Procédé de fabrication de corps cellulaires ou poreux en une matière du genre du caoutchouc, et produit obtenu par ce procédé. Cette invention se rapporte à la fabrica tion de corps cellulaires ou poreux en une matière du genre du caoutchouc, à, partir d'une dispersion aqueuse de ladite matière. Sous le terme "matière du genre du caout chouc", on comprend le caoutchouc naturel. la gutta-percha et des résines naturelles si milaires, ainsi que du caoutchouc artificiel ou d'autres substances ressemblant à du caoutchouc. Le produit obtenu peut être soit encore mou, soit dur comme l'ébonite.
Le terme .,corps cellulaire" est employé pour désigner un corps dans lequel les cellu les ne communiquent pas les unes avec les autres, par opposition au "corps poreux" dans lequel les cellules communiquent les unes avec. les autres, le produit pouvant ab sorber un liquide à. la manière d'une éponge naturelle.
Différents procédés sont connus pour la fabrication de caoutchouc cellulaire ou po- reux, à partir de latex ou d'autres disper sions aqueuses de caoutchouc; ces procédés sont les suivants: 10 On forme, dans la masse de latex, chimiquement ou biologiquement, des bulles de gaz, soit avant, soit pendant la coagula tion de la masse et également pendant la vulcanisation.
20 On ajoute à la masse de latex une ma tière formant noyau, solide et divisée, de la forme et de la grandeur correspondant à la forme et à la grandeur que l'on désire avoir pour les cellules ou les cavités à produire dans le caoutchouc, on effectue la coagula tion de cette masse avec ladite matière ré partie en elle et ensuite on extrait cette ma tière de la masse coagulée ou vulcanisée, de manière à laisser à la place de la matière extraite, des cavités formant cellules ou pores.
30 On ajoute à une masse de latex une matière divisée présentant des pores dans lesquels de l'air ou d'autres gaz sont occlus, gaz qui peuvent être dégagés de la matière par chauffage de celle-ci, on coagule la masse qui renferme cette matière répartie en elle et on vulcanise le coagulum de manière < < provoquer, par la chaleur de cette opération, le développement du gaz contenu dans la matière répartie dans le coagulum et, par conséquent, la formation d'une structure cel lulaire ou poreuse dans le produit.
40 On introduit dans une masse de latex, un mélange de gaz dont l'un a des proprié tés coagulantes vis-à-vis du latex et dont l'autre est un gaz diluant inerte, ce mélange de gaz étant introduit de telle sorte dans le latex qu'il forme dans celui-ci des bulles ayant une grandeur déterminée à l'avance et qui remontent à travers la masse de latex vers la surface de celui-ci où elles s'accumu lent sous forme d'une masse cellulaire cohé rente coagulée.
<B>50</B> On transforme une masse de latex en une écume, par agitation mécanique, facili tée si nécessaire par la présence dans le latex d'un agent formant de l'écume avec ou sans le bouillonnement d'un gaz inerte dans le latex, on fait prendre l'écume de latex par coagulation, c'est-à-dire par exemple après avoir versé l'écume dans le moule dans le quel l'objet doit être fabriqué et finalement on. vulcanise l'écume coagulée.
Bien que ces procédés soient plus ou moins appropriés à la fabrication de certains genres ou types de caoutchouc cellulaire ou poreux ou à la fabrication de certains types particuliers d'objets, ils présentent fréquem ment des difficultés pour leur utilisation à la fabrication d'autres genres de caoutchouc ou d'objets en caoutchouc. Par exemple, le procédé mentionné en dernier lieu, utilisant de l'écume, bien qu'approprié dans les cas où le produit à obtenir doit être d'un carac tère très compressible, ne donne fréquemment pas du caoutchouc dont les cellules sont de forme et de répartition régulières.
Le but de la présente invention est de permettre d'obtenir, à partir de dispersions aqueuses de matières du genre du caout chouc, des corps possédant une structure cel lulaire régulière dont les cellules ont une grandeur et une répartition déterminées à, l'avance et dont le rapport de vide est dé.. terminé à l'avance (c'est-à-dire le rapport du volume des vides ou des vides cellulaires au volume total de la matière finie).
