Procédé de fabrication d'une bande continue de matière pour la construction de garnitures antifriction et bande obtenue par ce procédé L'invention se rapporte<B>à</B> la fabrication- d'une bande continue<B>de</B> matière pour la cons truction de garnitures antifriction, notamment de paliers lisses, de coussinets, d'anneaux de fond pour crapaudines, de glissières pour ma chine-outil, etc... et concerne la fabrication d'une bande continue de matière dans laquelle au moins la surface d'une couche métallique poreuse est imprégnée et, si on le désire, recou verte avec du poly-tétra-fluoréthylène.
On a<B>déjà</B> proposé d'imprégner une base métallique poreuse avec du poly-tétra-fluor- éthylène pour obtenir une matière satisfaisante pour les paliers<B>à</B> lubrification sèche. La base métallique poreuse, qui est constituée, de pré férence, par une bande poreuse de cuivre ou de bronze, de préférence avec un support en acier et produite en agglomérant des poudres métalliques convenablement triées, offre la conductibilité calorifique et la résistance méca nique désirées, tandis que le poly-tétra-fluor- éthylène présente des propriétés efficaces comme agent antifriction et permet<B>de</B> dimi nuer l'usure.
La dimension des pores de la base métal lique poreuse peut être contrôlée avec précision en utilisant des poudres triées et peut varier, par exemple, entre<B>10</B> et 400 u. Jusqu'à pré- sent pour la fabrication de cette matière com posite pour paliers, on a appliqué, selon la pratique courante, le poly-tétra-fluoréthylène sous la forme & un vernis ou de grains assez grands, par exemple de<B>3</B> mm<B>de</B> diamètre.
Bien que le poly-tétra-fluoréthylène puisse théoriquement couler sous cette forme<B>à</B> la tem pérature ambiante, dans les pores<B>de</B> la base métallique si on le soumet<B>à</B> une pression suf fisante, un tel procédé n7est cependant pas tou jours applicable, car la haute pression qui est nécessaire, tend<B>à</B> produire une déformation permanente du métal et<B>à</B> obturer les pores avant qu'une imprégnation suffisante soit obte nue.<B>Il</B> a donc été nécessaire d'effectuer cette imprégnation sous pression<B>à</B> des températures pour lesquelles le poly-tétra-fluoréthylène est rendu suffisamment mou pour couler facile ment dans les pores.
On n7a pas réussi jusqWà présent<B>à</B> pro duire, une bande continue de matière selon ce procédé, par suite<B>de</B> la difficulté de maintenir la pression nécessaire pour rimprégnation. pen dant un temps suffisant pendant que la matière est soumise<B>à</B> une température élevée. Pour cette raison, il a été nécessaire de travailler de façon intermittente sur des flancs ou sur des fournées de -flans. L'invention concerne un procédé perfec tionné grâce auquel la matière précitée peut être facilement produite de façon continue.
Selon la présente invention,<B>le</B> poly-tétra- fluoréthylùne est appliqué sur une bande con tinue<B>de</B> matière, présentant une structure poreuse<B>à</B> pores communiquant entre eux, sous forme de particules dont la dimension est faible par rapport<B>à</B> celle des pores de la bande de métal et, sans ramollir au préalable<B>le</B> p#oly- tétra-fluoréthylùne par chauffage, ces petites particules sont introduites dans les pores par 17effet d7une pression insuffisante pour obturer complètement les pores de la bande métallique,
et le métal ainsi imprégné est soumis<B>à</B> une température de<B>327 à</B> 4500 pendant un temps suffisant pour fondre et souder entre elles les particules de poly-tétra-fluoréthylène de façon <B>à</B> former un réseau continu de polymères dans la structure poreuse de la bande métallique. Le poly-tétra-fluoréthylène peut être appliqué<B>de</B> telle façon que, en plus de remplir sensiblement les pores de la structure poreuse, une mince couche superficielle<B>de</B> poly-tétra-fluoréthylène, par exemple<B>de 0,025</B> mm s'étende sur la sur face de la bande métallique.
La dimension des particules du poly-t6tra- fluoréthylùne dépend évidemment de la dimen sion des pores<B>de</B> la matière poreuse<B>à</B> impré gner. Le rapport de la dimension des pores de la matière<B>à</B> celle des pores des particules de poly-têtra-fluoréthylène doit être grand, par exemple de<B>10 à 1.
Il</B> est cependant préférable que la. dimension des particules de poly-têtra- fluoréthylène, soit aussi petite que possible et, dans la plupart des cas, au-dessous de<B>1 Il.</B> D'excellents, résultats ont été obtenus avec une dimension moyenne de<B>0,1</B> U pour les parti cules de poly-tétra-fluoréthylène.
Des particules extrêmement petites, par exemple, de<B>0J</B> u sont capables de pénétrer facilement dans les pores de la surface métal lique, qui sont comparativement larges, sous une faible pression, de sorte<I>qu'il</I> est possible d!introduire le poly-t6tra-fluoréthylùne dans les pores<B>à</B> la température ambiante et<B>de,</B> chauffer, dans une phase suivante, pour fondre les parti- cules de poly-tétra-fluoréthylène de façon<B>à</B> former une structure continue.
La forme<B>de</B> chacune des particules du po1y-tétra-fluoréthyl#ne est aussi un facteur important. Ces particules seront ordinairement <B>de</B> forme régulière, de préférence sphérique. Des particules<B>de</B> forme irrégulière peuvent être utilisées, mais lorsque le rapport de leur longueur<B>à</B> leur largeur devient grand et comme ces particules forment virtuellement une masse de fibres courtes, l'imprégnation devient plus difficile.
La forme préférée de poly-tétra-fluoréthy- lène est un précipité obtenu d'une dispersion de poly-tétra-fluoréthylène dans un- liquide et qui donne un conglomérat de particules de forme approximativement sphérique et de dimension moyenne de<B>0,1</B> u.
Le poly-tétra-fluoréthylène- peut être appli qué sous forme d'une pâte comprenant de<B>70</B> <B>à 80 0/0</B> de poly-tétra-fluoréthylène solide, le reste étant un liquide volatil.
En variante, le poly-tétra-fluoréthylùne peut être appliqué sous forme d#une poudre sèche obtenue<B>à</B> partir d7une dispersion de poly-tétra- fluoréthylène coagulée, ou autrement sous toute forme suffisamment fine.
Afin d'obtenir les meilleurs résultats, il est préférable d'employer des additifs sous forme d#une ou plusieurs subs tances qui peuvent être mélangées au poly- tétra-fluoréthylène et qui sont volatiles ou sus ceptibles d'être détruites au-dessous de<B>325" C.</B> Par exemple,
du toluène peut être mélangé au poly-tétra-fluoréthylène dans le rapport de 20 % en volume pour donner une matière convenant pour l'imprégnation et qui est beaucoup supérieure<B>à</B> la poudre sèche et non modifiée de poly-tétra-fluoréthylène. De nom breux solides et liquides peuvent être avanta geusement ajoutés au poly-têtra-fluoréthylène sec et parmi ceux-ci on peut indiquer les pro duits tels que<B>:
</B> xylène, cétane, toluène, huiles hydrocarbures, au fluorocarboné et au fluoro- chlorocarbone, alcools<B>à</B> longue chaîne, tels que 1-décanol, etc. <B>.</B>
Il est préférable d'utiliser un additif liquide capable de mouiller le poly-tétra-fluoréthylène et dans ce but, on peut utiliser des agents tensio-actifs pour faciliter le mouillage du poly-tétra-fluoréthylène par le liquide. Par exemple, si on emploie de l'eau, on pourra<B>y</B> ajouter avec avantage des matières telles que du lauryl-sulfate de sodium et de roxyde de polyéthylène.
