Brevet FR2003622A1 — publié le 19691114

i 2003622 L'adhésivité ou le pouvoir collant des élastomères a été mesuré parfois en déterminant la traction requise pour la séparation, dans un sens perpendiculaire, de surfaces appliquées l'une sur l'autre, toutefois, à cette fin on utilise le plus fréquemment un une bande 5 procédé au cours duquel/est pelée parallèlement aux surfaces collant l'une sur l'autre, le résultat étant exprimé comme force par unité de largeur de la bande. Bien que ces mesures par unité de largeur de la résistance au pelage d'une bande soient avantageuses pour comparer les résistances des liens adhésifs, elles ne 10 sont pas favorables pour étudier l'auto-adhésivité ou le pouvoir collant réel des élastomères. Les quelques appareils réalisés pour mesurer les forces perpendiculaires sont de peu d'utilité, étant donné qu'ils sont généralement conçus pour le contact entre une surface standard et un 15 adhésif et qu'ils ne peuvent pas être adaptés à la mesure précise de l'adhésivité ou du pouvoir collant tant de matières similaires que de matières différentes. La présente invention propose un appareil pour la mesure précise, pouvant être reproduite, soit du pouvoir collant, soit de 20 l'adhésivité, et ce, en juxtaposant des zones exactement déterminées des matières à essayer et en soumettant ces zones à une charge déterminée pendant une durée déterminée; ensuite, ces zones sont séparées automatiquement l'une de l'autre à une vitesse constante et la force maximum, requise pour obtenir cette séparation, 25 est indiquée. Le résultat est exprimé en "force par unité de zone Les zones à mettre en contact sont déterminées d'une manière particulièrement simple et avantageuse en préparant des spécimens sous la forme de bandes étroites de largeur identique, en plaçant 30 ces bandes dans des pinces disposées de manière que leurs axes soient situés à angle droit l'un par rapport à l'autre et en rapprochant les pinces les unes des autres afin de mettte les surfaces en contact l'une avec l'autre. La largeur des spécimens est aisément maintenue à la valeur voulue en déttoupant ces derniers 35 à partir d'une feuille au moyen d'un outil de matriçage muni de bords parallèles espacés l'un de l'autre de la valeur envisagée. La zone de contact est donc constituée par le carré de l'espace entre les bords des bandes spécimens. L'appareil est muni d'un poids qui maintient les surfaces 40 collantes en contact avant la mesure, d'un dispositif horaire qui 69 06243 2 2003622 enlève le poids de la charge et qui amorce l'application de la force de séparation à l'un des jeux de pinces après expiration de la durée de contact envisagée, et d'une balance à ressort qui indique la force de séparation qui lui est transmise par l'autre jeu de 5 pinces. Additionnellement, l'appareil comprend des interrupteurs de mise en fonction et d'arrêt qui connectent les mécanismes de manière que les différentes opérations de la mesure se suivent automatiquement dès que le processus estamorcé. Une forme d'exécution, donnée à titre d'exemple non limitatif, est représentée au dessin annexé, dans lequel : La fig. 1 est une vue latérale du dispositif de mesure de l'adhésivité. La fig. 2 en est une vue frontale. L'appareil de mesure de l'adhésivité est monté sur une base 10 en forme de boîte à la face arrière de laquelle est fixé un montant 11 qui supporte les pièces fonctionnelles, se faisant suite dans le sens vertical, de l'appareil. A proximité de l'extrémité inférieure du montant 11 est prévu un support 12 formant un guidage pour une barre 13 se déplaçant dans le sens vertical et portant le jeu inférieur de pinces 14. Les pinces sont constituées par une tête transversale 15 munie d'une face supérieure lisse et plane 16 délimitée par les épaulements 17. Au-delà des épaulements sont prévus les pivots 18 auxquels sont articulés les leviers de serrage 19 munis de ressorts 20 qui refou.