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Liaison d'un tissu en " Téflon " à une autre surface .
La présente invention a cour objet des articles feuilletés et plue particulièrement des articles en métal auxquels an lie un tissu à base de polytétrafluoroéthylène, ainsi que la procédé de fabrication des dite articles ,
Le polytétrefluoroéthylène est un polymère relativement récent possédant plusieurs pro- priétés exceptionnelles qui sont très intéressantes dent *de nombreux domaines La polytétrafluoroéthylène est commercialisé aux EUA nous la marque commerciale "Téflon". qui est un produit fabriqué par E.I. Dupent de Nemours and Co .
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Le polytétrafluoroéthylène est insoluble dans tous les solvants volatils courants connus et parfaitement imper- méables l'eau, et résiste à des températures qui, altérant la plupart des autres produit, filmogènes connus constituée par des polymère organiques Oe plus, ce produit a une résistance ,plue élevée eux substances corrosives telles que les acides$ les alcalis atc . que toute autre résine connue , et en outre est carac- térisé par un coefficient de frottement remarquablement faible , qui confère à ce produit une résistance élevée à l'abrasion .
Ce produit a, de plus, des caractéristiques électriques inhabituelles par exemple une rigidité diélectrique élevée. une résistance d'isolement élevée et un angle de pertes extrêmement faible Ce produit sort également de l'ordinaire du fait qu'il permet de @@@liser des surfaces snti-coincement, Grâce aux carac- téristiques ci-dessus, ce produit a été utilisé sur une grande échelle pour la fabrication d'isolants pour les /* emballages t les revêtements ,
les enduits et dans de nombreux autres domaines où cas caractéristiques sont avantageuses
Bien que les polymères du type poly - tétrafluoroéthylène possèdent cet nombreuses caractéris- tiques avantageuses ils présentent plusieurs incon- vénients qui ont limité leur emploi Par exemple dans les applications des polymères du type polytétrafluroro- éthylène an feuilles, ou soue forme massive entant que support,
la polytétrafluoroéthylène s une tendance marquée au fluage " à froid sous des charges modérées au élevées Cette caractéristique du "Téflon" nous forma alors la râle de feuilles est très désavantageuse puisqu'il ne joue pas @ composants électriques ou électroniques .
les paliers les
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pour lequel il est prévu.La mise au point du polytétra- fluoroéthylène sous forme de fibres, tendait à résoudre le problème du fluage à froid dans de nombreusesspoli- cations où il supporte des charges ,La raison de ce fait est que la structura moléculaire fortement orientée des filaments de polytétrafluoroéthylàne mous forme de fibres résiste à des charges supérieures à plus de 10 fais celles auxquelles résiste la dit polymère nous forma massive ou de feuilles .
Le " Téflon " présente également l'incon- vénient que la liaison qui existe entre lui et la surface à revêtis- ou destinée à la Fabrication d'un feuilletage, dans le cas où il s'agit d'un métal, d'une matière céra- in mique ou d'une autre résine est soit/existante , soit très faible De plue, étant donné que ces résines mont insolubles dans les solvants connus, et par conséquent doivent être appliquées sous forme de suspensoïdes elles ont un pouvoir couvrant médiocre et ne peuvent couvrir des surfaces irrégulières, par exemple des joints soudés rugueux des crevasses , des trous ou des piqûres dans la surface , ou des jointe obtenus par soudage de deux pièces de métal forment un angle ,De plue,
un produit de ce genrens recouvrira pu$ les arâtes ni les angles vifs aura une tendanceà se décoller et, si on l'applique soue la forme d'une couche trop épaisse ,tendra'es fissurer de façon à former un demain ressemblant une toile d'araignée .Par conséquent, du fait de cette liaison médiocre, les pellicules constituées par des résinas du type polytétrafluoroéthylène peuvent ressem- bler davantage à une enveloppe " qu'à un vrai revêtement comportant une bonne liaison
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Ceci est très désavantageux parce que si un revêtement est imparfait, au si il est éraflé ou rayé ou détérioré d'une autre manière de façon que le métal soit à nu, toutes les vapeurs ou solutions corrosive.
qui viennent en contact avec celui-ci peuvent se loger, entre la pellicule et la surface couverte ,et pratique- ment la totalité de la liaison est détruite dans une proportion telle que la pellicule peut se détacher ou peut s'écarter de la surface qu'elle recouvre
Compte tenu des nombreux avantages caractérisant le polytétrafluoroéthylène,on a consacré beaucoup de temps, d'efforts et d'argent à trouver une solution pour remédier aux difficultés résultant de ces caractéristiques de liaison médio - cres ou inexistantes aussi bien de la matière en masse que de la matière aous forme de fibres ,aux surfaces métalliques .
Par exemple, on a suggéré de placer des couches servant de barrières , etc. adhérant , aussi bien au polytétrafluoroéthylèns qu'à la surface du métal Ceci n'a pas donné de résultats très satisfaisants , enraison des carne- téristiques d'adhérence médiocre du polytétrafluoro.' éthylène avec un produit différent ,On s également consacré beaucoup d'effort$à la miss au point d'adhésif. particulière susceptibles de lier office- cement le polytétrafluoroéthylène à la surface/d'un métal t mais jusqu'à présent 0 on n'avait pas réussi à mettre parfaitement au point un adhésif donnant des résultats réellement satisfaisante pour cette application .
On a effectué récemment des re- cherches sa rapportant aux énergies superficielles du " Téflon " et d'autres polyhdrocarbures halogénée '
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inertes, qui ont été tout à fait instructives, on ce qui concerna la mécanisme fondamental de l'adhérence de oces matières .Ces travaux peuvent conduire à des résultats' en ce qui concerne l'application sur divers supports du "Téflon" non traité mais à l'heure actuelle ces recher- ches sont encore à un stade nettement expérimental .
Au cours d'autres tentatives pour réaliser la liaison désirée, on a tissé, ou façonné d'une autre manière, de façon à obtenir des couchas rassemblant à un tissu des fibres de polytétrafluootéhylène pour essayer de conférer à ce produit des caractéristiques de liaison satisfaisantes .
On a suggéré d'utiliser à l'occasion du tissage de la toile ou de la préparation des couches sem- blables à de la toile,-des fibres ou filaments d'un poly- mère facile à lier, tel que les fibres faciles à lier réalisent une excellente adhérence à la surface du métal
A l'heure actuelle aucune de ces diverses suggestions n'a conduit à des résultats parfaitement satisfaisants ,en raison du prix de revient des propriétés moins avantageu- ses des caractéristiques de'liaisons imparfaites ou médiocres , etc Les tissus purs à base de "Téflon" ne peuvent pas être liés de façon satisfaisante, et on utili - se souvent des tissus à base de coton et de"Téflon" ayant des caractéristiques moins bonnes
On a observé , conformément à la présente invention,
qu'on peut remédier aux inconvénients ci-dessus et à d'autres enrapport avec ceux-ci en utilisant .un tissu à base de "Téflon" en traitant une seule surface deceux-ci avec un produit capable d'attaquer le polytétra- fluoroéthylène afin d'agir sur une seule face du dit tissu , en appliquant une pellicule. adhésive sur une surface de métal absolument propre , en plaçant la surface
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attaquée du tissu de " Téflon " sur la pellicule adhé- siv'e et le métal ,at an liant la pellicule adhésive à la surface du métal .Cette opération donne un article en métal dans lequel le polytérafluoroéthylène, sous forme de tissu ,est énergiquement lié audit article en métal.
L'article feuilleté dans cet état possède toutes les caractéristiques avantageuses de résistance mécanique et de résistivité électrique élevées , de faible coef- ficient de frottementetc t mentionnées ci-dessus, ce qui rend possible son emploi dans de nombreux domaines très différents
La présente invention a donc pour objets ! ! Un article'ou une surface en métal auxquels est lié de nouvelle manière un tissu à base de polytétrafluoréthy- lène;
un article de métal feuilleté recouvert d'un tissu de polytétrefluoroéthylène possédant tous les avantages du polytétrafluoroéthylène à l'état non lié ;un nouveau procédé pour lier un tissu de polytétrafluoroéthylène à une surface d'acier } un article métallique auquel est lié un tissu de polytétrafluoroéthylène de façon à obtenir un article feuilleté très résistant à l'usure un nouveau procédé pour traiter un tissu à base de poly- tétrafluoroéthylène de manière à l'amener dans un état approprié pour une liaison effective du dit tissu à une surface métallique un nouveau procédé d'application d'un adhésif sur un tissu de polytétrafluoroéthylène pour lier efficacement ledit tissu à un article métalli- que ,
un nouveau procédé pour lier un tissu de polytétra- fluoroéthylène à une surface métallique, 1' article feuilleté étant ainsi particulièrement utile comme support .