Le procédé selon la présente invention, dans lequel on coagule la dispersion en pré sence de bulles de gaz réparties dans cette dispersion, est caractérisé en ce que l'on mé lange à la dispersion une écume du gaz for mant les bulles, préparée séparément.
De préférence, cette écume est ajoutée en quantité telle et elle se trouve dans un de gré de division tel qu'il en résulte un pro duit final ayant le rapport de volume et de vide requis.
Dans ce qui suit, on parle particulière ment du traitement de dispersions de caout chouc, étant entendu cependant que l'inven tion s'applique aussi au traitement d'autres dispersions, comme indiqué précédemment.
En introduisant le gaz dans la disper sion, selon la présente invention, c'est-à-dire sous forme d'une écume préparée séparément, il est facilement possible de s'assurer que le coagulum cellulaire obtenu et, par consé quent, dans le cas d'une vulcanisation sub séquente, la matière vulcanisée fabriquée en suite, soit d'un volume désiré déterminé à l'avance, vu que la quantité nécessaire de gaz requise pour obtenir ce volume peut être facilement calculée à l'avance et cette quantité exacte peut être introduite prati quement entièrement et sans perte dans la masse de la dispersion à laquelle l'écume est ajoutée.
De plus, comme une écume parfai tement uniforme peut être facilement obtenue par diverses méthodes et moyens connus des hommes du métier, non seulement le volume du coagulum cellulaire de caoutchouc et du produit en caoutchouc résultant peut être déterminé à l'avance de cette manière, mais la régularité de la structure cellulaire de ce coagulum ou du produit est assurée et en choisissant une quantité appropriée de gaz pour composer l'écume et une dimension ap propriée des bulles de cette écume, à la fois la grandeur des cellules et l'épaisseur des parois des cellules du coagulum de caout chouc et, par conséquent, du caoutchouc cel lulaire obtenu de ce coagulum, peuvent être exactement déterminées à l'avance.
On comprendra que la masse d'écume qui est introduite dans la dispersion peut être répartie d'une manière homogène dans cette dispersion, par n'importe quel moyen désiré. Habituellement, n'importe quelle forme de brasage conviendra, par exemple en utili sant l'un ou l'autre des divers appareils em ployés ordinairement pour la préparation de mélanges de latex, ou encore des appareils dans lesquels l'écume a été produite, dont on a diminué la vitesse de brassage, d'une ma nière appropriée, si nécessaire.
Le coagulum cellulaire qui est obtenu par ce procédé, à moins que la dispersion d'origine à partir de laquelle il est préparé, soit une dispersion vulcanisée préalablement, est ordinairement soumis à la vulcanisation et finalement séché, avec lavage si néces saire, soit avant, soit pendant, soit après la vulcanisation.
On entend par l'expression "dispersion aqueuse de caoutchouc" soit un latex naturel de caoutchouc, de gutta-percha ou d'une au tre substance analogue, soit de teneur nor male en caoutchouc, soit concentré, soit vul canisé ou non vulcanisé et soit conservé, par exemple à l'aide d'ammoniac, soit non con servé, soit des mélanges de deux ou plusieurs de ces latex et également des dispersions ar tificielles, par exemple de caoutchouc syn thétique, de caoutchouc régénéré ou d'autres substances analogues.
La dispersion peut contenir, outre des ingrédients de vulcanisation, des corps de remplissage, des agents empêchant le vieillis sement, des colorants ou n'importe lesquelles des autres adjonctions habituellement em ployées dans la branche.
La dispersion de caoutchouc sera avanta geusement suffisamment visqueuse pour as surer, après qu'elle a été mélangée d'une ma- mère homogène avec l'écume et avant que le durcissement du mélange n'ait lieu, durcis sement provoqué par coagulation partielle ou complète, que les bulles de l'écume incorpo rée ne puissent s'élever à la surface et ainsi rompre l'homogénéité de leur répartition ini tiale dans la masse de la dispersion. Le de gré nécessaire de viscosité pour ce but peut être atteint dans la dispersion, par adjonc tion à cette dernière de n'importe laquelle des substances épaississantes du latex connues.
