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Articles en matières plastiques renforcés à l'aide de filaments, fibres, fils, tissus etc.
La présente invention se rapporte à des articles en matières plastiques renforcés à l'aide de filaments, fibres, fils, tissus, etc, et particulièrement aux articles renforcés à l'aide de fibres, fils, tissus etc. composés de polyesters aro- matiques. on s'est souvent proposé de renforcer des matières plastiques, par exemple, le caoutchouc naturel, le caoutchouc synthétique et les matières résineuses synthétiques au moyen de filaments, fibres, fila, tissus et autres formes de nom- bruses matières, entre autres le coton, la rayonne à l'acétate, la rayonne viscose, la soie, le nylon et de nombreuses autres
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matières synthétiques.
Ces matières plastiques renforcées ont été employées pour la fabrication d'articles de toute espace, par exemple des pneus, des tuyaux, des courroies et notamment des courroies transporteuses, des ballons.des canots pneumati- ques, des réservoirs à essence et la eau, etc.
On a trouvé à présent que certaines matières nouvelles, nommément les polyesters aromatiques décrits ci-dessous, sous forme de filaments, fibres, fils, tissus et autres formes sont d'une grande utilité pour le renfonnement de matières plastiques, grâce,notamment, à leur excellente résistance à la flexion, à la, chaleur et au déchirement, à leur grande solidité, leur résistan- ce aux efforts répétés et leur faible capacité d'allongement sous des efforts faibles ou considérables.
De plus, ces matiè- res plastiques renforcées sont bien adaptées à, la fabrication d'articles de toute espèce
Les polyesters aromatiques auxquels se rapporte la présente invention sont les esters linéaires à haut degré de polymérisation qu'on peut obtenir par chauffage de glycols de la série HO (CH2)nOH, n étant supérieur à 1 mais n'éxcédant pas 10, avec de l'acide téréphtalique ou un de ses dérivés susceptibles de former des esters, par exemple un ester ou semi-ester alipha- tique, cycloalyphatique ou arylique, 1 un halogénure acide ou un sel d'ammonium ou d'aminé, dans des conditions permettant, d'ob- tenir l'ester sous forme hautement polymérisée.
Ces esters liné- aires à haut degré de polymérisation sont, par exemple, ceux qu'on obtient au moyen d'acide téréphtalique ou d'un de ses dérivés susceptibles de former-des esters et de glycol éthyléni- que, triméthylénique, tétraméthylénique, hexaméthylénique ou décaméthylénique. Ces polyesters ont un point de fusion élevé, sont difficilement solubles, incolores ou pratiquement incolores et peuvent être transformés en filaments susceptibles d'être al-
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longés par étirage en fibres solides et flexibles montrant aux rayons X une orientation moléculaire dans le sens de l'axe de la fibre. Parmi ces polyesters, on préfère le téréphtalate poly- éthyléniqve pour son obtention facile et sa grande utilité comme matière textile.
Conformément à la présente invention on obtient des articles renforcés en matière plastique, formés de caoutchouc naturel, synthétique ou de matières plastiques synthétiques caractériséspar l'utilisation comme matière de renforcement d'une matière comprenant ou consistant en. fibres, fils, tissu ou forme analogue obtenue à partir d'un polyester'aromatique du type pré- cédemment décrit.
La description qui suit se rapporte en particulier aux articles plastiques de la présente invention sous forme de pneus.
Ceux-ci comportent une matière de renforcement généralement appe- lée "corde", Cette matière généralement utilisée sous forme orientée et de préférence aussi orientée que possible.
Cette orientation peut être réalisée de la manière habituelle, par exemple par étirage, le plue souvent à température élevée.
