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La présente invention est relative au façon- nage par extrudage de composés à base de caoutchouc vulcanisable Elle concerne, plus particulièrement, un procédé pour alimenter des machines d'extrudage à l'aide de tels composés. L'invention est applicable aux composés à base ae caoutchouc naturel ou de caout- choucs synthétiques du type contenant deux agents de vulcanisation ou groupes d'agents de vulcanisation, qui travaillent conjointement dans des conditions appropriée) de température pour provoquer la vulcanisation du compo- sé.
La présente invention a pour objet principal d'éviter une vulcanisation ou un durcissement prématuré ,de composés à base de caoutchouc et elle présente, par conséquent, principalement de l'importance dans son ap- plication à des composés, dans lesquels la nature et la quantité des agents de vulcanisation sont telles qu'il risque de se produire une vulcanisation prématurée pen- dant la préparation et la manutention des composés, avant leur amenée à la machine d'extrudage. Comme exemples de tels composés, on peut citer ceux utilisés dans les procédés de vulcanisation en continu, dans lesquels le composé est vulcanisé immédiatement après sa sortie-de la machine d'extrudage, par exemple par passage à travers un tube contenant de la vapeur sous pression.
Dans le cas des composés à base de caoutchouc naturel et avec la plupart des caoutchoucs synthétiques communément utilisés, les agents de vulcanisation con- sisteront en soufre et un ou plusieurs accélérateurs de vulcanisation.
Conformément à l'invention, le composé à base
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de caoutchouc est d'abord préparé en deux lots. Le pre- mier lot contient,.comme ingrédients essentiels, une partie du caoutchouc et un des agents de vulcanisation ou groupes d'agents de vulcanisation. Il peut aussi contenir d'autres ingrédients, tels que des charges et des agents de renforcement. Le second lot contient l'a- gent de vulcanisation (ou groupe d'agents de vulcanisa- tion) restante le restant du caoutchouc et tous les au- tres ingrédients du composée Lorsqu'un groupe d'agents de vulcanisation est ajouté au premier lot ou au seconq lot, ces agents seront choisis de façon à ne pas provo- quer ensemble une vulcanisation du caoutchouc contenu dans le lot en question, pendant le stockage ou la manu- tention de ce dernier.
Lorsque, comme cela est habituel- lement le cas, le composé est vulcanisable au soufre, un des lots contiendra tout le soufre et l'autre lot contiendra la totalité de l'accélérateur ou des accéléra- teurs de vulcanisation.
Conformément à l'invention, chaque lot est préparé sous une forme allongée, de.préférence sous forme d'une bande ou d'un ruban, et les deux lots sont simul- tanément amenés, sous cette forme,'dans la machine d'ex- trudage, les vitesses d'alimentation étant réglées de façon qu'un composé présentant la composition requise soit formé dans la machine d'extrudage.
On peut faire usage d'une machine d'extrudage normale, mais dans ce cas il est nécessaire de prendre des précautions pour engendrer une pression de retour dans le cylindre de la machine, par exemple par emploi d'un tamis approprié tel ¯qu'il se produise un mélange suffisant des deux lots avant que le composé passe à travers la filière d'extrudage. D'autres procédés con- nus pour assurer un mélange adéquat des deux lots dans
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la machine d'extrudage péuvent être employés, par exemple par utilisation de formes spéciales de rouleau et par façonnage approprié de la surface intérieure du cylindre.
Une machine d'extrudage avec un rouleau approprié est décrite dans le brevet belge n 523.705 de la demanderes- se.
On préfère mélanger le composé en deux lots contenant chacun environ 50 % du caoutchouc et environ 50 % de tous les autres ingrédients, excepté les agents de vulcanisation. Au premier de ces lots, on ajoute la totalité du soufre ou du ou des agents de vulcanisation équivalents, tandis qu'au second lot on ajoute la tota- lité du ou des accélérateurs de vulcanisation. Les lots sont transformés en bandes ou rubans et des nom- bres équivalents de bandes ou rubans de chaque lot sont amenés à la machine d'extrudage, de manière à former un "sandwich", dans lequel des bandes d'un lot alternent avec des bandes de l'autre lot et qui est entraîné en avant dans la machine d'extrudage à la même vitesse li- aire.
