BE521348A - - Google Patents

Description

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  PERFECTIONNEMENTS AUX FILAMENTS FLEXIBLES DE VERRE AUX OBJETS FABRIQUES A PARTIR DE CES FILAMENTS ET A LEUR PROCEDE DE FABRICATION. 



   La présente invention est relative à une matière filamenteuse enduite flexible et plus particulièrement aux filaments ou fibres de verre enduits et flexibles; elle vise également les objets fabriqués à partir desdites matières et leur procédé de fabrication. 



   La présente invention est un perfectionnement ou une variante de   l'invention   faisant l'objet de la demande de brevet principal. 



   La présente invention a pour objet un filament flexible comportant un élément de base ou âme en verre, un revêtement métallique disposé de manière adhérente sur la surface circonférentielle de cette âme et une couche lubrifiante disposée de manière adhérente sur la surf ace. 



   L'invention a également pour objet un procédé pour fabriquer un article filamenteux flexible comportant un filament de verre flexible, dont on recouvre la surface circonférentielle d'un dépôt métallique, et la surface extérieure de ce dépôt étant recouverte avec un   lubrifiant.   



   Dans la demande de brevet principal, on a démontré que l'on peut facilement transformer un filament de verre ou une mèche de fibres portant un revêtement métallique d'une seule pièce continu et ininterrompu sur toute sa surface extérieure, en un filé ayant des propriétés excellentes de flexibilité aussi bien qu'une résistance élevée à la traction, par comparaison avec un filé constitué par des filaments ou fibres de verre non revêtus. 



  La présente invention a pour objet un filament ou une mèche de fibres de verre revêtu ayant des propriétés supérieures même à celles que possèdent les filaments de verre revêtu faisant l'objet de la demande de brevet principal. On peut facilement transformer les filaments ou mèches de fibres revêtus conformes à l'invention, en un filé ayant une résistance élevée à la 

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 traction équivalente à celle du filé de la demande antérieure et des pro- priétés de flexibilité supérieures à celles que possèdent ces mêmes   fils:   De même, les filaments ou mèches de fibres conformes à la présente invention adhèrent avec plus de ténacité à des produits liants, tels que le caoutchouc ou des substances analogues au caoutchouc, que les filaments faisant l'ob- jet de la demande antérieure. 



   Sur le dessin annexé ; la figure 1 est une vue en perspective,  à   grande échelle, avec arrachement partiel d'un filament de verre conforme à l'invention; la figure 2 est une vue en perspective, à grande échelle, d'un filé de filament de verre conforme à l'invention;   la figure 3 est une vue en perspective, à grande échelle, d'une corde formée de filaments de verre conformes à 1 invention;   la figure 4 est une vue en plan, à grande échelle, d'un tissu ob- tenu à partir   d'un   filé de filament conforme à   l'invention.   



     Comme   on le voit sur la figure 1, le filament 10 comporte un élé- ment de base en verre ou âme 11 flexible et allongé ayant de préférence un diamètre assez faible pour permettre, de retordre facilement plusieurs fila- ments de verre en un filé qui est susceptible d'être transformé en tissu ou câble, grâce aux procédés utilisés habituellement dans l'industrie texti- le.

   Des éléments de base présentant ces caractéristiques peuvent être obte- nus à la Société   Owens-Corning   Fiberglas Corporation sous le nom de "Fiber-   glas".   De préférence, le diamètre de l'élément de base 11 ne doit pas dé- passer 0,25 mm, étant donné que des filaments de verre d'un diamètre plus grand sent généralement trop rigides et trop cassants pour que l'on puisse les transformer de manière satisfaisante en filés et en tissus. La composi- tion à base de silicate à partir de laquelle sont formés les filaments de verre, par exemple par "étirage" de verre à l'état plastique à travers une filière appropriée peut être de composition variable entre des limités é- cartées qui dépendent des caractéristiques physiques et chimiques désirées. 



   Un revêtement ou pellicule 12, constitué d'une seule pièce, con- tinu ou ininterrompu, sensiblement imperméable, est disposé sur toute la surface extérieure de l'élément de base 11 auquel il adhère directement. 



