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Procédé de fabrication de caoutchouc cellulaire et poreux.
La présente invention a pour objet la fabrication de caoutchouc cellulaire et poreux ainsi que d'objets faits en caoutchouc de ce genre, en partant de latex et d'autres dispersions aqueuses du caoutchouc, le terme "caoutchouc" dé- signant tant le caoutchouc mou que le caoutchouc durci (éboni- te) et non seulement le caoutchouc naturel vrai, mais aussi, d'une façon générale la gutta-percha et d'autres résines na- turelles similaires, et le caoutchouc artificiel ou des sub- stances artificielles analogues.
Le terme "cellulaire" désigne du caoutchouc dont les cellules ne communiquent pas entre elles,, contrairement
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au caoutchouc "poreux" dont les cellules communiquent entre elles, ce qui rend ce caoutchouc absorbant à la façon d'une éponge naturelle.
On connait plusieurs procédés de fabrication de caoutchouc cellulaire ou poreux à partir du latex et d'autres dispersions aqueuses du caoutchouc, notamment:
1) Un procédé consistant à engendrer dans la masse de latex, par des moyens chimiques ou biologiques, des bulles de gaz, ce que l'on peut faire avant ou pendant la coagulation de la masse, ou encore pendant la vulcanisation.
2) Un procédé consistant à répartir dans la masse de latex une matière solide formant des noyaux de forme et de dimensions correspondant à celles des cellules ou cavités que l'on désire produire dans le caoutchouc; à provoquer la coagulation de la masse renfermant cette matière disséminée; et à extraire cette matière de la masse coagulée ou vulcanisée dans laquelle persistent, à la place des particules de matiè- re extraites, des cavités formant des cellules ou pores.
3) Un procédé consistant à incorporer dans la masse de latex, une matière finement divisée dont les pores contien- nent, en occlusion, de l'air ou d'autres gaz susceptibles de se dégager par l'effet de la chaleur ; coaguler la masse ren- fermant cette matière disséminée et à vulcaniser la masse coa- gulée de façon que la chaleur de vulcanisation ait pour effet de dégager le gaz de la matière génératrice de gaz répartie dans la masse coagulée, ce qui donne, par conséquent, au pro- duit une structure cellulaire ou poreuse.
4) Un procédé consistant à introduire dans la masse de latex un mélange de gaz dont l'un possède, vis-à-vis du latex, des propriétés coagulantes, tandis que l'autre est un gaz diluant inerte, ce mélange étant introduit dans le latex
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de façon à y former des bulles de grandeur déterminée qui montent à travers la masse de latex, vers la surface où elles forment une masse cellulaire coagulée et cohérente.
5) Un procédé consistant à convertir une masse de latex en écume, par agitation mécanique avec l'intervention, éventuellement,d'un agent producteur d'écume, avec ou sans introduction, dans le latex, de bulles de gaz inerte ; pro- voquer, par coagulation, la prise du latex, par exemple après avoir introduit le latex dans un moule servant à façonner l'objet désiré, et à vulcaniser ensuite l'écume coagulée.
Tous ces procédés qui se prètent, dans une mesure variable à la production de certains genres de caoutchouc cell laire ou poreux ou à la fabrication de certains genres déter- minés d'articles, sont parfois difficilement applicables à la fabrication d'autres genres de caoutchouc ou objets. Ainsi, le dernier des procédés connus mentionnés ci-dessus, qui est basé sur la formation d'écume, convient lorsque l'objet à ob- tenir doit se comprimer facilement, mais fait souvent défaut s'il s'agit de créer dans le caoutchouc des cellules de forme régulière, uniformément réparties.
La présente invention a pour objet un procédé per- fectionné qui s'exécute facilement et rapidement et permet d'obtenir une structure cellulaire régulière, avec des cellu- les de dimensions prédéterminées, réparties d'une façon pré- déterminée également, et présentant une' proportion prédétermi- née de vides, cette proportion étant le rapport entre le volum des creux ou cellules au volume totale de la matière finie.
