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Appareil perfectionné pour vulcaniser des bandes de matière contenant un élastomère.
La présente invention concerne un appareil pour vulcaniser des bandes de matière contenant un élastomère.
Dans la production de bandes de matière comprenantune nappe de support qui a été imbibée ou imprégnée autrement d'un élastomère , on recourt essentiellement à deux procédés pour/Mica- niser l'élastemère. Dans un des procédés,' la bande de Matière est enroulée à l'état non vulcanisé en même temps qu'une -bandé ré- sistance électruque sur un mandrin, après quoi la bande à résis- tance électrique est alimentée en courant pour engendrer la cha- leur requise pour la vulcanisation* Dans le second procûdém la
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t/l =n est envidée à l ét*fc non- vulcanise avec unit bande interm4- de sur un mandrin,
après quoi le rouleau formé est soumis à ',ion d'air ou d'un autre gaz chauffe donnant,la chaleur re" pour la vulcanisation.La présente invention concerne le ad procède qui utilise une bande intermédiaire pour séparer ornent les diverses couches de la matière. xi Beaucoup des difficultés rencontrées dansa le second pro- . cite plus,haut résident dans le choix d'une entière appro . pour la bande intermédiaire qui est indispensable pour em- ; 1:t les couches du rouleau 4-lgotomère d'être vulcanisées en- .e. Il est tlzir que la bande intermédiaire doit être faite .ne madère qui ne s'attache pas par vulcanisation à 1'1±18800- ut on sait par expérience qu'elle doit sat1lJta1re!à une né. d'autres conditions, j aßn La .nlcisa.t1on doit se faire à une température relati- zut élevée et la matière de 'la bande intermédiaire doit donc .
'011' résister k bitte température élevée. Le produit obtenu >f| la vulcanisation doit être lisse et,par conséquent, la bande ialédiBire doit avoir des surfaces lisses.En règle gdndraie,, matière tissée ne convient 'pas comme bande intermédiaire.
Au cours de la vulcanisation 1$dlastoisièrt- est soumis à pression pendant la rotation du rouleau de matière. Il n'est possible dans ces conditions d'éviter l'apparition dans le ,eu d'une tension qui réduit graduelletaent le diamètre du u. On suit qu'au cours de la vulcanisation, l'ôpaisseur de --41.ère diminue et cette réduction a pour effet de déplacer -duelleaent la bande intermédiaire par rapport à la matière #sombre* Si l'extrémité de la matière (lsst#nère de la couche fe.'ieure du rouleau finit environ 10 ma avant la bande interné- iaire, on peut s'attendre à ce qu'après la vulcanisation, la ban- la intermédiaire dépasse d'au oins 200 bus la matière élustomèrfis Il faut, par conséquent, que la bande intermédiaire soit faite en une chatière élastique, compressible et extensible,
qut ne se froisse pas au cours de la rotation du rouleau et évite ainsi
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la formation d'empreintes à la, surface de la matière vulcanisée
Une autre condition est que le frottement entre lavande , intermédiaire et la matière élastomère doit être aussi faible que possible de facon à permettre un glissement graduel des matières, l'une sur l'autre.
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En outre, la matière formant la bande .ntermcdiaireydsit .; avoir une résistance mécanique suffisante pour ne pas se délirer. tous les efforts qu'elle subit au cours de la vulcanisation.
Enfin, dans un procédé particulier de vulcanisation; de
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la matière, :Le rouleau de matière est chauffé exclusivement À l'aide d'un .fluide de transfert de chaleur qui fournit .de la Jclw -.1 leur simultanément à i'intérieurjàl'extérieur et nux -extrêttil du rouleau..Si ces surfaces du rouleau sont, chauffes à uni tP* .:Mv ' - :i"<-v-; rature à laquelle a lieu la vulcanisation, ;il et important' &ui a&'> .
{f % '.'###- -i'" bzz que l'intérieur du rouleau soit chauffé également,* une teutpâxa .F : -.' i$w 1 "-<v ture de vulcanisation et il est donc tout aussi importait (pto 1 ; >',- bande Interniediaire soit aussi Mince que possible eç qu'elle zizi par ailleurs, de bennes propriétés de conduction thermiques
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Il ïessort de ce qui procède que, la'Matière utilise y pour forcer, la bande intermédiaire doit répondre .une fir;r de m.) condition ft, de ce fait, il s'est avpre très diffieile en' pra 4' ><}, tique de trouver Mne Matière appropriée.. X"?1- ';#'!' :,-- fi/ff/Xsi-' tlque de trçuver me r. -' *' .