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0'autres objets et avantages et carac- téristiques de nouveauté de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description qui va suivre .
De manière générale, le procédé selon la présenté invention de liaison d'un tissu de polytétra- fluoroéthylène à une surface métallique est caractérisé par l'application d'un adhésif ayant de l'affinité pour un métal sur une surface métallique propre , la mise en place d'un tissu de polytétrafluoroéthylène dont une surface est attaquée chimiquement sur l'adhésif , la face attaquée étant tournée vers le bas, et la chauffage et l'application d'une pression au dit tissu pour lier le
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polytétrafluoroéthylèna à ïi surface du métal .
Pour atteindre les objectifs ci-dessus et d'autres en liaisons avec eux, la présente invention comprend les moyens décrite ci-dessous de façon complète, et soulignés de façon particulière dans la description
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qui suit et qui expose en détails certaine modes d'exé- cution de l'invention, les modes d'exécution ainsi exposée ne décrivent cependant qu'un des divers procédés constituant l'essentiel de la présente invention .
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Le tissu de polytétrefluarcéthylène à utiliser dans la présente invention, peut être un produit quelconque semblable b de la toile fabriquée à partir des filaments de polytétraf luoroéthylèns . Ce tissu peut ttee fabriqué par tissage de fils constitués par des filaments de polytétrafluoroéthylène à nombre de deniers appropriés ainsi que toute armure désirée,.y compris des tresses .
L'armure sera de préférence à tissage serré, mais il doit Être entendtiqu 'on peut également utiliser
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une armure à mailles lâches Il faut noter qu'on ne sort pas du cadre de la présente invention en fabriquant un tissu à partir de fils contenant des filaments de polytétrafluoroéthylène, utilisés soit isolément , soit mélangés avec des fibres ou des filaments d'un autre produit synthétique ou naturel susceptible d'être lié à une surface métallique .Des tissus fabriqués aussi bien à partir du polytétrafluoroéthylène seul ou de mélanges de fibres de tétrafluoroéthylène et d'autres fibres, qu'on peut utiliser dans la cadre de la présente invention, sont faciles à trouver dans le commerce , Par exemple,
des tissus de ce genre sont mis sur le marché par STERN and STERN , de New York (EUA) ,
Bien que le polytétrafluoroéthylène soit utilisé en général dans la présente invention sous forme ; de pièces tissées, il convient de noter que dans certaines circonstances et pour certains usages,
il doit 8tre possible ' d'utiliser un feutrage non tissé de fibres de polytétra- fluoroéthylèna à condition que ce feutrage soit sous la forme d'une masse très compacte et possède la résistance et la rigidité nécessaires Il convient également de noter qu'il est possible d'utiliser dans le cas de la présente invention des feuilles dites de "polytétralfuoro- éthylène chargées " dans lesquelles le polytétrafluoro- éthylène ainsi que les fibres et les charges d'autres matières ,comme par exemple des fibres de verre, etc, sont mélangées avec un autre produit pour former une feuille chargée .Un exemple de feuille chargée de ce type est cons- titué par les feuilles vendues par la "DIXON Corporation" de Providence (Rhode Island, EUA)
sous la marque commerciales
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"Rulon Il . Il est bien entendu que ces produite doivent être utilisés uniquement donc des domaines spéciaux et particuliers,et ne aérant pas d'un emploi aussi général
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que le poltétrafluorD'thyln8 tissé En réalisant la liaison désirée du tissu à base de polyttrafluoraéthylène , une Boule surface de ce dernier doit etes soumise a une attaque chimique. de façon 4 réalisme une dégradation partielle de ne surface La surface du polytétrafluoroúthylène traitée de cette manière possédera une effinité pour certaine adhésifs telle qu'on pourra lier le polytétrefluarméthylène à la surface d'un métal à l'aide d'un adhésif .
La surface du polytétrafluoroéthylènb doit être gravée *)"'une manière particulière,comme on l'expliquera plus endétails ci-après, avec une solution susceptible d'attaquer le polytétra-
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fluoroéthylène , On a trouvé que plusieurs produite sont utilisables pour la réalisation de l'attaque chimique désirée et on les trouve facilement dans le commerce . Un produit particulier et qu'on préfère est le sodium métallique mis sur le marché sous la marque commerciale " Fluoretch" par la firme ACTON ASSOCIATES , Newark , New Jersey EUA .
D'autres produite d'attaque utilisables sont les alcoplates des métaux des groupes I, It et III de la table périodique de MENOELEIEFF et plus particulièrement Je sodium , le potassium et le lithium .Lea alcoolates utilisée dérivent d'alcools comportant un groupe alkyle avec 1 à 8 atomes de carbone . Ces exemples appropriée de ces alcoolates sont les alcoolatas de métal alcalin et en particulier le méthylate et l'éthylate de sodium .
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L'adhésif à utiliser dans le cas de la présente invention pour réaliser la liaison souhaité* paut être n'importe qusl adhésif de construction établissant une liaison énergique avec une surface métallique et ayant une affinité assez forte pour la surface du tissu à base de polytétrafluoroéthylène, après traitement de cette surface de la maniera décrite ci-dessus . Cet adhésif peut être du type activé par la chaleur, ou peut être un adhésif actif lorsqu'on l'utilise à la température ambianteDes adhésifs appropriés utilisables dans le cadre de la présente invention sont des adhésifs des types époxyde , phénolique-nitrique, vinyl-phénolique,
acrylique , à base de silicone, de polyuréthane , etc.
L'adhésif , s'il est liquide, peut être appliqué dans un véhicule liquide ou peut être appliqué sous forme de solution dans l'eau ou dans des soldants organiques . Par ailleurs, avec de nombreux adhésifs, le produit sera à l'état préformé sous forme d'une pellicule ou d'une feuille minces .
De même , dans certains cas, on peut utiliser l'adhésif sous la forme d'une masse fondue chaude , Des adhésifs du type ci-dessus utilisables dans le cadre de la présente invention sont trouvés facilement dans le commerce Par exemple, on peut citer comme adhésif approprie , un adhésif vinyl-phéno-' lique mis sur le marché sous la marque commerciale " FM-47
Supported Film, Type II " par la firme BLUOMINDALE Rubber
CO ; Des resines époxydes sont mises sur le marché sous la marqua commerciale " Epon " par la SHELL Chemical
Co. New York ,EU..
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La surface ou support auquel on veut lier le tissu de polytétrafluoroéthylène peut être un métal quelconque par exemple du fer ,de l'acier dee alliages ferreux, de l'aluminium , du cuivre etc ou daa matières non métalliques, par exemple des matières plastiques ren- forcées par de la fibre de verre etc Le surface sur laquelle on doit appliquer la tissu de polytétrsfluoroéthy- lène doit, comme on l'indique plus en détails ci-dessous,
être soumise à un nettoyage complet da façon a mesurer la liaison désirée entra le tissu et la dite surface
On décrira l'invention plue particulièrement à propos de la préparation d'une pièce d'acier à laquelle on lie un tissu de polytét@@ luoroéthylène, l'article ainsi obtenu étant destiné à servir d'élément support .Cependant les principes et avantagea de l'invention, ainsi que sa nouveauté seront également applicables à d'autres métaux, !d'autres formes de tissu de polytétrafluoroéthylène et '. ';divers adhésifs .
Dans la liaison du tissu de polytétrafluoro- éthylène à la pièce d'acier, la surface métallique de celle-ci qui doit recevoir la tissu doit être parfaitement nettoyée avant d'essayer de réaliser la liaison Lori du nettoyage de la pièce d'acier pour la fabrication d'un élément supporta la surface de la pièce rapportée en acier sur laquelle on appliquera le tissu doit 8tre usinée de façon à obtenir une surface relativement lisse .
Par exemple, un fini correspondant à une rugosité moyenne quadratique de 3,2 microns convient en général Après avoir usiné la surface de la pièce d'acier à l'état de surface voulue, on applique un détersif ou une solution dégraissante d'usage courant pour
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éliminer les corps étranger , la graisse été .. de celle-ci * On enlève ensuite par essuyage ou au trament la le produit détersif da la surface , de manière à/laisser très propre.