D'autre part, dans les cas où l'agent coagu lant employé est un agent du type rendant le latex sensible à la chaleur (c'est-à-dire par exemple un coagulant du type décrit dans les brevets anglais nos 284608, 292964, 380520, 335621 et<B>3</B>51012) ou dans les cas où le coagulant ajouté est du type qui n'exerce son action qu'après un intervalle de temps donné, il peut ne pas être nécessaire d'ajouter au latex un agent augmentant la viscosité, vu que généralement parlant l'ad jonction de coagulant des types indiqués a d'une manière inhérente pour effet d'aug menter la.
viscosité de la dispersion à laquelle ils sont ajoutés, au degré requis pour les buts de la présente invention.
La coagulation du mélange de la disper sion de caoutchouc et de l'écume peut être exécutée en chauffant le mélange à la tem pérature requise ou en permettant à ce der nier de rester à la température normale, se lon le coagulant employé comme mentionné ci-dessus.
Le ou les agents coagulants peuvent être ajoutés à la. dispersion soit avant l'adjonc tion de l'écume à la dispersion, soit pendant cette adjonction. Dans ce dernier cas, le mi lieu liquide de l'écume peut contenir le ou les agents coagulants à ajouter. Ce ou ces agents peuvent aussi être ajoutés ensuite, c'est-à-dire au mélange de la dispersion et de l'écume.
De plus, si on le désire, la dispersion peut contenir une substance qui n'est pas, par elle-même, un coagulant pour la disper sion, au moins à température normale, mais qui peut réagir dans le mélange de la dis- persion et de l'écume, avec une autre sub stance introduite dans le milieu liquide de l'écume, pour produire in situ un agent de coagulation dans le mélange lui-même. Cet agent coagulant peut être actif soit à froid (de préférence après un intervalle de temps), soit à une température élevée.
Par exemple, on peut ajouter à un latex contenant 50 de caoutchouc sec et conservé par 0,5 % d'am moniac, 1 % de di-phényleguanidine et on peut ajouter au milieu liquide de l'écume, une solution d'acétate d'ammonium à :30 %, la quantité de solution d'acétate d'ammonium variant selon la rapidité que l'on désire pour la coagulation et selon la température à em ployer pendant cette coagulation, ou seule ment selon l'un de ces facteurs. Le mélange de dispersion et d'écume peut être coagulé soit dans un moule, soit après avoir été formé ou utilisé comme on le désire, par exemple après avoir été appliqué sur une étoffe.
Selon les agents coagulants employés, la coagulation peut être effectuée soit en per mettant au mélange de dispersion et d'écume de rester au repos pendant le temps suffi sant pour produire la coagulation et de pré férence en appliquant de la chaleur au mé lange pour l'amener à la température appro priée, ou par l'un de ces deux moyens seu lement.
La matière coagulée peut ensuite être vulcanisée et dans le cas où le mélange est vulcanisé par chauffage, la coagulation et la vulcanisation peuvent être effectuées simul tanément.
Dans le cas de la coagulation et de la vulcanisation du mélange de la dispersion et de l'écume, par chauffage, il est préférable d'effectuer la ou les opérations dans des con ditions empêchant l'évaporation de l'eau de la dispersion ou du coagulum, parce qu'au trement la régularité et le caractère préala blement déterminé de la structure cellulaire du produit souffriraient.
Le milieu liquide de l'écume est de pré férence un liquide aqueux contenant un agent formant de l'écume, par exemple un savon alcalin ou d'ammoniac ou de la saponine, donnant ou -augmentant les propriétés émul sifiantes du liquide.
Comme on le remarquera, l'écume doit être suffisamment forte et persistante pour être incorporée en restant pratiquement in tacte dans la dispersion de caoutchouc, c'est- à-dire pratiquement sans que les bulles ne crèvent, ce qui entraînerait une perte de la quantité déterminée à l'avance du gaz con tenu dans l'écume. Dans ce but, on peut ajouter audit milieu liquide de l'écume, une substance agissant dans le liquide pour en augmenter la viscosité au point requis pour donner une écume suffisamment abondante pour l'opération particulière considérée, par exemple de -l'albumen, de la colle, du suce ou de la mélasse.
Dans certains cas, la sub stance ajoutée dans ce but peut elle-même avoir des propriétés de formation d'écume, suffisantes pour permettre de supprimer l'adjonction d'un autre agent de formation d'écume, telle que du savon, de la saponine ou autre substance analogue.
