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PERFECTIONNEMENTS AUX TRAITEMENTS SUPERFICIELS DES MATERIAUX.
La présente invention a pour objet de traiter les surfaces mé- talliques ou non, de manière à les recouvrir d'un film ou couche mince qui empêche ensuite les huiles de s'y étaler ou de graisser la surface ainsi préparée. Des sur- faces traitées de cette façon ne sont plus mouillables par les huiles.
L'invention fournit également un procédé simple qui permet d'ac- complir le traitement et de garantir que l'huile ne peut affecter la surface et tendre à l'endommager.
Il y a des cas où il est souhaitable d'empêcher l'huile de s'étaler sur les surfaces métalliques. Par exemple, dans l'emploi des coussinets,
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on tient à ce que lthuile servant de lubrifiant reste localisée sur les surfaces de lubrification et qu'elle ne s'étale pas indéfiniment sur les régions avoisinan- tes qui constituent le carter du coussinet. Cet étalement de lthuile est aussi nuisible dans bien des appareils électriques. Dans tous ces cas et dans d'autres analogues que l'on imaginera aisément, l'invention permet d'établir une sorte de digue ou de barrière qui entrave l'étalement de l'huile.
On a trouvé que, si les surfaces qui doivent être traitées pour empêcher l'étalement de l'huile sont d'abord soigneusement nettoyées, puis revê- tues d'une ou de plusieurs couches de certaines matières organiques dont les molé- cules sont à longue chaîne, ces molécules étant correctement orientées par la sur- face, on obtient un revêtement qui n'est pas mouillable par les huiles et qui rem- plit exactement l'objet de l'invention. Parmi les composés à longue chaîne, il y a surtout ceux de la série grasse, notamment les acides gras tels que l'acide sté- arique ou certains savons métalliques comme le stéarate ferrique qui, une fois ap- pliqué sur les surfaces, les rendent non mouillables par l'huile.
Pratiquement, lorsqu'on veut réaliser ce revêtement non mouil- lable, la surface est d'abord soigneusement nettoyée d'une manière convenable quelconque. Dans le cas des surfaces métalliques, on peut effectuer ce nettoyage par électrolyse ou par immersion dans un bain de soude caustique, dans un bain de tétrachlorure de carbone ou de benzène ou autre matière dégraissante. La surface nettoyée est alors soigneusement séchée et enduite du film non mosillable.
On peut exécuter ce revêtement de bien des manières différentes et,à titre d'exemple, on décrira un procédé qui a donné toute satisfaction.
Soit à rendre non mouillable par l'huile une surface d'acier: on nettoie le métal, puis on le rend non mouillable en lui appliquant directement une couche d'un savon métallique fondu tel que le stéarate ferriqueOn peut également étaler ce film à partir d'une solution de la matière de revêtement.
Par exemple, une surface métallique nettoyée est immergée dans une solution qui renferme 10% en poids de stéarate ferrique et 90% d'un hydrocarbure raffiné dé- rivé du pétrole et analogue à l'huile de kérosène. Le bain est maintenu à une température de 120 C.. La partie métallique à traiter séjourne dans le bain chaud pendant environ trois minutes, si ses dimensions sont assez petites* Dans le cas contraire, la durée d'immersion doit être suffisamment longue pour que le métal acquière dans le bah une température uniforme. Les parties ainsi traitées sont sorties du bain à une vitesse définie, de manière à réaliser une couche uniforme
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du film non mouillable et on laisse sécher à la température ordinaire.
De cette façon, le véhicule s'évapore et le film conserve une épaisseur uni- forme, On a effectué avec succès des applications dans le cas de différents métaux tels que l'acier, la fonte, le platine, le laiton, le bronze, le métal babbitt, le cadmium ainsi que le nickel et le chrome électrolytiques, Il est ainsi certain que cette application est générale, tant pour les mé- taux que pour les alliages.
On a contrôlé l'aptitude des films à résister à l'effet des huiles, au moyen d'essais avec six sortes différentes d'huiles. Avant de placer celles-ci sur la surface protectrice, le film a été rompu aux points même où les gouttes étaient placées, de manière à favoriser la destruction du film. Sur tous les métaux ainsi traités, les films ont résisté à cette destruction pendant des périodes de l'ordre de quatre mois et demi,
On suppose que les molécules du film sont orientées de façon que seuls les groupes CH3 se trouvent libres à la partie extérieure.
Ces groupes forment alors une surface que ni l'huile, ni le tétradécane, le benzol, été*, ne peuvent mouiller et sur laquelle de tels liquides roulent simplement et sans laisser aucune trace de leur passages
Si le revêtement non mouillable est endommagé par exemple par des rayures ou de toute autre manière, on peut le restaurer en le recuisant à une température de 120. C.