-lènt les extrémités intérieures 21 des leviers fermement contre les épaulements 17. Les extrémités extérieures 22 des leviers de serrage 19 sont repliées vers le bas, de manière que lorsqu'elles sont pressées l'une contre l'autre, les extrémités intérieures 21 se soulèvent des épaulements 17, Les extrémités intérieures 21 sont munies d'encoches profondes 23 qui s'étendent à partir du bord avant, de manière qu'une bande spécimen 24 (seulement représentée à la fig.2) puisse être glissée aisément dans les encoches à partir de l'avant pendant que les leviers de serrage sont temporairement soulevés des épaulements 17, de façon que le spécimen soit disposé avec précision et soit fermement maintenu en place lorsque les leviers de serrage sont relâchés. Au dos de la tête 15 de la pince est prévue une saillie 25, et ce, directement au-dessus d'un interrupteur 26 qui est monté sur le support 12 dans un but qui sera décrit plus loin. La barre 13 qui supporte les pinces inférieures 14 est réali 69 06243 3 2003622 sée de manière à se déplacer lentement vers le bas pendant le fonctionnement de l'appareil. Ceci est obtenu en prévoyant un arbre vertical 27 entraîné par un moteur et qui s'étend de la base 10. La vitesse de rotation de l'arbre 27 peut être modifiée. Le moteur 5 et l'engrenage de réduction pour l'arbre 27 sont disposés dans la base 10. L'extrémité inférieure de la barre 13 se termine dans un accouplement 28 engageant fermement la partie cylindrique de l'arbre 27. Une poignée 29, prévue sur l'accouplement 28, peut être pivotée vers l'avant afin de désengager un demi-écrou intérieur de 10 l'extrémité supérieure filetée de l'arbre vertical 27, de manière que la barre et son jeu de pinces 14 puissent être déplacés verticalement et engager l'arbre 27 à nouveau à un autre point. Plus dans le haut du montant 11 est prévu un autre support 30 formant le guidage pour une barre verticalement mobile 31 dont 1' 15 extrémité inférieure porte le jeu de pinces supérieures 32 qui sont identiques aux pinces 14 à l'exception qu'elles sont orientées vers le bas au lieu d'être orientées vers le haut et que leur axe se situe à angle droit à celui de pinces 14, Les pinces supérieures 32 sont donc également constituées par une tête 15 à sur-20 face plane 16 délimitée par les épaulements 17 et elles sont également munies de pivots 18 auxquels sont articulés les leviers de serrage 19 munis de ressorts 20 afin que leurs extrémités intérieures 21 soient appliquées contre les épaulements 17, sauf lorsque les extrémités extérieures 22 sont pressées l'une contre l'autre. 25 On prévoit également les encoches 23 dans lesquelles sont insérées les extrémités d'un deuxième spécimen 33, (seulement représenté à la fig. 2} qui s'étend de l'avant vers l'arrière et à angle droit au spécimen inférieur 24 du fait que les pinces supérieures 32 sont disposées à angle droit par rapport aux pinces inférieures 14. 30 L'extrémité supérieure 34 de la barre 31 présente un diamètre réduit de manière à former un épaulement qui supporte un manchon à bride 35 sur lequel se placent des poids fendus 36 pouvant être interchangés. Dans une découpe du support 30 est disposé un interrupteur 37 qui est abaissé par le poids lorsque ce dernier re-35 pose sur le support 30, Dans le haut du montant 11 est prévue une glissière à roue dentée et crémaillère 38 actionnée par un bouton 39 et supportant une balance à ressort 40 munie d'une tige verticale 41 s'étendant du fond du boîtier de la balance. L'extrémité supérieure 34 de la 40 barre 31 est reliée à la tige 41 de la balance à ressort par un 69 06243 4 2003622 raccord fendu 42 permettant que les pinces supérieures 32 et les poids 36 puissent être soulevés afin d'ouvrir l'interrupteur 37 sans affecter la balance à ressort 40. La balance à ressort 40 est munie d'un cadran rotatif 43 permettant la mise à zéro de 1' 5 appareil avant le début de la mesure, ainsi que d'un blocage 44 qui maintient l'aiguille à l'endroit de son indication finàle. Un mécanisme horaire 45 qui peut être monté sur la base 10 est muni d'un cadran 46 gradué en minutes, ainsi que d'un bouton rotatif 47 portant un indicateur. Ce mécanisme horaire est remon-10 té de manière que l'ouverture de l'interrupteur 37 lorsque les poids 36 sont soulevés du support 30, portant les pinces supérieures 32, mette le mécanisme horaire en fonction, tandis que le retour à zéro du mécanisme horaire, après l'expiration d'un temps déterminé, met en action le moteur qui fait tourner l'arbre 27 en 15 abaissant ainsi les pinces inférieures £4; le mouvement vers le bas des pinces inférieures 14 entraîne l'abaissement de l'interrupteur 26 par la