Poux expliquer plus en détail les rai sona, pour lessmellts la bande intermédiaire doit avoir les propriété énumérées plus
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haut, il est avantageux de décrire brièvement l'appareil dijns 1< quel N'effectue la vulcanisatiorA cette fin, on te referez aux dessins annexes ou t , 'h' , Figtl est une élévation schématique en bout Mun appareil de vulcaiiiostion j .<":-.
Fig.2 est une vue schématique on élévation de cote de I*it>e ' pareil représenté sur la Fig. 1;
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fig3 est un diagramme montrant la distribution de.la t z.** pérature dans un rouleau de matière à vulcaniser z
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- ple.4 est un diagramme de la distribution de la pression ')rli18.1. à la périphérie d'un rouleau de matière'; et rit.5 est une élévation schématique en bout de l'appareil "représenté sur la Fig.l dont le couvercle du logement a été enle- vue pour montrer la façon dont la matière élastomère et la bande \intermédiaire sont introduites pour former un rouleau.
L'appareil représenté sur la Fig.l des dessins comprend un châssis 10 pour un rouleau de matière 11 envidé sur un mandrin 21 qui comporte un arbre 12. Le rouleau 11 tourne à vitesse con- tant*,.1 et mouvement lui étant communiqué par une poulie 13 mon- tée sur l'arbre 12 et entraînée par le cible z, à l'aide d'une #utre poulie 15 par l'intermédiaire du réducteur de vitesse à ;,la sans fin 16 attaqué par le Moteur 17. Troiu cylindres presseurs d, 19 et 20 sont montés d'une manière appropriée quelconque* Le nombre de cylindres presseurs n'est pas nécessairement de trois, nais il faut qu'il y en ait deux ou davantage et qu'ils soient départis symétriquement à la périphérie du rouleau 11.
Le rouleau 11 est formé d'une bande de matière contenant élastomère et ayant, par exemple, une longueur de 100 maire , laque couche voisine de la matière est séparée de sa voisine par te bande intermédiaire constituée par une matière ayant une bn- zur conduotivité thermique, mais qui ne s'attache pas à l'élasto... iJ>e par vulcanisation. Les cylindres presseurs ., 19 et 20 f appliqué élastiquement sur le rouleau Il,, l'agencement puer- :4iît un réglage de la pression.Dans la forme de réalisation tentée dans le dessin, chaque cylindre presseur tourillonne # , une .paire de leviers à pivot 22, 23 et 24 qui sont sollicitée , dia 1 e.ntn t vers le rouleau 3.1 par des dispositifs pneumatiques p\ism et à cylindre 25,26 et 27, respectivement.
Ces disposi- sont reliés à une source commune d'air ou (l'un autre fluide us pression par des conduits 28 et 29 qui comportent une valve commune 30 pour régler la pression du fluide d4uis le conduit 29.
L'appareil entier est enfermé dans un logement 31* eu un ma- tàl ati qui est un bon isolant thermique et il comporte un couvercle
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,# amovible. 31'*' qui permet l'introduction'de la Nature et de'' , i . h qui. ," tr<>d'lC t1; Jla tÍèro t'x a la bande Intermédiaire* De préférence, à l'extérieur du.ïogi#erit, #t l *' 1nt1'I!1éd1a1r, préférence" :: # jf . ' se trouve un:cén6ra.twr de chaleur 2 dans lequel de l'air ost . chauffa par exemple par des éléments électriques auxquels 1:;, cour J" #*, #< "r pont est a#e U par les conducteurs 33 et . 3 un rhéostat 35 et un : gant ,t pax . ' 3. art ure rhota - ' e vn ' interrupteur; 36. t'air chauffé est forci par un ventilateur li J> if ' ..,/a8Sel* 'par 11 conduit z? et à pénétrer à l'intérieur du f!WJ;4-n "1 H/"4 " ' .4 21 qui supporte le rouleau .1..
