouc et de l'étoffe et donnait lieuà une traction de friction minimum de 10 Kg. environ. Lorsqu'on essayait
de séparer par traction du métal, la séparation se produisait entièrement entre le caoutchouc et l'étoffe. En effet, le revêtement pelliculaire de caoutchouc originellement fixé à l'étoffe par calandrage adhérait complètement au métal.
En vue d'obtenir ce lien, on commence par nettoyer intégralement le métal par exemple à l'aide d'un jet de sable après quoi on l'asperge au moyen d'un pistolet ou appareil pulvérisateur analogue d'un ciment renfermant un remplissage en caoutchouc ainsi que du "caoutchouc thermos plastique". Ce dernier est une forme de caoutchouc obtenue par le traitement chimique du caoutchouc brut qui est dur
à l'état froid et se ramollit par la chaleur. Il s'agit
là d'un isomère du caoutchouc qui est moins saturé, chimiquement parlant, que le caoutchouc ordinaire. Le développement des propriétés adhésives est attribué à la transformation du caoutchouc du type d'hydrocarbure à chaîne ouverte en hydrocarbure cyclique ou est accompagné par cette trans:. formation. On le produit selon différents degrés de dureté selon le traitement chimique. Au cours de ces expériences, on peut constater qu'un produit qui est passablement dur
à la température ambiante fournit le meilleur lien car
un produit mou, qui est trop élastique ou ne possède qu'une résistance insuffisante à la traction, s'écaille, se desquame ou se détache facilement du métal ou même se Le remplissage qui se trouve dans le ciment sus-indiqué peut être un remplissage ou une combinaison de remplissages quelconques à effet raidisseur; il peut être incorporé à
ce ciment en faisant pénétrer ce remplissage par broyage dans le caoutchouc thermoplastique dans le broyeur à caoutchouc et en faisant dissoudre le mélange résultant dans un dissolvant du caoutchouc. Le caoutchouc thermoplastique
bien que dur à la température ambiante possède cette propriété de se ramollir sous l'action de la chaleur due au broyage ; il se comporte donc comme le caoutchouc ordinaire dans le broyeur à caoutchouc. Le rôle du remplissage en question est de durcir encore davantage le cyclo-caoutchouc pour qu'il ait par lui-même une plus grande résistance et adhère plus fermement au métal. La poudre d'aluminium et l'argile sont, entre autres, des remplissages convenables. Le dissolvant peut être un dissolvant quelconque du caoutchouc. La benzine donne des résultats satisfaisants.
Un ciment convenable pour.le cyclo-caoutchouc aurait la composition suivante :
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ment pelliculaire appliqué à l'étoffe comme décrit ci-dessus,, peuvent être fixés directement par vulcanisation à la pellicule que le susdit ciment ou un ciment analogue laisserait sur la surface du métal. Ceci fait, on obtient un lien satisfaisant (3 Kg. environ au minimum) mais, si on effectue un essai de friction, on constate que la séparation se produit entre le caoutchouc de la composition pour courroie et la surface de la pellicule en question.
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divisé ou pulvérisé (par exemple à l'aide d'un pistolet)
un ciment de caoutchouc renfermant un composé analogue au composé de la bande.de roulement d'un bandage de roue sur la pellicule séchée de composé de cyclo-caoutchouc ainsi que sur le revêtement de la composition pour courroie, si on se livre à un essai de friction, la séparation se produit entièrement entre l'étoffe et le revêtement pelliculaire. Ceci indique que le lien entre le caoutchouc et le métal était plus solide que le lien entre l'étoffe et le caoutchouc.
La traction de friction minimum qu'on enregistre de cette façon est de 10 Kg. environ. Le lien ne se détériore pas en prenant de l'âge ; bien au contraire, il paraît s'améliorer avec le temps.
Un composé pour bande de roulement capable de donner à cet égard des résultats satisfaisants serait le suivant :
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Le mélange est malaxé dans un broyeur à caoutchouc puis dissous dans de la benzine dans la proportion de 50 grammes du composé en question pour 1 litre de benzine ou d'un <EMI ID=9.1> de ce composé doit être de même importance que pour la composition pour courroie c'est-à-dire de 35 minutes à
1410 C.
Si on utilisait dans ce ciment un composé de gomme
pure au lieu d'un produit de base contenant une certaine quantité de durcisseur, comme pour la masse pour bande de roulement sus-indiquée, le lien obtenu ne serait pas aussi bon
(7 Kg. environ seulement de traction de friction). Il serait facile de constater par des essais de friction qu'avec
des composés de gomme pure, la séparation se produit à la surface de la pellicule de cyclo-caoutchouc. Ainsi donc, le lien ne peut acquérir la résistance désirée - comme le
révèle l'essai à la friction - qu'en combinant le ciment de caoutchouc avec des durcissants tels que le noir de fumée, l'argile, l'oxyde de zinc, la poudre d'aluminium et diverses matières fibreuses comme le cuir broyé, le coton broyé ou l'amiante. Il suffit en général de 40 % de durcissant ou d'une combinaison de durcissants, calculé par rapport au caoutchouc, pour obtenir des résultats satisfaisants mais la quantité dépend bien entendu de la nature du durcissant employé et des autres ingrédients qui constituent le composé
de caoutchouc.