Les sections transversales des bandes ou rubans sont telles que le produit désiré soit formé dans la ma- chine d'extrudage. Ces sections seront approximativement égales.
Cependant, les compositions des deux lots. peuvent varier comme on le désire. Ainsi, le premier lot peut contenir seulement une petite partie de la quantité totale du caoutchouc du composé à base de ca- outchouc, mélangée à la totalité du soufre ou à la tota- lité du ou des accélérateurs de vulcanisation. Ordinai- rement, dans ce cas la ou les bandes ou autres produits de forme allongée obtenus à partir du premier lot auront une section transversale considérablement inférieure à celle de la ou des bandes ou autres produits formés à
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partir du second lot.
Une bande plus petite de ce genrq peut, par exemple, être amenée à la machine d'extrudage, en étant interposée ou "sandwichée" entre deux bandes du second lot ou en étant emprisonnée dans une ou plusieurs rainures ménagées dans une seule bande ou ruban du se- cond lot.
Quelles que soient les formes des bandes obte- nues à partir des deux lots, il est préférable que leur section transversale soit telle que, par l'amenée simul- tanée des bandes ou autres produits façonnés à la même vitesse linéaire dans la machine d'extrudage, le mélange des deux lots formé dans cette machine ait la composition requise.
Un avantage du procédé résdde dans le fait que les deux lots peuvent être pré-mélangés et stockés en vue de l'extrudage, lorsque ceci est nécessaire, les mélanges pouvant s'opérer indépendamment du procédé d'extrudage. Au besoin, les lots peuvent être refroidis après mélange, stockés à température ambiante et amenés à la machine d'extrudage à température ambiante ou ré- chauffés, si ceci est nécessaire, avant leur amenée à ladite machine.
Le procédé peut être utilisé pour l'extrudage de l'isolant et/ou de la gaine de câbles électriques et un procédé de ce genre suivant l'invention sera décrit ci-après à titre d'exemple.
Deux mélanges à base de caoutchouc ont été préparés par des techniques de mélange habituel en uti- lisant les ingrédients suivants :
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EMI5.1
<tb> Lot <SEP> 1 <SEP> Lot <SEP> 2
<tb>
<tb> (parties <SEP> en <SEP> poids) <SEP> (parties <SEP> en <SEP> poids)
<tb>
<tb> Caoutchouc <SEP> 45 <SEP> 45
<tb>
<tb> Charge <SEP> 37,25 <SEP> 37,25
<tb>
<tb> Emollient <SEP> 2,50 <SEP> 2,50
<tb>
<tb> Activateur <SEP> . <SEP> 12,50 <SEP> 12,50
<tb>
<tb> Anti-oxydant <SEP> 0,70 <SEP> 0,70
<tb>
<tb> Soufre <SEP> 4,0 <SEP> néant
<tb>
<tb> Accélérateur <SEP> Néant <SEP> 4,5
<tb>
Ces ingrédients forment ensemble un composé à vulcanisation rapide, te; qu'on l'emploie dans un pro- cédé de vulcanisation en continu.
Après mélange, chaque lot a été calandre et découpé en bandes ou rubans d'une largeur de 5 cm et d'une épaisseur de 0,03 cm.
Les bandes ont été admises à se refroidir et ensuite stockées jusqu'au moment où l'on en a eu besoin pour l'extrudage.
Deux bandes, dont l'une provenait du premier lot et l'autre du second lot,ont été amenées à froid dans une machine d'extrudage et extrudées, sous forme d'un revêtement d'une épaisseur radiale de 0,1 cm, sur un conducteur de cuivre d'un diamètre de 0,17 cm. Les deux bandes ont été légèrement pressées l'une sur l'au- tre en ayant leurs grandes faces en contact l'une avec l'autre, lors de leur amenée à la machine d'extrudage, dans laquelle elles ont été introduites à la même vi- tesse.
La machine d'extrudage était une machine d'ex- trudage de caoutchouc du type standard fabriquée par Messrs.Bridge and Co, Ltd., ayant un rapport de vis de 7 : 1 et un diamètre de rouleau de 5 cm. Cette machine était équipée d'un tamis à mailles de 40 (c'est-à-dire 40 fils métalliques par pouce soit approximativement
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250 trous par cm2.).