Suivant l'invention, le procédé de fabrication de caoutchouc ou d'articles de caoutchouc cellulaire ou poreux, à partir du latex ou de dispersions aqueuses de caoutchouc si-
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milaires, par la coagulation des dispersions en présence de bulles de gaz réparties dans les dispersions, est caractérisé en ce qu'on mélange à la dispersion une écume préparée séparé- ment à l'aide du gaz formant des bulles.
De préférence, le degré de division et la quantité introduite de cette écume sont choisis de façon à donner au produit final le volume et la proportion de vides désirés.
En introduisant, dans la dispersion, le gaz conformé- ment à l'invention, c'est-à-dire sous forme d'une écume prépa- rée séparément, on peut facilement arriver à ce que la masse cellulaire coagulée et, par conséquent, la matière vulcanisée obtenue ultérieurement, ait le volume prédéterminé car la quantité de gaz nécessaire pour arriver à ce volume se calcule facilement d'avance et s'introduit entièrement et sans pertes dans la dispersion à laquelle on mélange l'écume.
En outre, comme une écume parfaitement uniforme s'obtient facilement par divers procédés et dispositifs connus, on peut non seule- ment prédéterminer le volume du caoutchouc cellulaire coagulé et du produit qui en est obtenu ultérieurement, mais assurer aussi la régularité de la structure cellulaire de la masse coagulée et du produit résultant et, en choisissant une quan- tité appropriée de gaz pour former l'écume et en donnant aux bulles de celle-ci des dimensions appropriées, on peut prédé- terminer exactement la grandeur des cellules et l'épaisseur de leurs parois dans le caoutchouc coagulé et par conséquent aussi dans le caoutchouc cellulaire obtenu ultérieurement.
La masse d'écume introduite dans la dispersion peut y être uniformément répartie par tout moyen approprié. Il est généralement nécessaire d'agiter la masse, d'une façon ou d'autre, par exemple dans un des nombreux appareils employés pour la préparation de mélanges de latex ou bien dans l'appa-
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reil qui a servi à la préparation de l'écume, en réduisant. nécessaire, la vitesse de l'agitateur.
Il est entendu également que le coagulat cellula: obtenu au cours du procédé, s'il ne résulte pas d'une disp sion prévulcanisée, doit être soumis à la vulcanisation et séchage final, éventuellement avec lavage avant, pendant ou après la vulcanisation.
Le terme "dispersion aqueuse de caoutchouc" emple dans cette description se rapporte à des latex naturels de caoutchouc, de gutta percha etc, avec teneur normale en cac chouc ou à l'état concentré,vulcanisés ou non,conservés, exemple à l'aide d'ammoniaque, ou non conservés; ce terme : rapporte également aux dispersions artificielles, par exemp caoutchouc synthétique, de caoutchouc régénéré ou autres.
La dispersion peut contenir non seulement des age de vulcanisation, mais aussi des charges, des substances pr servant le caoutchouc du vieillissement, des colorants, ou d'autres additions encore, utilisées dans l'industrie du ca chouc.
La dispersion de caoutchouc doit être suffisammer. visqueuse pour que les bulles de l'écume incorporée ne puis monter à la surface et désordonner ainsi leur répartition d la masse de la dispersion, après que l'écume a été mélangée la masse et avant la prise de celle-ci par suite de la coag lation partielle ou complète. Le degré désiré de viscosité la dispersion peut s'obtenir par l'adjonction, à celle-ci, des substances connues servant à épaissir le latex.
D'autre part, si le coagulant employé devient actif sous l'influenc la chaleur (comme les coagulants décrits dans les brevets a glais 284.608, 292.964, 330.520, 335.621 et 351.012) ou apr un certain laps de temps, il peut être inutile d'ajouter au
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tex un agent qui en augmente la viscosité, car l'addition des coagulants mentionnés a déjà pour effet d'accroître la visco- sité de la dispersion à laquelle ces coagulants sont incorpo- rés dans la proportion nécessaire pour la réalisation du pro- cédé suivant l'invention.
