Brevet FR2004323A1 — publié le 19691121

i 2004323 On fabrique les bandes de fibres liées par du caoutchouc ou par une résine synthétique par feutrage des fibres avec le liant et par laminage du mélange sur des calandres pour 1*obtention de feuilles plus ou moins minces, les bandes de fibres 5 de ce genre sont d'une importance particulière dans le domaine des plaques de joint dans lequel on groupe sous la désignation de plaques It des produits contenant de l'amiante qui comprennent de l'amiante liée par du caoutchouc ou par de la résine. Ces plaques se distinguent par leur grande stabilité à la pres-10 sion, leur stabilité aux acides et leur grande stabilité vis-à-vis de la température. le liant des plaques It ou des plaques analogues est constitué la plupart du temps par du caoutchouc et dans des cas particuliers par des produits synthétiques. Dans les joints stables vis-à-vis des acides, on met en oeuvre de 15 l'amiante de hornblende et sinon, la plupart du temps, de l'amiante de chrysotile. les plaques de ce genre comprennent en outre des fractions plus ou moins grandes de matières minérales de remplissage. les plaques It sont fabriquées aujourd'hui encore suivant 20 le procédé qui a été mis au point en 1896 par R. ELIïTGrER et à l'aide des machines qui étaient essentiellement déjà utilisées à 1 époque. lia fabrication des plaques s'effectue sur une calandre connue d'une manière générale sous la désignation de calandre It. Cette calandre est constituée en principe par un grand 25 cylindre pouvant être chauffé par de la vapeur à une température de 120 à 150*C et par un petit cylindre pouvant être refroidi par de l'eau à une température de 15 à 20°C. le cylindre froid se présente sous la forme d'un cylindre d'application de la pression. La pression d'application est produite hydraulique-30 ment dans les machines modernes, par deux pistons qui agissent sur les tourillons du cylindre froid. Pour obtenir une plaque It, on emploie maintenant un mélange qui contient de 10 à 15 0 environ de caoutchouc, la quantité nécessaire d'agent de vulcanisation, un agent accéléra-35 teur, des matières de remplissage et d'une manière prédominante, de l'amiante. Afin que le mélange devienne pâteux, le caoutchouc est, la plupart du temps, dissous dans un solvant. La fabrication d'un tel mélange peut être faite dans un pétrisseur Z ou dans des mélangeurs dentés construits spécialement à cette 6908073 2 2004323 fin. La teneur en caoutchouc ne dépasse que rarement 10 $ environ étant donné qu'entre autres inconvénients, elle a une influence défavorable sur la stabilité de forme sous l'action de la pression quand la température s'élève, ce qui est dû en par-5 ticulier à ce que lors de la fabrication instantanée, on court le risque que la vulcanisation ne s*effectue pas complètement, à coeur et c'est pourquoi il est d'un usage courant dans l'industrie d'exagérer beaucoup le dosage en agent accélérateur et en agent de vulcanisation. 10 Le mélange est introduit, quand les calandres tournent, dans l'intervalle entre cylindres dans lequel il se répartit uniformément sur toute la largeur des cylindres jusqu'aux joues latérales de limitation de la matière. La masse s'applique sur le cylindre chauffé sous l'action de la pression du cylindre 15 d'application, sous forme d'enveloppe, en tant que revêtement se composant de couches très minces, laminées l'une sur l'autre et le solvant se vaporise tandis que la vulcanisation s'effectue. On applique suffisamment de masse pâteuse pour que l'épaisseur souhaitée soit atteinte. Quand les cylindres sont arrêtés, on 20 coupe l'enveloppe de plaque en direction axiale et on la tire dans l'intervalle entre cylindres. La largeur des cylindres et le diamètre du cylindre chaud déterminent le format des plaques. Les exigences qui sont imposées à un tel cylindre, telles que dureté, aptitude à recevoir 25 une pression élevée, rigidité suffisante, etc... ne permettent pas de construire des cylindres chauds ayant un diamètre supérieur à 1,5 m environ. Le diamètre du cylindre chaud et la vitesse de laminage déterminent à leur tour la vitesse de fabrication des plaques. 