CHAPITRE VIII

LE CAOUTCHOUC DURCI

Nous terminerons cet exposé des procédés pratiques servant au travail du caoutchouc, en parlant du caoutchouc durci, ou ébonite, comme on l'appelle en Angleterre.

On a été conduit à la fabrication du caoutchouc durci par une série d'inventions antérieures.

Depuis la découverte de la vulcanisation du caoutchouc par le soufre, plusieurs brevets furent pris pour incorporer dans le caouchouc diverses substances, telles que de la terre de pipe, de la terre de porcelaine, du silicate de magnésie, et autres matières semblables, dans des proportions diverses. Cette addition avait pour but de donner au caoutchouc plus de corps pour les applications auxquelles on le destinait, et surtout de le faire servir à remplacer le cuir dans certains de ses usages. Ch. Goodyear, en mélangeant le caoutchouc avec la magnésie, l'amena à

un tel état de rigidité qu'on put en faire des manches de couteau, des plaquages pour meubles, des ardoises pour les écoles, etc. On fait également usage du caoutchouc mélangé de magnésie, pour divers ornements, tels que ceux des bordures de tableaux, et pour la fabrication de peignes, agrafes, ceinturons, harnais, sangles de selle, tubes à gaz flexibles, chapeaux, bottes, souliers, roues sourdes de voiture, etc.

On a encore essayé de mélanger le caoutchouc vulcanisé avec du goudron, des poix végétales ou minérales et des bitumes ; mais aucun de ces mélanges n'avait jusqu'à ces derniers temps donné de bons résultats pratiques. Voici pourtant un procédé qui a été employé avec succès par Ch. Goodyear.

On prend du goudron de gaz, et on le fait bouillir pendant deux à trois heures, avec de l'eau, jusqu'à ce qu'il ait acquis la consistance de la résine.

Le résidu de cette ébullition peut être mêlé en proportions considérables avec le caoutchouc, et procurer une grande économie dans la manufacture du produit vulcanisé. Il peut servir pour fabriquer les imitations de corne, d'os et de baleine. De plus, ces produits peuvent être mélangés avec le blanc de plomb et les matières colorantes, comme on le fait actuellement pour les objets de corne et d'os. On peut les appliquer également à la fabrication des étoffes imperméables communes, dans la proportion de deux parties de goudron pour une de caoutchouc, ces substances pouvant être broyées et pétries ensemble de la manière ordinaire ; seulement il faut employer une plus grande quantité de soufre que lorsqu'on veut simplement vulcaniser le caoutchouc.

Le mélange de ces deux substances se fait aune haute température, exactement comme lorsqu'on vulcanise le caoutchouc par le soufre.

Lorsqu'on veut fabriquer des objets d'une qualité supérieure, on emploie moins de

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goudron; mais il faut toujours une quantité de soufre un peu plus grande qu'il n'en faut pour vulcaniser le caoutchouc.

L'addition d'une grande quantité de goudron diminue l'élasticité du caoutchouc. Si I l'on veut obtenir une substance analogue à la corne ou à la baleine, il faut prendre un peu plus d'une partie en poids de soufre pour deux de caoutchouc, et appliquer la chaleur comme dans la vulcanisation du caoutchouc. Pour les objets qui exigent de la dureté, l'action de la chaleur doit être I prolongée environ six heures, mais en I ayant soin de ne la porter qu'à 230° pendant I la première demi-heure, de conserver ce I degré une heure et demie, et de l'élever ensuite peu à peu, le reste du temps, jusqu'à 300 et 320°. Les plaques ou feuilles ainsi manufacturées peuvent être ensuite réduites d'épaisseur par leur passage entre deux cylindres d'acier chauffés à 19S°. Ces plaques^ placées dans des moules, prennent eA conservent des formes délicates, nettes et j arrêtées.

1 Si l'on augmente encore la proportion de

j soufre, dans la vulcanisation du caoutchouc,

I on obtient un produit d'un tout autre aspect, et possédant des propriétés spéciales, auquel on a donné en France le nom de caoutchouc

j durci, et en Angleterre le nom d'é bonite. S'il a été mélangé de poudres colorées, on l'appelle vulcanite.