La coagulation du mélange de la dispersion de caout- chouc et de l'écume peut s'effectuer suivant le type de coa- gulant employé, en chauffant le mélange à la température re- quise, ou en le laissant reposer, à la température ordinaire.
Le ou les coagulants peuvent s'introduire dans la dispersion avant ou après l'incorporation de l'écume. Dans ce dernier cas, le milieu liquide de l'écume peut contenir le ou les coagulants qu'on désire ajouter. Ou bien, le ou les coagu- lants peuvent s'introduire par après, c'est-à-dire dans le mé- lange de dispersion et d'écume.
Si on le désire, la dispersion peut, en outre, con- tenir une substance qui n'est pas elle même un coagulant pour la dispersion, au moins à la température normale, mais qui, dans le mélange de dispersion et d'écume,peut réagir avec une autre substance incorporée avec le milieu liquide de l'écume, pour produire un coagulant dans le mélange même . Ce coagulant peut agir soit à froid (de préférence après un certain laps de temps),, soit à une température élevée.
Ainsi, par exemple, un latex d'une teneur de 50 % en caoutchouc sec, conservé à l'ai- de de 0,5 $ d'ammoniaque, peut être additionné de 1 % de diphé- nyl-guanidine, tandis que le milieu liquide de l'écume est ad- ditionné d'une solution d'acétate d'ammonium d'une concentra- tion de 20 %; la quantité de solution d'acétate d'ammonium peut varier suivant la vitesse désirée de la coagulation et/ou sui- vant la température à laquelle celle-ci est effectuée.
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On peut coaguler le mélange de dispersion et d'écume soit dans un moule, soit après l'avoir façonné ou étendu comme on le désire, par exemple sur un tissu.
Suivant la nature du coagulant employé, on peut ef- fectuer la coagulation soit en laissant le mélange de disper- sion et d'écume reposer pendant un temps suffisant pour que la coagulation s'accomplisse, soit, ce qui est préférable, en por- tant le mélange à une température appropriée.
La substance coagulée peut ensuite être soumise à la vulcanisation et, dans le cas où celle-ci s'opère par la chaleur,la coagulation et la vulcanisation peuvent s'effectuer simultanément.
Si le mélange de dispersion et d'écume est coagulé et vulcanisé par la chaleur, il est préférable d'effectuer la ou les opérations dans des conditions qui empêchent l'évapora- tion de l'eau contenue dans la dispersion ou l'écume, car une telle évaporation aurait pour effet de contrecarrer la régula- rité et le caractère prédéterminé de la structure cellulaire du produit.
Le milieu liquidée de l'écume est de préférence un liquide aqueux contenant un agent générateur d'écume, par exemple un alcali, ou du savon ammonique ou de la saponine qui crée ou accroît les propriétés émulsives du liquide.
On comprend que l'écume doit être suffisamment ferme et résistante pour que l'on puisse l'incorporer intacte dans la dispersion de caoutchouc, c'est-à-dire sans qu'une propor- tion notable de bulles éclatent, ce qui aurait pour effet la perte d'une partie de la quantité prédéterminée de gaz conte- nu dans l'écume. A cet effet, on peut additionner le milieu li quide de l'écume, d'une substance ayant pour fonction d'en ac- croître la viscosité dans la mesure nécessaire pour rendre
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l'écume suffisamment résistante en vue de l'opération que l'on effectue, de telles substances étant, par exemple, l'albumine, la glu, le sucre ou des mélasses. Dans certains cas cette substance additionnelle peut elle-même donner assez d'écume, ce qui permet de ne pas ajouter d'autres agents générateurs d'é- cume comme le savon, la saponine etc.
En ce qui concerne la production d'écume destinée à être incorporée dans le latex ou une autre dispersion, on sait que, lors de la formation d'écume à l'aide d'un gaz et d'un li- quide, la grandeur des bulles augmente avec la vitesse d'agita- tion et diminue ensuite, au cours de l'agitation, les bulles tendant à devenir plus régulières et uniformes.