  De préférence,le revêtement 12 est constitué par une composition métalli- que ayant une température de solidification supérieure à la température ambiante (20 C), corme l'aluminium, le bismuth, le cuivre, le plomb, le zinc, le   chrome)   le cobalt, le nickel, l'or, l'argent, le cérium, le fer, le cadmium, le gallium, l'iridium, le platine, l'étain, le tungstène, l'an-   timoine,   le titane, le tellure, le tantale, le palladium, le molybdène, l'indium et le manganèse, et des alliages contenant ces et/ou d'autres mé- taux.

   On peut même utiliser de préférence des compositions métalliques qui ont non seulement une température de solidification supérieure à la tempé- rature ambiante (20 C), mais qui sont également résistantes à l'attaque chimique provenant de   l'atmosphère   à la température ambiante (20 C), comme l'aluminium, le zinc, le cuivre, l'or, l'argent, le chrome, le plomb, l'é- tain; et des métaux analogues, et des alliages contenant ces et/ou d'autres métaux tels que la soudure de plombier, le métal de Wood, le laiton, le bronze et les aciers inoxydables.

   Pour obtenir les résultats optima, il est préférable que le revêtement 12 contienne une composition métallique quia une température de solidification supérieure à la température ambian- te (20 C),  ;, qui   résiste à l'attaque chimique provenant de l'atmosphère aux   températures   ambiantes (20 C) et qui présente une résistance à la rupture supérieure à celle du verre à partir duquel est formé l'élément de base 11. 



  Un revêtement zinc-titane contenant de 0,5 à 3% de titane, et de préféren- ce de 1 à 2% de titane, est particulièrement utile pour la mise en oeuvre de la présente invention. 



   Il est désirable que le revêtement 12 ait une épaisseur uniforme pouvant aller de deux couches moléculaires jusqu'à 0,25 mm ; toutefois, il 

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 est préférable que l'épaisseur du revêtement 12 soit comprise entre 1,27 x
10-5 cm à 1,27 x 10-2 cm. 



   De préférence, on forme le revêtement 12 sur l'élément de base 11 en mettant cet élément en contact avec la composition de revêtement métal- lique à partir de laquelle on réalise le revêtement 12, tandis que la com- position de revêtement métallique se trouve à l'état fluide, par exemple en réalisant le contact de l'élément de base 11 avec la composition de re- vêtement métallique, tandis que celle-ci est à l'état fondu et en laissant adhérer le revêtement ou pellicule,de la composition métallique fondue à la surface de l'élément de base pour qu'elle se solidifie à la surface du verre,

   ou en vaporisant dans le vide la composition de revêtement métalli- que et en provoquant le contact de l'élément de base 11 avec la composi- tion de revêtement vaporisée ou gazeuse qui se condense sur la surface de l'élément de base en formant un revêtement unitaire continu et   ininterrom-   pu adhérant audit élément. Etant donné que la résistance à la traction du filament de verre se trouve sensiblement réduite lorsque le verre adsorbe de l'humidité, il est préférable de disposer le revêtement 12 sur l'élément de base 11 presque immédiatement après la "filature" du filament de verre afin d'éviter l'adsorption de l'humidité de l'atmosphère par l'élément de base 11 de verre. 



   On répand une pellicule ou couche lubrifiante 13 sur la surface extérieure du revêtement 12 y adhérant directement en vue de réduire le coefficient de friction entre les filaments 10 adjacents portant un revêtement métallique lorsque plusieurs filaments 10 sont réunis pour former un article, tel qu'un filé. Les lubrifiants utilisés de préférence pour réaliser la pellicule ou revêtement 13 sur le revêtement métallique 12 sont des produits huileux ou cireux ou des produits susceptibles d'un écoulement plastique sous l'effet de la pression existant par suite des contacts de surface, et on utilise de préférence des produits qui sont solides à la température normale d'utilisation tout en étant susceptibles de s'écouler avec plasticité sous les pressions extrêmement élevées existant par suite de leurs contacts ponctuels.

