Brevet FR2013386A1 — publié le 19700403

i 2013386 La présente invention concerne des stratifiés comportant un ou. plusieurs demi-produits acier protégés par aluminiage. Les courroies en caoutchouc, les pneumatiques d1automobiles et les articles du môme genre actuellement en usage comportent en 5 général une ou plusieurs couches de fils ou de cordons en coton, en nylon ou autre matière analogue, dont le rôle est A1 améliorer les propriétés et de renforcer leur caoutchouc constitutif» En vus d'augmenter encore la résistance mécanique de tels articles, il leur est souvent incorporé des fils d'acier q.ui remplacent les élé-10 ments de renforcement précités ou qui leur sont adjoints. Dans ce cas, il est fait emploi de fils d'acier préalablement laitonnés pour les protéger contre les effets préjudiciables des produits contenus dans les mélanges caoutchouteux utilisés, par exemple contre les effets du soufre de vulcanisation et de l'hydrogène 15 naissant dégagé par les hydrocarbures, ou pour augmenter l'adhérence entre le caoutchouc et son renforcement acier. L'emploi de fils d'acier laitonnés ne donne pas entière satisfaction en raison de la diminution dans le temps de l'adhérence initiale ou des réactions qui se produisent entre le soufre et le cuivre du laiton 20 déposé sur l'acier, et d'autre part aussi parce qu'il est difficile de déposer du laiton sur l'acier sous forme de couches d'épaisseur et de composition uniformes. L'un des objets de la présente invention est la réalisation de stratifiés nouveaux et perfectionnés comportant une ou plusieurs 25 couches constituées par un demi-produit acier protégé par aluminiage, ces stratifiés étant caractérisés en ce qu'ils conservent très longtemps une adhérence excellente entre leurs couches constitutives. Dans le présent exposé, l'appellation "demi-produit" doit 30 s'entendre comme désignant tout produit acier à demi ouvré tels que fils, tôles et plaques, barres, tubes, grillages et autres similaires. L'aluminiage de ces demi-produits peut être effectué par tout procédé connu et la couche d'aluminium déposée doit être 69 18051 2 2013386 extrêmement mince» D'autre part, le terme "stratifié" doit s'entendre comme désignant tout produit à base d'un caoutchouc ou d'une résine élastomère synthétique quelconque renforcé par une ou plusieurs couches constituées par un demi-produit acier proté-5 gé par aluminiage. La couche d'aluminium déposée sur ces demi-produits peut être épaisse à condition qu'elle n'ait pas tendance à s'écailler sous l'action des agents d'alliage de l'acier de base ou pour toute autre cause. De préférence, la couche d'aluminium doit être déposée sur l'acièr par électrolyse à chaud, procé-10 dé qui permet d'obtenir des couches denses. L'expérience a montré que les couches ainsi obtenues empêchent la pénétration et la diffusion dans l'acier sous-jacent des ingrédients nocifs contenus dans les caoutchoucs. On se rappellera à ce sujet que les effets nocifs du soufre sur les demi-produits en acier faiblement allié 15 à haute résistance à la rupture sont bien connus des spécialistes de la question. D'autre part, l'adhérence entre le caoutchouc et l'aluminium étant bien plus forte que l'adhérence entre le caoutchouc et l'acier, la présente invention permet la fabrication de nombreux types d'articles dans lesquels un demi-produit acier est 20 utilisé comme élément de renforcement. Tout autre procédé, dépôt par vaporisation sous vide, placage, trempage, par exemple, peut être utilisé en remplacement de l'électrolyse à chaud pour l'application d'une couche d'aluminium sur les demi-produits de base, pourvu que le procédé utilisé n'affecte pas les caractéristiques 25 de ces demi-produits et peimette d'obtenir une forte adhérence de la couche appliquée. Mais, le procédé par électrolyse à chaud est préférable en raison de son prix de revient peu élevé et de la résistance mécanique des dépôts mince qu'il permet d'obtenir. La description qui va suivre, et le dessin annexé donné sur-30 tout à titre d'exemple non limitatif, feront mieux comprendre comment la présente invention peut être réalisée. Sur le dessin annexé, la figure unique représente en perspective et en écâïtëïé un stratifié conforme à l'invention. 69 18051 3 2013386 Dans le stratifié représenté» les références 1 désignent les couches d'une composition caoutchouteuse, les références 2 des treillis de coton, les références 3 des couches d'une composition ou d'un mélange adhésif qui sera décrit plus loin, et la référence 5 4 un grillage en fil d'acier protégé par aluminiage. Les exemples d'application suivants, donnés à titre purement explicatif et nullement limitatif, permettront de mieux comprendre la réalisation et l'emploi des stratifiés de l'invention. Exemple 1. 