La limite inférieure de la propor tion de tels additifs au poly-tétra-fluoréthylène sec est déterminée par la quantité nécessaire pour améliorer de façon efficace les propriétés du poly-tétra-fluoréthylùne sec et des additions au-dessous de<B>5</B> % du volume n'ont que peu ou pas d'effet. La quantité maximum<B>à</B> addi tionner est déterminée par la quantité de polym t6tra-fluoréthylène qui est déposée par le liquide d'addition.
En général, on peut addi tionner environ 20<B>à</B> .40 ()/o en volume pour obtenir la quantité maximum de poly-tétra- fluoréthylène pénétrant dans les pores du métal. On peut additionner plus de 40 % d'additifs, ce qui facilitera davantage l'imprégnation, mais en même temps la quantité de po-ly-tétra-fluor- éthylène solide imprégnée par cni3 diminuera évidemment.
On peut aussi ajouter au poly- tétra-fluoréthylène, une certaine proportion d!un ou plusieurs lubrifiants solides, la. dimension des particules de tels lubrifiants d'addition étant plus petite que la dimension des pores de la structure de la bande métallique et de prUé- rence de même ordre de grandeur que les parti cules<B>de</B> poly-tétra-fluoréthylùne.
De préférence,<B>le</B> poly-tétra-fluoréthylène est pressé dans les pores en faisant passer la bande de métal, sur laquelle on a déposé une couche de poly-tétra-fluoréthylène, entre des rouleaux.<B>A</B> cet effet, on peut employer deux ou plusieurs étages<B>de</B> rouleaux, le rouleau supérieur du premier étage étant moleté ou strié.
On peut obtenir la fusion des particules de poly-tétra-fluoréthylùne en faisant passer la bande de métal imprégné dans un bain de plomb fondu. La bande de métal imprégné peut subir un chauffage préliminaire<B>à</B> 200 < 1 <B>C</B> envi ron avant de passer dans le bain de plomb, par des moyens tel qu'un radiateur<B>à</B> gaz.<B>A</B> la sortie du bain de plomb, la bande de métal imprégné peut passer entre des rouleaux chauf- fés <B>à</B> environ<B>3800 C.</B> Après l'opération de fusion, la bande de métal imprégné peut être refroidie par des jets d'eau. La bande de matière peut ensuite passer entre des rouleaux pour lui donner la compacité et l'épaisseur désirées.
La bande de métal est constituée de préfé rence par une couche de cuivre ou de bronze poreux agglomérée<B>à</B> un support en acier plaqué de cuivre.<B>Il</B> est avantageux de prévoir un haut degré de porosité, par exemple, de 35 <B>à</B> 60 %.
Une forme d'exécution de l'invention est décrite ci-après<B>à</B> titre d'exemple en référence au dessin schématique annexé, qui est une coupe partie][le en élévation, représentant un appareil pour la mise en #uvre du procédé selon rinvention.
En référence au dessin annexé une bande <B>de</B> métal poreux<B>1</B> passe au-dessuà d'une trémie 2 contenant du poly-tétra-fluoréthylène <B>3,</B> qui est déposé sur la bande<B>à</B> une épaisseur appro priée, par exemple de<B>250</B> li, cette épaisseur étant contrôlée par un rouleau 4 placé<B>à</B> la sortie de la trémie 2, un racleur<B>5</B> étant prévu pour enlever tout excès. La bande<B>1</B> portant une couche<B>6</B> de poly-tétra-fluoréthylène passe ensuite entre une première paire de rouleaux <B>7</B> et<B>8.</B>
La bande<B>de</B> métal poreux peut être réalisée de différentes manières, mais il est avantageux qu'elle soit constituée par de l'acier plaqué de cuivre sur lequel est agglomérée une couche de bronze ou de cuivre poreux. Une bande bi- métaHique peut être préparée par exemple en pulvérisant sur un support d'acier plaqué de cuivre ayant une épaisseur de<B>0, 1</B><U>mm</U> du cuivre et de rétain dans le rapport de<B>89/11</B> ayant une dimension sensiblement constante co-m- prise entre<B>75</B> et<B>105</B> microns et l'agglomérant de façon connue pour produire une bande bi métallique présentant une couche de bronze, dont l'épaisseur vaut environ 0,
04 mm et pré- sentant une haute porosité de l'ordre de 45 % en volume. De préférence, la matière agglo- m6rée est obtenue<B>à</B> partir d'une poudre,<B>à</B> par ticules sensiblement sphériques, qui a été triée pour donner des particules d'un diamètre sen siblement uniforme.
On obtient, par exemple, <B>de</B> bons résultats avec une bande produite<B>à</B> partir de poudre de bronze qui a été tamisée de façon que la dimension de ses particules soit comprise entre<B>75</B> et<B>105 /À.</B> Plus les particules utilisées sont -grandes, plus l'imprégnation est facile, mais la structure obtenue est plus gros- siùre. En pratique, il est nécessaire de choisir un compromis entre le degré d'imprégnation et la grossièreté de la structure pouvant être admise.
La poudre triée est avantageuse, car elle permet & obtenir une haute porosité, quand elle est agglomérée, et comme plus la porosité est haute, plus grande est la quantité de poly- têtra-fluoréthylène, qui peut être imprégnée dans<B>le</B> métal et qui constitue, par conséquent, une réserve de poly-tétra-fluoréthylùne disponi ble pour maintenir une lubrification efficace de la surface du palier.
L'épaisseur du métal poreux<B>à</B> imprégner doit être de préférence choisie<B>de</B> façon<B>à</B> obtenir une imprégnation dans toute son épais seur. Cette épaisseur peut aller jusqu!à <B>6</B> mm, mais dans le cas de bronze en poudre, il est préférable de prévoir une couche de<B>0,25 à</B> <B>0,50</B> mm. Pour ]!acier inoxydable aggloméré, il est préférable de prévoir des épaisseurs- au-des sous de<B>2,5</B> mm.
La bande ne doit contenir ni impuretés, ni eau, ni revêtement d'oxyde en excès<B>;</B> les pores doivent communiquer entre eux et s'étendre jusqu'à la surface portante du palier et la pou dre doit être bien liée au support en acier pour autant qu'un support soit utilisé.