Si le disposi- tif agitateur est une machine à fouetter usuelle, c'est-à-dire un appareil dont les agitateurs sont constitués par des spires ou des éléments croisés passant, en sens inverses, l'un près de l'autre, la distance entre les agitateurs se déplaçant en sens inverses influence la grandeur des bulles en ce sens que les bulles sont d'autant plus petites que la distance est plus faible ; en réglant, d'une façon appropriée, la distance entre les agitateurs et la vitesse de leur mouvement relatif, il est donc possible de produire une écume composée de bulles extrê- mement fines.
On peut-produire, en effet, des écumes dont les bulles ont pratiquement toute grandeur voulue et, du fait que, comme déjà indiqué, la structure cellulaire de la masse coagu- lée obtenue conformément à l'invention, ainsi que celle du caoutchouc finalement obtenu, est en relation avec la forme des bulles de l'écume introduite dans la dispersion de caout- chouc, il est possible de produire du caoutchouc cellulaire ou poreux dont les cellules ou pores ont pratiquement toute gran- deur voulue,jusqu'à des cellules ou pores de très faible gran- deur.
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A ce propos, on peut remarquer que la présente in- vention donne une solution facile du probléme de la production de caoutchouc ou d'ébonite perméable aux gaz ou aux liquides, la perméabilité pouvant être plus ou moins grande et dépassant celle du caoutchouc et de l'ébonite dits micro-poreux.
D'une façon générale, la masse coagulée obtenue au cours du procédé est de structure cellulaire, les cellules n'étant pas en communication entre elles; en réglant de fa- çon appropriée la nature de l'écume introduite dans la disper- sion et en choisissant en conséquence les conditions de la vulcanisation éventuelle de la masse coagulée, on peut en conserver définitivement la structure, de sorte que le pro- duit final est également cellulaire, avec des cellules qui ne communiquent pas entre elles.
Cependant, si l'on veut obte- nir une matière poreuse, c'est-à-dire une matière de structu- re cellulaire dont les cellules communiquent entre elles com- me celles d'une éponge naturelle, le procédé doit être con- duit de façon à ce que les parois des cellules soient si-minces qu'elle se rompent pendant la vulcanisation par la chaleur ou (si la dispersion employée est une dispersion de latex prévul- canisé ou semi-vulcanisé ou une dispersion vulcanisable à la température normale ou légèrement élevée, ne dépassant pas 60 C) pendant l'échauffement de la masse coagulée, après la vulcanisation,mais avant le séchage final, la rupture des parois des cellules étant due, dans les deux cas, à l'expan- sion du gaz emprisonné dans les cellules.
Après la vulcanisation,, on procède au lavage du pro- duit cellulaire poreux obtenu conformément à l'invention, afin d'éliminer les substances solubles qui ont été employées soit dans la dispersion primitive, soit dans l'écume introduite dans la dispersion, et dont la présence dans le produit fini est indésirable. n
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Les deux exemples ci-après servent à illustrer la façon de réaliser le procédé suivant.l'invention, mais il est entendu que celle-ci n'est nullement limitée aux détails décrits dans les exemples.
EXEMPLE 1.
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On utilise une dispersion de caoutchouc mélangé, ayant la composition suivante:
Latex contenant 55 % de caoutchouc sec et conservé à l'aide de 0,5% d'ammoniaque 180 gr.
Huile minérale 5 "
Oxyde de zinc 1 "
Acétate de zinc(cristallisé dans une solution ammonique) 1 " Diméthyl-dithiocarbamate de zinc 0,4 "
Soufre 2 "
Cette dispersion, qui présente une concentration finale de 50 % en matières solides, est uniformément mélangée avec 120 cm d'une écume obtenue par l'introduction d'air dans une solution aqueuse. à 5 %. de glu, qui renferme 0,5 % d'un savon alcalin favorisant la production d'écume. L'écume est produite dans une machine à fouetter du genre mentionné ci- dessus, dans laquelle les spires sont écartées l'une de l'au- tre de 5 mm. environ.