Il peut être préférable d'employer d'autres véhicules que les solvants volatils ci-dessus mentionnés. On indiquera donc une partante du procédé, d'après laquelle le véhicule liquide est de la classe des enduits usuels, tels que les vernis,
On a en effet trouvé possible d'inoorporer les matières, éven- tuellement susceptibles de former des films non mouillables, à des véhicules liquides tels que des laques ou des vernis. Par exemple, en incorporant de @ à 10% de stéarate ferrique dans des vernis, on a obtenu des films non mouillables et qui possèdent en outre une résistance élevée à l'action des huiles et de l'humidité.
Comme autre exemple, l'addition de 5% de stéarate de calcium dans un vernis de haute classe produit également un film non mouillable qui résiste mieux à la chaleur que les revêtements au stéarate ferrique,
Il est évident que de tels mélanges constituent des produits
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d'emploi pratique et susceptibles d'être appliqués par étalement, par prao- jeotion, au pinceau ou enfin par immersion, de manière à obtenir une surface permanente sur laquelle l'huile ne s'étable pas. De plus, de telles sufaces peuvent résister à une température de 100 C.
A coté des stéarates ferrique ou calcique, on peut utiliser d'autres savons métalliques tels que les stéarates de plomb, de baryum, de strontium, de cadmium, de chrome, d'étain ou de thorium qui ont tous été employés avec succès* On peut également utiliser des acides gras tels que l'acide stéarique, l'acide dihydroxystéarique, et aussi des dérivés des acides gras oecmne la stéaramide.
Op doit observer une précaution quand on emploie le vernis comme véhicule du film non mouillable. La matière non mouillable doit en effet avoir été soigneusement lavée, parfaitement séchée et homogénéisée avec le vernis préalablement à son emploi. pour supprimer tout risque d'hu- midité de pénétrer dans la matière* De même, il faut utiliser un vernis de bonne qualité et exempt d'humidité si l'on veut obtenir de bons revêtemants.
En dehors de l'application comme revêtement non mouillable qui empêche l'étalement des huiles sur les surfaces métalliques, il existe d'au- tres applications6 Par exemple, on supprime les actions capillaires dans la bois si on imprègne celui-ci avec une matière formant film non mouillable au taux de 30% dans un véhicule liquide tel qu'un hydrocarbure purifié, les huiles de Férosène, ou encore dans les diphényles chlorés. Le bois ainsi traité est modifié à un tel degré que les actions capilleires usuellement observées quand on l'immerge dans un liquide, sont entièrement supprimées.
Un tel traitement est par conséquent utile pour empêcher les liquides indé- sirables, l'humidité, etc..., de pénétrer dans le bois et d'ya permettre le développement des champignons, des moisissures ou autres agents destructeurs.
Comme autre exemple d'application du procédé, on signalera qu'il devient possible d'empêcher la pénétration de l'huile ou de l'humidité dans du coton lorsque celui-ci a été imprégné avec 30% d'une matière formant film non mouillable.. Ce traitement est recommandable évidemment dans le cas de textiles qui servent de recouvrement ou de protecteur à des câbles élec- triques isolés arsqu'on désire éviter que ceux-ci soient altérables par l'humidité ou par les huiles.
Comme autre application, on indiquera enfin le traitement du
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IMPROVEMENTS IN SURFACE TREATMENTS OF MATERIALS.
The object of the present invention is to treat the surfaces, whether metallic or not, so as to cover them with a film or thin layer which then prevents the oils from spreading thereon or from greasing the surface thus prepared. Surfaces treated in this way are no longer wettable by oils.
The invention also provides a simple method which enables the treatment to be completed and to ensure that the oil cannot affect the surface and tend to damage it.
There are cases where it is desirable to prevent oil from spreading on metal surfaces. For example, in the use of bearings,
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care is taken that the oil serving as lubricant remains localized on the lubrication surfaces and does not spread indefinitely on the neighboring regions which constitute the bearing housing. This spread of oil is also harmful in many electrical appliances. In all these cases and in other analogues which one will easily imagine, the invention makes it possible to establish a kind of dike or barrier which hinders the spreading of the oil.
It has been found that, if the surfaces which are to be treated to prevent the spreading of the oil are first thoroughly cleaned and then coated with one or more layers of certain organic materials whose molecules are at long chain, these molecules being correctly oriented by the surface, a coating is obtained which is not wettable by oils and which exactly fulfills the object of the invention. Among the long-chain compounds, there are especially those of the fatty series, in particular fatty acids such as steric acid or certain metallic soaps such as ferric stearate which, when applied to surfaces, make them not wettable by oil.