Afin d'éviter le coulage latéral et en arrière du poly-tétra-fluoréthylène, la surface -du rou leau supérieur<B>7</B> est rendue rugueuse de n7im- porte quelle façon appropriée, par exemple, par moletage ou attaque<B>à</B> l'acide. La rugosité ne doit pas être unidirectionnelle et doit être prévue de façon que le poly-tétra-fluoréthylùne soit maintenu en contact avec le métal poreux pendant le laminage et ne coule pas latérale ment par-dessus la surface des pores. On obtient de bons résultats avec un moletage en forme de losange ou une attaque<B>à</B> l'acide fort. La bande passe ensuite entre une seconde paire de rouleaux<B>9</B> et<B>10</B> qui sont lisses.
Les groupes de rouleaux<B>7, 8</B> et<B>9, 10</B> sont réglés<B>à</B> l'épais seur de la bande bi-métallique sans tolérance pour la couche<B>6</B> de poly-tétra-fluoréthylène. La bande passe ensuite sous un réchauffeur<B>11</B> <B>à</B> gaz<B>à</B> radiation qui la soumet<B>à</B> une tempéra ture<B>à</B> 2000<B>C</B> environ pendant une trentaine de secondes pour enlever tout excès de liquide et la bande passe ensuite dans un bain de plomb fondu 12 maintenu<B>à 3800 C</B> environ. La durée du passage de la bande dans<B>le</B> bain de plomb fondu est de<B>60</B> secondes environ.
On peut aussi effectuer de façon différente la phase de fusion pour former un réseau con tinu de poly-tétra-fluoréthylùne dans les pores du métal et, si désiré, une mince couche super ficielle de poly-tétra-fluoréthylène sur la bande. On peut utiliser, par exemple, dimporte quel moyen conventionnel de chauffage tel qu'un four<B>à</B> moufle, un chauffage<B>à</B> radiation<B>à</B> gaz ou électrique, un chauffage électrique de la bande par résistance ou inductance, ou par l'emploi d#un bain chaud<B>de</B> sel.
En. général, l'opération de fusion est terminée lorsque tout le poly-t6tra-fluoréthylène a été soumis<B>à</B> une température dépassant 3271, <B>C,</B> mais il est pré férable de choisir une température entre 330o <B>C</B> et 4501, <B>C</B> pendant une durée pouvant aller de <B>5</B> secondes<B>à 1</B> heure et dépendant de l'épais seur de la matière poreuse<B>à</B> imprégner et du moyen employé pour le chauffage.
Pendant la phase de fusion, il est avanta geux d'exercer une pression relativement faible sur la bande par exemple de l'ordre de 2kg/crn2, au moyen d'une série de rouleaux disposés dans le four ou en appliquant des plaques de poids convenable sur la bande ou encore en faisant avancer la bande sous tension sur une surface convexe, afin de maintenir une pression de con tact entre le poly-t6tra-fluoréthylène et la bande métallique, ceci. afin d'éviter des défauts de la surface pouvant se produire par suite de réchappement de gaz ou de liquide enfermé.
<B>A</B> la fin de l'opération de fusion, il peut être avantageux de faire passer la matière entre des rouleaux chauffés pendant que<B>le</B> poly-tétra- fluoréthylène est encore<B>à</B> rétat plastique, afin d7enlever tout défaut de la surface et de donner ]!épaisseur désirée<B>à</B> la matière. Dans ce but, la bande passe entre des rouleaux<B>13</B> et 14<B>à</B> la sortie du bain, ces rouleaux étant chauffés au moyen de flammes de gaz<B>15 à</B> une tempé rature de<B>3800 C</B> environ.
Ces rouleaux sont lisses et réglés<B>à</B> r6paisseur de la bande bi métallique sans tolérance pour le poly-tétra- fluoréthylène. La bande est ensuite refroidie au moyen de jets d'eau<B>16</B> et passe ensuite entre trois jeux de rouleaux refroidis<B>17, 18, 19</B> dont l'écartement est réglé<B>à</B> celui de la bande bi métallique moins<B>0,08</B> mm, afin de rendre la bande de matière composite aussi compacte que possible pour lui donner une épaisseur uniforme et une surface lisse pour que ladite matière soit prête pour la construction de paliers lisses, tels que, coquilles, coussinets, anneaux de fond et glissières<B>de</B> machine.
Le chauffage<B>11</B> et le bain 12 peuvent être enfermés dans un carter 20<B>à</B> l'intérieur des quels règne une atmosphère non oxydante. Par le refroidissement au moyen des jets d'eau<B>16,</B> on obtient une résistance de, la couche superfi cielle du poly-tétra-fluor6thylène, grâce au fait que la température de la bande est rapidement abaissée au-dessous du point de transition de <B>3270 C.</B> On peut aussi obtenir un refroidisse ment en plongeant toute la bande, dans de l'eau. En variante, on pourrait aussi faire passer la bande entre des rouleaux de refroidissement qui assureraient en même temps la compacité de la bande et le contrôle de son épaisseur.
Si l'on désire une couche dure superficielle de poly- tétra-fluoréthylène la matière doit être refroidie doucement au passage du point de transition. <B>A</B> cet effet, on peut faire passer la bande dans une étuve dans laquelle, si nécessaire, on peut prévoir une atmosphère non oxydante, de façon que la température de la bande diminue pro gressivement.
En variante, on peut laisser la bande se refroidir lentement dans une atinos- phùre non oxydante jusqu'à ce qu!elle ait atteint une température au-dessous<B>de 3270 C,</B> par exemple, 3001, <B>C,</B> la bande pouvant ensuite être refroidie rapidement<B>à</B> la température ambiante par trempage ou giclage avec de l'eau.
Les groupes de rouleaux peuvent être soit réglés avec un jeu prédéterminé ou soumis<B>à</B> une pression prédéterminée. Lorsqu7on lamine avec un jeu prédéterminé, il faut régler les rou leaux de façon que le jeu entre eux soit équi valent<B>à</B> l'épaisseur de la bande bi-métallique avec une légère tolérance de chaque côté, de l'ordre de<B>0,025 à 0,05</B> mm. Aucune tolérance West prévue pour la couche de poly-tétra-fluor- éthylène qui doit être pressée dans les pores. Si l'on prévoit des jeux plus grands, on n!ob" tient pas une imprégnation complète.
Si au contraire on prévoit des jeux plus faibles, le métal sera trop comprimé et au lieu que tout le poly-tétra-fluoréthylène soit forcé dans les pores, l'imprégnation de-celui-ci ne pourra pas être complète comme désiré.
Lorsqu'on effectue le laminage<B>à</B> une pres sion déterminée, la<B>.</B> pression appliquée est définie par les propriétés mécaniques de la matière qui est imprégnée et par les dimensions des rouleaux qui sont utilisés. La pression est choisie de façon<B>à</B> obtenir une légère déforma tion permanente de la bande de métal poreux. Lorsqu'on utilise une couche; de bronze poreux comprise entre<B>0,25</B> et<B>0,5</B> mm sur un support en acier, une diminution permanente de l'épais seur d'environ<B>0,025</B> ou moins est satisfaisante. Si la couche poreuse est plus épaisse, elle peut évidemment supporter une déformation plus grande. Toutes choses étant égales eailleurs, des rouleaux de grand diamètre supporteront une pression plus élevée que ceux de petit diamètre.