On remplit un moule du mélange homogène de dispersion et d'écume; on ferme le moule rempli et on le chauffe d'abord, pendant 30 minutes, à 60 C et ensuite, pendant une heure, à 100 Ce
On retire ensuite du moule l'objet moulé et on le lave à l'eau, après quoi on le sèche soigneusement. On obtient
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ainsi une masse cellulaire molle et uniforme, dont le volume est approximativement double de celui que présenterait la mas- se si la dispersion était coagulée et vulcanisée en l'absence d'écume.
Si, dans l'exemple décrit, on avait introduit, dans la même quantité de dispersion, 480 cm3 d'écume en appliquant, au mélange obtenu, le même procédé de coagulation et de vulca- nisation, on serait arrivé à un produit léger et spongieux, dont le volume serait le quintuple, à peu prés, de celui de la masse cellulaire produite conformément à l'exemple.
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On utilise une dispersion de caoutchouc mélangé, ayant la composition suivante:
Latex contenant 55 5 de caoutchouc sec et conservé à l'aide de 0,5% d'ammoniaque 180 gr.
Di-orthotolyl-guanidine le 5 "
Acétate d'ammonium 3 "
Oxyde de zinc 3 "
Soufre 30 "
Dans cette dispersion qui présente une concentration finale de 50 % en matières solides, on répartit uniformément 80 cm3 d'air très finement distribué dans une solution de glu à 7 %, l'écume très fine étant produite dans une machine à fouetter dont les spires sont écartées de 1 mm. environ, et dont la contenance est à peu près triple du volume du liquide à transformer en écume. On remplit un moule du mélange de dis- persion et d'écume ainsi obtenu, après quoi on ferme le moule et on le chauffe d'abord,pendant 30 minutes, à 60 C et puis, dans un autoclave, pendant quatre heures, sous une pression de trois atmosphères.
Le produit obtenu est, après séchage, de
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l'ébonite poreuse dont les pores sont visibles à la loupe et dont le volume est approximativement double de celui que l'on obtiendrait en traitant le mélange de caoutchouc sans addition d'écume..
REVENDICATIONS ---------------------------
1) Procédé de fabrication de caoutchouc cellulaire ou poreux et d'objets faits en ce caoutchouc, à partir de latex et autres dispersions aqueuses analogues, par (coagulation de la dispersion en présence de bulles de gaz réparties dans la dispersion, caractérisé en ce qu'on mélange à la dispersion une écume préparée séparément à l'aide du gaz formant les bulles.
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Process for manufacturing cellular and porous rubber.
The present invention relates to the manufacture of cellular and porous rubber as well as articles made of such rubber, starting from latex and other aqueous dispersions of rubber, the term "rubber" denoting both soft rubber. as hard rubber (ebonite) and not only true natural rubber, but also, in general, gutta-percha and other similar natural resins, and artificial rubber or the like. .
The term "cellular" designates rubber whose cells do not communicate with each other, unlike
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to "porous" rubber whose cells communicate with each other, which makes this rubber absorbent like a natural sponge.
Several processes are known for manufacturing cellular or porous rubber from latex and other aqueous dispersions of rubber, in particular:
1) A process consisting in generating in the mass of latex, by chemical or biological means, gas bubbles, which can be done before or during the coagulation of the mass, or even during vulcanization.
2) A process consisting in distributing in the mass of latex a solid material forming nuclei of shape and dimensions corresponding to those of the cells or cavities which it is desired to produce in the rubber; to cause coagulation of the mass containing this disseminated material; and extracting this material from the coagulated or vulcanized mass in which persists, instead of the extracted particles of material, cavities forming cells or pores.
3) A process consisting in incorporating into the mass of latex, a finely divided material the pores of which contain, in occlusion, air or other gases capable of being released by the effect of heat; to coagulate the mass containing this disseminated material and to vulcanize the coagulated mass so that the heat of vulcanization has the effect of liberating the gas from the gas-generating material distributed in the coagulated mass, which gives, therefore, the product has a cellular or porous structure.