In practice, when it is desired to achieve this non-wettable coating, the surface is first thoroughly cleaned in some suitable manner. In the case of metal surfaces, this cleaning can be carried out by electrolysis or by immersion in a caustic soda bath, in a bath of carbon tetrachloride or of benzene or other degreasing material. The cleaned surface is then carefully dried and coated with the non-mosillable film.
This coating can be carried out in many different ways and, by way of example, a method which has given satisfaction will be described.
Either to make a steel surface non-wettable by oil: the metal is cleaned, then it is made non-wettable by directly applying a layer of a molten metallic soap such as ferric stearate to it This film can also be spread from of a solution of the coating material.
For example, a cleaned metallic surface is immersed in a solution which contains 10% by weight of ferric stearate and 90% of a refined hydrocarbon derived from petroleum and kerosene oil-like. The bath is maintained at a temperature of 120 C. The metal part to be treated remains in the hot bath for about three minutes, if its dimensions are small enough * Otherwise, the immersion time must be long enough for the metal acquires a uniform temperature in the bah. The parts thus treated are removed from the bath at a defined speed, so as to achieve a uniform layer
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non-wettable film and allowed to dry at room temperature.
In this way the vehicle evaporates and the film retains a uniform thickness. Applications have been successfully carried out in the case of different metals such as steel, cast iron, platinum, brass, bronze, babbitt metal, cadmium as well as electrolytic nickel and chromium. It is thus certain that this application is general, both for metals and for alloys.
The ability of the films to resist the effect of oils was tested by testing with six different kinds of oils. Before placing these on the protective surface, the film was broken at the very points where the drops were placed, so as to promote destruction of the film. On all metals treated in this way, the films withstood this destruction for periods of the order of four and a half months,
It is assumed that the molecules of the film are oriented so that only the CH3 groups are found free at the outer part.
These groups then form a surface that neither oil, nor tetradecane, benzol, summer *, can wet and on which such liquids simply roll and without leaving any trace of their passage.
If the non-wettable coating is damaged, for example by scratches or in any other way, it can be restored by annealing it at a temperature of 120. C.
It may be preferable to employ other vehicles than the volatile solvents mentioned above. We will therefore indicate a part of the process, according to which the liquid vehicle is of the class of usual coatings, such as varnishes,
It has in fact been found possible to absorb the materials, possibly capable of forming non-wettable films, to liquid vehicles such as lacquers or varnishes. For example, by incorporating from @ to 10% ferric stearate in varnishes, films have been obtained which are not wettable and which also have a high resistance to the action of oils and humidity.
As another example, the addition of 5% calcium stearate in a high class varnish also produces a non-wettable film which is more heat resistant than ferric stearate coatings,
It is obvious that such mixtures constitute products
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of practical use and capable of being applied by spreading, by pre-spraying, with a brush or finally by immersion, so as to obtain a permanent surface on which the oil does not settle. In addition, such sufaces can withstand a temperature of 100 C.
Besides ferric or calcium stearates, other metallic soaps can be used such as lead, barium, strontium, cadmium, chromium, tin or thorium stearates which have all been used successfully. can also use fatty acids such as stearic acid, dihydroxystearic acid, and also fatty acid derivatives such as stearamide.
Caution should be observed when using the varnish as a vehicle for the non-wettable film. The non-wettable material must in fact have been carefully washed, perfectly dried and homogenized with the varnish prior to its use. to eliminate any risk of moisture penetrating into the material * Likewise, a good quality, moisture-free varnish must be used if good coatings are to be obtained.
Apart from the application as a non-wettable coating which prevents the spreading of oils on metal surfaces, there are other applications6 For example, capillary actions in wood are suppressed if it is impregnated with a material. forming a non-wettable film at a rate of 30% in a liquid vehicle such as a purified hydrocarbon, ferosene oils, or else in chlorinated biphenyls. The wood thus treated is modified to such an extent that the capillary actions usually observed when immersed in a liquid are entirely suppressed.
Such treatment is therefore useful in preventing unwanted liquids, humidity, etc., from entering the wood and allowing the growth of fungi, molds or other destructive agents.
As a further example of application of the method, it will be pointed out that it becomes possible to prevent the penetration of oil or moisture into cotton when the latter has been impregnated with 30% of a non-film-forming material. Wettable. This treatment is obviously recommendable in the case of textiles which serve as a covering or protector for insulated electric cables when it is desired to prevent the latter from being damaged by humidity or by oils.
As another application, we will finally indicate the treatment of
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