30 Dans la technique, il faut toutefois tenir compte de ce qu'une plaque ne doit pas être fabriquée, autant que possible, dans un intervalle de temps inférieur à 10 minutes, étant donné qu'autrement, elle est insuffisamment séchée et vulcanisée. Une plaque non vulcanisée ou incomplètement vulcanisée doit su-35 bir une nouvelle vulcanisation dans un four à réchauffet, étant donné que c'est seulement une plaque complètement vulcanisée qui présentera la stabilité nécessaire vis-à-vis des milieux ainsi que de la stabilité vis-à-vis de la pression. Un autre procédé de vulcanisation rapide est fourni par l'utilisation 6908073 3 2004323 d*ultra-accélérateurs. Ici encore il est nécessaire d'avoir un excès d'accélérateur qui aboutit, quand le joint est. soumis à une sollicitation thermique à l'état monté, à un durcissement de ce joint. En outre, des dosages exagérés du soufre et.des 5 accélérateurs aboutissent à une corrosion des surfaces de joint ou des autres surfaces sur lesquelles reposent les joints ou les plaques. Comme autre inconvénient de la calandre utilisée jusqu'à présent, il y a lieu d'indiquer que la fabrication de plaques 10 devant avoir une épaisseur supérieure à 3 mm est plus difficile. Eh effet, une plaque caoutchouc-amiante ayant une épaisseur de 3mm a une conductibilité calorifique si mauvaise que la quantité de chaleur nécessaire pour la vaporisation du solvant ainsi que pour la vulcanisation des couches devant encore être appliquées 15 ne suffit plus. Il faut alors faire tourner la calandre plus lentement, ce qui abaisse l'avantage économique de l'opération. la présente invention a pour but de fournir un procédé pour la fabrication de bandes de fibres, ainsi qu'un dispositif d'application du mélange qui rendent la vitesse de production 20 indépendante de la quantité de chaleur cédée par le cylindre de chauffage, le facteur temps étant prolongé. En outre, l'invention doit rendre possible la fabrication de bandes plus longues, ce qui est important, non seulement pour une meilleure utilisation des machines automatiques moder-25 nés de découpage à l'emporte pièce pour la fabrication des joints mais aussi pour l'application de bandes de ce genre en fibres liées, à d'autres secteurs, par exemple le secteur constitué par les revêtements de toit et de sol résistant à la chaleur, pour lequel il faut des bandes beaucoup plus longues que celles 30 qui ont pu être fabriquées d'après les procédés connus jusqu'à présent. l'invention part des procédés et des dispositifs qui sont actuellement d'un usage courant pour la fabrication de plaques en fibres liées et en particulier, de plaques It, avec utilisa-35 tion de mélanges usuels et de calandres usuelles et elle est caractérisée en ce que, pour la fabrication des plaques, une bande san fin soudée, en acier spécial, est guidée autour du cylindre chaud, la longueur de cette bande étant beaucoup plus grande que celle du pourtour du cylindre chaud, la bande 6908073 4 2004323 représentant la surface du cylindre chaud, tournée vers la plaque à former. Le dispositif pour, l'exécution du procédé est caractérisé en ce qu'autour du cylindre chaud est disposée une "bande sans 5 fin soudée ayant une longueur "beaucoup plus grande que celle du pourtour du cylindre chaud et en ce qu'il est prévu, disposé à une distance appropriée derrière la calandre, comme cylindre de renvoi pour la bande en acier, un second cylindre. On emploie de préférence une calandre ayant un cylindre 10 chaud de 1 m de diamètre environ et une bande d'acier ayant une longueur périphérique de 30 m environ. Le cylindre de renvoi est de préférence, lui aussi, chauffé. Cette bande d'acier est tendue d'une manière relativement forte par le deuxième cylindre qui sert de cylindre de renvoi 15 pour cette bande. Cette bande d'acier correspond pratiquement à une augmentation du diamètre du cylindre déterminée par la longueur de la bande d'acier. Le déroulement de la fabrication s'effectue de la manière suivante. Le cylindre ordinaire chaud porte la bande à la tem-20 pérature nécessaire, et produit en liaison avec le cylindre froid la pression d'application nécessaire mais ne remplit plus la fonction de cylindre de format et par suite n'assure plus l'enroulement des différentes couches de matière ; ces fonctions incombent maintenant à la bande d'acier. La matière est appli-25 quée dans l'intervalle que forment entre eux le cylindre froid et la bande d'acier. La pression linéaire peut être avantageusement de 50 à 100 kg/cm. La bande d'acier qui agit comme une bande transporteuse conduit les couches appliquées de mélange ' initial autour du cylindre de renvoi et les ramène à la calan-30 dre d'application dans laquelle