La traitement de la surface du métal da la pièce rapportée qui vient d'âtre décrit est un mode opératoire dans l'ensemble bien connu en courant. t qu'on utilisa dans la préparation des pièces d'acier sur les- quelles an doit appliquât un revêtement etc : En alla- même- 1 'opération de nettoyage ne constitua pas à cet instant un' élément essentiel de l'invantion, à part le fait que la métal lier avec la tissu de "Téflon" doit et!. très bien nettoyé d'une maniera quelconque.
On a observé qu'il est très avantageux , pour réaliser la liaison souhaitée entre le tissu et le métal, de procéder à un nettoyage final de la surface choisie . Pour obtenir cet état final de grande propreté, on mélange avec de l'eau de manière à obtenir une pâte aqueuse de l'alumine réduite en poudre, au une poudre fine semblable , qu'on applique ensuite à la surface déjà nettoyée du métal en frottant énergiquement Après '; un lape de temps suffisent pour préparer la surface à i fond, un'enlève la pâte de la dite surface par frottement de manière laisser une surface extrêmement propre . ;
On évitera soigneusement de toucher, ou de salir de manière quelconque ,la surface ainsi traitée , La surface de la pièce d'acier destinée à recevoir le tissu est maintenant à l'état souhaité et la liaison du tissu de "Téflon" au métal doit commencer d'une heure de après l'achèvement des nettoyages et polissages finaux
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Le tissu à base de polytétrafluoroéthylène (ou "Téflon") peut également être traité maintenant de façon à rendre une de ses surfaces réceptive à un adhésifde façon à réali- ser la liaison désirée du tissu à la surface hautement polie de la pièce d'acier .
En effectuant le traitement de surface désiré , on recouvre tout d'abord le cote du tissu qui correspond à la surface d'usure ou non collée d'un enduit en appliquant une pâte épaisse, de latex de caout- chouc ou d'un produit semblable, et on laisse la dite pâte sécher dessus On réalise ainsi un revêtement continu sur la face ne devant pas être liée du tissu ,qui doit y rester pendant toute la durée du traitement de la surface du tissu précédant la liaison .
Cette pellicule, ou douche, de latex sèches est destinés àconstiuer une coucha protectrice ou masqua de la surface d'usure de tissu de polytétrafluoroéthylène, tel qu'il n'y ait aucun contact entre cotte surface et toutes solutions appliquées ulté- rieurement en vue d'un traitement
La face non enduite du tissu de polytétra- fluoroéthylène qui sera liée à la surface de la pièce d'acier est prête à âtre soumise à l'action d'une solution d'attaque pour la rendre réceptive vis-à-vis d'un adhésif, La solution d'attaque qui peut âtre du sodium métallique dissous dans un solvant ou tout autre produit d'attaque est appliquée très soigneusement à la température ordi- naire, au pinceau,
par immersion ou par tout autre procédé sur la face non enduite du tissu . La réaction d'attaque entre la solution et le tissu "Téflon" est pratiquement instantanée et a pour conséquence une dégradation chimique partielle de cette surface du tissu de la manière décrite ci-dessus .Du fait de la présence d'une masse de latex
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sur le) face opposés du tissu, cette surface ne sera pas attaquée .
Etant donné le degré élevé de réactivité d'une solution de ce genre, en particulier dans une atmosphère où il y a un taux d'humidité excessif, l'opération d'atta- que doit être effectuée dans une atmosphère inerte et sèche , comme par exemple une atmosphère d'azote sec, Le procédé à employer pour obtenir ce résultat peut être quel- conque, par exemple l'introduction du tissu dans une enceinte fermée dans laquelle on a insufflé de l'azote sac, et l'application de la solution d'attaque sur la surface libre du tissu On lave ensuite à l'eau la surface attaquée t du tissu de polytétrafluoroéthylàne, pour éliminer toute f trace de la solution d'attaque, et on laisse alors sécher à fond la surface du tissu ,
La couche ou pellicule de latex est alors détachée de la .surface apposa, du tissu et mise au rebut, laissant cette face complètement inattsqués,
La surface ayant subit l'attaque du tissu de "Téflon" cet maintenant en l'état propre à la fixation par un adhésif à la pièce d'acier
Pour lier la surface attaquée du tissu de polytétrafluoroéthylèns à la surface polie de l' acier, onapprête la surface du métal recevant latisau, avec une solution de l'adhésif utiliser ou toute autre couche d'apprêt efficace ,
et on laisse cette couche d'apprêt sécher . L'adhésif à employer peut être à l'état liquide ou être une pellicule préformée , comme indiqué ci-dessus, et être constitué par tout adhésif approprié d'un type précédemment énuméré . On place l'adhésif tous forme d'une pellicule préformée sur la surface apprêtée de l'ar- "Téflon" ticle d 'acier,et on place la surface attaquée du tisssu de/
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sur la pellicule adhésive .
On place ensuite un agent de séparation d'un genre qui empêchera la matière d'adhérer au tissu du Téflon au-dessus de la surface non attaquée ou d'usure du tissu de polytétrafluoroéthylène .Un agent de séparation convenant pour cet usage est une pellicule de "Téflon " formée . Pour assurer une application uni- forme de la charge au cours do la liaison finale , du "Téflon " et de l'acier, on place une feuille de caout- chouc non traitée sur l'agent de séparation, la pellicule ou la couche .
Les feuilles de caouthouc non traité de ce type sont trouvées facilement dans le commerce et sont vendues dans le but de réaliser une application uni- forme d'effort au cours de l'@@ération de moulage .On plaça ensuite un cadre ou un moule de métal sur la feuille de caouthouc pour empêcher toute expulsion du caouthouc au cours d'une opération de moulage ultérieure , On place le cadre avec la pièce d'acier , l'adhésif , le tissu, l'agent de séparation et la feuille de caouthouc dans une presse à mouler dans laquelle on soumet l'ensemble à une opération initiale de préchauffage nana appliquer de pression, pour chasser le solvant ou l'humidité restant éventuellement dans l'ensemble Après la fin de l'opération de préchauffage ,
on appliqua une pression au moule et à l'ensemble pour compléter la liaison désirés du "Téflon "à la pièce d'acier ,En général, la tempéra- ture et la pression unitaire à utiliser au cours de l'opération finale de iaison dépendent de la nature de l'adhésif employé et des recommandations du fabricant concernant son emploi , La température aéra normalement comprise entre 135 et 177 C, puisqu'une température supé- rieure au maximum tendra à dégrader la liaison adhésive
De plus, une température inférieureà celle indiquée aug- mentera la durée de l'opération de moulage,
ce qui est un/
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La durée de contact au cours de l'opération de moulage variera également et sera , en général, comprise entra
10 minutes et 4 heures au total ,y compris le préchauffage et le moulage final sous pression , Après refroidissement du moule et suppression de la pression on soit l'ensemble du moule, et on retire le cadre, la feuille du caoutchouc et l'agent de séparation , On obtient ainsi un article en acier dans lequel le tissu de polytétrafluoroéthylène est lié énergiquement à la surface du métal ,
L'ensemble de la pièce d'acier liée au "Téflon " est maintenant conforme à la réalisation désirée et est prêt pour un conditionnement final en vue d'obtenir l'élément support voulu
En réalisant cette liaison du tissu de polytétrafluoroéthylène à la pièce d'acier au cours d'une opération dans laquelle on ne doit utiliser ni pression, ni moule, on peut utiliser un adhésif liquide, par exemple, ; une résine'époxyde .
Dans ce mode d'exécution comportant l'emploi d'un adhésif liquide sans pression, on nettoie et polit la surface de la pièce d'acier qui doit recevoir le tissu de la manière décrite ci-dessus pour l'opération de moulage par pression .Le tissu de polytétrafluoroéthy- lène est également traité de la manière décrite ci-dessus,
Dans ce mode d'exécution dans lequel on emploie un adhésif liquide, on peut à nouveau utiliser une couche fraîche et lisse de latex comme masque vis-à-vis de l'adhésif pendant l'opération finale de liaison . Lorsqu'on utilise la pellicule de latex de cette manière, on peut appliquer le latex sur la face portante du tissu par aussi lisse pulvérisation ou au pinceau,
de façon que la couche soit/
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que possible On pulvérise la résine époxyde ou tous autres adhésifs liquides appropriés sur la surface lisse de la pièce d'acier à laquelle on doit fixer le tissu
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de alytétrafluaroéthylàne , et on laisse reposer jusqu'à ce que la couche adhésive soit partiellement gélifiée .