4) A process consisting in introducing into the mass of latex a mixture of gases, one of which has, with respect to the latex, coagulant properties, while the other is an inert diluent gas, this mixture being introduced into latex
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so as to form there bubbles of determined size which rise through the mass of latex, towards the surface where they form a coagulated and coherent cellular mass.
5) A process consisting in converting a mass of latex into scum, by mechanical agitation with the intervention, optionally, of a scum-producing agent, with or without introduction, into the latex, of inert gas bubbles; causing, by coagulation, the setting of the latex, for example after having introduced the latex into a mold serving to shape the desired object, and then to vulcanize the coagulated scum.
All of these processes, which lend themselves to varying degrees to the production of certain kinds of cellular or porous rubber or to the manufacture of certain specific kinds of articles, are sometimes difficult to apply to the manufacture of other kinds of rubber. or objects. Thus, the last of the known methods mentioned above, which is based on the formation of scum, is suitable when the object to be obtained is to compress easily, but is often lacking if it is to create in the. rubber cells of regular shape, evenly distributed.
The object of the present invention is an improved method which is carried out easily and rapidly and which makes it possible to obtain a regular cell structure, with cells of predetermined dimensions, distributed in an equally predetermined manner, and exhibiting a uniform cell structure. a predetermined proportion of voids, this proportion being the ratio of the volume of the pits or cells to the total volume of the finished material.
According to the invention, the process for manufacturing rubber or cellular or porous rubber articles, from latex or from aqueous dispersions of rubber if-
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Milaires, by the coagulation of the dispersions in the presence of gas bubbles distributed in the dispersions, is characterized in that the dispersion is mixed with a foam prepared separately with the aid of the gas forming bubbles.
Preferably, the degree of division and the quantity introduced of this scum are chosen so as to give the final product the desired volume and proportion of voids.
By introducing into the dispersion the gas according to the invention, that is to say in the form of a separately prepared scum, it can easily be achieved that the coagulated cell mass and, consequently , the vulcanized material obtained subsequently, has the predetermined volume because the quantity of gas necessary to arrive at this volume is easily calculated in advance and is introduced entirely and without losses into the dispersion with which the scum is mixed.
Furthermore, since a perfectly uniform scum is easily obtained by various known methods and devices, it is not only possible to predetermine the volume of the coagulated cellular rubber and of the product which is subsequently obtained therefrom, but also to ensure the regularity of the cell structure. of the coagulated mass and the resulting product, and by selecting an appropriate amount of gas to form the scum and giving the bubbles therein to appropriate sizes, the size of the cells and the size of the cells can be accurately predetermined. thickness of their walls in the coagulated rubber and therefore also in the cellular rubber obtained subsequently.
The mass of scum introduced into the dispersion can be uniformly distributed therein by any suitable means. It is generally necessary to agitate the mass in one way or another, for example in one of the many apparatuses employed for the preparation of latex mixtures or in the apparatus.
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reil which was used for the preparation of the foam, reducing. required, the agitator speed.
It is also understood that the coagulate cellula: obtained during the process, if it does not result from a prevulcanized dispersion, must be subjected to vulcanization and final drying, optionally with washing before, during or after vulcanization.
The term "aqueous rubber dispersion" for example in this description relates to natural latexes of rubber, of gutta percha, etc., with normal cocoa content or in the concentrated state, vulcanized or not, preserved, for example using ammonia, or not preserved; this term also refers to artificial dispersions, for example synthetic rubber, regenerated rubber or others.
The dispersion may contain not only vulcanization ages, but also fillers, rubber aging substances, colorants, or other additions used in the rubber industry.
The rubber dispersion should be sufficient. viscous so that the bubbles of the incorporated scum cannot rise to the surface and thus disturb their distribution of the mass of the dispersion, after the scum has been mixed with the mass and before the latter has set due to the partial or complete coag lation. The desired degree of viscosity of the dispersion can be obtained by adding thereto known substances for thickening the latex.