s'effectue uh nouveau chargement jusqu'à ce que l'épaisseur de la bande ait été atteinte. On obtient un résultat économique plus important si le cylindre de renvoi est chauffé et complété par un second cylindre de froid de telle manière qu'à cet endroit aussi, de la matière 35 puisse être appliquée, ce qui double la vitesse de fabrication. Quand la calandre est arrêtée, on divise la bande axialement et on la tire dans l'intervalle d'introduction entre cylindre et bande. Il est avantageux de chauffer en outre la bande d'acier entre les deux cylindres chauds. Le chauffage utilisé peut être 6908073 5 2004323 un chauffage par induction ou un chauffage par rayonnement. De cette manière, sont satisfaites les exigences imposées qui sont nécessaires pour la vulcanisation des mélanges, à savoir l) température suffisante et 2) durée de vulcanisation suffisante. 5 D'autres avantages du procédé et du dispositif suivant l'invention sont les suivants. En raison de la très grande longueur du format qui peut atteindre sans difficulté jusqu'à 30 m et plus, on n'a "besoin d'arrêter la- calandre qu'une seule fois tandis que les calan-10 dres ayant une périphérie maximale de cylindre d'environ 4,5 m doivent être arrêtées six fois plus souvent que la calandre suivant l'invention, ayant une bande d'acier de 30 m de longueur. On peut en outre, avec des bandes de plaques It ayant une longueur de 30 m exécuter les travaux nécessaires de découpage à 15 l'emporte-pièce d'une manière beaucoup plus rationnelle. Cela est important non seulement au point de vue du degré d'utilisation plus élevé mais aussi au point de vue de l'économie de main-d1oeuvre dans le chargement des machines à découper automatiques. Un avantage important de l'invention réside en ce qu'il 20 n'est pas nécessaire de forcer le dosage en agents de vulcanisation ou en agents accélarateurs et en outre, en ce qu'on n'a pas besoin non plus d'employer d'ultra accélérateurs dé sorte qu'un durcissement ultérieur des bandes de fibres ou des pièces fabriquées avec ces dernières se trouve exclu, ainsi que la 25 corrosion préjudiciable de surfaces travaillant avec ces bandes ou arec ces pièces, par exemple de brides contre lesquelles l'é-tanchéité doit être assurée. L'ensemble de la machine est ordinairement entouré d'une enveloppe et relié par un dispositif d'aspiration à une instal-30 lation de récupération du solvant. Grâce à l'invention, il est possible, en employant des calandres ordinaires et des mélanges ordinaires et sans qu'il soit néanmoins nécessaire d'avoir recours à un dosage forcé en agents de vulcanisation et en accélérateurs, d'obtenir avec sûreté,' 35 des bandes de fibre parfaitement vulcanisées, avec une productivité par unité de temps et par unité de machine considérablement plus élevée du fait que les arrêts de machine sont moins fréquents. Grâce à la vulcanisation parfaite s'effectuant sur la calandre, il est possible aussi, sans que cela nuise à la 6908073 6 2004323 sécurité du fonctionnement, d2augmenter la proportion de caoutchouc. Un autre avantage réside dans la possibilité d'utiliser des calandres avec cylindres chauds plus petits. D'autres caractéristiques et avantages de la présente in-5 vention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard du dessin annexé donnant à titre explicatif mais nullement limitatif une forme de réalisation conforme à l'invention. Sur la figure unique de ce dessin, le repère 1 désigne le cylindre chaud ordinaire d'une calandre ordinaire, cylindre vis-10 à-vis duquel se trouve le cylindre froid 2. A une distance appropriée du cylindre chaud 1, est disposé le cylindre de renvoi 3 qui dévie la bande sans fin soudée 4- en acier et la ramène vers le cylindre chaud, l'alimentation en mélange s'effectue à l'intervalle 5 existant entre la surface 15 de la bande en acier et le cylindre froid. Dans une réalisation préférée de l'invention, il est prévu, vis-à-vis du cylindre de renvoi (qui est dans ce"cas chauffé) un deuxième cylindre froid. Cette modification permet d'effectuer aussi à cet intervalle entre la surface de la bande en 20 acier et le deuxième cylindre froid (naturellement en tenant compte du sens de rotation des cylindres) une nouvelle alimentation en mélange et par conséquent de doubler la vitesse de production . De préférence, 1*espace entre le cylindre d'alimentation 25 (cylindre 1 sur le dessin) et le cylindre de renvoi (3) est enveloppé