Brevet FR2225276A1 — publié le 19741108

La présente invention se rapporte à un procédé de préparation J'un polymère élato-ëra renforcé (c'est à dire du caoutchouc naturel ou synthétique) dans lequel le matériau de renfort est une ." ; rL13e nécallique, ainsi qu'au produit obtenu. La nécessité de renforcer d ? matériaux en caoutchouc par du métal est reconnue depuis un certain teps, et il existe de nonbreux exemples o l'on rigidifie le caoutcnouc par incorporation de étal, et ians certains cas, la partie métallique comporte des perforations de ;. ianiHre qua le caoutc ouc puisse pénétrer dans les trous ainsi ralié'et s'y incorporer tout en éta'. it collé a la surface 2, J. rlSl r'3. l ; e- 9-- : ; métallique. Il est bien co.-nu qu'il est difficile de réaliser une trè'3 forte adhérence du caoutchouc sur le né'cal par simple application, et les produits correspondants sont habituellement obtenus par noulae lu caoutchouc sur le métal ou autour de ce dernier sous une forte pression. Il n'st pas possible de ;' ! oul. r une feuille de g-andes dimensions par d ssus un 'r LU âge nétalLique étant donné qu'il faut supporter ce rrillagea l'intérieur de la matrice de olaje't qu'on ne peut aini assurer so incorporation botale. Il 'ensuit que le '- a-f-peu se rouv r at. que par des crodu'* ac i-des ou est reT d3-bacs ou tuy- > U--,,abr'sif si la faut] le p'-Jcitée est utilisée p r j.-. e-.-ple cc :. ic reest ient intricr de bacs contna'-j. .'3 l'acide ou de tuyaux servant dan les r.. ines ou a djj finr : analogues. D'autre part si le caoutchouc est si'.. plient collé un feu'iJIe d. . écal, il peut s'arracher en ra''son. .'une adhérence ins..-fi ? ante ou d'une aTtaque du nétal par des p.'."odnitc'orsifs ou chi.-iqms. L adhé i s co. ; ms ne permettent haitu-lle-. ; ent u ;' 'ootenir un c-'Ilae environ 40-, ce pourcen'.-s- . e f'. bai :-'.'3, r)'' :-cour l tc-pértur ; supérieures a e''/iron 70 C. Les spéciali tes e ce-stc tec'Tnique savent que les va.'tantes poc.in siljs con-i-ant'"'. uilier nn treillic. une tôle conportant un grand -erts r". bn de-jH-Gc-'v'.,''. r3" o"du..-". al'. éployé pouL* renforcer des feuil'e'i"caouic. o'- !. , ré. : 3 !. tent tous'. m certain nobro d'inconvé- '-T". L 'c lli j' : 1, sétsJ. déployé po."den des évide ; ents da-.'i l. ycl tl"l'st'p.""-T. cil' ? de éforr. nr le caoutchouc, et. ae'e i". :' 1 cas d'j oul'. ; e, il p3ut se'oner des pocheu t'air entre le . ta''-3 : I ! 3 caoutchouc q'. : i ai'JaiulL ;.. ent la cohésion de l'ensemble rL nt i3 prc-.'oquer l'arracli :. : ent c. u caoutc ouc. 3i uno tôle p :-rf rJe ect ut) li3ée pour' ajlicat on simple, l'adhérence entre le caoOUc. ouc-et ; le p-irtios,'lcino du létal ri'qre d'être insuffi- - anta, T la sur-'ce do pé étrât on du caoutchouc dans les ouve-'tures trop faible pour assurer l'adhérence voulue à un support éventuel, en vue : Ie compenser le manque d'adhérence sur le métal. Si on augmente la dimension des trous perces dans une plaque de métal de façon a obtenir une adhérence efficace sur une feuille support, éventuellement utilisée, Jl existe dans ce cas un gaspillage très important du métal du fait dec surfaces perforais. Le but principal de l'invention est de permettre la sation d'un élastomère effectivement renforcé et d'un coût relativement faible dans lequel le renfort métallique est totalement noyé dans l'élastomère de manière que le produit puisse être utilisé utilement pour le recouvrement intérieur des tuyaux'tels qu'ils sont employée par exemple dans l'industrie minière,"-es goulottes dans les mines, des conduits de cheminée, des bacs à acides et d'autres équipements analogues. En résumé, l'invention consiste en un procédé de préparation d'un polymère élastomère renforcé qui consiste à rendre adhésive l'une des surfaces de chacune de deux feuilles en matériau élastomère, 2. interposer une grille de renfort entre ces deux feuilles, la longueur