   Ces produits lubrifiants comprennent en conséquence des hydrocarbures liquides ou solides sensiblement non volatils, de préférence des alkanes ayant plus de 15 atomes de carbone dans la chaîne carbonée aussi bien que des alcools ayant 12 ou plus d'atomes de carbone dans la chaîne carbonée tels que l'alcool cétylique, l'alcool carnaubylique, l'alcool cérylique, l'alcool mélissylique et des matières analogues; des acides gras ayant 10 ou plus d'atomes de carbone tels que l'acide laurique, l'acide myristique, l'acide palmitique, l'acide stéarique, l'acide carnaubique, l'acide cérotique, l'acide oléique, et les matières analogues; des esters sensiblement non volatils, des éthers et des matières analogues, des organo-siloxanes;

   des composés métalliques, en particulier des composés métalliques minéraux susceptibles d'adhérer à la surface du revêtement 12, et des produits analogues. En fait, conformément à l'invention, on peut utiliser n'importe quel produit qui réduit le coefficient de friction entre des filaments adjacents portant une couche métallique et qui est susceptible d'adhérer à la surface du revêtement métallique 12. 



   Une catégorie préférée de matières que l'on peut utiliser pour réaliser le revêtement 13 comporte des composés métalliques insolubles dans l'eau, tels que les sulfates métalliques, les oxydes métalliques, les sulfures métalliques, les carbonates métalliques, les savons métalliques, et des matières analogues. On préfère même utiliser des composés métalliques minéraux solides insolubles dans l'eau, tels que les oxydes métalliques, les sulfates métalliques, les sulfures métalliques, les carbonates métalliques, et des matières analogues.

   On a constaté que des oxydes métalliques solides insolubles dans   l'eau   sont particulièrement utiles comme produits pouvant constituer la couche lubrifiante 13, et on obtient des résultats particulièrement avantageux lorsque cette couche lubrifiante 13 est constituée par un oxyde de métal à partir duquel le revêtement 12 est formé. 

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   La couche 13 doit avoir de préférence une épaisseur uniforme pouvant aller de deux couches monomoléculaires jusqu'à 0,25 mm; toutefois, il est préférable que la couche 13 ait une épaisseur comprise entre deux couches monomoléculaires jusqu'à 1,27 x 10-2 cm. 



   Bien que l'on puisse former la couche 13 sur le revêtement métallique 12 de n'importe quelle manière utilisée habituellement pour appliquer un revêtement sur une autre surface, par exemple par pulvérisation, trempage ou procédé d'application à la brosse, on forme de préférence la couche 13 en   transformant   grâce à la réaction chimique la ou les couches monomoléculaires extérieures du revêtement métallique 12 en la composition que l'on désire réaliser pour former la couche 13.

   Par exemple, lorsque le revêtement métallique 12 est constitué par du cuivre et que l'on désire que la couche 13 soit constituée par de l'oxyde de cuivre, on expose le filament de verre recouvert de cuivre à l'action de l'oxygène pour permettre aux couches monomoléculaires extérieures du revêtement de cuivre de réagir avec l'oxygène pour former de l'oxyde de cuivre. Il peut être avantageux d'utiliser un catalyseur ou de la chaleur pour accélérer la conversion des couches   monomo-   léculaires extérieures du revêtement métallique 12 en un composé métallique.

   Par exemple, la vitesse d'oxydation des couches monomoléculaires extérieures   dun   alliage zinc-titane de 98:2 constituant le revêtement est accélérée fortement si l'on effectue l'oxydation à 135 C en comparaison avec la vitesse d'oxydation du même revêtement à la température ambiante   (20 C).   



  La formation de la couche 13 grâce au procédé de conversion des couches monomoléculaires extérieures du revêtement métallique appliqué sur l'élément de base en verre en un composé métallique désiré comporte de   nombreux   avantages par rapport aux procédés d'application de la couche 13 sur le revêtement 12 grâce à une opération purement mécanique, comme la pulvérisation ou l'application à la brosse, la caractéristique la plus importante étant que l'on réalise une liaison plus tenace entre le revêtement 12 et la couche 13. 



   Comme on le voit sur la figure 2, on retord ensemble plusieurs filaments 10 revêtus de la manière habituelle sous forme d'un filé 14 que l'on peut retordre à son tour pour obtenir une corde 15 contenant plusieurs torons de fil, comme représenté sur la figure 3, ou les transformer en un tissu 16, comme représenté sur la figure   4,   par tissage, tricotage, tressage ou des opérations analogues, en un tissu sans trame. 



   Pour illustrer la supériorité des filaments de verre ainsi revêtus conformément à l'invention, on va donner maintenant des exemples de mise en oeuvre,étant bien entendu qu'ils n'ont aucun caractère limitatif de la portée de la présente invention. 



