Brevet FR2554113A1 — publié le 19850503

Le p: cédé consiste à introduire des gemmes dans la fabrication des matériaux. En introduisant soit dans leur masse soit dans leur couche protectrice des gemmes, on augmente leur résistance à l'usure, à l'abrasion, à la déchirure et au vieillissement. Les gemmes possèdent la qualité physique d'une dureté extrême. On prend de la poudre de diamant, de corindons ou de spinelles, dureté - diamant (C) : 10 - corindon (Al 2 03) : 9 - spinelle (Mg (Al 2 04)) : 8 ou d'autres gemmes suivant utilisation spécifique, soit séparément, soit en combinaison, suivant les proportions définies d'après le procédé et l'application spécifique. Dans le cas d'une poudre à usage général, caoutchoucs, plastiques et leurs dérivés, on mélange de la poudre de diamant de O à 10 microns ( plus ou moins suivant le cas) avec de la poudre de corindon et de spinelle ou autres gemmes, apportant leurs qualités propres nécessaires à l'utilisation envisagée. Les proportions relatives sont données à titre d'exemple indicatif et non limitatif et ce dans les proportions suivantes - diamant : de 0,05 % à 30 % - corindon : 30 % à 60 % plus ou moins - spinelle : 15 % à 60 % - diverses gemmes : 0,05 % à 30 % Cette poudre sera mélangée suivant les proportions adéquates. Dans certains cas particuliers il est possible d'utiliser uniquement une gemme spécifique. Traitement des gemmes avant incrrporation avec les matériaux. Le prodécé selon l'invention consiste à traiter les gemmes avant de les combiner avec les matériaux. Traitement des gemmes 1) Les différentes poudres de gemmes sont mélangées sous émission d'ultrasons de 100 à 200 KHz pour obtenir une bonne homogénéité. Deuxième opération facultative 2) On fait passer la poudre de gemmes dans de la vapeur d'huile. Troisième opération 3) La poudre de gemmes est séchée à l'air chaud. Quatrième opération 4) La poudre de gemmes est tamisée par ultrason pour un nettoyage ultime. Cinquième opération : 5) on contrôle la bonne répartition des différents éléments du mélange par analyse aux Rayons X (le diamant possède la propriété d'être transparent aux Rayons X). Sixième opération éventuelle 6) quand on ne dispose pas de Rayons X, il suffit d'utiliser une lumière polarisée et un polariscope d'analyse. Après ces différentes phases de traitement pour un usage général de la poudre de gemmes, le mélange ainsi homogenéisé est prêt à l'incorporation dans le matériau. Une fois que les gemmes sont traitées, il y a lieu de procéder à leur incorporation dans les matériaux. Procédé d'incorporation dans les matériaux 1, Mélange par malaxage - dans ce cas, il s'agit d'avoir une répartition égale du produit de renforcement dans la masse du matériau concerné. Quand le matériau passe de l'état fluide à l'état solide, on introduit la poudre en malaxant pour homogénéiser le mélange. Ceci permet d'avoir un matériau renforcé en tous points. La proportion de poudre n'excède qu'exceptionnellement les 10 %. Le mélange ainsi obtenu est utilisé à des fins spécifiques (soit par moulage, soit par application). 2/ Méthode par pulvérisation - dans ce cas, la méthode n'est destinée qu'à protéger les couches externes. Quand les matériaux sont sous forme pâteuse (mais encore fluide), on pulvérise une couche de poudre allant de 1 à 10 microns ( plus ou moins suivant utilisation) ; cette méthode permet en particulier d'utiliser moins de poudre quand les agressions externes sont seules à limiter et à combattre. 3/ Méthode par gravitation - la méthode d'incorporation par gravitation est liée à la densité des gemmes. La poudre est incorporée au matériau à l'état fluide particulièrement dans les plastiques et caoutchoucs. Cette méthode est la plus appropriée de par la densité plus élevée des gemmes - diamant 3,52 g/cm3 - corindon 3,99 g/cm3 - spinelle 3,63 g/cm3 La densité des plastiques est rarement supérieure à 2g/cm3. Les gemmes se déposeront donc "au fond", ce qui permet d'obtenir à la fois les effets obtenus par malaxage et ceux obtenus par pulvérisation. Cette méthode est également la plus économique et la plus facile à réaliser. Les dessins ci-joint donnés à titre d'exemple indicatif et non limitatif permettront aisément de comprendre l'invention. Ils représentent un mode de téalisation préféré selon l'invention. La figure 1 est un schéma d'une semelle de chaussure renforcée par des gemmes. La figure 2 est une vue d'un pneu d'automobile vu de face. La figure 3 est une vue en coupe d'un pneu d'automobile renforcé par des gemmes. La figure 4 est une vue en coupe d'une bande de roulage d'un pneu d'automobile. Exemple de réalisation : 1/ utilisation de la poudre pour la confection de semelles renforcées 5. On incorpore cette poudre dans la masse de caoutchouc 4 ou de plastique, soit par la méthode de malaxage, soit par celle de gravitation ou de pulvérisation. Lapoudre est incorperée dans des proportions de 0,5 % à 10 % (voir la figure 1), ce qui donne une résistance à l'usure augmentée grâce à l'apport de dureté des gemmes 1,2,3. De plus, grâce aux qualités de dissipation thermique du diamant, on obtient une meilleure protection contre les agressions thermiques (chaleur et froid etc...). Cet exemple est valable pour tous les caoutchoucs et plastiques. 2/ Protection des pneumatiques ; plus les pneumatiques 6 sont soumis à de hautes vitesses, plus la proportion en diamant (C) doit être importante. Le mélange est disposé sur la bande de roulement 7 par la méthode de malaxage (on peut utiliser les autres méthodes, en particulier celle de pulvérisation dans le cas de pneumatiques nécessitant une très forte résistance, véhicules agricoles, industriels, militaires). (voir la figure 2). 