et la largeur de chacune de ces feuilles excédant res- pectivement la longueur et la largeur de la grille de renfort de manière que les feuilles de matériau élastomère dépassent tout autour de la grille à évacuer l'air se trouvant entre lesdites feuilles pour réunir les surfaces et assurer leur collage. On peut également CD assurer le collage de ces surfaces sur la grille métallique de renfort. Plus spécifiquement, l'un des modes de réalisation de l'invention Dst constitué par un procédé permettant de réaliser un polymère élastomère renforcé, qui consiste à façonner une grille métal- lique de renfort composée d'éléments s'étendant longitudinalement et d'éléments de liaison reliant ces derniers entre eux, à rendre adhésive l'une des surfaces de chacune de deux feuilles de matériau élastomère, la longueur et la largeur de chacune de C23 feuilles excédant respectivement la longueur et la largeur de la grille de renfort ; à disposer la grille de renfort entre les deux feuilles précitées, les surfaces adhésives de ces dernières étant contigües et leurs bords dépassant tout autour de la grille métallique ; à chasser l'air se trouvant entre lesdites feuilles afin de pouvoir réunir les surfaces adhésives sur le pourtour de la grille métallique et entre les éléments longitudinaux et les éléments de liaison de ces derniers, et, à coller lesdites surfaces adhésives l'une contre l'autre. Dans l'invention, la grille métallique peut être d'un faible coût et réalisée par déformation d'un élément fendu extrudé ou bien encore par soudage de tiges métalliques ensemble. Il est indiqué que les surfaces des éléments constituant la grille forment un ensemble de canaux d'évacuation de l'air afin d'éviter la formation de poches d'air. En outre, les feuilles d'élastomère peuvent avoir des épaisseurs différentes, et la section des nervures peut être telle que la feuille de plus grande épaisseur demeure a peu près plane et que la feuille de plus fiole épaisseur épouse la forme de la grille de renfort. Il est indiqué d'employer du caoutchouc comme matériau élastomère et de le polymériser à une température comprise entre 145 et 16500 après avoir chassé l'air d'entre les feuilles, et on peut faire varier cette température pour l'adapter à diverses épaisseurs ou à divers types de caoutchouc. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif et en regard des dessins annexés sur lesquels : La Fig. 1 est une vue en perspective d'un article qui a été réalisé par extrusion d'un métal approprié, comportant plusieurs nervures s'étendant longitudinalement et reliées entre elles par des âmes dont l'épaisseur individuelle est plus faiole que l'épaisseur de chacune des nervures dont elles assurent la liaison ; La Fig. 2 est une vue au plan de l'article une fois qu'iL a été percé d'une rangée de fentes ménagées dans chaque âme suivant une disposition alternée et de recouvrement par rapport aux fentes situées dans chacune des âmes adjacentes ; La Fig. 3 est une vue qui correspond à la Fig. 2 et représentant une grille métallique réalisée par déformation des nervures de l'article illustré sur la Fig. 2, déformation obtenue en écartant l'un de l'autre les oords latéraux de cet article ; la Fig. 3 représente également l'une des deux feuilles de matériau élastomérique dont les bords dépassent sur tout le pourtour de la grille métallique, ainsi qu'une pompe à vide schématique équipée d'un conduit ; La Fig. 4 est une coupe prise suivant la ligne 4-4 de la Fig. 3 représentant dans ce cas une seconJe feuille en caoutchouc d'une épaisseur inférieure à la moitié de celle de la première feuille en caoutchouc précitée, et contigu à l'autre surface (surface supérieure) de la grille métallique ; La Fig. 5 est une vue partielle a plus grande échelle représentant la feuille élastomère de plus faible épaisseur épousant les contours de la grille métallique et appliquée sur la