On the other hand, if the coagulant employed becomes active under the influence of heat (such as the coagulants described in the clay patents 284,608, 292,964, 330,520, 335,621 and 351,012) or after a certain period of time, it may be unnecessary to 'add to
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tex an agent which increases its viscosity, since the addition of the coagulants mentioned already has the effect of increasing the viscosity of the dispersion in which these coagulants are incorporated in the proportion necessary for carrying out the following process invention.
The coagulation of the mixture of the rubber dispersion and the scum may be effected, depending on the type of coagulant employed, by heating the mixture to the required temperature, or by allowing it to stand at room temperature. .
The coagulant (s) may enter the dispersion before or after the incorporation of the scum. In the latter case, the liquid medium of the scum may contain the coagulant (s) which it is desired to add. Or, the coagulant (s) can be introduced later, that is to say into the mixture of dispersion and scum.
If desired, the dispersion may further contain a substance which is not itself a coagulant for the dispersion, at least at normal temperature, but which, in the mixture of dispersion and scum, is can react with another substance incorporated with the liquid medium of the scum, to produce a coagulant in the mixture itself. This coagulant can act either cold (preferably after a certain period of time), or at an elevated temperature.
Thus, for example, a latex of 50% dry rubber content, stored with 0.5% ammonia, can be added with 1% diphenyl-guanidine, while a liquid medium of the scum is added to a solution of ammonium acetate with a concentration of 20%; the amount of ammonium acetate solution may vary depending on the desired rate of coagulation and / or depending on the temperature at which it is carried out.
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The mixture of dispersion and scum can be coagulated either in a mold or after having shaped or spread as desired, for example on a fabric.
Depending on the nature of the coagulant employed, the coagulation can be carried out either by allowing the mixture of dispersion and scum to stand for a sufficient time for coagulation to take place, or, which is preferable, in por- both the mixture at an appropriate temperature.
The coagulated substance can then be subjected to vulcanization and, in the case where this is effected by heat, the coagulation and vulcanization can take place simultaneously.
If the mixture of dispersion and scum is coagulated and heat vulcanized, it is preferable to carry out the operation (s) under conditions which prevent evaporation of the water contained in the dispersion or scum, because such evaporation would have the effect of counteracting the regularity and predetermined character of the cellular structure of the product.
The liquid medium of the scum is preferably an aqueous liquid containing a scum generating agent, for example an alkali, or ammonium soap or saponin which creates or enhances the emulsifying properties of the liquid.
It is understood that the scum must be sufficiently firm and strong so that it can be incorporated intact into the rubber dispersion, that is to say without a significant proportion of bubbles bursting, which would have the effect is the loss of part of the predetermined quantity of gas contained in the scum. To this end, it is possible to add the liquid medium of the scum, a substance having the function of increasing its viscosity to the extent necessary to make
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the foam sufficiently strong for the operation which is carried out, such substances being, for example, albumin, glue, sugar or molasses. In some cases this additional substance can itself give enough scum, which makes it possible not to add other scum-forming agents such as soap, saponin etc.
With regard to the production of scum for incorporation into the latex or other dispersion, it is known that when forming scum with the aid of a gas and a liquid, the magnitude bubbles increase with the rate of agitation and then decrease, during agitation, the bubbles tending to become more regular and uniform.
If the agitator device is a conventional whipping machine, that is to say an apparatus whose agitators are formed by turns or crossed elements passing, in opposite directions, one close to the other, the distance between agitators moving in opposite directions influences the size of the bubbles in the sense that the bubbles are all the smaller as the distance is smaller; by appropriately adjusting the distance between the agitators and the speed of their relative movement, it is therefore possible to produce a froth composed of extremely fine bubbles.
It is in fact possible to produce froths whose bubbles have practically any desired size and, because, as already indicated, the cellular structure of the coagulated mass obtained in accordance with the invention, as well as that of the rubber finally. obtained, is related to the shape of the bubbles of the scum introduced into the rubber dispersion, it is possible to produce cellular or porous rubber whose cells or pores have practically any desired size, up to very small cells or pores.