Le conducteur muni de son revêtement a été vulcanisé à une température de 1400 C pendant 10 minutes.,
Par ce procédé, on obtient un revêtement iso- lant, dont les propriétés sont comparables à celles des revêtements extrudés par les procédés habituels, dans lesquels tous les ingrédients de.la composition sont in- timement mélangés l'un à l'autre avant l'amenée de cette. dernière à la machine d'extrudage. Par ailleurs, la nécessité de refroidir rapidement la composition de caoutchouc après mélange et avant stockage est évitée.
D'autres précautions peuvent être prises, si on le désire, pour assurer un mélange adéquat des deux lots dans la machine d'extrudage. Ainsi, on peut faire usage d'une machine d'extrudage spéciale, on peut amener simultanément plus d'une bande de chaque lot dans la machine d'extrudage, en veillant à ce que les bandes d'un des lots alternent avec des bandes de l'autre lot, on peut tordre la paire ou l'ensemble de bandes avant leur entrée dans la machine d'extrudage, et on peut fai- re passer la paire ou l'ensemble de bandes ou rubans, lors de leur introduction dans la machine d'extrudage, entre une paire de rouleaux nervurés, de façon que les nervures d'un rouleau coïncident avec des rainures ména- gées dans l'autre rouleau, en sorte que l'ensemble de bandes reçoit des indentations ou ondulations transver- sales.
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The present invention relates to the shaping by extrusion of compounds based on vulcanizable rubber. It relates more particularly to a process for supplying extruders with the aid of such compounds. The invention is applicable to compounds based on natural rubber or synthetic rubber of the type containing two vulcanizing agents or groups of vulcanizing agents, which work together under suitable conditions of temperature to cause vulcanization of the compound. se.
The main object of the present invention is to prevent premature vulcanization or curing of rubber compounds, and it is therefore mainly of importance in its application to compounds, in which the nature and the The amount of the vulcanizing agents is such that premature vulcanization may occur during the preparation and handling of the compounds, before they are fed to the extruding machine. As examples of such compounds, there may be mentioned those used in continuous vulcanization processes, in which the compound is vulcanized immediately after leaving the extrusion machine, for example by passing through a tube containing steam under pressure.
In the case of natural rubber compounds and with most commonly used synthetic rubbers, the vulcanizing agents will consist of sulfur and one or more vulcanization accelerators.
In accordance with the invention, the compound based on
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of rubber is first prepared in two batches. The first batch contains, as essential ingredients, part of the rubber and one of the vulcanizing agents or groups of vulcanizing agents. It can also contain other ingredients, such as fillers and strengthening agents. The second batch contains the vulcanizing agent (or group of vulcanizing agents) remaining the remainder of the rubber and all the other ingredients of the compound. When a group of vulcanizing agents is added to the first batch or in the second batch, these agents will be chosen so as not to cause together a vulcanization of the rubber contained in the batch in question, during the storage or the handling of the latter.
When, as is usually the case, the compound is vulcanizable with sulfur, one batch will contain all of the sulfur and the other batch will contain all of the vulcanization accelerator or accelerators.
In accordance with the invention, each batch is prepared in an elongated form, preferably in the form of a strip or ribbon, and the two batches are simultaneously fed, in this form, to the processing machine. extrusion, the feed rates being controlled so that a compound having the required composition is formed in the extrusion machine.
A normal extruding machine can be used, but in this case it is necessary to take precautions to generate a back pressure in the cylinder of the machine, for example by using a suitable sieve such as ¯ sufficient mixing of the two batches occurs before the compound passes through the extruder die. Other known methods to ensure adequate mixing of the two batches in
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extrusion machine can be employed, for example by using special roll shapes and by suitable shaping of the inner surface of the roll.
An extruding machine with a suitable roller is described in the applicant's Belgian patent no. 523,705.
It is preferred to mix the compound in two batches each containing about 50% of the rubber and about 50% of all other ingredients except the vulcanizers. To the first of these batches all of the sulfur or equivalent vulcanizing agent (s) is added, while to the second batch all of the vulcanization accelerator (s) are added. The batches are made into strips or ribbons and an equivalent number of strips or ribbons from each batch are fed to the extrusion machine, so as to form a "sandwich", in which strips of one batch alternate with strips from the other batch and which is driven forward through the extruder at the same free speed.