surface de la feuille " de plus forte épaisseur ; et La Fig. 6 représente un mode de réalisation en variante dans lequel la grille métallique est constituée de tiges cylindriques qui sont assemblées par soudage par résistance. En se reportant maintenant au premier mode de réalisation des Fig. 1 à 5, une grille métallique est réalisée d'abord par extrusion d'aluminium ou d'alliages d'aluminium afin d'obtenir un article 10 de section droite constante comportant plusieurs nervures 11 s'étendant longitudinalement et reliées entre elles par des âmes 12 l'épaisseur de chacune des âmes 12 étant inférieure a l'épaisseur de chacune des nervures dont elles assurent la liaison. Comme on l'a représenté sur la Fig. 2, les âmes 12 comportent chacune plusieurs fentes 14 qui sont réalisées suivant une disposition alternée et de recouvrement par rapports aux fentes 14 de l'âme voisine. Comme on l'a représenté à la Fig. 3, on obtient une grille par écartement l'un de l'autre des bords latéraux de l'article provoquant l'étirement des nervures 11 entre lesdits bords. On peut néanmoins en variante déformer ces bords latéraux eux-mêmes et déformer les nervures 11 davantage par simple pliage qu'en les allongeant. Ces variantes sont laissées au cnoix et seront adoptées en fonction de la nécessité de disposer d'une nervure s'étendant de façon continue de chaque coté de la grille comme on l'a représenté sur la Fig. 3. On rend ensuite adhésive l'une des surfaces de chacune de deux feuilles en matériau élastomère. Comme on l'a représenté sur la Fig. 4, la feuille inférieure 16 est plus de deux fois plus épaisse que la feuille supérieure 17, et l'on rend adhésives les surfaces en regard 18. Comme pourront le comprendre clairement les spécialistes de cette technique, on peut rendre adhésives les surfaces en regard grâce à au moins l'un de deux procédés. Dans l'un de ces procédés couramment utilisé, on applique sur les feuilles un hydrocarbure ou un autre solvant, qui peut être du benzol, du toluol ou du xylol afin de rendre la surface légèrement collante. On peut en variante appliquer une dissolution de caoutchouc sur ces feuilles. On procède au nettoyage du métal de la grille, et si cette dernière est en aluminium comme c'est le, cas dans le premier mode de réa-Li nation, il est in'i, ué de plonger la grille pendant une période d3 courte durée dans un. uain de soude caustique et ensuite d la rincer et de la dégraisser. On fait cuivre ce nettoyage, d'une aplicT. tion d'une couche d'apprêt chi ique, u-i produit approprie étant vendu sous la marque déposée CiIE-. LOK par la Société"tlughson , hson Oheicals, Lord Corporation, J ! rie, Pennsylvania, U. 3. Â.", l'une des -'-Mi ! dans le--Pait ciu (3 les caractéristiques de ce produit 0 : EOK résidant dans le fait que les -es et qu'il esù-àar consésurfaces ne sont pas poisseuses ou collantes et qu'il est par conséquent plus facile ainsi de manipuler la grille et les feuilles de caoutchouc. On dispose ensuite la grille entre les surfaces adhésives du caoutchouc cl. mute on l'a représenté pur la Fig. 4, et on branche une pompe , vide 20. ur 1'space compris entre les deux feuilles 16 et 17 au woven d'un conduit 21 afin axe créer une dépression entre lesdites feuilles cour qu''elles viennent se pla uer avec force l'une contre l'aue ainsi qu sur la grille. Cornue on l'a représenté p us particulièrement sur la Fin7. 5, les nervures 11 ont chacune une base plane et des parois inclinées les nervures 11 ont chacune une base pIano et des parois incl iné'3s 16 de plus forte épaisseur, ce q'' : i empêche le-déformation do la e'. lle 16 de i"ore Aane, LLorj q' ; 1 parois convergentes facili- 3 : ! : llSseu : ! : a, de l'applicc. t''on iu v : ideo l le fo-rte ce l7. d-r-, la Jtaut donné que les â : es". 2 on'c de plus faiole épai'Baur qu lec nervures 11, il.'e ;.''