3/ Protection de bâches, tentes, stores, toiles etc.. Par pulvérisation d'un mélange de poudre et de plastifiant, on peut améliorer sensiblement la résistance à la fois à l'usure et aux agressions thermiques. 4/ Dans le cas où il est nécessaire de placer les gemmes dans des matériaux en fusion, il peut être alors indispensable de traiter au préalable lesdits gemmes. Ainsi, il est nécessaire de refroidir les gemmes entre -24 OC et -100 OC avant de les incorporer dans des masses en fusion. REVENDICATIONS 1. Procédé pour augmenter la résistance de matériaux, caractérisé par le fait que l'on introduit des gemmes dans la fabrication, soit dans leur masse, soit dans leur couche protectrice. 2. Procédé pour augmenter la résistance de matériaux selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les gemmes utilisés possèdent la qualité physique d'être extrêmement durs, il s'agit de la poudre de diamant (C), de corindon (A12 03), de spinelle Mg (A12 04) ou d'autres gemmes spécifiques utilisés, soit séparément pour une utilisation spécifique, soit en combinaison. 3. Procédé pour augmenter la résistance de matériaux selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que dans le cas d'une poudre à usage général caoutchoucs, plastiques et leurs dérivés, on mélange de la poudre de diamant de O à 10 microns ( plus ou moins suivant le cas) avec de la poudre de corindon et de spinelle ou autres gemmes, apportant leurs qualités propres nécessaires à l'utilisation envisagée, et ce dans les proportions suivantes - diamant : de (0,05 % à 30 %) - corindon : (30 % à 60 %) ( plus ou moins) - spinelle : (15 % à 60 %) - diverses gemmes : (0,05 % à 30 %). 4. Procédé pour augmenter la résistance de matériaux selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les gemmes sont traités avant d'être incorporés dans les matériaux, - les différentes poudres de gemmes sont mélangées sous émission d'ultrasons de (100 à 200 KHz) pour obtenir une bonne homogénéité, - la poudre de gemmes est sechée à l'air chaud, - la poudre de gemmes est tamisée par ultrason pour un nettoyage ultime, - on contrôle la bonne répartition des différents éléments du mélange par analyse aux Rayons (X). 5. Procédé pour augmenter la résistance de matériaux selon l'une quelconque des revendications 1 ou 4, caractérisé par le fait que l'on fait passer la poudre de gemmes dans de la vapeur d'huile. 6. Procédé pour augmenter la résistance de matériaux selon l'une quelconque des revendications 1, 4 ou 5, caractérisé par le fait que l'on contrôle la bonne répartition des différents éléments du mélange par analyse à la lumière polarisée et/ou au polariscope d'analyse. 7. Procédé pour augmenter la résistance de matériaux selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, 5 ou 6, caractérisé par le fait que les gemmes sont introduits dans les matériaux par malaxage, dans ce cas, il s'agit d'avoir une répartition égale du produit de renforcement dans la masse du matériau concerné, quand le matériau passe de l'état fluide à l'état solide, on introduit la poudre en malaxant pour homogénéiser le mélange, ceci permet d'avoir un matériau renforcé en tous points ; la proportion de poudre n'excède qu'exceptionnellement les (10 %) le mélange ainsi obtenu est utilisé à des fins spécifiques (soit par moulage, soit par application). 8. Procédé pour augmenter la résistance de matériaux selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, 5 ou 6, caractérisé par le fait que les gemmes sont introduits dans les matériaux par pulvérisation, dans ce cas, la méthode n'est destinée qu'à protéger les couches externes quand les matériaux sont sous forme pâteuse (mais encore fluide), on pulvérise une couche de poudre allant de (1 à 10 microns), (plus ou moins suivant utilisation) ; cette méthode permet en particulier d'utiliser moins de poudre quand les agressions externes sont seules à limiter et à combattre. 9. Procédé pour aumenter la résistance de matériaux selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6, caractérisé par le fait que les gemmes sont introduits dans les matériaux par gravitation, cette méthode d'incorporation par gravitation est liée à la densité des gemmes ; la poudre est incorporée au matériau à l'état fluide particulièrement dans les plastiques et caoutchoucs ; cette méthode est la plus appropriée de par la densité plus élevée des gemmes - diamant (3,52 g/cm3) - corindon (3,99 g/cm3) - spinelle (3,63 g/cm3j, - la densité des plastiques est rarement supérieure à (2g/cm3) ; les gemmes se déposent donc "au fond", ce qui permet d'obtenir à la fois les effets obtenus par malaxage et ceux obtenus par pulvérisation. 10. Produits obtenus selon l'un quelconque des procédés, selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ou 9. 11. Semelles en caoutchouc ou en plastique (4) renforcées par des gemmes, caractérisées par le fait que l'on incorpore la poudre de gemmes dans la masse (4) soit par la méthode de malaxage, soit par celle de gravitation ou de pulvérisation ; la poudre est incorporée dans des proportions de (0,5 % à 10 %), ce qui donne une résistance à l'usure augmentée grâce à l'apport de dureté des gemmes (1,2,3) ; de plus, grace aux qualités de dissipation thermique notamment du diamant, on obtient une meilleure protection contre les agressions thermiques.