Il faut éviter que la bande soit soumise<B>à</B> une forte tension pendant qu'elle s'imprègne en passant sous les, rouleaux.
Des rouleaux de grand diamètre, par exem ple de 45 cm sont avantageux en tenant compte du fait- que le poly-t6tra-fluoréthylène est sujet <B>à</B> couler en arrière très facilement. En variante, la matière composite peut être laminée entre des bandes ou feuilles superposées ou tout au moins une bande ou feuille peut être placée sur la surface du poly-tétra-fluoréthylène, On s'est aperçu que lorsque plusieurs pas sages entre rouleaux sont avantageux pour l'imprégnation, la plus grande partie<B>de</B> celle-ci s'effectue cependant sous la première paire de rouleaux<B>7, 8.</B> Une légère imprégnation addi- tionnelle s'effectue sous le passage de la seconde paire<B>de</B> rouleaux<B>9, 10,
</B> mais on n'obtient qu'une augmentation insignifiante de la pénétration en faisant passer la matière entre d'autres rouleaux. Seul le premier rouleau supé rieur<B>7</B> doit être moleté ou rugueux bien que les autres rouleaux supérieurs puissent l'être si on le désire, pourvu que le dernier rouleau supérieur ait une surface lisse, afin de donner une belle apparence<B>à</B> la surface du produit obtenu. Si on désire obtenir une augmentation de pénétration<B>à</B> chaque passage successif sous les rouleaux, le jeu entre les paires successives entre les rouleaux peut être diminué ou bien la pression entre chaque paire successive de rou leaux peut être augmentée.
L'emploi de plu sieurs paires de rouleaux a encore comme avantage que si la couche superficielle de poly- tétra-fluoréthylùne est excessive, son épaisseur peut être réduite grâce au passage subséquent entre lesdits rouleaux.
Parfois,<B>il</B> peut être nécessaire d'enlever la couche superficielle de poly-tétra-fluoréthylène après un certain nombre d'opérations de rou lage, car cette couche tend<B>à</B> devenir compacte et da plus (futilité pour l'imprégnation. Si la couche est enlevée, on peut de nouveau ajouter du poly-tétra-fluoréthylùne sur la surface comme décrit ci-dessus et l'on peut effectuer de nouveau un certain nombre de roulages ou laminages.
La couche superficielle peut être enlevée par une opération mécanique et ensuite une nouvelle couche de poudre de poly-tétra- fluoréthylène. peut être appliquée, les phases comprenant l'application de la poudre, l'opé- -ration pour la rendre compacte et renlèvement de l'excès de ladite couche superficielle, pou vant être répétées si désiré.
Après le roulage, une partie de la surface du poly-tétra-fluoréthylène peut être enlevée, afin d7obtenir une bande<B>de</B> l'épaisseur désirée. Lorsque la bande a été complètement impré gnée, la couche superficielle peut être trop épaisse et avant de procéder<B>à</B> la fusion, elle peut être dùninuée de toute façon convenable, tel que enlèvement<B>à</B> la lame, moulage, bros- sage, etc., afin d7obtenir une bande, d7épaisseur correcte.
De préférence, le poly-tétra-fluoréthylùne <B>3,</B> qui se trouve dans la trémie 2, est sous forme d'une pâte préparée de la façon suivante: des matières d'additions appropriées sont ajoutées <B>à</B> une dispersion de poly-tétra-fluoréthylùne dans de l'eau, telle qu'obtenue directement pen dant la polymérisation du poly-tétra-fluoréthy- lène et comprenant généralement des particules dispersées dans un agent mouillant et dont la dimension moyenne est d'environ<B>0,1</B> On a trouvé expérimentalement que l'on obtient les meilleurs résultats en ajoutant des liquides orga niques, tels que des huiles d!hydrocarbure, du toluène, et du cétane, et si nécessaire,
certains agents tensio-actifs, par exemple ceux connus sous les marques<B> </B> Lissapol <B> </B> et<B> </B> Empicol .
On peut, par exemple, faire un mélange contenant 2 % de <B> </B> Lissapol , <B>5</B> % de <B> </B> Empicol <B> </B> et 20 % de toluène par rapport au poids du poly-tétra-fluoréthylène solide con tenu dans la dispersion.
Le poly-tétra-fluor- éthylène peut se trouver dans des dispersions diluées ou. concentrées, par exemple de 2<B>à</B> 60 % de poly-tétra-fluoréthylùne dispersé dans l'eau. Cependant, il est préférable d!utiliser des dispersions de hautes concentrations, car il West alors pas nécessaire d'enlever ]!excès de liquide.
On peut ensuite précipiter le po-ly-tétra- fluoréthylène de ce mélange par addition d#un sel ionique tel que du chlorure d%luminiura pour obtenir une boue épaisse contenant du poly-tétra-fluoréthylène, de l'eau, du toluène et des agents d'addition.
L'excès de liquide est ensuite enlevé par décantation et la pâte obtenue est ensuite séchée jusqu!à ce qu'elle contienne environ 75 % de poly-t6tra-fluor- éthylène et 25 % d'autres matières. La quantité que contient finalement la pâte de poly-tétra- fluoréthylùne utilisée
pour l'imprégnation a un e<B>'</B> ffet important sur la quantité finale de poly- tétra-fluoréthylène contenue dans les pores du métal. Les meilleurs résultats ont été obtenus avec une proportion<B>de</B> matières solides com prise entre<B>70</B> et<B>80</B> % du volume, le reste étant constitué par des liquides volatils, par exemple de l'eau et du to-hiène. On peut, par exemple,
employer une dis persion de poly-tétra-fluoréthylène dans de l'eau contenant 55 % en poids de poly-tétra- fluoréthylène et ajouter par<B>100</B> gr de cette dispersion,<B>0,69</B> gr de<B> </B> Lissapol <B> , 3,1</B> gr d' Empicol <B> </B> et<B>11,8</B> gr de toluène.
Après avoir mélangé, on ajoute<B>0,5</B> gr de cristaux de chlorure d'aluminium afin de précipiter<B>le</B> poly- tétra-fluoréthylùne. Le liquide en excès est enlevé par décantation et le mélange est séché dans une étuve<B>à 800 C</B> jusqu7à ce qu'il con- tienne environ 75 % en poids de,
poly-tétra- fluoréthylène et se présente soifs la forme d'une pâte convenant pour Fimprégnation de la bande poreuse de la façon précitée.
L'adjonction des matières d'addition<B>à</B> la dispersion de poly-tétra-fluoréthylène peut être faite<B>à</B> l'une quelconque des phases avant l'em ploi pour l'imprégnation. Cette adjonction peut être faite comme décrite ci-dessus directement de la dispersion pure ou en variante<B>:</B> on peut d'abord précipiter le poly-tétra-fluoréthylène et ensuite faire les additions appropriées ou encore le poly-tétra-fluoréthylène peut être précipité, l'excès de liquide enlevé, les adjonc tions étant faites dans la boue obtenue.