On constate également qu'il est désirable de ne pas laisser l'une quelconque des pellicules de ciment attendre trop longtemps avant que l'étoffe ne soit fixée au caoutchouc par vulcanisation car les surfaces perdent de leur faculté d'adhérence avec le temps. Il en est particulièrement ainsi du ciment ,de cyclo-caoutchouc. De la térébenthine
dans la proportion approximative de 5 % du volume du dissolvant total peut être ajoutée au ciment pour retarder le séchage et maintenir plus longtemps la surface à l'état visqueux.
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sidéré comme assez dur pour donner lieu à un lien satisfaisant, on peut supprimer le remplissage dans le ciment
de cyclo-caoutchouc,
A noter d'ailleurs que le revêtement pelliculaire sur l'étoffe n'est pas absolument nécessaire. En effet, dans la plupart des cas, le revêtement de friction doit suffire. Une couche de ciment de la bande de roulement peut également
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d'être assez épaisse.
En ce qui concerne la dissolution de la matière de la bande de roulement dans un dissolvant du caoutchouc, il n'y a aucune raison pour ne pas appliquer.le ciment de cette matière sous la forme dtune émulsion aqueuse telle que celle qu'on peut obtenir en combinant du latex de caoutchouc
avec les ingrédients nécessaires de la manière usuelle.
Comme on le voit, il s'agit ici de faire adhérer une étoffe ou un tissu propre à la fabrication de courroies à du métal, Mais en réalité le lien par adhérence obtenu intéresse le caoutchouc et le métal.
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1. Procédé pour faire adhérer du caoutchouc et du métal consistant à appliquer du caoutchouc thermoplastique directement contre le métal puis à revêtir dtune couche d'un ciment.
A process for bonding rubber and metal.
This invention relates to a method for making
adhere rubber and metal, specially studied in.
view of the application and treatment of a combination
of rubber compositions between a fabric or fabric
and metal.
This process was imagined in order to achieve between
rubber and metal a bond of great resistance does not
not likely to corrode or deteriorate with the
time, and at the same time simple, easy and quick to set up.
In the remainder of this description, this process will be explained in particular as being able to be used for fixing a fabric impregnated with rubber to a strip or strip of metal, but
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that the same process can be used in general wherever it is sought to secure rubber against metal.
It is known that generally no difficulty is experienced in ensuring good adhesion of vulcanized rubber.
and a fabric since it suffices, as is the practice in many factories, to pass simultaneously the fabric and the compound but unvulcanized rubber between the rolls of a calender. The rubber is then compressed and penetrates into the fabric. In the case of, for example, the manufacture of rubber belts, a very thin layer of rubber forming a friction coating is applied by calendering against one side of the fabric.
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while on its opposite face is applied by calendering a thicker rubber layer. The constituent beds of the belt are made to adhere to each other by superimposing them so that the thick layer of any one of them rests against the thin layer of the next bed, and so on. By using heat and pressure in a vulcanizing press, the rubber is vulcanized, which creates a firm bond between
the successive layers of fabric.
A method commonly used to determine the strength of the bond between rubber and fabric or rather between two layers of fabric joined by rubber forcing one another at a speed of 25 m / m per minute two layers contiguous fabrics having a width of 25 m / m.
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in most cases, a friction traction of between 7 and 9 kg. approximately is satisfactory. In the tests referred to here, the recorded friction traction is the minimum force which is observed during
the tearing of a strip of one meter in length since of course the resistance of the link is that of the weakest point.
For the experiments in question, a belt fabric provided on one side with a coating of
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and that was applied against a rubber grille. Two layers of this fabric vulcanized together by placing them in a vulcanizing press for 35 minutes
at 1410 C. (under a vapor pressure of approximately 18 Kg.) showed a minimum friction traction
of approximately 9 Kg. Therefore, it was considered that the satisfactory bond between the fabric and the metal would be that for which the friction tension would not fall below
this digit.
Various tests have been carried out to give this resistance to the link but none of them have been satisfactory. Thus, for example, in certain cases, the bond did indeed equal this figure immediately after vulcanization but after one. short aging due to corrosion of the metal or ^ various causes, the strength of the link fell to a level well below that which
was necessary.