Pour réaliser la liaison finale du tissu au métal,' on comprime ou lamine la surface attaquée du
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tiosu de poiytdtrafluoroéthylane de façon qu'elle soit solidement appliquée contre la surface de la pièce de métal recouverte d'adhésif. Dans ce mode d'exécution, on n'a besoin ni d'une feuille de caoutchouc non traité, ni d'agent de séparation, ni-de cadre de moulage etc. En réalisant la liaison- avec l'adhésif liquide on peut chauffer-la surface de la pellicule de latex.eu moyen d'un fer chaud, etc .. Cette opération de chauffage provoque une activation et un écoulement de l'adhésif , et l'introduction d'une petite quantité d'adhésif dans lee interstices du tissu de "Téflon" pour favoriser la liaison finale .
La présence de la pellicule de latex agit comme une barrière et empêche l'adhésif de couler sur la surface d'usure du tissu ,
Une fois le chauffage terminé on laisse durcir pendant une nuit à la température ambiante . On soumet ensuite l'ensemble à une opération de post-dur cissement à chaud de façon à réaliser la liaison définitive du tissu à la surface du métal et après une opération de finissage quelconque , l'assemblage ainsi lié est prêt à l'emploi en tant qu'élément support ,
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La température à laquelle on soumet l'ensemble pendant l'opération de post-durcissemesbt dépend de la résine ' utilisée .En général on doit se conformer aux conseils du fabricant de la pellicule considéras de façon réaliser le durcissement final voulu .
Dans de nombreux cas ou pour des raisons de tempe ou autres, l'emploi d' un masque en latex n'est pas possible pendant l'opération de collage , on peut supprimer cette opération. Si l'on n'utilise pas de maa@us en latex, il y a avantage à employer pendant ' l'opération un adhésif liquide pour qu'une petite quan- tité d'adhésif liquide pénètre entre les interstices du tissu et également dans une certaine mesure dans la sur- face du dit pour assurer une liaison énergique ,
On a observé qu'en laissant l'adhésif couler dans une certaine n' n'aura sur la' surface d'usure du tissu on/altère pas sensiblement les caractéristiques d'usure ou de frotte- ment ni les autres propriétés du tissu de "Téflon " .
Dans certains cas, après avoir placé la surface attaquée du tissu de polytétrafluoroéthylène contre la surface adhésive de la pièce d'acier, on applique directement un fer à. repasser sur la surface lisse du tissu, et on applique le 'tissu contre la pièce d'acier . On activera l'adhésif , et une petite fraction de celui-ci pénétrera à travers les interstices du tissu et atteindra aussi., dans une certaine mesure, la surface d'usure , On soumet alors l'ensemble à une opération de durcissement pendant une nuit et à un post-durcissement de la même manière que dans le mode d'exécution décrit en utilisant la pellicule de latex comme surface portante .
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Si l'on observe que la quantité d'adroit présente sur la surface d'usure est gênant ou excessive immédiatement après l'emploi du fer chaud, on peut traiter la surface d'usure par une petite quantité d'un solvant approprié pour l'adhésif, par essuyage de celui-ci avec un chiffon imbibé d'un solvant etc..
Cette opération ,permettra d'enlever tout adhésif en excès de la surf ses supérieure du tissu Cependant il faut veilla?, lorsqu'on emploie un solvant, à ce qu'aucun excès de solvant ne soit absorbé par le tissu, ce qui provoquerait une dissolution de l'adhésif placé sur la face inférieure du tissu . On obtient en traitant ainsi le solvant, une surface d'usure de l'ensemble lié exempte d'@@@ésif. Un autre avantage de l'action d'un solvant par rapport à l'enlèvement de l'adhésif de la surface d'usure du tissu est que le dis- solvant tend à rendre plus uniforme la pénétration de l'adhésif à travers les interstices du tissu .
Dans le but de mieux faire comprendre le procédé selon la présente invention, on donne les exemples ci-après à titre d'explication, les dits exemples ne devant pas être considérés comme limitatifs .
EXEMPLE 1 .
Un morceau da tissu de "Téflon" tissé serré, acheté chez STERN & STERN à New-York, EUA . désigné par " T 81-22" et comportent 56x18 fils/cm et pesant
811 g/cm est coupé aux dimensions 46 x 51 cm , La support sur lequel on doit coller le tissu est une plaque de cals en acier do 42 x 46 cm .
On applique sur la surface du tissu une couche de latex épaissis , ladite couche étant constituée par un latex "1-V-10" épaissi par du "Vultex
T-17". ces deux produits étant fabriqués par la " GENERAL
LATEX AND CHEMICAL CO " Cambridge , EUA , le tissu recouvert
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de latex est placé dans une cuva de lâchage et est séché pendant une nuit à 54 C environ, après quoi on le place dans un grand sac de polyéthylène et on introduit à la main en même temps un récipient de solution attaquant le "Téflon" la dito solution étant du " Fluoratch " fabriqua par ACTON Associates Nawark ,
EUA On insuffle de. l'azote sec de manière continue dans la sac pendant au main@
5 minutas et on le laisse échapper par un petit trou . On .
'Verse la solution d'attaqua.par petites quantités et on l'étale rapidement sur la surface du tissu qui doit être liée ,On continue catte enduction jusqu'à ce que la sur- face du tissu ait changé de teinte en totalité après quoi on retire le tissu du sac et on le lave à l'eau . On sépare ensuite la couche de latex du tissu et on sèche la tissu dans une étuve à 54 C pendant un peu plus de
4 heures .
On nettoie la pièce rapportée en acier avec un détersif dégraissant de façon à enlever toute graisse ou huile de la surface qui doit recevoir le tissu %
On frotte toute la surface de l'acier avec de l'alumine réduite en poudre et en pâte aqueuse, en changeant fré- quemment,ladite pâte , On utilise un outil à poncer rotatif avec un bhiffon pour faciliter le nettoyage .
On observe- le mouillage à l'eau de la surface comme une indication destinée à déterminer si la surface de l'acier est propre..'
Après avoir retiré de la surface l'alumine lévigée, on sèche et on apprête la surface de l'acier avec une légère coucha de solution adhésive " FM 47 " ,*'fabrique par la firme BLDOMINDALE Rubber CQ.et on sèche à 93 C pendant 4 heures .
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On coupe une pellicule adhésive fabri- quée par BLOOMINDALE Rubber Co, sous le nom de "FM 47" supported type II " aux dimensions du tissu et on la place sur la surface d'acier apprêtée , les grondée fibres du tissu étant, orientées dane le direction du mouvement On place.le tissu de "léflon ", le cote attaqué étant en contact avec la pellicule adhésive sur la couche de caoutchouc , et on applique ensuite un ferà repasser porté è une température d'environ 120 C sur la surface d'usure du tissu puis on repasse la dit tissu* On place une feuille continue de " Téflon " de 1,
6 mm d'épaisseur et ayant les dimension* de la plaque de sale d'acier sur la surface d'usure du tissu en "Téflon" et on pleje ensuite une feuille de " Press-to-Flo",un adjuvant pour moulage du caoutchouc non traité fabriqua par la SLDOMINDALE Rubber CD eux la feuille de "Téflob" continue $ On appliqua deux fouilles de "Téflon" de 6,4mm d'épaisseur et 'de mêmes dimensions que la feuille d'adju- vant pour moulage, sur la dite feuille et on place un cadre d'acier ayant comme dimensions intérieures 42,5x46,5cm et fabriqué en soudant entra elles des barres d'acier de 2,54 x 1,27 cm, sur l'ensemble de façon à entourer la feuille d'adjuvant " Press-to-Flo" pour moulage ,On mont.
ensuite l'ensemble sur une grande presse dont les plateaux sont chauffés à 177 C,9 après 30 minutes de réchauffage de l'ensemble à cette température, on applique une près sion de 21 à 23 tonnes qu'on maintient pendant 10 minutes après quoi on arrête le chauffage . Au bout de 20 minutas supplémentaires , on ramène la brassion à 9 tonnée , on laisse refroidir l'enseble, puis on le retire de le presse la durée totale de l'opération de moulage étant de 3 heures et 15 minutes .
On retire le cadre , l'adjuvant
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pour'moulage " Press-to-Flo" et la feuille continue de
Téflon " , et l'on ébarba puis enduit la tissu avec un lubrifiant , On a essayé la plaque sur un banc d'essai "GO/EB" pour des charges atteignant jusqu'à 560 kg/cm et à des vitesses variables La plaqua,d'usure ainsi obtenue dépassait toutes les conditions requises en cequi concerna la résistance au frottement et la durée utile pendant plus de 2500 heures de broyage simulé Quand on la soumet à un essai d'écalliage sous 90 C,on observe que la force d'adhérence de la plaque support est de
1 kg /cm2 environ.
