Brevet FR2282984A1 — publié le 19760326

La présente invention concerne la fabrication de rouleaux composites en particulier, les rouleaux en matière élastomère à noyau métallique avec une surface périphérique en matière fluorocarbonée, appelée aussi caoutchouc synthétique fluoré. De tels rouleaux composites peuvent être utilisés dans de nombreuses applications où on exige que le rouleau ait des propriétés dlamortissemerrt doux avec un revêtement résistant, flexible, chimiquement inerte, ne collant pas extérieurement à la matière, et résistant à la chaleur, par exemple, comme les rouleaux de travail destinés à être utilisés dans 2industrie du papier et ltindustrie textile, les rouleaux dtim- pression utilisés pour des presses dtimpression et les rouleaux de fusion utilisés dans des copieurs xérographiques. Les descriptions de brevets britanniques n0 1 309 ogg, 1 309 100 (au nom de RAYBESrOS-MANH##TTAN, Inc) et I 357 982 (au nom de AMES RUBBER CORPORAfION)#fournisseft des informations au sujet de la manière avec laquelle ces rouleaux ont été fabriqués dans le passé et proposent des procédés qui sont caractérisés par la formation simultanée du caoutchouc et le placement dtun manchon flexible de matière fluorocarbonée au-dessus en évitant par là ltutilisation drun manchon fixé par contraction et les inconvénients qui en découlent. C'est un but de la présente invention de prévoir Un autre procédé de fabrication dtun rouleau composite qui évite aussi ltutilisation d'un manchon fixé par contraction. Suivant ltinvention, il est prévu un procédé de fabrication dtun rouleau à noyau métallique de matière élastomère avec une surface périphérique de matière fluorocarbonée, caractérisé par le fait que le rouleau à noyau métallique de matière élastomère est fixé dans un manchon sous-dimensionné de matière fluorocarbonée après avoir été soumis à une basse température de manière à contracter suffisamment le rouleau, la dilatation ultérieure du rouleau servant à tendre le manchon et à réaliser une surface périphérique unie. De préférence, le revêtement en élastomère du rouleau est moulé sur le noyau métallique et la surface extérieure est rectifiée ultérieurement à un diamètre légèrement plus grand que le diamètre intérieur du manchon fluorocarboné. Le revêtement élastomère rectifié est, de préférence enduit dtun adhésif avant d'être recouvert par le manchon rluorocarbonéo La matière fluorocarbonée peut, par exemple, être du polytétrafluoréthylène ou du polytrifluorochloréthylène ou de l#éthylène-propylène fluoré (EPF). La matière élastomère peut être un caoutchouc naturel ou synthétique et une composition de caoutchouc siliconé peut être utilisée avantageusement. Un exemple du procédé suivant lsinvention va maintenant être décrit. L'exemple concerne la fabrication d'un rouleau de fusion pour copieur xérographique. La matière élastomère employée est du caoutchouc siliconé et la matière fluorocarbonée est du polytétrafluoréthylène tel qutil est vendu sous la marque déposée Teflon11. Le but poursuivi est que le rouleau fini ait un diamètre de 76,2 mm et une longueur de 457,2 mm. Le caoutchouc siliconé est moulé de façon classique sur un noyau de métal qui a précédemment été enduit d'une couche d'un adhésif approprié0 Le rouleau siliconé à noyau métallique est alors rectifié à un diamètre de 74, 93 mm et la surfa ce rectifiée est enduite soigneusement dtun adhésif siliconé approprié dtune épaisseur de 0,1778 à 0, 2032 mm pour donner un diamètre total du rouleau de 75 > 311 mu. Le Teflon est sous la forme dtun manchon non contractable possédant un diamètre intérieur de 73, 914 mm et une v épaisseur de 0,508 mm. Le diamètre du rouleau siliconé à noyau de métal est alors réduit en soumettant le rouleau à une température de - 1290 pendant une période de 10 à 15 minutes dans une enceinte de congélation bien isolée utilisant de ltazote liquide comme réfrigérant et équipée drappareils supports de rouleaux ainsi que de dispositifs mesureurs et contrôleurs de température. La contraction du rouleau, telle qutelle arrive en conséquence de la basse température, permet au manchon de Teflon, qui a précédemment été chimiquement décapé et apprêté avec un apprêt approprié, d'être glissé au-dessus du rouleau avec un jeu minimum. Dans le but de stassurer que le manchon de Teflon ne plisse pas ou ne vrille pas quand il est fixé sur le rouleau, le manchon est placé à ltintérieur dtun tube rigide qui est seulement légèrement plus grand en diamètre dtalésage que le diamètreeexterne du manchon de Téflon et sert ainsi à maintenir le manchon rigide. Une fois que le manchon de Téflon est en position, le tube rigide est enlevé. A ce stade, on permet au rouleau composite complet, avec le revê#tement de Téflon, dtatteindre la température# am- biante lorsque le rouleau revient à son diamètre original donnant ainsi un serrage en interférence avec lsalésage du manchon de Téflon dtapproximativement 1, 27 mm et tendant ainsi le manchon de Téflon. Le rouleau composite est alors soumis à un traitement de normalisation thermique à une température de 