En ce qui concerne la préparation de l'écume à introduire dans le latex ou autre dispersion, il est connu que lorsqu'un gaz forme de l'écume avec un liquide, la gran deur des bulles produites varie directement avec la vitesse des moyens de brassage et que lorsque les bulles diminuent de gran deur avec l'augmentation du brassage, elles tendent à devenir plus régulières ou de forme plus uniforme.
Si le dispositif de brassage est une machine à fouetter, par exemple un appareil de brassage dont les organes de brassage sont constitués par des solénoïdes ou des éléments entrecroisés, opposés, passant près les uns des autres, la distance entre les organes de brassage se déplaçant en oppo sition influence la dimension des bulles pro duites, en ce sens que plus cette distance est courte plus les bulles seront petites, et il est possible en réglant d'une manière appropriée la distance entre les organes de brassage par rapport à la vitesse du mouvement relatif de ceux-ci, clé produire des écumes dont les bul les sont excessivement petites.
En effet, des écumes de pratiquement n'importe quelle di- inension de bulles désirée, peuvent être pro duites de cette manière et étant donné que, comme indiqué précédemment, la structure cellulaire du coagulum obtenu par le procédé de la présente invention et, par conséquent, du caoutchouc produit en dernier lieu, cor respond à la structure des bulles de l'écume introduites dans la dispersion de caoutchouc, il est possible de produire des caoutchoucs cellulaires ou poreux pratiquement de n'im porte quelle dimension voulue de cellules ou de pores, même jusqu'à des cellules ou des pores de grandeurs minimes.
Dans cet ordre d'idée, on peut remarquer que la présente invention donne une solution facile au problème de la fabrication de caoutchouc ou d'ébonite perméable aux gaz ou aux liquides, d'une perméabilité de n'im porte quel degré excédant celle du caout chouc et de l'ébonite dit micro-poreux.
Le coagulum qui est obtenu par le pro cédé, est de structure cellulaire et ses cellules ne communiquent pas les unes avec les au tres, et en contrôlant d'une manière appro priée le caractère de l'écume qui est intro duite dans la dispersion et en choisissant d'une manière correspondante les conditions d'une vulcanisation éventuelle du coagulum, cette structure du coagulum peut être main tenue en permanence, de telle sorte que le produit final soit également d'une structure cellulaire dont les cellules ne communiquent pas les unes avec les autres.
Cependant, si une matière poreuse doit être fabriquée, c'est- à-dire une matière de structure cellulaire dont les cellules communiquent les unes avec les autres à la manière des éponges naturel les, le procédé doit être conduit de manière que les parois cellulaires du coagulum soient d'une finesse telle qu'elles peuvent être rom pues pendant la vulcanisation à chaud du coagulum ou (dans le cas où la dispersion de départ du procédé est une dispersion de latex vulcanisé à l'avance ou semi-vulcanisé on une dispersion vulcanisable à la température nor male ou à des températures relativement peu élevées, ne dépassant pas 60 C)
pen dant un chauffage auquel le coagulum est soumis après qu'il a été vulcanisé, mais avant le séchage final, la rupture des parois des cellules étant due dans chaque cas à la di latation du gaz enfermé dans les cellules.
Après vulcanisation, un lavage du pro duit cellulaire ou poreux obtenu selon l'in vention, peut être effectué pour enlever les substances solides qui ont été employées soit dans la. dispersion de départ, soit dans l'é cume introduite dans cette dispersion et dont la présence est indésirable dans le produit fini.
Deux exemples de mise en aeuvre du pro cédé selon l'invention vont être décrits main tenant, mais on comprendra que ces exem ples ne sont donnés qu'à titre illustratif.
<I>Exemple 1:</I> Un mélange de la composition suivante: latex contenant<B>55%</B> de caoutchouc sec et conservé à l'aide de<B>0,5%</B> d'ammoniac, 180 gr, huile minérale 5 gr, oxyde de zinc 1 gr, acétate de zinc (cristallisé en solution ammoniacale) 1 gr, diméthyle-dithio-carba- inate de zinc 0,4 gr, soufre 2 gr, ayant une concentration finale de<B>50%</B> en solides, est mélangé uniformément à 120 cm' d'une écume obtenue en introduisant de l'air dans une solution aqueuse à 5 % de colle contenant <B>0,5%</B> d'un savon alcalin pour augmenter sa capacité de formation d'écume.