EXEMPLE 2 On découpaà la dimension de 53,5x51 cm une pièce achetée chez STERN & STERN à New-York EUA, de tissu tissé serré à base de Téflon " et de "Dacron" dénommé " T 56-20 " et comportant 64 x 43 fils/cm et pesant 600 9/m2, Le support sur lequel on colle ledit tissu est une plaque rapportée en acier de 51 x 51 cm
On recouvre le tissu de latex et on l'attaque de la même maniera que la tissu da l'exemple 1 , en dégraissant et nettoyant ladite plaqua d'acisr comme dans l'exemple 1.
Aorès avoir nettoyé à fond et séché la dits plaque d'acier on apprêta une surface par addition d'une coucha mince d'un produit d'apprêt nommé " 8R-227A fabriqué par la BLOOMINDALE Rubber CO;et on laisse sécher la couche à 93 C pendant 4 heures .On applique un adhésif époxyde en utilisant comme durcissant un mélange d'aminée aromatiques et aliphstiques, et on l'applique à titre d'adjuvants un agent mouillent soue une épaisseur de 100 à 250 microns sur la surface du métal apprêté et on laisse la tout reposer pendant 5 heures pour réaliser une gélification partielle.
Le côté " surface
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d'usure " du tissu est recouvert à nouveau avec un soin extrême d'une'couche du latex utilisé au cours de l'opé- ration d'attaque de façon à obtenir un revêtement uniforme exempt de marques de pinceau sur le tissu .On fait sécher le tissu pendant-4 heures à 93 C. et on le place sur la surface d'adhésif à base de résine époxyde , puis on le soumet uniformément a l'action d'un rouleau , On applique un fer chaud sur la surface portante du tissu de façon à faire passer l'adhésif à travers le dit tissu .
On étale une feuille de polyéthylène sur l'ensemble et on fait le vide, puis on maintient les choses en l'état jusqu'à ce que l'adhésif soit gélifié . On soumet la plaque recouverte 'de- tissu "Téflon-Dacron" à @@@poat-durdissement pendant 4 heures à 80 C, la jour suivant on retire la couche de latex et on ébarbe les borde et on huile l'ensemble .
Lorsqu'on la soumet à un essai d'écaillage à 90 ,on observe que la force d'adhérence de la plaque support est de 0,70,à 0,85 kg/cm EXEMPLE 3
On traite un ensemble du la pièce en tissau et en acier identique à celui-de l'exemple n 2 de la même manière que dans cet exemple, oeuf que la surface partante du tissu n'est pas recouverte à nouveau de latex , Si l'on place le tissu sur la pellicule adhésivs et qu"on le repasse, cet adhésif passe à travers le tissu, la quantité en excès apparaissant sur la surface portante.
L'adhésif en excès qu'on a fait passer à l'aide du fer à repasser chaud est enlevé par essuyage de la surface d'usure en frottant très légèrement l'ensemble de la sur- face avec un chiffon imprégné d'un solvantà l'acétone.
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On plaça uns feuille de mousse flexible de 2,5 cm d'épaisseur sur la surface d'usure, puis un morceau de 1 contreplaqué épais de 9 cm , On appliqua uniformément une pression d'environ 13,5 kg'sur le contreplaqué et on laisse l'ensemble durcir pendant une nuit et on le soumet ensuite à un post-durcissement pendant 3 heures à Bote et on ébarbe les bords, puis on huile l'ensemble ,Lors- qu'on le soumet à uh essai d'écaillage sous 90 , on observe'que la force d'adhésion de la surface portante est de 0,7 à 0,84 kg / cm2.
Bien que la présente invention ait été
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décrite ci-dessus en se référant au polytétrefluoro6thy- lène , il est bien entendu qu'il est dans l'esprit et dans les limites de la présente invention d'utiliser d'autres résines tombant dans la catégorie des résines à base
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d'hydrocarbures halogènes polfm'r!s68 , dont le polyté- trefluornéthylène est un représentent.
De exemples ce- ' pr6sentatift d'autres résines qu'on considère comme utili- sables dans la présente invention et qui ont des carec- taristiquea semblables au polytetrafluoroëthylene sont ! les suivante un homopolymàra de ment$ moléculaire élevée du monouhlorotrifluaroéthyléne dénommé " kel-F300" , un homopolymère de matou moléculaire peu élevée du manochlo- eotriflucroéthylêne dénommé " ket-F270" , un cepolymbre de faible masse moléculaire de monochlorotrifluoroa ' éthylène et d'une quantité relativement importante de flue- rure de vinylidène, dénommé " Kalf8Cl0" et "Kal.F$0", un copolymère de monflchlorotrif luoroéthylène et d'une quantité relativement faible da fluorure de r3,nylidène , dénommé "Kel-F550" et " Genetron VK-240" ,
des hémopolymerea de fluorure de vinyle des pellicules avec un point de fusion voisin de 200 C et orientées à différents dégrée dénommées Teslar 20,30 et 40 , etc ..
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Bien qu'on ait décrit ci-dessus ce qui peut être considéré comme les formes de réalisation préférées de l'invention, il est bien évident pour l'homme de l'art qu'on peut procéder à des modifications et des changements de celles-ci,sana s'écarter du cidre de l'invention Il doit être entendu que ces exemples de réalisation sont explicatifs et non limitatifs de l'invention
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Bonding of a "Teflon" fabric to another surface.
The present invention relates to laminated articles and more particularly to metal articles to which a polytetrafluoroethylene-based fabric binds, as well as the method of manufacturing said articles,
Polytetrafluoroethylene is a relatively recent polymer possessing several exceptional properties which are of great interest in many fields. Polytetrafluoroethylene is marketed in the US under the trademark "Teflon". which is a product manufactured by E.I. Dupent de Nemours and Co.
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Polytetrafluoroethylene is insoluble in all common volatile solvents known and perfectly impermeable to water, and withstands temperatures which, altering most of the other known film-forming products consisting of organic polymers Oe plus, this product has a resistance, the higher they corrosive substances such as acids $ alkalis atc. than any other known resin, and in addition is characterized by a remarkably low coefficient of friction, which gives this product a high resistance to abrasion.
This product has, moreover, unusual electrical characteristics for example a high dielectric strength. a high insulation resistance and an extremely low loss angle This product is also unusual in that it makes it possible to read non-jamming surfaces. Thanks to the above characteristics, this product has been used on a large scale for the manufacture of insulation for / * packaging and coverings,
plasters and in many other areas where characteristic cases are advantageous
Although the polymers of the polytetrafluoroethylene type have these numerous advantageous characteristics, they present several drawbacks which have limited their use For example in the applications of polymers of the polytetrafluoroethylene type in sheets, or in massive form as a support,
polytetrafluoroethylene s a marked tendency to creep "cold under moderate to high loads. This characteristic of" Teflon "then formed us the sheet rattle is very disadvantageous since it does not play @ electrical or electronic components.
the bearings
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The development of polytetrafluoroethylene in the form of fibers tended to solve the problem of cold flow in many poli- cations where it bears loads. The reason for this is that the strongly molecular structure Oriented soft polytetrafluoroethylene filaments in the form of fibers withstand loads greater than more than 10 than those resisted by said polymer formed solid or sheets.
"Teflon" also has the drawback that the bond which exists between it and the surface to be coated or intended for the manufacture of a laminating, in the case where it is a metal, a ceramic material or other resin is either / existing or very low Also, since these resins are insoluble in known solvents, and therefore have to be applied as suspensoids they have poor covering power and cannot cover irregular surfaces, for example rough welded joints, crevices, holes or pits in the surface, or joints obtained by welding two pieces of metal at an angle.
a product of this kind will cover edges or sharp angles will have a tendency to peel off and, if applied in the form of too thick a layer, will tend to crack so as to form a tomorrow resembling a canvas of Therefore, due to this poor bonding, films made from polytetrafluoroethylene type resins may look more like a casing than a real coating with good bonding.
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This is very disadvantageous because if a coating is imperfect, if it is scuffed or scratched or otherwise deteriorated so that the metal is exposed, all vapors or solutions corrosive.
which come in contact with it may become lodged between the film and the covered surface, and practically the whole of the bond is destroyed to such an extent that the film may come off or may depart from the surface which 'she covers
In view of the many advantages that characterize polytetrafluoroethylene, much time, effort and money has been spent in finding a solution to overcome the difficulties resulting from these poor or non-existent binding characteristics of both bulk and material. from material in the form of fibers, to metallic surfaces.