10 ïïn fil d'acier de 10 m de longueur et de 0,3 mm de diamètre a été enroulé sans serrer sur un cadre acier, dégraissé à l'acétone, lavé à l'aide d'une solution de décapage à 5^ d'acide chlorly-drique pour en éliminer la rouille et les autres impuretés de surface, puis a été plongé dans un bain d'électrolyse à chaud conte-15 nant 7S6 de chlorure d'aluminium, 1% de chlorure de sodium et 10# de chlorure de potassium. L'électrolyse a été effectuée sous une tension de 1,0 V et sous une intensité de 2 A, et a provoqué la formation sur le fil d'acier d'une couche d'aluminium de 3 f d'épaisseur. Le fil d'acier ainsi revêtu a été ensuite rincé à 20 l'eau agitée aux ultrasons, puis séché à l'air chaud. Une composition préparée par mélange de 240 parties de silicate de baryum et de caoutchouc coprécipités, 5 parties de soufre, 5 parties de blanc de zinc et 2 parties d'un accélérateur, a été appliquée sous forme d'une couche d'environ un mm d'épaisseur sur la surface 25 d'une composition caoutchouteuse destinée à foimer la couche inférieure du stratifié, puis le fil d'acier porteur de son revêtement aluminium a été placé sur cette couche en tronçons parallèles séparés les uns des autres par une distance de 5 mm. Il a été ensuite placé sur ce grillage acier une couche du mélange décrit plus 30 haut puis une couche d'une composition caoutchouteuse. L'ensemble ainsi constitué a été ensuite mis sous forme d'une plaque par un séjour de 20 siîiutea dans une presse à mouler chauffée à 150°C, puis a été refroidi à lJair. L'article composite ainsi obtenu 69 18051 4 2013386 était pliable, très résistant et bien plus rigide que des articles analogues renforcés par des fils de coton» Exemple 2. Un treillis de coton a été placé sur une couche inférieure 5 constituée par une composition caoutchouteuse, puis il a été appliqué sur ce treillis de coton une couche du mélange de caoutchouc et de silicate de baryum eopréeipités et d'un accélérateur décrit à l'Exemple 1, couche sur laquelle ont été placés parallèlement et à 5 mm les uns des autres des tronçons de ruban acier de 0,3 mm 10 d'épaisseur et de 4 mm de largeur recouverts d'une couche d'aluminium d'un yi d'épaisseur» Cette couche de rubans acier protégés par aluminiage a été ensuite recouverte successivement d'une couche du mélange décrit, d'une couche du treillis coton et d'une couche de la composition caoutchouteuse précités» L'ensemble ainsi 15 obtenu a été mis ensuite pendant 20 minutes dans une presse à mouler chauffée à 170°0* Des essais de longue durée de résistance aux chocs et aux vibrations ont montré que le produit composite ainsi obtenu ne présentait aucune tendance à la séparation de ses couches constitutives» 20 Exemple 3» Un treillis de coton a été placé sur une couche inférieure d'une composition caoutchouteuse, puis une couche du mélange décrit à l'Exemple 1, contenant un caoutchouc et du silicate de baryum eopréeipités et un accélérateur, a été appliquée sur ce 25 treillis de coton, et un grillage en fils d'acier de 0,5 ma de diamètre recouverts d'une couche d'aluminium de 5 a été appliqué sur cette couche dudit mélange» Sur ce grillage en fil d'acier, il a été ensuite successivement appliqué une couche du mélange précité, un treillis de coton et une couche de la composition 30 caoutchouteuse précitée, et l'ensemble composite ainsi obtenu a été mis pendant 25 minutes dans une presse à mouler chauffée à 180°0, puis refroidi à l'air. L'adhérence entre les couches caoutchouc et les couches métalliques de ce produit composite était 69 18051 5 2013386 extrêmement forte, et ces couches ne présentaient aucune tendance à se séparer les unes des autres avant rupture de la composition caoutchouteuse utilisée. Bien que les exemples ci-dessus se rapportent à la fabrica-5 tion d'éléments composites destinés plus particulièrement à la fabrication de courroies en caoutchouc renforcées par des demi-produits acier protégés par aluminiage, les opérations décrites peimettent aussi de fabriquer des pneumatiques d'automobiles, des tuyaux ou des réservoirs en caoutchouc, flexibles et capables de 10 supporter une pression intérieure parce que renforcés par une ou plusieurs couches de fils d'acier, porteurs d'un revêtement aluminium. De nombreux autres articles, tels que, par exemple, des portes constituées par un composé caoutchouteux entièrement enfermé dans une enveloppe en tOle d'acier revêtue d'aluminium, des 15 éléments absorbant les vibrations ou dans lesquels une résine synthétique est hermétiquement enfermée dans une enveloppe en tôle d'acier recouverte d'aluminium et dans lesquels les contraintes mécaniques sont supportées par la tôle d'acier enveloppante, des panneaux et des planches de types divers, peuvent aussi être fa-20 briqués selon les principes de la présente invention. Parmi les résines synthétiques pouvant être hermétiquement encloses dans une enveloppe en acier protégée par aluminiage, on peut citer les polyoléfines et le polyéthylène dans le cas où. l'article fabriqué