. cu'H, quj* les espaces cnipric entre les n' : rvureL. con-tituent des cana'-m d'évacuation in'tiale de l'air et jre le rijque de pochas d'air sujictant dans le produit ter. iné'G trouve ai.'si réduis. Il est en efFet'.. portant d'éviter 3, a formation trouve ai.'si rSdlÌ c. Il est en ef : :'8t. "l'o : :. tant : : t' é7i t' : =r 12- fo : :. Y\tion C. e ces och qui conc.''. i'Luent des pointe fai les du produit terminé. L- F g. 6 rprsente u'e légère modification du ode d3 réadi).-oi7odu-i. t terini-ne. ces -e u--ie du-no-'--dD r--ali-ation précité, en ce qu'3 la grLil n'est pas réalise coae on 1 l'a décrit ci-dessus :. is grâce "'. procédé ; 3ien ocnnu de'soulage p ; r r/3L. ta''-cs de tiges ls une ? avec 3-es autres.. Cs t-ges cont r, ! :'J eu 3," co". 3 o. T. l'a repr-enté sur la-''ig. 6, la soudure es'U U,-,. nsv c-sales-,-ie 12-1 tif,-cc et t est raliée am q3 lec tiges longitdi : iS. les et transversales ne soient dans ul.- rne rln, da faon que ans ce c-c égale ent il exis- 1. ' ; u le curl'ac-- : dec éléments de liaison sont ainsi di : jposéec par ,"apo,'t r : d-ns baneM''' : !.'- ; cc-iL.'tns do sur ? acT deo éléments ILI, le, r- lement de l'air. Le matériau élastomèrique est de préférence du butadiène, du chloroprène ou du polyisoprone (caoutchouc naturel) ou du caout- chouc synthétique choisi en vue d'une utilisation particulière. Le matériau le plus apte à rendre les surfaces adhésives sera facile- 'ment déterminé par les spécialistes de cette technique, par référence aux manuels standard ou par des moyens empiriques. Après avoir réuni les feuilles de caoutchouc, et obtenu un début d'adhérence, on retire le conduit 21 et on chauffe le produit en autoclave à une température comprise entre 145 et 1650C (dans certains cas il faudra choisir une température différente adaptée a la composition du caoutchouc ou à son épaisseur et les spécialis- tes pourront facilement déterminer cette température à partir des manuels standard ou des instructions des fournisseurs) . Le polymère élastomère renforcé obtenu par la procédé dé- crit ci-dessus possède uno très bonne résistance à l'abrasion et à la pénétration des acides ou produits analogues, ce qui le rend tout indiqué comme revêtement intérieur de tuyauteries, goulottes, bacs, cheminées ou pour d'aubres usages o il faut qu'il s'oppose bacs, cheminées ou pour d'aul- 1 u l'abrasion du matériau, d3 renfort ou a la pénétration de ce dernier par des produits chimiques ou l'humidité Comme on l'a repré- senté sur la Fig. 5, l'une des surfaces du produit est à peu près unie et sans irrégularités ou protubérances susceptioles de provoquer l'usure localisée du caoutchouc. Il est clair que la grille est ductile et qu'on pourra ainsi faire épouser au produit certaines formes particulières après vulcanisation ou polymérisation. On peut, si on le désire, capitonner le produit avec du caoutchouc mousse ou un autre matériau polymère souple, et au lieu de réaliser la polymèrisation par une augmentation graduelle de la température on peut l@ réaliser par applications d'une pression externe (par exemple en passant le produit entre des rouleaux, ou bien à l'aide des deux procédés à la fois). Dans le cas d'emploi de rouleaux, l'un au moins de ces derniers doit être muni d'une garniture cylindrique en matériau souple pour permettre à la pression de s'exercer sur les parties en creux de la feuille mince en caoutchouc. Comme on l'a représenté sur la Fig. 6, les feuilles en caoutchouc qui y sont repérées en 26 et 27 sont de :"ê. : e épaisseur, ce qui rend le produit à peu près symétrique par rapport a un plan central repéré en 28. Le produit en feuille de l'invention possède son propre support et peut par conséquent être fixé en place par des attaches, ce qui permet de se dispenser de l'emploi d'adhésifs. On peut par exemple le boulonner en position sans mettre la grille métallique à nu, ce qui peut se traduire par un gain très important de coftt de main