   Exemple 1
On recouvre des filaments de verre d'un diamètre de   0,0082   mm avec une couche de cuivre d'une épaisseur de 0,00149 mm et on expose les filaments de verre revêtus de cuivre à l'atmosphère à la température ambiante (20 C) pendant une période d'environ trois semaines afin de permettre l'oxydation des couches monomoléculaires extérieures du revêtement de cuivre. On retord ensuite ensemble 36 filaments ainsi recouverts pour former un filé à 36 brins.

   Lorsqu'il est recourbé suivant un angle de 150 à une vitesse constante pendant un temps supérieur à 15. 000 minutes, le filé ne doit pas se briser ou présenter une usure quelconque, tandis qu'un filé   ccmportant   36 filaments de verre non revêtus ayant un diamètre de filament de 0,0082 mm casse après avoir été soumis à la flexion de la même manière pendant une période d'environ 3 minutes.

   Les filaments de verre recouverts de cuivre qui ne sont pas exposés à l'atmosphère pendant un temps assez important pour former une couche d'oxyde de cuivre sur le cuivre mais qui, au contraire, sont transformés tout de suite en un filé à 36 brins et soumis à la flexion de la même manière que décrit précédemment presque immédiatement après avoir été revêtus de cuivre, cassent après une épreuve de flexion d'environ 500 minutes. 

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   On applique le revêtement de cuivre sur les filaments en vapori- sant du cuivre dans un récipient maintenu à une pression inférieure à 0,1 mm de mercure et en laissant le cuivre vaporisé entrer en contact avec les surfaces extérieures des filaments de verre qui sont suspendus individuel- lement dans ce récipient,pour former un revêtement sur le verre à mesure que le cuivre vaporisé entre en contact avec les surfaces relativement froi- des des filaments de verre suspendus dans le récipient.

   On vaporise le cui- vre en le plaçant dans un récipient conique chemisé d'alumine obtenu en en- roulant en hélice un fil de tungstène d'un diamètre d'environ 0,635 mm pré- sentant la forme conique désirée et en faisant passer un courant d'environ
12 ampères à travers le fil de tungstène pour chauffer ce fil à une tempé- rature d'environ   170000   de manière à produire une chaleur suffisante pour vaporiser le cuivre. 



   Exemple
On recouvre des filaments de verre d'un diamètre de 0,0082 mm avec une couche d'un alliage zinc-titane contenant 1 % de titane. On expo- se 36 de ces filaments de verre revêtus d'alliage zinc-titane à l'atmos- phère à une température de 135 C pendant une période 17 heures et ensuite pendant un laps de temps de 15,5 heures à une température de 230 C pour transformer les couches monomoléculaires extérieures du revêtement zinc- titane en oxyde métallique.

   Les 36 filaments revêtus dont la surface est ainsi transformée sont retordus en un filé à 36 brins qui, lors de la flexion suivant un angle de 1500 à une vitesse constante, résiste pendant un temps 98 fois plus grand qu'il fil formé de 36 filaments de verre non revêtus ayant un diamètre de filament de 0,0082 mm lorsqu'on le courbe de la même manière et 21 fois plus grand qu'un fil formé de 36 filaments revêtus de l'alliage zinc-titane soumis de la manière décrite précédemment presque immédiatement après le revêtement d'alliage zinc-titane et avant que l'oxyde de zinc et de titane ait pu se former sur le revêtement zinctitane. 



   On forme le revêtement zinc-titane sur la surface extérieure des filaments de verre en faisant passer ceux-ci dans une masse en fusion de la composition de revêtement zinc-titane, une pellicule de cet alliage se solidifiant sur les surfaces des filaments de verre lorsqu'on les retire de la masse de métal en fusion. 



   Les filaments revêtus conformes à la présente invention adhèrent avec ténacité à des produits liants, tels que le caoutchouc, et un filé obtenu à partir de ces filaments présente une résistance à la traction ex-   ceptionnellement   élevée et une durée excellente rendant le filé apte à étre transformé en un tissu recouvert de caoutchouc ou en des cordes que l'on peut incorporer aux enveloppes des pneumatiques ou de bandes transporteuses et des objets analogues devant résister aux conditions sévères de flexion auxquelles ces articles sont soumis. 