est soumis à des charges relativement faibles et à des températu- 25 res inférieures à 50°0, le polypropylène pour les articles aux-• * quels les charges appliquées ne sont pas trop élevées et qui sont soumis à des températures pouvant atteindre 100°0, et les polyesters insaturés dans le cas où les articles fabriqués doivent être soumis à des températures supérieures à 100°0. Pour des tempéra-30 tures d'utilisation normales, d'autres résines artificielles ou synthétiques peuvent aussi être utilisées. Ainsi qu'on le voit par les explications qui précèdent, la présente invention permet, à l'aide de revêt emeniB d'aluminium 69 18051 2013386 pelliculaires extrêmement minces, d'obtenir des adhérences très fortes entre couches et d'empêcher la diffusion dans l'acier d'impuretés nocives ; la présente invention permet donc de réduire la quantité utilisée d'aluminium, lequel est un métal relativement 5 coûteux, et d'abaisser ainsi le prix de revient des articles fabriqués. Bien que dans les exemples précédents, il ait été indiqué que les couches d'aluminium déposées sur l'acier de base doivent avoir une épaisseur de l'ordre de 3 p., aucune limite supérieure n'est imposée à cette épaisseur, pourvu que la couche d'aluminium 10 déposée adhère fortement à l'acier sous-jacent. En ce qui concerne la limite inférieure de l'épaisseur de cette couche d'aluminium, l'expérience a montré que même des couches d'une épaisseur de 0,05 fL donnent encore des résultats satisfaisants. Des liants très puissants ont été récemment mis au point pour 15 collages caoutchouc-métal et métal-métal* Ces nouveaux liants permettent évidemment de coller l'une sur l'autre deux tôles d'acier, mais, à moins que ces tôles n'aient subi un traitement approprié, leurs surfaces en contact sont graduellement attaquées par des corrosions sous contrainte et, finalement, se séparent l'une de 20 l'autre. Cet inconvénient est supprimé par la présente invention qui utilise des tôles ou des plaques acier protégées par aluminiage et collées l'une sur l'autre à l'aide du liant décrit dans les exemples précédents, ce liant pouvant; être aussi un imide maléique ou tout autre liant connu capable d'assurer l'adhérence entre 25 l'acier et une résine caoutchouteuse ou synthétique. On voit donc que la présente invention permet, à l'aide d'un simple revêtement d'aluminium appliqué sur des demi-produits en acier qu'il était auparavant difficile de coller directement sur un caoutchouc, une résine ou un composé analogue, de fabriquer 30 des articles composites de belle apparence et dont l'adhérence mutuelle des couches constitutives se conserve dans le temps. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits, mais s'étend à toutes les variantes conformes à son esprit. 69 18051 7 2013386 BEVEKDIOlfPIOHS 1) Un produit composite comprenant au moins un demi-produit acier aluminé par dépôt d'une couche d'aluminium et au moins un élément en résine synthétique ou en caoutchouc, cet élément et ce 5 demi-produit adhérant l'un à l'autre pir l'intermédiaire d'un liant* 2) Un produit composite selon la revendication 1 dans lequel ledit demi-produit acier constitue un élément de renforcement* 3) Un produit composite selon la revendication 1 dans lequel 10 ledit demi-produit acier aluminé et ledit élément sont disposés en couche l'un sur l'autre, l'article composite ainsi obtenu étant ensuite moulé sous pression avec application de chaleur* 4) Un produit composite selon la revendication 1 comportant deux couches de caoutchouc extérieures et une pluralité de fils 13 d'acier aluminés, parallèles, régulièrement espacés, enserrés entre lesdites couches de caoutchouc et adhérant à celles-ci par l'intermédiaire d'un liant* 5) Un produit composite selon la revendication 1 comportant deux couches de caoutchouc extérieures, un demi-produit acier min- 20 ce et aluminé placé entre ces deux couches extérieures, et deux treillis en fils non métalliques interposés respectivement entre ledit demi-produit acier aluminé et chacune des couches de caoutchouc extérieures, ces dernières, le demi-produit aluminé et les treillis en fils non métalliques adhérant les uns aux autres par 25 l'intermédiaire d'un liant* 6) Un produit composite selon la revendication 5 dans lequel ledit demi-produit acier aluminé est constitué par une pluralité de rubans d'acier minces et aluminés» 7) Un produit composite selon la revendication 5 dans lequel 30 ledit demi-produit acier aluminé est constitué par un grillage en fils d'acier de petit diamètre aluminés. 8) Un produit composite selon la revendication 1 dans lequel un caoutchouc est entouré d'une enveloppe en tôle d'acier aluminée 18051 8 2013386 et adhère à g et te eœrsloppe» S) Un produit composite selon la revendication 1 dans lequel un© résine synthétique est entourée par une enveloppe en tôle d*aoier aluxoinée et adhère à cette enveloppe. BAD ORIGINAL