For example, it has been suggested to place layers that serve as barriers, etc. adherent, both to polytetrafluoroethylen and to the metal surface. This has not given very satisfactory results, due to the poor adhesion characteristics of polytetrafluoro. ethylene with a different product, We also spent a lot of effort $ to miss the point of adhesive. particularly capable of officially bonding polytetrafluoroethylene to the surface of a metal t, but until now it has not been possible to perfectly develop an adhesive giving really satisfactory results for this application.
Recent research has been carried out relating to the surface energies of "Teflon" and other halogenated polyhydrocarbons.
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inert materials, which have been quite instructive, or concerning the fundamental mechanism of the adhesion of these materials. This work can lead to results concerning the application on various supports of untreated "Teflon" but at present, this research is still at a clearly experimental stage.
In other attempts to achieve the desired bond, one has woven, or otherwise fashioned, to obtain layers which bring together polytetrafluo-ethylene fibers to a fabric in an attempt to provide this product with satisfactory bond characteristics. .
It has been suggested to use occasionally in the weaving of the canvas or in the preparation of the canvas-like layers, fibers or filaments of an easy to bind polymer, such as the easy to bind fibers. bond achieve excellent adhesion to the metal surface
At the present time none of these various suggestions have led to perfectly satisfactory results, owing to the cost price of the less advantageous properties of the characteristics of imperfect or mediocre bonds, etc. The pure fabrics based on Teflon "cannot be bonded satisfactorily, and cotton and" Teflon "based fabrics with poorer characteristics are often used
It has been observed, in accordance with the present invention,
that the above and other drawbacks related thereto can be overcome by using a "Teflon" based fabric by treating a single surface thereof with a product capable of attacking polytetrafluoroethylene. in order to act on only one side of said fabric, by applying a film. adhesive on an absolutely clean metal surface, placing the surface
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etched "Teflon" fabric on the adhesive film and metal, bonding the adhesive film to the metal surface. This results in a metal article in which the polyterafluoroethylene, in fabric form, is vigorously related to said metal article.
The laminated article in this state has all the advantageous characteristics of high mechanical strength and electrical resistivity, low coefficient of friction etc. mentioned above, which makes it possible to use it in many very different fields.
The present invention therefore has for objects! ! A metal article or surface to which a polytetrafluoroethylene based fabric is bonded in a new way;
a laminated metal article covered with a polytetrafluoroethylene fabric having all the advantages of polytetrafluoroethylene in the unbonded state; a new method for bonding a polytetrafluoroethylene fabric to a steel surface} a metal article to which is bonded a fabric of polytetrafluoroethylene so as to obtain a laminated article very wear resistant a new method for treating a fabric based on polytetrafluoroethylene so as to bring it into a state suitable for effective bonding of said fabric to a new metallic surface method of applying an adhesive to a polytetrafluoroethylene fabric to effectively bond said fabric to a metallic article,
a novel method for bonding polytetrafluoroethylene fabric to a metal surface, the laminated article thus being particularly useful as a backing.
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Other objects and advantages and novelty features of the invention will be better understood from the description which follows.
Generally, the method according to the present invention of bonding a polytetrafluoroethylene fabric to a metal surface is characterized by applying an adhesive having affinity for a metal to a clean metal surface, placing in place of a polytetrafluoroethylene fabric one surface of which is chemically etched onto the adhesive, the etched side facing down, and heating and applying pressure to said fabric to bond the
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polytetrafluoroethylene on the metal surface.
To achieve the above objects and others related thereto, the present invention comprises the means described below in full, and particularly emphasized in the description.
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which follows and which sets forth in detail certain embodiments of the invention, the embodiments thus set forth however describe only one of the various methods constituting the essence of the present invention.
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The polytetrafluarethylene fabric for use in the present invention may be any product similar to the fabric made from the polytetrafluoroethylene filaments. This fabric can be made by weaving yarns of polytetrafluoroethylene filaments of the appropriate number of deniers as well as any desired weave, including braids.
The weave should preferably be tightly woven, but it should be understood that one can also use
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a loose mesh weave It should be noted that it is not outside the scope of the present invention to manufacture a fabric from yarns containing polytetrafluoroethylene filaments, used either singly or mixed with fibers or filaments of another synthetic or natural product capable of being bonded to a metal surface. Fabrics made both from polytetrafluoroethylene alone or from mixtures of tetrafluoroethylene fibers and other fibers, which can be used in the context of the present invention, are easy to find in stores, For example,
fabrics of this kind are marketed by STERN and STERN, of New York (USA),
Although polytetrafluoroethylene is generally used in the present invention in the form; of woven parts, it should be noted that in certain circumstances and for certain uses,
it should be possible to use a nonwoven felting of polytetrafluoroethylene fibers provided that this felting is in the form of a very compact mass and has the necessary strength and rigidity. It should also be noted that it is possible to use in the case of the present invention so-called "filled polytetrafluoroethylene" sheets in which the polytetrafluoroethylene as well as the fibers and fillers of other materials, such as for example glass fibers, etc., are mixed with another product to form a loaded sheet. An example of such a loaded sheet is the sheets sold by the "DIXON Corporation" of Providence (Rhode Island, USA)
under the brand name
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"Rulon Il. It is understood that these products are to be used only therefore special and particular areas, and not airing from such a general use
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than the woven poltetrafluoroethylene 8 In achieving the desired bond of the polyttrafluorethylene based fabric, a ball surface of the latter must be subjected to chemical attack. realistically a partial degradation of a surface The surface of the polytetrafluoroethylene treated in this way will have such an effinity for certain adhesives that one can bond the polytetrefluoroethylene to the surface of a metal using an adhesive.
The surface of the polytetrafluoroethylenb should be etched *) "'in a special way, as will be explained in more detail below, with a solution capable of attacking the polytetra-
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fluoroethylene. Several products have been found to be useful for achieving the desired chemical attack and are readily available in commerce. A particular and preferred product is metallic sodium marketed under the trademark "Fluoretch" by the firm ACTON ASSOCIATES, Newark, New Jersey USA.
Other products of attack which can be used are the alkoplates of the metals of groups I, It and III of the periodic table of MENOELEIEFF and more particularly I sodium, potassium and lithium. The alcoholates used are derived from alcohols comprising an alkyl group with 1 to 8 carbon atoms. These suitable examples of such alcoholates are alkali metal alcoholates and in particular sodium methylate and ethoxide.
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The adhesive to be used in the case of the present invention to achieve the desired bond can be any construction adhesive which establishes a strong bond to a metallic surface and has a strong enough affinity for the surface of the polytetrafluoroethylene fabric. , after treating this surface in the manner described above. This adhesive may be of the heat activated type, or may be an active adhesive when used at room temperature. Suitable adhesives usable within the scope of the present invention are adhesives of the epoxy, phenolic-nitric, vinyl-type. phenolic,
acrylic, silicone, polyurethane, etc.
The adhesive, if liquid, can be applied in a liquid vehicle or can be applied as a solution in water or in organic solvents. On the other hand, with many adhesives, the product will be in the preformed state in the form of a thin film or sheet.
Likewise, in some cases, the adhesive can be used in the form of a hot melt. Adhesives of the above type which can be used within the scope of the present invention are readily found in commerce. For example, there may be mentioned as a suitable adhesive, a vinyl phenolic adhesive marketed under the trademark "FM-47
Supported Film, Type II "by BLUOMINDALE Rubber
CO; Epoxy resins are marketed under the trade mark "Epon" by SHELL Chemical
Co. New York, EU ..
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The surface or support to which the polytetrafluoroethylene fabric is to be bonded may be any metal, for example iron, steel, ferrous alloys, aluminum, copper, etc., or non-metallic materials, for example plastic materials. - forced by fiberglass etc. The surface on which the polytetrsfluoroethylene fabric is to be applied must, as indicated in more detail below,
be subjected to a complete cleaning in order to measure the desired bond between the fabric and the said surface
The invention will be described more particularly in connection with the preparation of a piece of steel to which is bonded a fabric of polytetrayluoroethylene, the article thus obtained being intended to serve as a support element. of the invention, as well as its novelty, will also be applicable to other metals,! other forms of polytetrafluoroethylene and fabric. '; various adhesives.
In the bonding of the polytetrafluoroethylene fabric to the steel part, the metal surface thereof which is to receive the fabric must be thoroughly cleaned before attempting to perform the Lori bond of cleaning the steel part for the manufacture of an element supported the surface of the steel insert to which the fabric will be applied must be machined so as to obtain a relatively smooth surface.