L'3.,téx.ear du mandrin 21 a i. ! ' "1} , ' tor#. d'un changeur de chaleur qui transfère da la cha1uur',do ;" ',-.'' " l',.1r autt, au mandrin et donc aussi* rouleau' 13 L'(.ha1:.J' Ji . de chaleur peut comprendre des ailettes qui provoquent 1 tMjrbu- '## lance de l'air chauffé*, de sorte que celui-ci cède tne proportioa appréciable dit ta chaleur au mandrin* 21a ",,,, a 4 y < F4..
L'air: chauffé, après avoir pa?8<! par Le dr1n 2if .!.tS- coule à" l*intSr4eur du logement 31% 31''" d'où' 11'..t renvoyé., '.- pour être réchauffa . au générateur de t'haleur.32 ar s prc' ' duit 39 Ï<'ai!" chauffé du logement 31* , 31" 'chauffe xtérlwire- .
- # a >#+' #- . n z 7'y, >' i ment le / roulenu ,11. Cet agencement permet de porter le roulera z . , s ,., iy . i ,rt, .ll;1;".!.,.o 11 A la température de travail en un temps relativement court- ' # , it .I en lui fournit'sant de la chaleur A la foie de l'Intérieur e:4.. ! l'extérieur. , . ' ' .. 4, 5 ###'#*# "0" #?-##*-' "V -'# # l ".', 'if:; # # - .'il.. J ftJ 1> ",.' . .
..-La F3;. représente une coupe schématique à plus,,gratdr''y échelle -dans le rouleau 11 et le mandrin 21.. Le gradient de tem- pérature, montrant la distribution de la température 1 l'intérieur du rouleau 11, est représenté au bas de cette figure. Quand la tempéra turc atteint une valeur à laquelle la vulcanisation f11,t possible, ellu est relativement élevée au point 40, o'e8,-ci1e., ou la matière traitée est en contact direat vea le 1W1dr1n.21, et également j<u point 41, c'est-à-dire où la' matière est en oon- tact direct .'.c l'air chauffé ambiant du logement. Par contre, une température moins élevée existera en un point intermédiaire
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entre les pointe 40 et 41, par exemple au point 42.
En raison de l'égalisation graduelle de la température dans le rouleau, cotte
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..uérs.t'.re minium olld;èvera pendant la vulcanisation pour at- C indrft finalement une valeur 43P Dans les conditions habituelles, A différence de température entre les points 40 et 41, d'une rt, et les pointa 42 tit 43, d'autre part, serait suffisante pour .1ê la vulcanisation soit trop .inégale.
Si les températures aux vints 40 et 41 sont choisies de façon à assurer exactement la tzleanisation complète de 1#élistomi*ret celui-ci sera nous. ,( alcanisé au centre où la température est plus basse* Au gon- raire j si on utilise des températures plus élevées de façon belles suffisent aux points 43 et 43 pour réaliser la vulcanisa- ion complète de l'élastomère au milieu de la matière, l'élasto- - e Bat*, survulcanlsé aux points 40 et 4' En outre, il n'est ee possible dans les conditions habituelles de réaliser une vue- lisatiôn uniforme en provoquant une légère survulcanisation aux .oints 40 et 41 et: en même tetapt une légère sous-vulcanisation fax points 42 et 43 parce que la différence de température est rop grande..
La Fige est un diagramme des variations de pression 44, -tées en ordonnées, des cylindres presseurs 18, 19 et 20 au ,,ir3 d'une révolution du rouleau 11 représentée en abscisses par flèche. En raison de cette variation de la pression, il se pro.
,t cine certaine égalisation de la température à l'intérieur du . eau 11, mais colle-ci ne suffit paw pour que le produit vul- sé ait une qualité satisfaisante si la bande intermédiaire zut pas un bon conducteur de la chaleur.