Une matière de renforcement convenant particulièrement pour les pneus peut être obtenue à partir de téréphtalate poly- éthylénique en filant un fil de 20 filaments dudit polyester avec une torsion en s de 3,75) tours par pouce (25,4 mm) en étirant ce fil raison de 4,3 pour 1 à 110 0 puis à raison de 1,2 pour 1 à 190. C en tordant en S dix de ces torons en cordelette raison de 8,8 tours par pouce et en doublant finalement deux de ces cordelettes sous forme de comde, par une torsion en Z de 9,3 tours par pouce. La corde obtenue présente une charge à la' rupture de 10 livres 9 (environ 5 Kg.) un allongement de 8,1 % et est du denier 1190.
C'est donc une corde de solidité beaucoup plus grande que les cordes à pneus en rayonne viscose communément
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employées, à denier égal de fabrication similaire, et d'allongement appréclablement plus faible que la plupart des cordes à pneus de fabrication et de denier similaire en nylon ou en rayonne tris-- cose, Cette corde est donc tout:: indiquée qemme corde à pneus.
Ces cordes peuvent être enduites de composition de caoutchouc pour carcasses de pneus et le tout peut être vulcanisé par un procédé connu.-
D'une autre manière, on peut doubler les torons,, et les fils ainsi obtenue peuvent être utilisés dans la fabrication de tuyaux souples et de courroies (courroies en V, courroies de transmission et courroies transporteuses) ou bien encore des fils sous forme d'étoffé tissée en.carré (trame et chaîne) peuvent être utilisés dans la fabrication de ballons, canots pneumati- ques, réservoirs à essence ou à eau, diaphragmes etc.
on peut, si.on le désire, employer des matières de renforcement supplé- ment.aires en association avec celles qui font l'objet de la pré- sente invention.
Si on le désire, la liaison du caoutchouc ou de toute autre matière plastique à la matière de renforcement peut être réalisée ou améliorée par l'usage d'un adhésif connu. On peut par exemple utiliser un polyisocyanate de la faon décrite dans le brevet anglais N 574.903.Afin d'illustrer l'emploi d'un adhésif de ce genre, on a préparé la composition suivante:
Caoutchouc fumé en feuilles 100 parties Oxyde de zinc 5 "
Noir de fumée 4?,5 "
Acide stéarique 3 "
Mercaptobenzothiazol 0,85"
Soufre 3 " On agite 4.78 parties de cette composition dans 95,22 parties de benzène et on ajoute à cette préparation rendue homogène 1,5 par-
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tie d'un polyisocyanate du méthylène 'bîs-(4-phénylloocyanate)e on imprègne à l'aide de cette préparation une certaine quantité de la corde en téréphtalate polyétriylénique/puis on volatilise le solvant en chauffant la corde imprégnée à 100 C. pendant 1 heure.
Le procédé suivant est ensuite appliqué pour mesurer le degré d'adhésion de la corde ainsi traitée au caoutchouc naturel.
Sur un fond composé de deux couches de tissus de coton "duck" frictionné on bâtit une éprouvette constituée de composi- tion de caoutchouc naturel pour carcasses de pneus mesurant en pouces 7 1/2 x 2 1/2 x 1/8 (environ 19 x 6,5 x 0,3, cm). on place sur la surface de cette éprouvette, sur une largeur de 1 pouce
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(2,54 cm) 44 longueurs de coxde-traitée, en lignes droites paral- lèles, chaque longueur de corde étant maintenue sous une légère tension. L'éprouvette mixte ainsi formée est alors vulcanisée dans un moule approprié pendant 45 minutes à 145. c. on mesure ensuite! à l'aide d'un appareil Goodbrand pour la mesure des ten- sions, le poids nécessaire pour séparer les 44 longueurs de corde . de l'éprouvette, la corde étant tirée à raison de 10 cm par minu- te et sous un angle de 180 degrés.
Lors d'essais effectués à 20 C et à 95-100 C. et d'autres essais analogues effectués avec des longueurs de corde qui n'avaient pas été traitées par un adhésif, on obtint les résultats suivante:
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<tb> Poids <SEP> en <SEP> kg. <SEP> ' <SEP> Poids <SEP> en <SEP> kg,
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à 2000 ' â 9r-lo0C ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯..¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ Corde traitée par l'adhéSif' 7947 694? ' ( 16,5 lb. z :
14,3 1b. ) Corde non traitée par l'adhéSif' 1 * ) 1 ( 1 , o,6? 5 16 . ) ' (2,2 l'bs) ' (1,5 lb.)