On peut, par exemple, obtenir un précipité floconneux par addition de chlorure de fer, par exemple<B>à</B> une dispersion contenant<B>5</B> 'O/o en poids de poly-tétra-fluoréthylène et 1,25 % de <B> </B> Lissapol . Après décantation,
on ajoute <B>5</B> % en poids d' Empicol <B> </B> et<B>30</B> % de toluène par rapport au poids du poly-tétra-fluoréthylène. Le tout est mélangé pour donner une boue qui est chauffée pour enlever l'excès de liquide jus- qu7à obtention d'une pâte contenant de<B>70 à</B> <B>80</B> % en poids de pc>ly-tétra-fluor6thylène. La précipitation de poly-tétra-fluoréthylène de la dispersion peut être obtenue par différents, pro cédés tels que ébullition, congélation, agitation violente, centrifugation,
adjonction de sels ioniques, addition de liquides organiques, qui mouillent davantage le poly-tétra-fluoréthylène que l'eau, par exemple, d7acétone, addition d'acide ou d#alcaU, par exemple, d'acide chlori- drique, ou d'hydroxyde de soude, etc., ou addi tion de n'importe quelles matières réagissant chimiquement avec l'agent mouillant de disper- sion et susceptible de précipiter le poly-tétra- fluoréthylùne. <B>De</B> toutes les matières mention nées, les sels ioniques sont préférés, car ils sont les plus économiques.
Des sels tels que du chlo rure d'aluminium sont bon marché et consti tuent des coagulants très efficaces.
<B>Il</B> est possible d!ajouter des lubrifiants solides tels que du bisulfure de molybdène, du graphite, du nitrure de bore, du sulfure de tungstène, etc., au poly-tétra-fluor6thylène, pen dant qu7il est dispersé ou après sa coagulation.
La dimension des particules de ces lubrifiants solides d'addition est importante. et, il faut pré férer des matières de dimensions colldidales. Il est essentiel que la dimension des particules soit moindre que celle des pores de la bande de métal et de préférence du même ordre de grandeur comme celle des particules de poly- tétra-fluoréthylène, c'est-à-dire de préférence au-dessous de<B>1</B> u. La pâte<B>de</B> poly-tétra-fluor- éthylène peut être appliquée sur la bande de toutes autres façons convenables, par exemple, par extrusion ou par peinture.
En variante, on peut appliquer par pulvérisation le poly-tétra- fluoréthylène sous forme d'une poudre sèche, de préférence combinée avec des additifs tels qu'indiqu6 plus haut.
Une autre possibilité consiste<B>à</B> faire passer la bande dans, un bain contenant le poly-tétra- fluoréthylène en dispersion dans de, Peau avec des additifs appropriés. L'a bande constitue l'anode d'un circuit électrique comprenant le -bain de façon telle que les particules de poly- tétra-fluoréthylène soient attirées par la bande.
En choisissant convenablement la densité de courant et la durée de celui-ci, on peut obtenir l'épaisseur désirée de poly-tétra-fluor- éthylène. Un autre-moyen consiste<B>à</B> charger électrostatiquement les particules de poly-tétra- fluoréthylène pour qu'elles soient attirées par la bande reliée<B>à</B> la terre, qui peut être entrdinée <B>à</B> travers un réservoir contenant<B>de</B> la poudre fine. Selon une autre variante, on pourrait for mer un bloc avec la poudre et le frotter sur la bande.
On pourrait aussi presser la poudre de poly-tétra-fluoréthylène pour la faire pénétrer dans les pores au moyen d'un dispositif de tas# sement <B>à</B> mouvement alternatif ou par un ruban sans fin ou une chenille destinée<B>à</B> maintenir une pression sur une certaine longueur de la bande. La bande sans fin en contact avec le poly-tétra-fluoréthylène peut être moletée sur sa. face en contact avec le poly-tétra-fluor- éthylène.
Method of manufacturing a continuous strip of material for the construction of antifriction linings and strip obtained by this process The invention relates to <B> to </B> the manufacture of a continuous strip <B> of </ B > material for the construction of anti-friction linings, in particular plain bearings, bushings, bottom rings for sliders, guides for my tool, etc ... and concerns the manufacture of a continuous strip of material in which at least the surface of a porous metal layer is impregnated and, if desired, covered with poly-tetra-fluorethylene.
It has <B> already </B> been proposed to impregnate a porous metal base with poly-tetra-fluorethylene to obtain a material satisfactory for the bearings <B> with </B> dry lubrication. The porous metal base, which is preferably made of a porous strip of copper or bronze, preferably with a steel backing and produced by bonding suitably sorted metal powders, provides the desired heat conductivity and mechanical strength. , while poly-tetra-fluorethylene exhibits effective properties as an anti-friction agent and allows <B> </B> to decrease wear.
The pore size of the porous metal base can be precisely controlled using sorted powders and can vary, for example, between <B> 10 </B> and 400 µ. Until now, for the manufacture of this composite bearing material, poly-tetra-fluorethylene has been applied, in accordance with current practice, in the form of a varnish or of fairly large grains, for example <B> 3 </B> mm <B> of </B> diameter.
Although poly-tetra-fluorethylene can theoretically flow in this form <B> at </B> at room temperature, into the pores <B> of </B> the metal base if subjected <B> to < / B> sufficient pressure, however, such a process is not always applicable, since the high pressure which is required tends to <B> </B> produce permanent deformation of the metal and <B> to </B> close the pores before sufficient impregnation is obtained. <B> It </B> was therefore necessary to carry out this impregnation under pressure <B> at </B> temperatures for which the poly-tetra-fluorethylene is made soft enough to flow easily into the pores.
To date, it has not been possible to <B> </B> produce a continuous web of material by this process, due to <B> </B> the difficulty of maintaining the pressure necessary for impregnation. for sufficient time while the material is subjected to <B> </B> a high temperature. For this reason, it was necessary to work intermittently on flanks or in batches of flanks. The invention relates to an improved process whereby the above material can be easily produced on a continuous basis.
According to the present invention, <B> the </B> poly-tetrafluorethylene is applied to a continuous strip of <B> material </B>, having a porous structure <B> with </B> pores communicating between them, in the form of particles whose size is small compared to <B> to </B> that of the pores of the metal strip and, without first softening <B> the </B> p # oly-tetra-fluorethylene by heating, these small particles are introduced into the pores by the effect of insufficient pressure to completely close the pores of the metal strip,
and the metal thus impregnated is subjected <B> to </B> a temperature of <B> 327 to </B> 4500 for a time sufficient to melt and weld together the poly-tetra-fluorethylene particles in a manner <B > to </B> form a continuous network of polymers in the porous structure of the metal strip. Poly-tetra-fluorethylene can be applied <B> of </B> such that, in addition to substantially filling the pores of the porous structure, a thin surface layer of <B> </B> poly-tetra-fluorethylene , for example <B> of 0.025 </B> mm extends over the face of the metal strip.
The particle size of the poly-t6tra-fluorethylene obviously depends on the size of the pores <B> of </B> the porous material <B> to </B> to impregnate. The pore size ratio of the material <B> to </B> that of the pores of the poly-tetra-fluorethylene particles should be large, for example <B> 10 to 1.