saillie 25, ce qui arrête la fonction de l'appareil. Lors de la mise en oeuvre de l'appareil, il est avantageux d'utiliser des spécimens d'une largeur de 6,35 mm et il en découle 20 que le spécimen inférieur 24, disposé en croix par rapport au spécimen supérieur 33, entre en contact avec ce dernier par une zone 2 d'exactement 0,403 cm . Lors de l'essai, on choisit un poids 36 approprié pour obtenir la charge envisagée qui presse les faces des spécimens l'une 25 sur l'autre, à savoir un poids qui, lorsqu'il est ajouté au poids des pinces supérieures et à celui de leur support, est égal à 453,6 g., correspondant à une pression de 1,1248 kg/cm appliquée à la zone de contact des spécimens disposés en croix et ayant une largeur de 6,35 mm. D'autres valeurs de pression peuvent être ob-30 tenues en utilisant des poids différents. La glissière à roue dentée et crémaillère 38 est réglée par le bouton 39 de manière que le poids 36 et le manchon 35 se posent fermement sur le support 30 lorsque l'interrupteur 37 est abaissé, de manière que la barre 31 Cy compris les pinces supérieures 32) soit désengagée du poids 35 36 et soit suspendue à la tige 41 de la balance à ressort. Les spécimens de la matière envisagée et ayant la largeur déterminée de 6,35 mm sont ensuite montés dans les pinces inférieures 14 et dans les pinces supérieures 32. Le blocage 44 est ouvert afin de relâcher l'aiguille de la balance, le cadran 43 est 40 69 06243 5 2003622 tourné afin d'amener l'indication zéro en regard de l'aiguille et le blocage 44 est à nouveau fermé afin que l'aiguille soit retenue ultérieurement à l'endroit de son indication finale. Le bouton 47 du mécanisme horaire est ensuite tourné au nombre de minutes 5 envisagées pour la durée du contact. L'essai proprement dit débute en soulevant la poignée 29 et en soulevant l'accouplement 28, y compris la barre et les pinces inférieures 14, de manière que le spécimen 24 puisse engager le spécimen 33 qui, ainsi que les pinces supérieures 32, la barre 31, 10 le manchon 35 et le poids 36, est soulevé d'une valeur suffisante pour écarter le poids de l'interrupteur 37 afin que le mécanisme horaire soit mis en action, ensuite l'accouplement 28 est maintenu dans sa position élevée en abaissant la poignée 29 afin que le demi-écrou puisse engager l'extrémité supérieure filetée de l'ar-15 bre 27 dans cette position élevée. L'ouverture de l'interrupteur 37 permet d'achever l'essai automatiquement, étant donné que le mécanisme horaire est mis en action et détermine l'intervalle convenable après lequel le moteur est mis en action pour entraîner l'arbre 27 et abaisser lentement 20 les pinces inférieures 14, enfin, dans la position extrême de 1' abaissement, l'interrupteur 26 arrête l'appareil. Après la première partie du mouvement vers le bas, le poids 36 et le manchon 35 se placent sur le support 30, de manière à se désengager de la barre 31 qui se déplace vers le bas. Pendant la partie suivante 25 du mouvement, le mouvement perdu est absorbé par le raccord 42, de manière que la tension soit amorcée à 1'encontre de l'action du ressort de la balance 40. La tension maximum qui représente la traction requise pour séparer l'une de l'autre les faces des deux spécimens 24 et 33, 30 est automatiquement indiquée par l'aiguille qui reste ensuite bloquée dans sa position, de manière que l'indication puisse être relevée à un moment quelconque par le préposé, avant l'essai suivant. L'appareil est immédiatement disponible pour l'essai suivant 35 puisqu'il suffit d'enlever les spécimens et de les remplacer par d'autres, de relâcher momentanément le blocage 44 de l'aiguille afin que cette dernière puisse retourner à sa position zéro, de remettre le cadran 43 à zéro si les nouveaux spécimens présentent un poids différent, et de régler à nouveau le bouton 47 du méca-40 nisme horaire. 