   De plus, étant donné que les filés conformes à la présente invention ont la propriété d'absorber très peu d'humidité, ils ne sont pas soumis au retrait et sèchent rapidement lorsqu'on les expose à une concentration élevée d'humidité. De même, ils ne sont pas susceptibles de détérioration par moisissure. 



   Il est évident que l'on pourrait apporter des modifications aux moyens et aux produits caractérisant l'invention sans que l'économie de celle-ci s'en trouve altérée. 



    REVENDICATIONS.   

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

1. 1. Filament flexible caractérisé en ce qu'il comporte un élément de base ou âme en verre, un revêtement métallique disposé de manière adhérente sur la surface circonférentielle de cette âme et une couche lubrifiante disposée de manière adhérente sur la surface extérieure du revêtement métallique. <Desc/Clms Page number 6>

   2. Filament flexible suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'un revêtement métallique, constitué d'une seule pièce, continu et ininterrompu est disposé sur toute la surface circonférentielle de l'élément de base ou âme en verre.

   3. Filament flexible suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la couche lubrifiante comporte une matière lubrifiante insoluble dans l'eau.

   4. Filament flexible suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la matière lubrifiante est un composé métallique.

   5. Filament flexible suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la matière lubrifiante est un composé métallique inorganique.

   6. Filament flexible suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la matière lubrifiante est un oxyde métallique.

   7. Filament flexible suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la couche lubrifiante est formée d'un oxyde du métal dont est formé le revêtement métallique précité.

   Filament flexible suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes,caractérisé en ce que le revêtement métallique présente une épaisseur allant de deux couches monomoléculaires à 0,25 mm environ et présente une température de solidification supérieure à 20 C, tandis que la couche lubrifiante présente une épaisseur allant de deux couches monomoléculaires à 0,25 mm environ.

   9. Filament flexible suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce que le revêtement métallique est constitué par un alliage zinc-titane contenant de 1/2 à 3 % en poids de titane.

   10. Filament flexible suivant la revendication 9, caractérisé en ce que le revêtement en alliage zinc-titane contient 1 à 2 % en poids de titane 11. Filament flexible suivant l'une ou l'autre des revendications 9 et 10, caractérisé en ce que la couche lubrifiante est constituée par un oxyde de l'alliage zinc-titane.

   12. Filament flexible suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le revêtement métallique est un revêtement de cuivre.

   13. Filament flexible suivant la revendication 12, caractérisé en ce que la couche lubrifiante est constituée d'oxyde de cuivre.

   14. Fil ou filé flexible, caractérisé en ce qu'il se compose de plusieurs filaments flexibles suivant l'une ou l'autre des revendications 1à 13.

   15. Tissu ou corde flexible, caractérisé en ce qu'il est consti- tué des fils ou filés suivant la revendication 14.

   16. Procédé de fabrication d'un article filamenteux flexible suivant .La r evendication 1, caractérisé en ce qu' on part d'un filament flexible en verre, on recouvre la surface circonférentielle de ce filament d'u ne couche métallique et on recouvre la face extérieure de cette couche métallique à l'aide d'un lubrifiant.

   17.. Procédé suivant la revendication 16, caractérisé en ce qu'on recouvre toute la surface circonférentielle du filament en verre à l'aide d'une couche métallique d'une seule pièce, continue et ininterrompue et en ce qu'on recouvre la surface extérieure de cette couche métallique à l'aide d'un composé métallique.

   18. Procédé suivant la revendication 17, caractérisé en ce qu'on recouvre la surface extérieure de la couche métallique à l'aide d'un com- posé métallique inorganique insoluble dans l'eau. <Desc/Clms Page number 7>

   19.Procédé suivant la revendication 17, caractérisé en ce qu'on recouvre la surface extérieure de la couche métallique à l'aide d'un oxyde métallique.

   20. Procédé suivant la revendication 19, caractérisé en ce qu'on expose la couche métallique à l'action de l'oxygène, et en ce qu'on laisse les zones extérieures de cette couche métallique réagir avec 1 oxygène, de manière à former une couche d'oxyde métallique sur la couche métallique.

   21. Procédé de production d'un fil flexible, caractérisé en ce qu'on part d'une série de filaments flexibles obtenus par le procédé sui- vant l'une ou l'autre des revendications 17 à 20 et en ce qu'on retord les filaments de manière à former un fil.