La Fig.5 représente un appareil analogue à celui de la ig.l mais dont le couvercle 31" du logement 31' a été enlevé. contre l'introduction d'une matière élastomère et d'une bande - diaire. La Manière dont la bande de matière non vulcanisée 'je produite n'a pas d'importance dans la présente invention, , ais un procédé approprié peut consister, à l'aire :passer une nappe d'une matière appropriée, par exemple d'une matière plastique synthétique à laquelle un é1astoère se fixe au coure de la vul- canisation dans un bain de la matière élastomère à l'état visqueux,
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de sorte que la nappe absorbe des quantités appréciables de l'élas- tomère- Après cela, la nappe imprégnée d'élastomère est passée ;
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entre une paire de cylindrée dont l'éc.oJteI4ent, qui est tix4fdt a- vance, détermine l'épaisseur de la banda produite. La bande'de matière 47 obtenue est introduite ensuite dans l'appareil en, passant sur le rouleau 45 et envidée en rouleau 11 sur le mandrin
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21. En même t'saps que la bande 47, on envide une bande interatc- diaire 48 provenant d'un rouleau d'alimentation ,46. "". "ï f #'"'# T.
La présente invention concerne le choix d'une matière formant la bande intermédiaire 48 intercalée entre les coucher '
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du rouleau 11.
La façon la plus simple, d'expliquer le choix1 d'une matière est de donner certaines indications sur lait. expériences
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'' '-.\ t\' qui ont conduit au choix de la matière particulière. ';?''*' j<"'f, On sa:tt, que la plupart des métaux n'adhèrent pas aux / \ élastomeres poir vulcanisation et cette propriété est c8Z'ract;r1....',;.': tique d,a l'el1.unin1um . dl)nc :seUlblé/v1dt 'ut11a' ''.- tique de l'aluminium .
Il a donc semblé évident d'utiliser vne '². feuille d'aluxliniua cornue bonde inturméèlia:1;"fi... en particulier n. '* raison de sa ;<'8istancCt de on faible coef Scient de froti;8 *ntJ >; et de sa bonna conductivité thermique. f,oute1'ç1J, r ls .4r8nc.', ont montre quo l'aluminium ne convient pas pour une; raison dit- ficilement prévisible. ,.v ,$# ""'(St. :
j%.'.'tVk?! 's ' t1c11ementpr'!v1dble. "',tJ... e.? Fil 4 La laaguour de la matière élastomère. 47 qui est utilisée est de 100a Même eî la matière non vuLoen1ucS..t la f<Milt v''- J d'aluminium servant de bande 1nte1'U1édj.Lr.ut. sont introduit .. suivant des trajectoires dont les grands axes forment entre eux un angle de déviation aussi petit que possible, cette minime erreur
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angulaire conduit à on déplace4ent latéral entre les '4.. teut1.1e. qui., sur une longueur de 100 a, est troie considérable.
Cela est .¯# dû la rigidité de la feuille d'aluminium qui rend impossible de la forcer latéralement sans qu'on côté n'acquière un diamètre plus grand que l'autre et cela crés un ride du côté où la futile' ..
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. d'.alUU11nium c. le plus grand diantre. De ce e6t&,Ia chaleur ne oora pas transmise c<'nv<a"ta1ble<5t)t aux couches int,sd:i.1re!1
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le la matière et il en résultera une sous-vulcanisation.
On s'est proposé alors d'utiliser du papier métallisé, de préférence du papier à l'aluminium Hais, ce Mode opératoire non plus n'est pas satisfaisait. La raison en est que le papier subit ,au cours de la vulcanisation un séchage partiel qui le. rend cassant. En outre, le .-revêtement calandre d'aluminium tend à se détacher du support en papier et à adhérer à la mâtiné élastomère en formant ainsi des vides.. Il est donc impossible d'utiliser plus d'une fois la même bande intermédiaire et même si la bande n'est utilisée que pour une seule vulcanisation, 11 n'y a aucune garantie que l'aluminium n'adhérera pas ça et là par succion à la matière élastromère L'élimination de ces adhérences est difficile et constitue un.gaspillage de matière.
Au cours de ces expériences, on a replacé la feuille d'aluminium par divers types de matières plastiques synthétique)'!'.
On sait que la, matière isolante la plus courante dans l'industire du caoutchouc est une pellicule visqueuse non plastique mais il s'est avéré que cette matière. n'a pas une résistance mécanique suffisante pour servir de bande intermédiaire.
On a utilisé aussi une feuille de triacétate mais celles-ci a présenté la propriété particulière d'absorber de l'air à une certaine température tant pendant le chauffage que le refroidis-
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sentent du procédé de vulcanisation. Cet effet est suffisamment 1portlU'lt pour créer un vide prononcé entre la bande intermédiaire - la matière élastomère contiguë. Au cours du dévidage, lorsque - pellicule de trlacétate doit être séparée de la matière val.