1800 pendant une période d'une heure. Un tel traitement provoque une autre augmentation dtenviron 0,381 mm de son diamètre tendant ainsi plus fortement le manchon de Téflon pour assurer une liais son satisfaisante entre le manchon de Téflon et le caoutchouc et parfaire ltexigence dimensionnelle finale. On appréciera que les conditions spécifiques décrites ci-dessus peuvent varier à ltintérieur de limites qui dépendent de différents facteurs telle que la sorte dtélastomère utilisée et la relation de dimensions entre le rouleau non contracté et le manchon fluorocarboné. Par exemple, il est envisagé que des conditions de traitement à basse température peuvent varier suivant à la fois la température et le temps du gonflement du rouleau, le principe conducteur étant que le rouleau devrait être soumis à un tel traitement seulement à la valeur suffisante pour réaliser la réduction nécessaire en diamètre.De la même façon, le traitement thermique de normalisation peut conduire à une température située entre 100 et 2000 pendant une période pouvant aller jusqutà deux heures, le temps étant inversement proportionnel à la température. Un inconvénient des rouleaux composites en caoutchouc siliconé est que, à ltusage, ils peuvent être contaminés à leurs extrémités par du lubrifiant à lthuile au silicone qui peut attaquer le caoutchouc au silicone en-dessous du manchon de Téflon Dans le but de réduire les faits d'une telle contamination, il est proposé de rendre étanche ces régions avec un silicone résistant à lthuiless par exemple un fluorosilicone, pour arrêter ltentrée de lubrifiant entre le Téflon et l#élastomère. Dans un procédé préféré d'étanchelte de.llfex- trémité, un évidement annulaire est constitué à chaque extrémité du rouleau en élastomère soit lors du moulage, soit par meulage. Ces évidements sont alors remplis de fluorosilicone qui est enduit avec un adhésif ainsi qutavec le reste de la surface de rouleau courbe comme décrit ci-dessus. Lorsque le manchon de Téflon est fixé, il surplombe les extrémités des rouleaux et llespace ainsi défini à chaque extrémité de rouleau est rempli avec un peu plus de fluorosilicone pour former une étanchéité dtextrémité complète. Avec les dimensions hors tout du rouleau de fusion donné dans exemple ci-dessus, la largeur de la bande de fluorosilicone à chaque extrémité du rouleau est de préférence de 4,8 mm et sa profondeur de 2,54 mm. Le dessin représente une extrémité dtune réalisation d'un rouleau composite suivant ltinvention se composant dtun noyau métallique I recouvert d'une couche dtélastomère au silicone 2 se trouvant sous un manchon de Téflon 3. Un évidement annulaire à ltextrémité du rouleau est rempli de fluorosilicone 4 conforme à un revêtement dtextrémité 5 de fluorosilicorne De façon inattendue, le procédé de ltinvention nta pas pour conséquence un affaiblissement marqué de la liaison entre le noyau métallique et la matière élastomère. Le procédé assure également une liaison entre la matière élastomère et le manchon fluorocarboné, équivalente à celle entre la matière élastomère et le noyau métallique. Dans chaque cas, la résistance de la liaison est généralement plus grande que la résistance au déchirement du caoutchouc. REVENDICATIONS 10/ Procédé de fabrication d'un rouleau à noyau métallique en mtatière élastomère avec une surface périphérique en matière fluorocarbonée, c a r a c t é r i s é par le fait que le rouleau à noyau métallique de matière élastomère est fixé dans un manchon sous-dimensionné de matière fluorocarbonée après avoir été soumis à une basse température pour contracter le rouleau suffisamment, la dilatation du rouleau qui stenstlit servant à tendre le manchon et à produire une surface périphérique unies 20/ Procédé, tel que défini dans la revendication 1, c a r a c t é r i s é par le fait que le revêtement élastomère du rouleau est moulé sur le noyau métallique et la surface extérieure est ensuite rectifiée à un diamètre légèrement plus grand que le diamètre intérieur du manchon fluorocarbo né. 30/ Procédé, tel que défini dans la revendication 2, c a r a c t e r i s é par le fait que le revêtement élastomère est revêtu d'un adhésif avant d'être fixé par le manchon fluorocarboné. 40/ Procédé, tel que défini dans lrune quelconque des précédentes revendications, c a r a c t é r i s é par le fait que la matière fluorocarbonée est du polytétrafluoroéthy- lène ou du polytrifluorochloroéthylène ou de ltéthylène-propylè- ne fluoré. 50/ procédé, tel que défini dans ltune quelconque des précédentes revendications, #prises isolément, c a r a c t é r i s é par le fait que la matière élastomère est en caoutchouc naturel ou synthétique. 60/ Procédé, tel que défini dans la revendication 5, c a r a c t é r i s é par le fait que la matière élastomère est une composition de caoutchouc siliconé. 7 / Procédé, tel que défini dans ltune ou a'autre des revendications précédentes, prises isolément, c a r a c t é r i s é par le fait que le rouleau est soumis à un traitement de normalisation à une température élevée suivant le traitement à basse température.