The cross sections of the bands or ribbons are such that the desired product is formed in the extruder machine. These sections will be approximately equal.
However, the compositions of the two lots. can vary as desired. Thus, the first batch may contain only a small portion of the total amount of the rubber of the rubber compound, mixed with all of the sulfur or all of the vulcanization accelerator (s). Usually, in this case the strip (s) or other elongated product obtained from the first batch will have a considerably smaller cross section than that of the strip (s) or other formed product.
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from the second batch.
A smaller strip of this type can, for example, be fed to the extrusion machine, by being interposed or "sandwiched" between two strips of the second batch or by being trapped in one or more grooves made in a single strip or ribbon. of the second.
Regardless of the shapes of the webs obtained from the two batches, it is preferable that their cross-section is such that by simultaneously feeding the webs or other shaped products at the same linear speed into the machine. extrusion, the mixture of the two batches formed in this machine has the required composition.
An advantage of the process is that the two batches can be premixed and stored for extrusion, when necessary, the mixtures being able to take place independently of the extrusion process. If necessary, the batches can be cooled after mixing, stored at room temperature and brought to the extruder machine at room temperature or reheated, if necessary, before they are fed to said machine.
The process can be used for extruding the insulation and / or the sheath of electrical cables and a process of this type according to the invention will be described below by way of example.
Two rubber mixtures were prepared by customary mixing techniques using the following ingredients:
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EMI5.1
<tb> Lot <SEP> 1 <SEP> Lot <SEP> 2
<tb>
<tb> (parts <SEP> in <SEP> weight) <SEP> (parts <SEP> in <SEP> weight)
<tb>
<tb> Rubber <SEP> 45 <SEP> 45
<tb>
<tb> Load <SEP> 37.25 <SEP> 37.25
<tb>
<tb> Emollient <SEP> 2.50 <SEP> 2.50
<tb>
<tb> Activator <SEP>. <SEP> 12.50 <SEP> 12.50
<tb>
<tb> Anti-oxidant <SEP> 0.70 <SEP> 0.70
<tb>
<tb> Sulfur <SEP> 4.0 <SEP> none
<tb>
<tb> Accelerator <SEP> None <SEP> 4.5
<tb>
These ingredients together form a rapidly vulcanizing compound, te; that it is used in a continuous vulcanization process.
After mixing, each batch was calendered and cut into strips or ribbons with a width of 5 cm and a thickness of 0.03 cm.
The bands were allowed to cool and then stored until needed for extrusion.
Two strips, one of which came from the first batch and the other from the second batch, were cold brought into an extrusion machine and extruded, as a coating with a radial thickness of 0.1 cm, on a copper conductor with a diameter of 0.17 cm. The two bands were lightly pressed one over the other, having their large faces in contact with each other, when they were brought to the extrusion machine, in which they were introduced to the extrusion machine. same speed.
The extrusion machine was a standard type rubber extruding machine manufactured by Messrs. Bridge and Co, Ltd., having a screw ratio of 7: 1 and a roll diameter of 5 cm. This machine was equipped with a 40 mesh screen (i.e. 40 wires per inch or approximately
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250 holes per cm2.).
The conductor provided with its coating was vulcanized at a temperature of 1400 C for 10 minutes.,
By this process an insulating coating is obtained, the properties of which are comparable to those of coatings extruded by the usual processes, in which all the ingredients of the composition are intimately mixed with each other before 'brought from this. last to the extrusion machine. Furthermore, the need to rapidly cool the rubber composition after mixing and before storage is avoided.
Other precautions can be taken, if desired, to ensure adequate mixing of the two batches in the extruder machine. Thus, one can make use of a special extruding machine, one can simultaneously bring more than one strip of each batch into the extrusion machine, ensuring that the strips of one of the batches alternate with bands on the other hand, the pair or set of bands can be twisted before they enter the extruding machine, and the pair or set of bands or ribbons can be passed through when they are introduced into the extrusion machine. the extrusion machine, between a pair of ribbed rollers, so that the ribs of one roll coincide with grooves in the other roll, so that the set of strips receives transverse indentations or corrugations. dirty.