d'oeuvre. REVENDICATIONS - ------------------------ 1. Procédé de préparation d'un polymère élastomère renforcé consistant à façonner une grille métallique de renfort comportant des éléments s'étendant longitudinalement et des éléments de liaison de ces derniers, caractérisé en ce que : On rend adhésive une des surfaces de chacune de deux feuilles d'un matériau élastomére, la longueur et la largeur de chacune des feuilles excédant respectivement la longueur et la largeur de la grille de renfort ; On dispose la grille de renfort entre les deux feuilles précitées, les surfaces adhésives de ces dernières étant contigus et leurs bords dépassant tout autour des bords de la grille métallique ; On chasse l'air se trouvant entre les feuilles de manière à réunir les surfaces adhésives sur le pourtour de la grille métallique et entre les éléments s'étendant longitudinalement et les éléments de liaison de ces derniers ; et On colle les surfaces adhésives l'une sur l'autre. 2. Procédé suivant la'revendication 1, caractérisée en outre en ce que la grille est réalisée de manière que les surfaces des éléments de liaison soient décalées par rapport aux plans tangentils communs des surfaces des éléments adjacents longitudinaux afin qu'il existe des canaux d'écoulement d'air entre les éléments longitudinaux lorsque la grille de renfort est disposée entre les feuilles précitées, et que l'évacuation de l'air puisse s'effectuer par les canaux. 3. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en outre en ce que la grille métallique est formée par extrusion d'un métal approprié en vue d'obtenir un article de section droite constante et comportant un ensemble de nervures s'étendant longitudinalement et reliées entre elles par des âmes, l'épaisseur de chacune de ces âmes étant plus faible que celle de chacune des nervures dont elle assure la liaison, on réalise une rangée de fentes dans chacune des âmes suivant une disposition alternée et de recouvrement par rapport aux fentes ménagées dans chacune des âmes adjacentes, on déforme les nervures en écartant l'un de l'autre des bords latéraux de l'article. 4. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la section de chaque nervure comporte une base plane et des parois latérales inclinées et convergentes à partir de la base. 5. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 3 et 4 caractérisé en outre en ce que le métal approprié d'extrusion est de l'aluminium ou un alliage d'aluminitun. 6. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisé en outre en ce que la grille métallique est constituée de tiges soudées ensemble par résistance de manière que les plans tangentiels communs des éléments longitudinaux ne coïncident pas avec les plans tangentiels communs des éléments transversaux. @7. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau élastomére est en caoutchouc. 8. Procédé suivant la revendication 7, caractérisé en outre en ce qu'on procède au nettoyage de la grille métallique et à l'ap- jjj-ication d'une couche d'un matériau chimique d'apprêt sur la surface de la grille avant de disposer cette dernière entre les feuilles de caoutchouc. 9. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 7 et , caractérisé en outre en ce qu'on procède au chauffage du caout- chouc à une température de polymérisation, une fois que l'air a été 1 ,--Isse d'entre les feuilles et, j. ssé d'entre les feuilles et que les surfaces adhésives de ces dernières sont contigüeso 10. Procédé suivant la revendication 9, caractérisé en ce qu'on procède a la polymérisation du caoutchouc à une température comprise entre 145 et 16500. Ho Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'une des deux feuilles précitées est au moins deux fois plus épaisse que l'autre. 12. Polymère élastomérique renforcé caractérisé en ce qu'il est réalisé par le procédé @éfini selon l'une quelconque des revendictLons 1 à 11.