Un autre adhésif connu et de particulière valeur pour la anufacture d'articles en matière plastique renforcés suivant la présente invention est une composition à base de résorcinol-
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formaldéhydes, par exemple du type décrit dans le brevet anglais N 477.380. Afin d'illustrer l'emploi d'un adhésif de ce type, on a.
préparé une composition en dissolvant 3,4 parties de résor- cinol dans 86,4 parties d'eau et en ajoutant 7,2 parties de formol
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du C0l1U1161'Ce, puis 3,0 parties d'une solution de 10 parties de soude cautique dans 90 parties d'eau, on laisse reposer cette composition pendant 24 heures, puis on en imprègne une certaine quantité de corde de téréphtalate polyéthylénique qu'on sèche ensuite à 100 C pendant une heure. On soumet alors des lon- gueurs de la corde ainsi traitée à des essais pour déterminer leur degré d'adhésion an caoutchouc naturel, en effectuant les mêmes essais que ceux décrits plus haut. Les résultats obtenus sont reproduits ci-dessous.
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<tb>
<tb>
' <SEP> Poids <SEP> en <SEP> kg. <SEP> ' <SEP> Poids <SEP> en <SEP> kg.
<tb> a <SEP> 20 <SEP> C <SEP> ' <SEP> à <SEP> 95-100 C.
<tb>
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a Co'd tcai'Ge par' lRara.a. Q ¯¯59¯'¯¯¯¯¯¯¯¯¯9¯¯¯¯¯¯¯ Corde traitée par l'adhésif 5,98 1 3,98 ' (l3<2 1b . ) i t8 a.b.)
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<tb> Corde <SEP> non <SEP> traitée <SEP> par <SEP> l'adhésif <SEP> 0,99 <SEP> ' <SEP> 0.67
<tb>
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(2,2lb.) ' t . ., 7.b. ) ------------------------------------------------------------------
Ces résultats traduisent les effets favorables de l'em- ploi des adhésifs connus pour la. manufacture des articles en ma- tière plastique renforcés suivant la présente Invention.
Non seulement le caoutchouc naturel qui comprend le caoutchouc fumé en feuilles, le crêpe clair, 1a gutta-percha et le balata, mais également toutes les sortes de caoutchouc synthé- tiques peuvent être utilisées pour la fabrication d'articles ren- forcés suivant la présente invention; ces caoutchoucs synthéti- ques sont par exemple le Perbunan, le Buna S., le GR.S, l'Hycar
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OR.15 le Butyl, les Vuicaprénes, le iiéoaréne et les interpoiyaé- res du butadiène et du méthacrylate de méthyle.
On peut encore
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mentionner comme autres matières plastiques les dérivés de la cellulose tels que la nitrocellulose ou l'acétate de cellulose, les acétals et cétale polyvinyliques, les esters vinyliques poly- mérisés, leurs chlorures, acétates et interpolyméres de chlorure et d'acétate, les polythènes, les polymères de la série acryli-
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que et méthacrylique y compris le polyléthacrylate de méthyle, les polyester-amides, les polyamides et les résines alkydiques.
Ces matières plastiques peuvent être utilisées en association avec des charges usuelles, des émollients, des plastifiants, des colorants etc.
Le mot parties a été employé dans la description ci- dessus dans le sens de parties én poids.
'REVENDICATIONS
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1.- Articles en matière plastique renforcés à base de.caoutchouc naturel, de caoutchouc synthétique ou de matières plastiques, caractérisé en ce qu'on utilise ..une matière de ren- forcement comprenant ou consistant en flbres, fils, tissu ou forme analogue obtenue à partir d'un polyester aromatique du type ci-dessus décrit.
2. - Articles en matière plastique renforcés suivant la revendication 1, sous la forme de.pneus.