L'écume est produite dans une machine à fouetter du ca ractère désigné précédemment, dont les solé noïdes sont espacés les uns des autres d'une distance d'approximativement. 5 mm.
Le mélange homogène résultant formé du mélange des dispersions du caoutchouc et d(: l'écume, est versé dans un moule jusqu'à remplissage de ce dernier. Le moule plein est ensuite fermé et en premier lieu chauffé pendant 20 minutes à 60 C et ensuite pen dant une heure à 100 C.
L'objet moulé résultant est alors retiré du moule et lavé avec de l'eau, puis ensuite il est séché soigneusement. Il en résulte une masse cellulaire molle et uniforme d'un vo lume approximativement deux fois celui qu'aurait occupé la masse si la dispersion avait été coagulée et vulcanisée sans l'écume. Comme variante de l'exemple précédent, 480 cm"# de la même écume ont été introduits dans la même quantité du mélange de dis persion et le même procédé de coagulation et de vulcanisation a été appliqué au mé lange résultant et l'on a obtenu comme pro duit une matière uniforme et légèrement spongieuse ayant un volume approximative ment cinq fois celui de la masse cellulaire produite dans l'exemple.
Exemple <I>2:</I> Un mélange de la composition suivante: latex contenant 55 % de caoutchouc sec et conservé à l'aide de<B>0,5%</B> d'ammoniac <B>180</B> gr, diorthotolyle-guanidine 1,5 gr, acé tate d'ammonium 3 gr, oxyde de zinc 3 gr, soufre 30 gr, ayant une concentration finale de 50 % en solides, est mélangé uniformément à 80 cm:
d'air réparti très finement dans une solution de colle à 7 %, cette écume finement divisée ayant été produite dans une machine à fouetter dont les solénoïdes sont espacés les uns des autres d'une distance d'environ 1 mm et dont le volume interne est approximative ment trois fois celui de la masse liquide à transformer en écume. On remplit un moule avec le mélange résultant du mélange de dis persion et de l'écume, puis le moule rempli est fermé et chauffé en premier lieu pendant 30 minutes à 60 C et ensuite dans un auto clave pendant 4 heures à une pression de 3 atmosphères.
Le produit résultant, après avoir été séché, est de l'ébonite poreuse dont les pores ne sont visibles qu'à la loupe et dont le volume est approximativement deux fois celui qui aurait été obtenu si le mélange de caoutchouc avait été traité sans écume.
A process for making cellular or porous bodies of rubber-like material, and a product obtained by this process. This invention relates to the manufacture of cellular or porous bodies of a rubber-like material from an aqueous dispersion of said material. By the term "rubber-like material" is meant natural rubber. gutta-percha and such natural resins, as well as artificial rubber or other rubber-like substances. The product obtained can be either still soft or hard like ebonite.
The term., Cell body "is used to denote a body in which cells do not communicate with each other, as opposed to the" porous body "in which cells communicate with each other, the product of which can be removed. sorb a liquid like a natural sponge.
Various processes are known for the manufacture of cellular or porous rubber, from latex or other aqueous rubber dispersions; these methods are as follows: Gas bubbles are formed in the latex mass, chemically or biologically, either before or during coagulation of the mass and also during vulcanization.
A solid and divided core material of the shape and size corresponding to the shape and size desired for the cells or cavities to be produced in the rubber is added to the latex mass. , this mass is coagulated with said material re part in it and then this material is extracted from the coagulated or vulcanized mass, so as to leave in place of the extracted material, cavities forming cells or pores.
To a mass of latex is added a divided material having pores in which air or other gases are occluded, which gases can be evolved from the material by heating it, the mass which contains this material is coagulated. material distributed in it and the coagulum is vulcanized so as to cause, by the heat of this operation, the development of the gas contained in the material distributed in the coagulum and, consequently, the formation of a cellular or porous structure in the product.