For example, a finish corresponding to a root mean square roughness of 3.2 microns is generally suitable After having machined the surface of the steel part to the desired surface condition, a detergent or a commonly used degreasing solution is applied for
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remove the foreign body, the grease was .. of this one * The detergent product is then removed by wiping or trament the surface, so as to / leave very clean.
The treatment of the metal surface of the hearth insert just described is a generally well known procedure in the art. t that was used in the preparation of steel parts to which a coating should be applied, etc: At the same time, the cleaning operation did not constitute at that time an essential element of the invantion, to apart from the fact that the metal bond with the fabric of "Teflon" must and !. very well cleaned in some way.
It has been observed that it is very advantageous, in order to achieve the desired bond between the fabric and the metal, to carry out a final cleaning of the chosen surface. To obtain this final state of great cleanliness, one mixes with water so as to obtain an aqueous paste of alumina reduced to powder, to a similar fine powder, which is then applied to the already cleaned surface of the metal. rubbing vigorously After '; a lap of time is sufficient to prepare the surface thoroughly, removing the paste from said surface by rubbing so as to leave an extremely clean surface. ;
Care should be taken to avoid touching, or soiling in any way, the surface thus treated. The surface of the piece of steel intended to receive the fabric is now in the desired state and the bond of the "Teflon" fabric to the metal must start one hour after completion of final cleanings and polishes
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Polytetrafluoroethylene (or "Teflon") based fabric can also now be treated to render one of its surfaces adhesive receptive so as to achieve the desired bond of the fabric to the highly polished surface of the piece of steel. .
By carrying out the desired surface treatment, we first cover the side of the fabric which corresponds to the wear surface or not bonded with a coating by applying a thick paste, rubber latex or a product. similar, and the said paste is allowed to dry on it. A continuous coating is thus produced on the non-bonded side of the fabric, which must remain there throughout the duration of the treatment of the surface of the fabric preceding the bonding.
This film, or shower, of dry latex is intended to constitute a protective coating or mask of the wear surface of polytetrafluoroethylene fabric, such that there is no contact between this surface and any solutions applied subsequently in view. a treatment
The uncoated face of the polytetrafluoroethylene fabric which will be bonded to the surface of the piece of steel is ready to be subjected to the action of an etching solution to make it receptive to an etching solution. adhesive, The etching solution which can hear metallic sodium dissolved in a solvent or any other etching product is applied very carefully at ordinary temperature, with a brush,
by immersion or by any other process on the uncoated side of the fabric. The attack reaction between the solution and the "Teflon" fabric is practically instantaneous and results in a partial chemical degradation of this surface of the fabric in the manner described above. Due to the presence of a mass of latex
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on the opposite side of the fabric, this surface will not be attacked.
In view of the high degree of reactivity of such a solution, especially in an atmosphere where there is an excessive moisture content, the etching operation should be carried out in an inert and dry atmosphere, such as. for example an atmosphere of dry nitrogen. The method to be employed to obtain this result may be any, for example the introduction of the tissue into a closed chamber into which bag nitrogen has been blown, and the application of the etching solution on the free surface of the tissue The etched surface of the polytetrafluoroethylene tissue is then washed with water to remove all traces of the etching solution, and the tissue surface is then allowed to dry thoroughly ,
The layer or film of latex is then detached from the affixed surface of the fabric and discarded, leaving this face completely unsatisfied,
The surface having undergone the attack of the fabric of "Teflon" this maintaining in the state suitable for fixing by an adhesive to the piece of steel
To bond the etched surface of the polytetrafluoroethylene fabric to the polished surface of the steel, the surface of the metal receiving the water is primed with a solution of the adhesive to be used or some other effective primer coat.
and this primer coat is allowed to dry. The adhesive to be employed can be in the liquid state or be a preformed film, as indicated above, and be constituted by any suitable adhesive of a type previously enumerated. The adhesive is placed all in the form of a preformed film over the primed surface of the steel "Teflon" article, and the etched surface of the fabric is placed.
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on the adhesive film.
A release agent of a kind is then placed which will prevent the material from adhering to the Teflon fabric over the non-etched or wearing surface of the polytetrafluoroethylene fabric. A suitable release agent for this use is a film. of "Teflon" formed. To ensure even application of the filler during final bonding, of the "Teflon" and the steel, an untreated rubber sheet is placed on top of the release agent, film or coat.
Untreated rubber sheets of this type are readily found in commerce and are sold for the purpose of achieving uniform application of stress during the molding operation. A frame or mold is then placed. of metal on the rubber sheet to prevent any expulsion of the rubber during a subsequent molding operation, The frame is placed with the piece of steel, adhesive, fabric, release agent and sheet. rubber in a molding press in which the assembly is subjected to an initial preheating operation nana applying pressure, to drive off any solvent or any moisture remaining in the assembly After the end of the preheating operation,
Pressure was applied to the mold and assembly to complete the desired bond of the "Teflon" to the steel part. In general, the unit temperature and pressure to be used in the final bonding operation will depend on the nature of the adhesive used and the manufacturer's recommendations regarding its use, The temperature will normally be between 135 and 177 C, since a temperature above the maximum will tend to degrade the adhesive bond
In addition, a temperature lower than that indicated will increase the duration of the molding operation,
what is a /
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The contact time during the molding operation will also vary and will, in general, be between
10 minutes and 4 hours in total, including preheating and final die casting, After cooling the mold and removing the pressure, the entire mold is removed, and the frame, rubber sheet and agent are removed separation, This gives a steel article in which the polytetrafluoroethylene fabric is energetically bonded to the metal surface,
The entire piece of steel bonded to "Teflon" now conforms to the desired embodiment and is ready for final conditioning in order to obtain the desired support element.
By making this bond of the polytetrafluoroethylene fabric to the piece of steel during an operation in which neither pressure nor mold is to be used, a liquid adhesive can be used, for example; an epoxy resin.
In this embodiment comprising the use of a liquid adhesive without pressure, the surface of the piece of steel which is to receive the fabric is cleaned and polished in the manner described above for the pressure molding operation. The polytetrafluoroethylene fabric is also processed as described above,
In this embodiment in which a liquid adhesive is employed, a fresh, smooth layer of latex can again be used as a mask against the adhesive during the final bonding operation. When using the latex film in this way, the latex can be applied to the load-bearing surface of the fabric by also spraying or brushing,
so that the diaper is /
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as possible Spray epoxy resin or other suitable liquid adhesives on the smooth surface of the piece of steel to which the fabric is to be attached
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of alytetrafluaroethylene, and allowed to stand until the adhesive layer is partially gelled.
To achieve the final bond of the fabric to the metal, the etched surface of the fabric is compressed or rolled.
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tiosu of poiytdtrafluoroethylane so that it is firmly applied against the surface of the metal part covered with adhesive. In this embodiment, neither an untreated rubber sheet, nor a release agent, nor a molding frame etc. is needed. By bonding with the liquid adhesive the surface of the latex film can be heated by means of a hot iron, etc. This heating operation causes activation and flow of the adhesive, and Introducing a small amount of adhesive into the interstices of the "Teflon" fabric to promote final bonding.
The presence of the latex film acts as a barrier and prevents the adhesive from leaking onto the wear surface of the fabric,
Once the heating is complete, it is left to harden overnight at room temperature. The assembly is then subjected to a post-hot curing operation so as to achieve the definitive bonding of the fabric to the surface of the metal and after any finishing operation, the assembly thus bonded is ready for use in as a support element,
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The temperature to which the assembly is subjected during the post-cure process depends on the resin used. In general, the advice of the film manufacturer should be followed in order to achieve the desired final cure.
In many cases or for reasons of temple or other, the use of a latex mask is not possible during the gluing operation, this operation can be omitted. If a latex maa @ us is not used, it is advantageous to use a liquid adhesive during the operation so that a small amount of liquid adhesive penetrates between the interstices of the fabric and also into the fabric. to a certain extent in the surface of the said to ensure an energetic connection,
It has been observed that allowing the adhesive to flow to some extent on the wear surface of the fabric will not significantly alter the wear or friction characteristics or other properties of the fabric. "Teflon".
In some cases, after placing the etched surface of the polytetrafluoroethylene fabric against the adhesive surface of the piece of steel, an iron is applied directly to. iron over the smooth surface of the fabric, and the fabric is pressed against the piece of steel. The adhesive will be activated, and a small fraction of it will penetrate through the interstices of the fabric and also reach, to some extent, the wear surface. The assembly is then subjected to a curing operation for a period of time. overnight and post-cure in the same manner as in the embodiment described using the latex film as a bearing surface.