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In this connection, it may be noted that the present invention gives an easy solution to the problem of the production of rubber or ebonite permeable to gases or liquids, the permeability being able to be greater or less and exceeding that of rubber and rubber. the so-called micro-porous ebonite.
In general, the coagulated mass obtained during the process has a cellular structure, the cells not being in communication with each other; by appropriately adjusting the nature of the scum introduced into the dispersion and by choosing accordingly the conditions for the possible vulcanization of the coagulated mass, its structure can be definitively preserved, so that the product final is also cellular, with cells that do not communicate with each other.
However, if one wants to obtain a porous material, that is to say a material of cellular structure whose cells communicate with each other like those of a natural sponge, the process must be con- sidered. thickened so that the cell walls are so thin that they rupture during heat vulcanization or (if the dispersion employed is a pre-vulcanized or semi-vulcanized latex dispersion or a temperature vulcanizable dispersion normal or slightly elevated, not exceeding 60 ° C) during heating of the coagulated mass, after vulcanization, but before final drying, the rupture of the cell walls being due, in both cases, to the expansion gas trapped in cells.
After vulcanization, the porous cellular product obtained in accordance with the invention is washed in order to remove the soluble substances which were used either in the original dispersion or in the foam introduced into the dispersion, and whose presence in the finished product is undesirable. not
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The following two examples serve to illustrate how to carry out the process according to the invention, but it is understood that this is in no way limited to the details described in the examples.
EXAMPLE 1.
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A mixed rubber dispersion is used, having the following composition:
Latex containing 55% dry rubber and preserved with 0.5% ammonia 180 gr.
Mineral oil 5 "
Zinc oxide 1 "
Zinc acetate (crystallized from ammonia solution) 1 "Zinc dimethyl dithiocarbamate 0.4"
Sulfur 2 "
This dispersion, which has a final concentration of 50% in solids, is uniformly mixed with 120 cm 3 of a foam obtained by the introduction of air into an aqueous solution. at 5 %. glue, which contains 0.5% of an alkaline soap promoting the production of scum. The foam is produced in a whipping machine of the type mentioned above, in which the coils are spaced apart by 5 mm. about.
A mold is filled with the homogeneous mixture of dispersion and scum; the filled mold is closed and it is heated first, for 30 minutes, at 60 C and then, for one hour, at 100 Ce
The molded object is then removed from the mold and washed with water, after which it is dried thoroughly. We obtain
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thus a soft and uniform cell mass, the volume of which is approximately twice that of the mass if the dispersion were coagulated and vulcanized in the absence of scum.
If, in the example described, one had introduced, in the same quantity of dispersion, 480 cm3 of foam by applying, to the mixture obtained, the same process of coagulation and vulcanization, one would have arrived at a light product and spongy, whose volume would be about five times that of the cell mass produced in accordance with the example.
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A mixed rubber dispersion is used, having the following composition:
Latex containing 55 5 of dry rubber and preserved with 0.5% ammonia 180 gr.
Di-orthotolyl-guanidine the 5 "
Ammonium acetate 3 "
Zinc oxide 3 "
Sulfur 30 "
In this dispersion which has a final concentration of 50% in solids, 80 cm3 of very finely distributed air are uniformly distributed in a 7% glue solution, the very fine foam being produced in a whipping machine whose turns are spaced 1 mm apart. approximately, and the capacity of which is approximately three times the volume of the liquid to be transformed into scum. A mold is filled with the mixture of dispersion and scum thus obtained, after which the mold is closed and heated first, for 30 minutes, at 60 ° C. and then, in an autoclave, for four hours, under a pressure of three atmospheres.
The product obtained is, after drying,
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porous ebonite, the pores of which are visible with a magnifying glass and the volume of which is approximately twice that which would be obtained by treating the rubber mixture without the addition of foam.
CLAIMS ---------------------------
1) Process for manufacturing cellular or porous rubber and articles made of this rubber, from latex and other similar aqueous dispersions, by (coagulation of the dispersion in the presence of gas bubbles distributed in the dispersion, characterized in that a separately prepared scum is mixed with the dispersion using the gas forming the bubbles.