The bond possibly generated was such that the adhesion of the rubber and the metal was greater than that of the rubber and the fabric and gave rise to a minimum frictional pull of about 10 kg. When we were trying
In pulling apart the metal, the separation took place entirely between the rubber and the fabric. This is because the rubber skin coating originally fixed to the fabric by calendering completely adhered to the metal.
In order to obtain this bond, one begins by completely cleaning the metal, for example using a sand jet, after which it is sprinkled by means of a gun or similar spraying device with a cement containing a filling rubber as well as "thermos plastic rubber". The latter is a form of rubber obtained by the chemical treatment of raw rubber which is hard
when cold and softens by heat. It's about
there is an isomer of rubber which is less saturated, chemically speaking, than ordinary rubber. The development of adhesive properties is attributed to the transformation of rubber from the type of open chain hydrocarbon to cyclic hydrocarbon or is accompanied by this trans :. training. It is produced in different degrees of hardness depending on the chemical treatment. During these experiments, it can be seen that a product which is fairly hard
at room temperature provides the best bond because
a soft product, which is too elastic or has insufficient tensile strength, flakes, peels or easily detaches from the metal or even becomes The filling which is in the above-mentioned cement may be a filling or a combination of any stiffening effect fillings; it can be incorporated into
this cement by penetrating this filling by grinding into the thermoplastic rubber in the rubber mill and dissolving the resulting mixture in a rubber remover. Thermoplastic rubber
although hard at room temperature has the property of softening under the action of heat due to grinding; so it behaves like ordinary rubber in the rubber crusher. The role of the filling in question is to harden the cyclo-rubber even further so that it has greater strength by itself and adheres more firmly to the metal. Aluminum powder and clay are, among other things, suitable fillers. The solvent can be any rubber solvent. Benzine gives satisfactory results.
A suitable cement for cyclo-rubber would have the following composition:
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The film applied to the fabric as described above can be attached directly by vulcanization to the film which the above cement or the like would leave on the surface of the metal. This done, a satisfactory bond is obtained (at least about 3 kg.) But, if a friction test is carried out, it is found that separation occurs between the rubber of the composition for the belt and the surface of the film in question.
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divided or sprayed (e.g. using a gun)
a rubber cement having a compound analogous to the tread compound of a wheel tire on the dried film of cyclo-rubber compound as well as on the coating of the belt composition, if a test is carried out Due to friction, the separation occurs entirely between the fabric and the film coating. This indicates that the bond between the rubber and the metal was stronger than the bond between the fabric and the rubber.
The minimum friction pull recorded in this way is approximately 10 kg. The bond does not deteriorate with age; on the contrary, it seems to improve over time.
A tread compound capable of giving satisfactory results in this regard would be the following:
<EMI ID = 8.1>
The mixture is kneaded in a rubber mill and then dissolved in benzine in the proportion of 50 grams of the compound in question per 1 liter of benzine or an <EMI ID = 9.1> of this compound must be of the same magnitude as for the composition for belt, i.e. from 35 minutes to
1410 C.
If we used in this cement a compound of gum
pure instead of a base product containing a certain amount of hardener, as for the mass for tread indicated above, the bond obtained would not be as good
(Approx. 7 Kg. Of friction traction only). It would be easy to see from friction tests that with
of pure gum compounds, separation occurs on the surface of the cyclo-rubber film. Thus, the bond cannot acquire the desired resistance - like the
reveals friction test - that by combining rubber cement with hardeners such as carbon black, clay, zinc oxide, aluminum powder and various fibrous materials such as crushed leather, crushed cotton or asbestos. In general, 40% hardener or a combination of hardeners, calculated with respect to the rubber, is sufficient to obtain satisfactory results, but the amount of course depends on the nature of the hardener used and on the other ingredients which constitute the compound.
of rubber.
It is also found desirable not to allow any of the cement films to wait too long before the fabric is bonded to the rubber by vulcanization as the surfaces lose their adhesion over time. This is particularly the case with cement, cyclo-rubber. Turpentine
in the proportion of approximately 5% of the volume of the total solvent can be added to the cement to delay drying and keep the surface in a viscous state longer.
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flabbergasted as hard enough to give rise to a satisfactory bond, the filling in the cement can be removed
cyclo-rubber,
Note also that the film coating on the fabric is not absolutely necessary. Indeed, in most cases, the friction coating should suffice. A layer of cement of the tread can also
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to be thick enough.
With regard to dissolving the tread material in a rubber remover, there is no reason not to apply the cement of this material in the form of an aqueous emulsion such as that which can be obtained. obtain by combining rubber latex
with the necessary ingredients in the usual way.
As can be seen, it is a question here of making a fabric or a fabric suitable for the manufacture of belts adhere to metal, but in reality the bond by adhesion obtained concerns the rubber and the metal.
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1. A process for adhering rubber and metal comprising applying thermoplastic rubber directly against the metal and then coating with a layer of cement.