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If it is observed that the amount of adroit present on the wear surface is inconvenient or excessive immediately after the use of the hot iron, the wear surface can be treated with a small amount of a solvent suitable for the coating. 'adhesive, by wiping it with a cloth soaked in a solvent, etc.
This operation will remove any excess adhesive from the upper surface of the fabric.However, care must be taken when using a solvent, that no excess solvent is absorbed by the fabric, which would cause dissolving the adhesive placed on the underside of the fabric. By treating the solvent in this way, a wear surface of the bonded assembly free of esif is obtained. Another advantage of the action of a solvent over the removal of the adhesive from the wear surface of the fabric is that the solvent tends to make the penetration of the adhesive through the interstices more uniform. fabric .
In order to better understand the process according to the present invention, the examples below are given by way of explanation, said examples should not be considered as limiting.
EXAMPLE 1.
A piece of tightly woven "Teflon" fabric, purchased from STERN & STERN in New York, USA. designated as "T 81-22" and have 56x18 threads / cm and weighing
811 g / cm is cut to the dimensions 46 x 51 cm. The support on which the fabric is to be glued is a steel callus plate of 42 x 46 cm.
A layer of thickened latex is applied to the surface of the fabric, said layer consisting of a "1-V-10" latex thickened with "Vultex".
T-17 ". These two products being manufactured by" GENERAL
LATEX AND CHEMICAL CO "Cambridge, EUA, the fabric covered
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of latex is placed in a release tank and is dried overnight at approximately 54 C, after which it is placed in a large polyethylene bag and a container of solution is introduced by hand at the same time attacking the "Teflon". dito solution being "Fluoratch" manufactured by ACTON Associates Nawark,
EUA We breathe in. dry nitrogen continuously in the bag while in the hand @
5 minutas and let it escape through a small hole. We .
'Pour the etching solution in small quantities and spread it rapidly over the surface of the fabric to be bound. Coating is continued until the entire surface of the fabric has changed color after which the fabric is removed from the bag and washed with water. The latex layer is then separated from the fabric and the fabric is dried in an oven at 54 ° C. for a little over
4 hours .
The steel insert is cleaned with a degreasing detergent so as to remove any grease or oil from the surface which is to receive the fabric%
The entire surface of the steel is rubbed with alumina reduced to powder and aqueous paste, changing the paste frequently. A rotary sanding tool with a bhiffon is used to facilitate cleaning.
The water wetting of the surface is observed as an indication to determine whether the steel surface is clean.
After removing the levigated alumina from the surface, the steel surface is dried and primed with a light coat of adhesive solution "FM 47", * 'manufactured by the firm BLDOMINDALE Rubber CQ. And dried at 93 ° C. for 4 hours.
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An adhesive film manufactured by BLOOMINDALE Rubber Co, under the name "FM 47" supported type II "is cut to the dimensions of the fabric and placed on the primed steel surface with the scalloped fibers of the fabric being oriented in the fabric. direction of movement The "leflon" fabric is placed, the attacked side being in contact with the adhesive film on the rubber layer, and then an iron heated to a temperature of about 120 C is applied to the surface of the rubber. wear of the fabric then we iron the said fabric * We place a continuous sheet of "Teflon" of 1,
6 mm thick and having the dimensions * of the steel dirty plate on the wearing surface of the "Teflon" fabric and then plying a sheet of "Press-to-Flo", a molding aid for untreated rubber manufactured by SLDOMINDALE Rubber CD them the continuous "Teflob" sheet. Two pits of "Teflon" 6.4mm thick and the same dimensions as the sheet of molding aid were applied on said sheet and we place a steel frame having as internal dimensions 42.5x46.5cm and manufactured by welding together steel bars of 2.54 x 1.27 cm, on the whole so as to surround the sheet of "Press-to-Flo" molding adjuvant, On mount.
then the assembly on a large press, the plates of which are heated to 177 ° C., 9 after 30 minutes of heating the assembly to this temperature, a close pressure of 21 to 23 tonnes is applied which is maintained for 10 minutes after which the heating is stopped. After 20 additional minutes, the brewing is brought back to 9 tons, the ensble is allowed to cool, then it is removed from the press, the total duration of the molding operation being 3 hours and 15 minutes.
We remove the frame, the adjuvant
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for 'Press-to-Flo' molding and the continuous sheet of
Teflon ", and the fabric was trimmed then coated with a lubricant. The plate was tested on a" GO / EB "test bench for loads up to 560 kg / cm and at variable speeds. , the wear thus obtained exceeded all the requirements for frictional resistance and service life for more than 2500 hours of simulated grinding When subjected to an alloying test at 90 C, it is observed that the force d the adhesion of the support plate is
Approximately 1 kg / cm2.
EXAMPLE 2 A piece purchased from STERN & STERN in New York EUA, of tightly woven fabric based on Teflon "and" Dacron "called" T 56-20 "and comprising 64 x 43, was cut to the size of 53.5 x 51 cm. threads / cm and weighing 600 9 / m2, The support on which the said fabric is glued is a steel insert of 51 x 51 cm
The fabric is covered with latex and it is attacked in the same way as the fabric of Example 1, degreasing and cleaning said acisr plate as in Example 1.
After having thoroughly cleaned and dried the said steel plate, a surface was primed by adding a thin layer of a primer named "8R-227A manufactured by BLOOMINDALE Rubber CO; and the layer was allowed to dry at 93 C for 4 hours. Apply an epoxy adhesive using a mixture of aromatic and aliphstic amines as a curing agent, and apply as an adjuvant a wetting agent 100 to 250 microns thick on the metal surface primed and left to stand for 5 hours to achieve partial gelation.
The "surface
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The fabric is re-coated with extreme care with a layer of the latex used in the etching operation so as to obtain a uniform coating free of brush marks on the fabric. dry the fabric for -4 hours at 93 C. and place it on the surface of epoxy resin adhesive, then it is evenly subjected to the action of a roller, a hot iron is applied to the surface supporting the fabric so as to pass the adhesive through said fabric.
We spread a sheet of polyethylene over the whole and we create a vacuum, then we keep things as they are until the adhesive has gelled. The "Teflon-Dacron" cloth-covered plate was subjected to heat-cure for 4 hours at 80 ° C, the next day the latex layer was removed and trimmed and oiled together.
When subjected to a chipping test at 90, it is observed that the adhesive force of the support plate is 0.70, at 0.85 kg / cm EXAMPLE 3
We treat a whole of the piece of tissue and steel identical to that of example 2 in the same way as in this example, egg that the starting surface of the fabric is not covered again with latex, If the When the fabric is placed over the adhesive backing and ironed, this adhesive passes through the fabric with the excess amount appearing on the load bearing surface.
The excess adhesive which has been passed with the hot iron is removed by wiping off the wear surface by very lightly rubbing the entire surface with a cloth impregnated with a solvent. acetone.
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A sheet of flexible foam 2.5 cm thick was placed on the wearing surface, then a piece of 9 cm thick plywood, a pressure of about 13.5 kg was evenly applied to the plywood and the whole is left to harden overnight and then subjected to post-curing for 3 hours in Bote and the edges are trimmed, then the whole is oiled, When it is subjected to a chipping test under 90, it is observed that the adhesion force of the bearing surface is 0.7 to 0.84 kg / cm2.
Although the present invention has been
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described above with reference to polytetrefluoro6ethylene, it is understood that it is within the spirit and within the limits of the present invention to use other resins falling within the category of resins based on
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halogenated hydrocarbon polymers! s68, of which polyterfluoroethylene is one.
Examples of other resins which are considered useful in the present invention and which have characteristics similar to polytetrafluoroethylene are shown below. the following is a high molecular homopolymer of monouhlorotrifluaroethylene called "kel-F300", a low molecular homopolymer of manochlorotriflucroethylene called "ket-F270", a low molecular weight cepolymer of monochlorotrifluoroa 'ethylene and a relatively large amount of vinylidene fluoride, called "Kalf8Cl0" and "Kal.F $ 0", a copolymer of monflchlorotrif luoroethylene and a relatively small amount of r3 fluoride, nylidene, called "Kel-F550" and "Genetron VK-240 ",
vinyl fluoride hemopolymerea films with a melting point close to 200 C and oriented at different degrees called Teslar 20, 30 and 40, etc.
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Although what may be considered as the preferred embodiments of the invention have been described above, it is obvious to those skilled in the art that modifications and changes thereof can be made. -Here, without deviating from the cider of the invention It should be understood that these embodiments are explanatory and not limitative of the invention