d'une manière telle qu'il existe un canal de chauffage pour la bande en acier et le mélange se trouvant sur cette dernière. le canal de chauffage n'a pas besoin d'avoir de parois mais il peut être constitué par exemple seulement par des appa-30 reils rayonnant des rayons infra-rouges ou par un champ d'induction. Mais normalement, le canal de chauffage a effectivement des parois qui peuvent être en même temps une partie de l'enveloppe pour l'aspiration des vapeurs de solvant. l'invention peut être appliquée aussi à la fabrication de 35 bandes liées par du caoutchouc ou par de la résine et comportant des fibres autres que des fibres d'amiante et en particulier, des fibres de laine de verre, de laine de scorie, de laine de roche ou de laines analogues. 6908073 7 2004323 - EXEMPTE - Dans la norme DIN 3754»' on décrit entre autres une plaque de joint portant la désignation It 200. Un avantage important de cette plaque réside en ce qu'elle présente une résistance p 5 moyenne à la traction ayant une valeur d'au moins 200 kg/cm . En même temps, il faut que cette plaque possède d'après la norme DIN 52913 une stabilité vis-à-vis de la pression qui soit p d'au moins 200 kg/cm . la résistance à la traction des plaques It dépend l) de 10 la longueur des fibres et 2) du degré de vulcanisation qui a été atteint. la stabilité prescrite vis-à-vis de la pression ne peut être obtenue qu'au moyen d'une vulcanisation complète du caoutchouc . 15 En partant d'un mélange amiante-caoutchouc ayant la com position indiquée ci-après, on obtient une plaque It qui satisfait bien aux exigences mentionnées ci-dessus. Cette composition est la suivante : 10,50 $ de caoutchouc 20 0,35 i° de soufre 0,35 d'accélérateur de vulcanisation 0,10 d'agent de protection contre le vieillissement 1,50 d'oxyde de zinc 9,20 $ de matières de remplissage 25 30,00 fo d'amiante de la classe de fibres 5 B. 48,00 d'amiante de la classe de fibres 6 D le dosage relativement élevé du soufre et accélérateur est nécessaire pour obtenir pendant le court temps de chauffage réalisé dans le mode de fabrication classique des plaques It, 30 un degré de vulcanisation suffisant du caoutchouc, d'autant plus que lorsque la plaque devient plus épaisse, le chauffage en profondeur des dernières couches est plus faible. Mais le dosage élevé en soufre et un accélérateur présentait l'inconvénient qu'en cas de charge thermique, les joints It subissent une post-35 vulcanisation et se durcissent (c'est là Lin phénomène qui conduit à ce qu'on appelle la "peau de cuir" du joint). Habituellement, les températures de calandre sont voisines de 140°C. Quand l'épaisseur de la plaque, sur le cylindre chaud, a augmenté jusqu'à une valeur d'environ 1,8 mm, la 6908073 8 2004323 température de la surface de la plaque It n'est encore que de 115°0 environ, seulement. Ces mesures de température sont valables pour une vitesse circonférentielle de 40 m/minute. l'épaisseur de chacune des différentes couches entrant dans la cons-5 titution de la plaque est d'environ 0,025 mm. Quand on emploie le mélange décrit ci-dessus (en réduisant d'un tiers les agents de vulcanisation, en réduisant à 0,24 $ le soufre et à 0,24 les accélérateurs de vulcanisation) sur la calandre à bande de l'invention, on obtient des résistances 10 qui se rapprochent du degré'de qualité immédiatement supérieur. L'augmentation des résistances provient de la meilleure vulcanisation à coeur qui se produit malgré la diminution de la quantité des moyens de vulcanisation et qui résulte, d*une part, de la durée plus grande du chauffage et d!autre part, de ce que la 15 température de vulcanisation peut être réglée d'une manière plus précise. Quand la bande, avec la plaque It se trouvant sur elle, est conduite à travers un canal chauffant à unè température de 123°C, la température-objet, mesurée de nouveau, de la plaque It de 2 mm est voisine de 120°C. 20 En fonction de la longueur de la bande, la durée du chauf fage est augmentée jusqu'à devenir un multiple de la durée usuelle. En outre, on a pu constater que l'épaisseur des différentes couches a augmenté jusqu'à 0,042 mm en moyenne, pour une même pression d'application du cylindre refroidisseur. Cet effet doit 25 être attribué, lui aussi, à l'amélioration du chauffage à coeur. Il en résulte une augmentation de la production de la machine qui devient 1,7 fois plus grande. L'augmentation de l'épaisseur de couche conduit