40 A mixture of gases is introduced into a mass of latex, one of which has coagulant properties with respect to the latex and the other of which is an inert diluent gas, this mixture of gases being introduced in such a way into the latex. the latex that it forms in it bubbles having a size determined in advance and which rise through the mass of latex to the surface of the latter where they slowly accumulate in the form of a cohesive cell mass coagulated annuity.
<B> 50 </B> A mass of latex is transformed into a foam, by mechanical agitation, facilitated if necessary by the presence in the latex of a foam-forming agent with or without the bubbling of a gas inert in the latex, the latex foam is made to set by coagulation, that is to say for example after having poured the foam into the mold in which the object is to be manufactured and finally one. vulcanizes the coagulated scum.
Although these methods are more or less suitable for the manufacture of certain kinds or types of cellular or porous rubber or for the manufacture of certain particular types of articles, they often present difficulties in their use in the manufacture of other kinds. rubber or rubber objects. For example, the last-mentioned process, using scum, although suitable in cases where the product to be obtained must be of a very compressible character, frequently does not give rubber of which the cells are shaped. and regular distribution.
The object of the present invention is to make it possible to obtain, from aqueous dispersions of materials of the rubber type, bodies having a regular cellular structure, the cells of which have a size and a distribution determined in advance and. the void ratio of which is determined in advance (ie the ratio of the volume of voids or cell voids to the total volume of the finished material).
The process according to the present invention, in which the dispersion is coagulated in the presence of gas bubbles distributed in this dispersion, is characterized in that a foam of the gas forming the bubbles, prepared separately, is mixed with the dispersion.
Preferably, this scum is added in such an amount and is present in a division option such as to result in a final product having the required volume and vacuum ratio.
In what follows, we speak in particular of the treatment of dispersions of rubber, it being understood, however, that the invention also applies to the treatment of other dispersions, as indicated above.
By introducing the gas into the disper sion, according to the present invention, i.e. in the form of a separately prepared scum, it is easily possible to ensure that the obtained cell coagulum and, therefore, in in the case of a sub-sequent vulcanization, the vulcanized material produced subsequently, either of a desired volume determined in advance, since the necessary quantity of gas required to obtain this volume can be easily calculated in advance and this The exact amount can be introduced almost entirely and without loss into the mass of the dispersion to which the scum is added.
In addition, since a perfectly uniform scum can be easily obtained by various methods and means known to those skilled in the art, not only the volume of the rubber cell coagulum and the resulting rubber product can be determined in advance in this way, but the regularity of the cellular structure of this coagulum or product is ensured and by choosing an appropriate quantity of gas to compose the scum and an appropriate size of the bubbles of this scum, both the size of the cells and the thickness cell walls of the rubber coagulum, and hence the cellular rubber obtained from this coagulum, can be accurately determined in advance.
It will be understood that the mass of scum which is introduced into the dispersion can be distributed in a homogeneous manner in this dispersion, by any desired means. Usually any form of soldering will be suitable, for example by using one or other of the various apparatus ordinarily employed for the preparation of latex mixtures, or alternatively apparatus in which the scum has been produced, whose stirring speed has been reduced in an appropriate manner, if necessary.
The cell coagulum which is obtained by this process, unless the original dispersion from which it is prepared, either a previously vulcanized dispersion, is ordinarily subjected to vulcanization and finally dried, with washing if necessary, either before , either during or after vulcanization.
The expression “aqueous rubber dispersion” is understood to mean either a natural latex of rubber, of gutta-percha or of a similar substance, either of normal rubber content, or concentrated, or vulcanized or unvulcanized and either preserved, for example with ammonia, or not preserved, or mixtures of two or more of these latexes and also artificial dispersions, for example of synthetic rubber, reclaimed rubber or other substances analogues.
The dispersion may contain, in addition to vulcanizing ingredients, fillers, anti-aging agents, colorants or any of the other additions usually employed in the art.
The rubber dispersion will advantageously be sufficiently viscous to ensure, after it has been mixed homogeneously with the scum and before the hardening of the mixture takes place, hardening caused by partial coagulation or complete, that the bubbles of the incorporated foam cannot rise to the surface and thus break the homogeneity of their initial distribution in the mass of the dispersion. The viscosity required for this purpose may be achieved in the dispersion by adding thereto any of the known latex thickening substances.