69 06243 6 2003622 L'appareil conforme à l'invention est particulièrement avantageux pour mesurer le pouvoir collant réel ou 1'auto-adhésivité des élastomères. A cette fin, le caoutchouc naturel ou synthétique, s'il n'est pas déjà appliqué sur un support textile quelcon-5 que de manière qu'il suffise de le découper en bandes, est de préférence pressé en une mince couche sur un support textile qui résiste à la tension lors de l'opération de mesure. Un film non-adhésif, par exemple un film en cellophane ou en polyester, est de préférence pressé provisoirement sur la face libre, afin de ga-10 rantit qu'elle soit bien lisse et de la protéger contre toute pollution jusqu'au moment de l'essai où ce film est enlevé. L'appareil conforme à l'invention est extrêmement bien approprié pour étudier la différence entre le pouvoir collant réel ou 1'auto-adhésivité (caractéristique du caoutchouc naturel) et 15 une simple viscosité (caractéristique de la plupart des élastomères synthétiques). Ceci est obtenu en comparant les pouvoirs d' adhérence de spécimens identiques en caoutchouc ou en élastomëre synthétique, d'une part, en les collant les uns aux autres et, d'autre part, en faisant adhér_er un tel spécimen à une surface 20 standard en acier inoxydable. La surface métallique standard ou autre matière rigide est préparée, au préalable, sous la forme d'une bande de la largeur envisagée et elle est engagée et maintenue par les leviers de serrage 19 de la même manière que les bandes en matières flexibles. 25 Des essais approfondis avec de nombreuses matières se trou vant dans de très différentes conditions ont prouvé que l'appareil permet d'obtenir d'une manière consistante des résultats pouvant être reproduits. Des mesures individuelles dans des conditions identiques ne diffèrent que d'une faible valeur, de maniè__re 30 qu'une moyenne de trois mesures donne des chiffres qui ne diffèrent que très légèrement de la mesure réelle. Il est évident que les mesures dépendent de la charge et de la durée du contact qui sont des conditions que le préposé peut modifier. Néanmoins, lorsqu'il s'agit des élastomères courants, 35 les charges supérieures à une faible charge critique déterminée n'ont qu'un effet relativement faible, de manière que généralement il soit plus avantageux d'effectuer toutes les mesures avec une charge identique, par exemple de 453,6 g -(correspondant à une pression de 1,1248 kg/cm lorsqu'on utilise une bande d'une lar-40 geur de 6,35mm). La durée du contact est légèrement plus critique étant donné que les valeurs de l'adhérence croissent rapide 69 06243 7 2003622 ment avec une durée jusqu'à 30 secondes, mais qu'elles ne croissent que lentement lorsque la durée du contact est accrue davantage. Par conséquent, on a pu constater qu'une minute de contact était un intervalle convenable pour de nombreux buts. 5 Bien que les mesures à température ambiante et à l'air soient le mieux appropriées, il est également possible de prévoir des températures plus ou moins élevées et d'autres atmosphères en enfermant l'appareil, y compris les spécimens à essayer, dans une chambre à température contrôlée ou étanche au gaz. 69 06243 8 2003622 REVENDICATIONS 1.- Appareil pour mesurer l'adhésivité ou le pouvoir collant des élastomères et comprenant des pinces qui retiennent les extrémités d'une bande de matière à mesurer, un moyen pour presser la surface de la bande contre la surface d'une autre bande, et ce, 5 sous une charge déterminée pendant une durée déterminée et un moyen qui sépare les surfaces l'une de l'autre et qui indique la force nécessaire à cette séparation, caractérisé en ce que les pinces inférieures et les pinces supérieures sont disposées à angle droit les unes par rapport aux autres de manière que les bandes de 10 matière soient appliquées en croix l'une sur l'autre. 2.- Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les pinces inférieures et supérieures sont d'exécution identique. 3.- Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le pressage l'une sur l'autre des surfaces sous l'influence d'une 15 charge actionne le moyen servant à la séparation des surfaces et indiquant les forces de séparation après l'expiration d'un intervalle de temps déterminé. 4.- Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les pinces supérieures et inférieures sont identiques, tandis que 20 les pinces supérieures portent une charge d'un poids déterminé, et en ce qu'en soulevant les pinces inférieures de manière que la charge des pinces supérieures se place sur les dites pinces inférieures, amorce un mécanisme horaire qui, après un temps déterminé, actionne le moyen qui abaisse les pinces inférieures afin de sépa-25 rer les surfaces appliquées l'une sur l'autre.