encore à une autre amélioration de la qualité % la compressibilité5 me-30 surée suivant les prescriptions ASTM F 36-61 T, procédé A, a augmenté en moyenne de 756 $ à 8,9 Il va de soi que la présente invention n'a été décrite ci-dessus qu'à titre indicatif mais nullement limitatif et que l'on pourra y apporter toutes variantes sans sortir de son ca-35 dre. . " 6908073 9 2004323 REVENDICATIONS 1°) - Procédé de fabrication de bandes de fibres liées par du caoutchouc ou par une résine synthétique, par calandra-ge du mélange initial au moyen de cylindres de calandre, chauf-5 -fés, caractérisé par le fait que l'on dispose autour du cylindre chaud de la calandre, une bande sans fin en acier spécial dont la longueur est beaucoup plus élevée que celle du pourtour du cylindre de chauffage et qui est tendue par un cylindre de renvoi .placé à une distance appropriée, et par le fait que l'on 10 réalise l'alimentation en mélange dans l'intervalle existant-entre la surface extérieure de la bande d'acier et le cylindre froid. 2°) - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on chauffe aussi le cylindre de renvoi. 15 3°) - Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait" que l'orjdispose en regard du cylindre de renvoi, un cylindre froid. 4°) - Procédé selon la revendication 3» caractérisé par le fait-que l'on réalise l'alimentation en mélange également 20 dans l'intervalle entre la bande en acier et un second cylindre froid. 5°) - Procédé-selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'on chauffe également la bande en acier entre le premier cylindre chaud et le cylindre de renvoi. 25 6°) - Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'on met en oeuvre un mélange qui contient de 40 à 70 5^ de fibres, de 10 à 20 $ de caoutchouc, les produits vulcanisation nécessaires pour ce caoutchouc, les accélérateurs et les matières de remplissage usuels, lesdits 30 produits de vulcanisation et/ou lesdits accélérateurs y étant introduits suivant un dosage normal. 7°) - Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait que l'on met en oeuvre des fibres, constituées par de l'amiante, de la laine de verre, de la laine de scorie ou de la 35 laine de roche. 8°) - Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'on met en oeuvre un mélange dans lequel le caoutchouc est dissous dans un solvant ou tout au moins s'est gonflé sous l'action du solvant. 6908073 10 2004323 9°) - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon les revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que, la calandre étant une calandre ordinaire, une bande sans fin soudée, en acier spécial, est disposée autour du cylindre chaud et par 5 le fait qu'un deuxième cylindre est disposé, à une distance appropriée derrière la calandre, comme cylindre de renvoi pour la bande d'acier. 10°) - Dispositif selon la revendication 9» caractérisé par le fait que le cylindre de renvoi peut être chauffé. 10 11°) - Dispositif selon la revendication 10, caractérisé par le fait qu'un cylindre froid séparé est associé au cylindre de renvoi pouvant être chauffé. 12°) - Dispositif selon lae revendications 9 à 11, caractérisé par le fait qu'entre le premier cylindre chaud et le cy-15 lindre de renvoi, sont disposées des installations de chauffage, destinées à assurer un chauffage supplémentaire de la bande d'acier. 13°) - Dispositif selon la revendication 12, caractérisé par le fait que les installations de chauffage supplémentaires 20 comportent des appareils de chauffage par induction ou des appareils de chauffage par rayonnement. 14°) - Dispositif selon les revendications 9 à 13, caractérisé par le fait que le premier cylindre chaud de calandre a un diamètre d'environ 1 m et en ce que la bande a une longueur 25 d'environ 3o m, 15°) - Dispositif selon les revendications 9 à 14, caractérisé par le fait qu'il est entouré par une enveloppe et relié par l'intermédiaire d'un dispositif d'aspiration à une installation de récupération du solvant. 30 16°) - Dispositif selon les revendications 9 à 15, carac térisé par le fait que la calandre est une calandre à roulements à rouleaux. 17°) - Dispositif selon les revendications 9 à 16, et en particulier suivant une ou plusieurs des revendications 12, 13 35 et 15, caractérisé par le fait que l'espace compris entre le cylindre d'alimentation (l) et le cylindre de renvoi (3) est entouré par une enveloppe et constitue un canal de chauffage.