On the other hand, in cases where the coagulant employed is an agent of the type rendering the latex sensitive to heat (i.e., for example a coagulant of the type described in British Patents Nos. 284608, 292964 , 380520, 335621 and <B> 3 </B> 51012) or in cases where the added coagulant is of the type which only exerts its action after a given time interval, it may not be necessary to add to latex a viscosity increasing agent, since generally speaking the addition of coagulant of the types indicated inherently has the effect of increasing the viscosity.
viscosity of the dispersion to which they are added, to the degree required for the purposes of the present invention.
The coagulation of the mixture of the rubber dispersion and the scum can be carried out by heating the mixture to the required temperature or by allowing it to remain at the normal temperature, depending on the coagulant employed as mentioned above. above.
The coagulating agent (s) can be added to the. dispersion either before the addition of the scum to the dispersion, or during this addition. In the latter case, the liquid medium of the foam may contain the coagulating agent (s) to be added. This or these agent (s) can also be added subsequently, that is to say to the mixture of the dispersion and the scum.
In addition, if desired, the dispersion may contain a substance which is not, by itself, a coagulant for the dispersion, at least at normal temperature, but which can react in the mixture of the dispersion. and dross, with another substance introduced into the liquid medium of the dross, to produce in situ a coagulating agent in the mixture itself. This coagulating agent can be active either cold (preferably after an interval of time) or at an elevated temperature.
For example, one can add to a latex containing 50 of dry rubber and preserved by 0.5% ammonia, 1% di-phenyleguanidine and one can add to the liquid medium of the foam, a solution of acetate d. 'ammonium at: 30%, the amount of ammonium acetate solution varying according to the speed which is desired for the coagulation and according to the temperature to be employed during this coagulation, or only according to one of these factors . The mixture of dispersion and scum can be coagulated either in a mold or after having been formed or used as desired, for example after being applied to a fabric.
Depending on the coagulating agents employed, the coagulation can be effected either by allowing the mixture of dispersion and scum to remain at rest for the time sufficient to produce coagulation and preferably by applying heat to the mixture for the preparation. 'bring to the appropriate temperature, or by one of these two means only.
The coagulated material can then be vulcanized and in the case where the mixture is vulcanized by heating, the coagulation and vulcanization can be carried out simultaneously.
In the case of coagulation and vulcanization of the mixture of the dispersion and the scum, by heating, it is preferable to carry out the operation (s) under conditions preventing the evaporation of water from the dispersion or coagulum, because otherwise the regularity and predetermined character of the cellular structure of the product would suffer.
The liquid medium of the scum is preferably an aqueous liquid containing a scum-forming agent, for example an alkaline or ammonia soap or saponin, giving or increasing the emulsifying properties of the liquid.
As will be appreciated, the scum must be sufficiently strong and persistent to be incorporated while remaining practically in tact in the rubber dispersion, that is to say practically without the bubbles bursting, which would cause loss of the foam. predetermined quantity of gas contained in the scum. For this purpose, it is possible to add to said liquid medium of the scum, a substance acting in the liquid to increase its viscosity to the point required to give a sufficiently abundant scum for the particular operation considered, for example -l'albumen, glue, pacifier or molasses.
In some cases, the substance added for this purpose may itself have scum-forming properties sufficient to eliminate the addition of another scum-forming agent, such as soap, soap, water. saponin or the like.
With regard to the preparation of the scum to be introduced into the latex or other dispersion, it is known that when a gas forms scum with a liquid, the size of the bubbles produced varies directly with the speed of the means of stirring and that as the bubbles decrease in size with increasing stirring, they tend to become more regular or more uniform in shape.
If the brewing device is a whipping machine, for example a brewing device, the brewing elements of which are constituted by solenoids or interlocking elements, opposite, passing close to each other, the distance between the moving brewing elements in contrast influences the size of the bubbles produced, in that the shorter this distance the smaller the bubbles will be, and it is possible by appropriately adjusting the distance between the stirring members with respect to the speed of the relative movement of these, key to produce scum with excessively small bulges.