- -Usée, des morceaux de la pellicule s'arrachent de la feuille et restent attaché par succion à la matière, avec un effet analo- d,'t.;$ l celui rencontra avec le papier métallisé.
On a Egalement essaye d'utiliser des feuille? de poly- amides simples tel que le Perlon. Toutefois, ces matières ont une stabilité thermique insuffisante et ne conviennent donc pas.
Les polyamides complexes comme le Nylon ont la stabilité thermique requise mais il n'a pas été possible jusqu'à présentée
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les calandrer en une feuille et tout ce qu'on a pu faire est de les filer en fibre et en fils et d'en tisser une nappe. Toute- fois, cela produit dans la, matière élastomère des empreintes in- désirables. Sous ce rapport on a essayé d'utiliser un polyamide complexe imprégné de caoutchouc! mais cela non plus n'a pas donné le résultat voulu.
On sait que le caoutchouc complètement vulca- nisé ne ce fixe pas par vulcanisation aux élastomères crus,comme le caoutchouc naturel,et il était par conséquent raisonnable d'égayer une telle bande intermédiaire. Toutefois, si la bande est assez mince pour que l'isolement thermique soit suffisamment- faible, la formation d'empriemtes par la nappa de nylon ne peut être évitée. Si la bande est assez épaisse pour supprimer ces empreintes , l'isolement thermique est trop grand.
On a également essayé d'utiliser une mince fouille de caoutchouc pur complètement vulcanisée, mais le coefficient de
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frottement caoutchoco vulcanisé-uatière élastomère est, tellon-3nt élevé tue le glissement nécessaire est impossible et *.LI m ré- sulte un froissement et une fonction de régions rugueses dans le produit fini.
On a été amené alors à utiliser comme bande intermédiaire une feuille de polycarbonate étant donné qu'on considérait que le polycarbonate possède toutes les propriétés désirables mention-
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nées plu<! haut. Le)! expériences ont'Xtontr qu'il est possible de produire une ou même plusieurs bandas d-*éluwtombre vulatsnisées d'une longueur de 100 m avec la même feuille de polycarbonate, mais qu'in se produit des ruptures de la feuille.
Ces ruptures se produisent non en un point unique au cours du même processus de vulcanisation mais en plusieurs peints répartis irrégulièrement et une couche de la matière élastomère se vulcanise alors \ la cou-
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che contigu'.S. ¯
Ce n'est qu'après avoir exécute toutes les expériences préliminairees qu'on a essayé une feuille d'une matière dont on ne pouvait prévoir l'utilité en raison de son pouvoir isolant-
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thf:rj!l!}ue enlevé. Cette matière est du polyéthylène ohlorosul" fonti aocrrr #,Ibp4icm'ou un polyester.
Toutefois, on a pu rendre cette feu3lWUftsr,mfaont mince pour compenser l'isolement . theraiqtfev Pk la feuille répond alors aux conditions ai.dee0ue.
E n fouille a une résistance suffisante pour servir
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de nombte;4ï foi*. # V, #Dejr, *Et*i riBûnt k déterminer l'épaisseur minimum pour la fwiiilt- ont montré que t3a résistance est suffisante pour une épafaueur n'atteignant que 0,127 mm et que son Isolement thermique et alors très faible. Les expériences au cours des- quelles on $ utilisa une telle feuille comme bande intermédiaire dans le processus de vulcanisation décrit ci-dessus ont donné
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d' exae3.,g.u, tats. PRVÉN'DICATIOyia.
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le* Procédé de vulcanisation d'une longue nappe împrè.
.ee d'un ëlastta-e en vidée en un rouleau (13), en utilisant use cuche intermédiaire, non génératrice do chaleur, entre les dif" rentes couches du rouleau (11) et en fournissant de la chaleur à l'aide d'un fluide de transfert de chaleur en mouvement, carao- <:'ri6 en ce qu'on utilise comme couche intermédiaire une feuille e polyester ou de polyéthylène c-hloroeultond, par exemple 'paloK.
2.- Ptocédé suivant la revendication 1, caractériel en >'tae la bande intermédiaire a une épaisseur de l'ordre diz 1*1 dm.