It is </B> however preferable that the. particle size of poly-tetrafluorethylene, is as small as possible and in most cases below <B> 1 II. </B> Excellent results have been obtained with an average size of <B> 0.1 </B> U for poly-tetra-fluorethylene particles.
Extremely small particles, for example, of <B> 0J </B> u are able to easily penetrate the pores of the metal surface, which are comparatively large, under low pressure, so that they <I> </I> is possible to introduce the poly-t6tra-fluorethylene into the pores <B> at </B> room temperature and <B> to, </B> heat, in a following phase, to melt the parts - poly-tetra-fluorethylene cules so <B> to </B> form a continuous structure.
The shape <B> of </B> each of the poly-tetra-fluorethyl # particles is also an important factor. These particles will usually be <B> of </B> regular shape, preferably spherical. Irregularly shaped particles of <B> </B> can be used, but when the ratio of their length <B> to </B> their width becomes large and since these particles virtually form a mass of short fibers, the impregnation becomes more difficult.
The preferred form of poly-tetra-fluorethylene is a precipitate obtained from a dispersion of poly-tetra-fluorethylene in a liquid and which gives a conglomerate of particles of approximately spherical shape and average size of <B> 0. 1 </B> u.
Poly-tetra-fluorethylene- can be applied in the form of a paste comprising from <B> 70 </B> <B> to 80 0/0 </B> of solid poly-tetra-fluorethylene, the remainder being a volatile liquid.
Alternatively, the poly-tetra-fluorethylene can be applied as a dry powder obtained <B> from </B> a dispersion of coagulated poly-tetra-fluorethylene, or otherwise in any sufficiently fine form.
In order to obtain the best results, it is preferable to employ additives in the form of one or more substances which can be mixed with polytetra-fluorethylene and which are volatile or liable to be destroyed below. <B> 325 "C. </B> For example,
toluene can be mixed with poly-tetra-fluorethylene in the ratio of 20% by volume to give a material suitable for impregnation which is much superior to dry, unmodified poly- powder. tetra-fluorethylene. Many solids and liquids can be advantageously added to dry poly-tetra-fluorethylene and among these we can indicate products such as <B>:
</B> xylene, cetane, toluene, hydrocarbon, fluorocarbon and fluorochlorocarbon oils, long chain <B> </B> alcohols, such as 1-decanol, etc. <B>. </B>
It is preferable to use a liquid additive capable of wetting the poly-tetra-fluorethylene and for this purpose, surfactants can be used to facilitate the wetting of the poly-tetra-fluorethylene by the liquid. For example, if water is used, it is possible to <B> y </B> advantageously add materials such as sodium lauryl sulfate and polyethylene oxide.
The lower limit of the proportion of such additives to dry poly-tetra-fluorethylene is determined by the amount necessary to effectively improve the properties of dry poly-tetra-fluorethylene and additions below <B> 5 </ B>% of the volume has little or no effect. The maximum amount <B> to </B> to add is determined by the amount of polym t6tra-fluorethylene which is deposited by the addition liquid.
In general, about 20% to 40% by volume can be added to achieve the maximum amount of poly-tetrafluorethylene penetrating the pores of the metal. More than 40% additives can be added, which will further facilitate the impregnation, but at the same time the amount of solid poly-tetra-fluor-ethylene impregnated with cni3 will obviously decrease.
It is also possible to add to the polytetrafluorethylene, a certain proportion of one or more solid lubricants, the. particle size of such addition lubricants being smaller than the pore size of the metal strip structure and preferably of the same order of magnitude as the <B> </B> poly-tetra particles. fluorethylene.
Preferably, <B> </B> poly-tetra-fluorethylene is pressed into the pores by passing the metal strip, on which a layer of poly-tetra-fluorethylene has been deposited, between rollers. <B> To this end, two or more stages of <B> rollers can be employed, the upper roll of the first stage being knurled or grooved.
The poly-tetra-fluorethylene particles can be melted by passing the strip of impregnated metal through a bath of molten lead. The impregnated metal strip can undergo preliminary heating <B> to </B> 200 <1 <B> C </B> approximately before passing into the lead bath, by means such as a radiator <B > gas. <B> A </B> the outlet of the lead bath, the impregnated metal strip can pass between heated rollers <B> at </B> approximately <B> 3800 C . </B> After the melting operation, the impregnated metal strip can be cooled by water jets. The strip of material can then pass between rollers to give it the desired compactness and thickness.
The metal strip is preferably made of a layer of porous copper or bronze agglomerated <B> to </B> a copper-plated steel backing. <B> It </B> is advantageous to provide a high degree porosity, for example, from 35 <B> to </B> 60%.
An embodiment of the invention is hereinafter described <B> to </B> by way of example with reference to the accompanying schematic drawing, which is a sectional section] [the in elevation, showing an apparatus for placing. using the process according to the invention.
With reference to the attached drawing, a strip of <B> </B> porous metal <B> 1 </B> passes over a hopper 2 containing poly-tetra-fluorethylene <B> 3, </B> which is deposited on the strip <B> at </B> an appropriate thickness, for example <B> 250 </B> li, this thickness being controlled by a roller 4 placed <B> at </B> the outlet from hopper 2, a scraper <B> 5 </B> being provided to remove any excess. The <B> 1 </B> strip carrying a <B> 6 </B> layer of poly-tetra-fluorethylene then passes between a first pair of rolls <B> 7 </B> and <B> 8. < / B>
The porous metal strip can be produced in different ways, but it is advantageous if it consists of copper-clad steel on which a layer of porous bronze or copper is agglomerated. A bimetallic strip can be prepared for example by spraying on a support of copper clad steel having a thickness of <B> 0.1 </B> <U> mm </U> of the copper and retin in the. ratio of <B> 89/11 </B> having a substantially constant dimension taken between <B> 75 </B> and <B> 105 </B> microns and agglomerating in a known manner to produce a bi-metallic strip with a layer of bronze, the thickness of which is approximately 0,
04 mm and having a high porosity of the order of 45% by volume. Preferably, the agglomerated material is obtained <B> to </B> from a powder, <B> to </B> by substantially spherical particles, which has been sorted to give particles of a fine diameter. so uniformly.
For example, <B> </B> good results are obtained with a strip produced <B> from </B> from bronze powder which has been sieved so that the size of its particles is between <B > 75 </B> and <B> 105 / A. </B> The larger the particles used, the easier the impregnation, but the structure obtained is larger. In practice, it is necessary to choose a compromise between the degree of impregnation and the coarseness of the structure which can be accepted.
The sorted powder is advantageous because it allows high porosity to be obtained, when agglomerated, and since the higher the porosity, the greater the amount of poly-tetra-fluorethylene, which can be impregnated in <B> the <. / B> metal and which therefore constitutes a reserve of poly-tetra-fluorethylene available to maintain effective lubrication of the bearing surface.
The thickness of the porous metal <B> to </B> should preferably be chosen <B> so </B> to </B> obtain an impregnation in all its thickness. This thickness can go up to <B> 6 </B> mm, but in the case of powdered bronze, it is preferable to provide a layer of <B> 0.25 to </B> <B> 0, 50 </B> mm. For agglomerated stainless steel it is preferable to provide thicknesses below <B> 2.5 </B> mm.