Indeed, scums of virtually any desired bubble size can be produced in this manner and since, as previously indicated, the cellular structure of the coagulum obtained by the process of the present invention and, therefore, Therefore, from the rubber produced last, corresponds to the structure of the foam bubbles introduced into the rubber dispersion, it is possible to produce cellular or porous rubbers of virtually any desired size of cells or cells. pores, even down to very small cells or pores.
In this vein, it may be noted that the present invention provides an easy solution to the problem of manufacturing rubber or ebonite permeable to gases or liquids, with a permeability of any degree exceeding that of rubber and so-called micro-porous ebonite.
The coagulum which is obtained by the process is of cellular structure and its cells do not communicate with each other, and controlling in an appropriate manner the character of the scum which is introduced into the dispersion and by correspondingly choosing the conditions for a possible vulcanization of the coagulum, this structure of the coagulum can be maintained permanently, so that the final product is also of a cellular structure whose cells do not communicate with each other with the others.
However, if a porous material is to be made, that is, a material of cellular structure whose cells communicate with each other in the manner of natural sponges, the process must be carried out so that the cell walls of the coagulum are of a fineness such that they can be broken during the hot vulcanization of the coagulum or (in the case where the starting dispersion of the process is a dispersion of latex vulcanized in advance or semi-vulcanized on a dispersion vulcanizable at normal temperature or at relatively low temperatures, not exceeding 60 C)
during heating to which the coagulum is subjected after it has been vulcanized, but before final drying, the rupture of the walls of the cells being due in each case to the dilation of the gas trapped in the cells.
After vulcanization, washing of the cellular or porous product obtained according to the invention can be carried out to remove the solid substances which have been used either in the. starting dispersion, or in the foam introduced into this dispersion and whose presence is undesirable in the finished product.
Two examples of implementation of the process according to the invention will now be described, but it will be understood that these examples are given only by way of illustration.
<I> Example 1: </I> A mixture of the following composition: latex containing <B> 55% </B> of dry rubber and stored using <B> 0.5% </B> d 'ammonia, 180 gr, mineral oil 5 gr, zinc oxide 1 gr, zinc acetate (crystallized in ammoniacal solution) 1 gr, zinc dimethyl-dithio-carbanate 0.4 gr, sulfur 2 gr, having a concentration final <B> 50% </B> by solids, is mixed uniformly with 120 cm 'of a foam obtained by introducing air into a 5% aqueous solution of glue containing <B> 0.5% < / B> an alkaline soap to increase its foaming capacity.
The froth is produced in a whipping machine of the type referred to above, the solenoids of which are spaced from each other by a distance of approximately. 5 mm.
The resulting homogeneous mixture formed from the mixture of the dispersions of rubber and d (: the foam, is poured into a mold until the latter is full. The full mold is then closed and firstly heated for 20 minutes at 60 C and then for one hour at 100 C.
The resulting molded article is then removed from the mold and washed with water, and then it is dried thoroughly. This results in a soft, uniform cell mass of approximately twice the volume that the mass would have occupied if the dispersion had been coagulated and vulcanized without the foam. As a variation of the previous example, 480 cm-# of the same scum was introduced in the same amount of the dispersing mixture and the same coagulation and vulcanization process was applied to the resulting mixture and obtained. as the product a uniform and slightly spongy material having a volume approximately five times that of the cell mass produced in the example.
Example <I> 2: </I> A mixture of the following composition: latex containing 55% dry rubber and preserved with <B> 0.5% </B> ammonia <B> 180 < / B> gr, diorthotolyl-guanidine 1.5 gr, ammonium acetate 3 gr, zinc oxide 3 gr, sulfur 30 gr, having a final concentration of 50% in solids, is mixed uniformly at 80 cm:
air distributed very finely in a 7% glue solution, this finely divided foam having been produced in a whipping machine whose solenoids are spaced from each other at a distance of about 1 mm and whose internal volume is approximately three times that of the liquid mass to be transformed into scum. A mold is filled with the resulting mixture of the dispersion mixture and the froth, then the filled mold is closed and heated first for 30 minutes at 60 C and then in an autoclave for 4 hours at a pressure of 3. atmospheres.
The resulting product, after being dried, is porous ebonite, the pores of which are visible only with a magnifying glass and the volume of which is approximately twice that which would have been obtained if the rubber mixture had been treated without scum.