The tape must not contain any impurities, water or excess oxide coating <B>; </B> the pores must communicate with each other and extend to the bearing surface of the bearing and the powder must be well bonded to the steel support if a support is used.
In order to avoid side and back runoff of the poly-tetra-fluorethylene, the surface of the top roll <B> 7 </B> is roughened in any suitable way, for example by knurling or etching. <B> to </B> acid. The roughness should not be unidirectional and should be designed so that the poly-tetra-fluorethylene is kept in contact with the porous metal during rolling and does not run sideways over the pore surface. Good results are obtained with diamond-shaped knurling or a <B> </B> strong acid attack. The web then passes between a second pair of rollers <B> 9 </B> and <B> 10 </B> which are smooth.
The groups of rollers <B> 7, 8 </B> and <B> 9, 10 </B> are set <B> to </B> the thickness of the bi-metallic strip without tolerance for the layer <B> 6 </B> of poly-tetra-fluorethylene. The strip then passes under a <B> 11 </B> <B> gas <B> </B> radiation </B> heater which subjects it <B> to </B> a temperature <B> at about </B> 2000 <B> C </B> for about 30 seconds to remove any excess liquid and the strip then passes through a bath of molten lead 12 maintained <B> at about 3800 C </B> . The duration of the passage of the tape in the <B> </B> molten lead bath is approximately <B> 60 </B> seconds.
The melting phase can also be carried out in a different way to form a continuous network of poly-tetra-fluorethylene in the pores of the metal and, if desired, a thin surface layer of poly-tetra-fluorethylene on the strip. Any conventional means of heating can be used, for example, such as a <B> to </B> muffle furnace, a <B> to </B> radiation <B> to </B> gas or electric heater. , electric heating of the strip by resistance or inductance, or by the use of a hot <B> salt </B> bath.
In. Generally, the melting operation is complete when all of the poly-t6tra-fluorethylene has been subjected <B> to </B> a temperature exceeding 3271, <B> C, </B> but it is preferable to choose a temperature between 330o <B> C </B> and 4501, <B> C </B> for a period ranging from <B> 5 </B> seconds <B> to 1 </B> hour and depending on the thickness of the porous material <B> to </B> to impregnate and of the means used for heating.
During the melting phase, it is advantageous to exert a relatively low pressure on the strip, for example of the order of 2 kg / cm2, by means of a series of rollers placed in the furnace or by applying weight plates. suitable on the strip or by advancing the strip under tension on a convex surface, in order to maintain a contact pressure between the poly-t6tra-fluorethylene and the metal strip, this. in order to avoid surface defects which may occur as a result of escaping gas or trapped liquid.
<B> A </B> at the end of the melting operation, it may be advantageous to pass the material between heated rollers while the <B> </B> poly-tetra-fluorethylene is still <B> to </B> plastic condition, in order to remove any defect in the surface and to give the desired thickness <B> to </B> the material. For this purpose, the strip passes between rollers <B> 13 </B> and 14 <B> at </B> the outlet of the bath, these rolls being heated by means of gas flames <B> 15 to </ B> a temperature of approximately <B> 3800 C </B>.
These rollers are smooth and adjusted <B> to </B> the thickness of the bi-metallic strip without tolerance for poly-tetra-fluorethylene. The strip is then cooled by means of water jets <B> 16 </B> and then passes between three sets of cooled rollers <B> 17, 18, 19 </B>, the spacing of which is set <B> to </B> that of the bi-metallic strip less <B> 0.08 </B> mm, in order to make the strip of composite material as compact as possible to give it a uniform thickness and a smooth surface so that said material is ready for the construction of plain bearings, such as, shells, bushings, bottom rings and <B> </B> machine slides.
The heater <B> 11 </B> and the bath 12 can be enclosed in a casing 20 <B> inside </B> which there is a non-oxidizing atmosphere. By cooling by means of the water jets <B> 16, </B> a resistance of the surface layer of poly-tetra-fluor6ethylene is obtained, owing to the fact that the temperature of the strip is rapidly lowered to below the transition point of <B> 3270 C. </B> Cooling can also be achieved by immersing the entire strip in water. As a variant, the strip could also be passed between cooling rollers which would ensure at the same time the compactness of the strip and the control of its thickness.
If a hard surface layer of polytetrafluorethylene is desired the material should be cooled gently as it passes the transition point. <B> A </B> this effect, the strip can be passed through an oven in which, if necessary, a non-oxidizing atmosphere can be provided, so that the temperature of the strip decreases progressively.
Alternatively, the strip can be allowed to cool slowly in a non-oxidizing atinosphere until it has reached a temperature below <B> 3270 C, </B> eg 3001, <B > C, </B> the strip can then be cooled rapidly <B> to </B> room temperature by soaking or spraying with water.
The groups of rollers can either be set with a predetermined clearance or subjected to <B> </B> a predetermined pressure. When rolling with a predetermined clearance, the rollers must be adjusted so that the clearance between them is equal to <B> to </B> the thickness of the bi-metallic strip with a slight tolerance on each side, from 'order of <B> 0.025 to 0.05 </B> mm. No West tolerance provided for the poly-tetra-fluorethylene layer which has to be pressed into the pores. If larger clearances are planned, a complete impregnation is not obtained.
If, on the contrary, smaller clearances are expected, the metal will be too compressed and instead of all the poly-tetra-fluorethylene being forced into the pores, the impregnation thereof cannot be complete as desired.
When rolling <B> at </B> a determined pressure, the <B>. </B> pressure applied is defined by the mechanical properties of the material which is impregnated and by the dimensions of the rolls which are used. The pressure is chosen so as <B> to </B> obtain a slight permanent deformation of the porous metal strip. When using a diaper; of porous bronze between <B> 0.25 </B> and <B> 0.5 </B> mm on a steel support, a permanent reduction in thickness of approximately <B> 0.025 </ B> or less is satisfactory. If the porous layer is thicker, it can obviously withstand greater deformation. All other things being equal, large diameter rollers will withstand higher pressure than small diameter rollers.
It is necessary to avoid that the tape is subjected <B> to </B> a strong tension while it soaks up while passing under the rollers.
Large diameter rolls, for example 45 cm are advantageous taking into account that the poly-t6tra-fluorethylene is subject to <B> </B> to flow back very easily. Alternatively, the composite material can be laminated between superimposed strips or sheets or at least one strip or sheet can be placed on the surface of the poly-tetra-fluorethylene. It has been found that when several steps between rollers are advantageous for the impregnation, the greater part <B> of </B> this however takes place under the first pair of rollers <B> 7, 8. </B> A slight additional impregnation takes place under the passage of the second pair <B> of </B> rollers <B> 9, 10,
</B> but only an insignificant increase in penetration is obtained by passing the material between other rollers. Only the first top roll <B> 7 </B> should be knurled or rough, although the other top rollers can be knurled if desired, provided the last top roll has a smooth surface, in order to give a nice appearance <B> to </B> the surface of the product obtained. If it is desired to obtain an increase in penetration <B> at </B> each successive passage under the rollers, the play between the successive pairs between the rollers can be reduced or the pressure between each successive pair of rollers can be increased.
The use of several pairs of rollers has the further advantage that if the surface layer of polytetrafluorethylene is excessive, its thickness can be reduced by the subsequent passage between said rollers.
Sometimes <B> it </B> may be necessary to remove the surface layer of poly-tetra-fluorethylene after a number of rolling operations, as this layer tends to <B> to </B> become compacted. and furthermore (futility for impregnation. If the layer is removed, poly-tetra-fluorethylene can be added again to the surface as described above and a number of rolling or rolling can be carried out again. .
The surface layer can be removed by a mechanical operation and then a new layer of poly-tetrafluorethylene powder. can be applied, the stages comprising the application of the powder, the operation to make it compact and removal of the excess of said surface layer, being able to be repeated if desired.
After rolling, part of the surface of the poly-tetra-fluorethylene can be removed, in order to obtain a strip <B> of </B> the desired thickness. When the tape has been completely impregnated, the surface layer may be too thick and before proceeding <B> to </B> melting it may be reduced in any suitable way, such as stripping <B> to </ B > the blade, molding, brushing, etc., in order to obtain a strip of the correct thickness.
Preferably, the poly-tetra-fluorethylene <B> 3, </B> which is in the hopper 2, is in the form of a paste prepared as follows: suitable additives are added <B> to </B> a dispersion of poly-tetra-fluorethylene in water, as obtained directly during the polymerization of poly-tetra-fluorethylene and generally comprising particles dispersed in a wetting agent and whose size average is about <B> 0.1 </B> It has been found experimentally that the best results are obtained by adding organic liquids, such as hydrocarbon oils, toluene, and cetane, and if necessary,
certain surfactants, for example those known under the trademarks <B> </B> Lissapol <B> </B> and <B> </B> Empicol.
You can, for example, make a mixture containing 2% <B> </B> Lissapol, <B> 5 </B>% <B> </B> Empicol <B> </B> and 20% of toluene relative to the weight of the solid poly-tetra-fluorethylene contained in the dispersion.
Poly-tetra-fluorethylene can be found in dilute dispersions or. concentrates, for example from 2 <B> to </B> 60% of poly-tetra-fluorethylene dispersed in water. However, it is preferable to use dispersions of high concentrations, as then there is no need to remove excess liquid.
The poly-tetrafluorethylene can then be precipitated from this mixture by the addition of an ionic salt such as% luminiura chloride to obtain a thick slurry containing poly-tetra-fluorethylene, water, toluene and addition agents.
The excess liquid is then removed by decantation and the resulting paste is then dried until it contains about 75% poly-t6tra-fluor-ethylene and 25% other materials. The amount ultimately contained in the poly-tetrafluorethylene paste used
for impregnation has an important <B> '</B> effect on the final quantity of poly-tetra-fluorethylene contained in the pores of the metal. The best results have been obtained with a proportion of <B> </B> solids comprised between <B> 70 </B> and <B> 80 </B>% of the volume, the remainder being constituted by liquids volatiles, for example water and to-hiene. We can, for example,
use a dispersion of poly-tetra-fluorethylene in water containing 55% by weight of poly-tetra-fluorethylene and add per <B> 100 </B> gr of this dispersion, <B> 0.69 </ B> gr of <B> </B> Lissapol <B>, 3.1 </B> gr of Empicol <B> </B> and <B> 11.8 </B> gr of toluene.
After mixing, <B> 0.5 </B> gr of aluminum chloride crystals are added in order to precipitate <B> the </B> polytetra-fluorethylene. The excess liquid is removed by decantation and the mixture is dried in an oven <B> at 800 C </B> until it contains about 75% by weight of.
poly-tetrafluorethylene and is in the form of a paste suitable for impregnating the porous strip as mentioned above.
Addition of additives <B> to </B> the poly-tetra-fluorethylene dispersion can be made <B> to </B> any of the phases before use for the impregnation. . This addition can be made as described above directly from the pure dispersion or as a variant <B>: </B> one can first precipitate the poly-tetra-fluorethylene and then make the appropriate additions or else the poly-tetra -fluoroethylene can be precipitated, the excess liquid removed, the additions being made in the slurry obtained.
It is possible, for example, to obtain a fluffy precipitate by adding iron chloride, for example <B> to </B> a dispersion containing <B> 5 </B> 'O / o by weight of poly-tetra-fluorethylene and 1.25% of <B> </B> Lissapol. After settling,
<B> 5 </B>% by weight of Empicol <B> </B> and <B> 30 </B>% of toluene relative to the weight of the poly-tetra-fluorethylene are added. The whole is mixed to give a slurry which is heated to remove excess liquid until a paste is obtained containing <B> 70 to </B> <B> 80 </B>% by weight of bw > ly-tetra-fluor6thylene. The precipitation of poly-tetra-fluorethylene from the dispersion can be obtained by various methods such as boiling, freezing, violent stirring, centrifugation,
addition of ionic salts, addition of organic liquids, which wets poly-tetra-fluorethylene more than water, for example, acetone, addition of acid or alkali, for example, hydrochloric acid, or sodium hydroxide, etc., or the addition of any material which reacts chemically with the dispersing wetting agent and which may precipitate poly-tetrafluorethylene. <B> Of </B> all the materials mentioned, ionic salts are preferred because they are the most economical.
Salts such as aluminum chloride are inexpensive and are very effective coagulants.
<B> It </B> is possible to add solid lubricants such as molybdenum disulphide, graphite, boron nitride, tungsten sulphide, etc., to poly-tetrafluoroethylene, while it is dispersed or after its coagulation.
The particle size of these solid addition lubricants is important. and, materials of colldidal dimensions should be preferred. It is essential that the particle size be less than that of the pores of the metal strip and preferably of the same order of magnitude as that of the poly-tetra-fluorethylene particles, i.e. preferably below of <B> 1 </B> u. The <B> </B> poly-tetra-fluor-ethylene paste can be applied to the web in any other suitable way, for example, by extrusion or by painting.
Alternatively, the poly-tetrafluorethylene may be spray applied as a dry powder, preferably in combination with additives as noted above.
Another possibility is to pass the strip through a bath containing the poly-tetrafluorethylene dispersed in water with suitable additives. The strip forms the anode of an electrical circuit comprising the bath in such a way that the polytetrafluorethylene particles are attracted to the strip.
By suitably selecting the current density and duration thereof, the desired thickness of poly-tetra-fluorethylene can be obtained. Another way is to <B> </B> electrostatically charge the poly-tetra-fluorethylene particles so that they are attracted by the band connected <B> to </B> the earth, which can be entrained <B > through </B> a reservoir containing <B> of </B> the fine powder. According to another variant, one could form a block with the powder and rub it on the strip.
The poly-tetra-fluorethylene powder could also be squeezed into the pores by means of a reciprocating <B> </B> pile-up device or by an endless ribbon or caterpillar intended for < B> to </B> maintain pressure over a certain length of the strip. The endless belt in contact with the poly-tetra-fluorethylene can be knurled on its. face in contact with poly-tetra-fluorethylene.