Pour préparer le caoutchouc durci, on se sert exclusivement du caoutchouc de l'Inde,

I c'est-à-dire d'un produit inférieur. On le ramollit en le plaçant dans de l'eau chauffée à la température de 80°, puis on le débite en petits fragments, et on le soumet à l'action d'une machine qui le découpe en très-petits

j morceaux et le débarrasse de toutes les impuretés qu'il renfermait. On traite ces fragments par la soude, puis on les lave, on

I les sèche et on les bat , pour leur enlever toute trace de matières étrangères. On leur incorpore alors la fleur de soufre, dans

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un laminoir mélangeur chauffé à 50" ou 60". La quantité de soufre qu'on ajoute varie de 20 à3S pour 100, selon le degré de dureté que l'on désire obtenir.

Les objets sont alors façonnés, soit à la main, soit au moule, puis on les porte dans la chaudière à vulcaniser, oii l'on maintient une pression de quatre atmosphères et demie pendant huit à douze heures.

Le caoutchouc durci est d'un beau noir; il prend un très-beau poli sans exiger aucun vernis. 11 se laisse facilement travailler à la scie et au tour ; il sert à la fabrication d'objets de toilette, tels que peignes, boutons, baleines et cannes, d'articles d'ébénisterie, des plateaux des machines électriques, etc.

Payen a donné sur la fabrication du caoutchouc durci des détails pratiques, qu'il nous paraît utile de reproduire.

« Les matières premières servant à la fabrication du caoutchouc durci sont prises, dit Payen, parmi les produits de qualité inférieure à bon marché, importés de Java et de l'Inde, en blocs qui renferment des corps étrangers et nécessitant une épuration spéciale.

Les masses plus ou moins volumineuses de ce caoutchouc brut sont mises dans des bâches contenant de l'eau entretenue à la température de 43 à 50» pendant 36 à 48 heures.

Lorsqu'elles sont assez amollies, on les débite à l'aide d'un grand couteau à lame mince affilée en morceaux de 1 kilogramme environ, épais seulement de 6 à 12 centimètres. Ces morceaux sont écrasés et déchiquetés entre deux cylindres légèrement arrosés, tournant en sens contraire avec une vitesse, l'un de un tour, l'autre de deux tiers de tour par minute. Les lames rugueuses et criblées de trous, obtenues ainsi, sont ensuite déchirées en menus lambeaux, au moyen d'une pile à défiler des papeteries. Lorsque le renouvellement continu de l'eau dans cette pile a pu éliminer les matières étrangères, terreuses et autres, on enlève le caoutchouc en une sorte de pulpe qui surnage, on le fait sécher en l'étendant sur des toiles fixées dans des chAssis ; il faut éviter d'élever la température du courant d'air à un degré qui rendrait le caoutchouc adhésif et qui pourrait faire emprisonner une partie de l'eau.

La substance desséchée est alors malaxée pendant une heure environ, en la faisant passer plusieurs fois entre deux cylindres chauffés à 50 ou 60» par une injection interne de vapeur d'eau.

La consistance pâteuse de la niasse permet d'y incorporer aisément pour 1 00 kilogrammes de caoutchouc, 50 de soufre en canons réduit en poudre, et passé au travers d'un tamis en laiton du n» 90 à 100 ou HO (c'est-à-dire offrant, vu sous une loupe, 90 à 100 fils de trame et chaîne sur chaque côlé d'un carré de 27 milimètres).

Le soufre étant intimement mêlé et uniformément réparti dans la masse, on rapproche les cylindres à l'aide de vis de rappel agissant sur les coussinets, de façon à réduire la pâte en lame de l'épaisseur voulue, de 2 à 7 millimètres d'épaisseur, mais plus ordinairement de 3 à 4 millimètres pour la fabrication des peignes et des objets les plus usuels ; on découpe la plaque à mesure qu'elle est terminée, en tablettes de 40 centimètres de largeur et 60 centimètres de longueur.

Ces tablettes molles, recueillies sur châssis tendus de canevas mouillé, sont plongées dans l'eau tiède, à 28» environ, afin d'enlever l'excès de chaleur, de les rendre plus fermes, enfin d'effectuer le retrait qui autrement se produirait au moment de la vulcanisation et les détacherait des feuilles de fer-blanc ou de verre. On les essuie et on les pose sur des plaques de fer-blanc ou de verre (glaces défectueuses), préalablement enduites d'une couche mince de graisse de porc (saindoux ou flambard), puis on assure le contact en passant un rouleau en fer bien poli et saupoudré de talc afin d'éviter l'adhérence.

Après un repos de 24 heures dans une position horizontale qui accroît la consistance des tablettes, on pose les plaques ainsi chargées sur des châssis en fer montés dans un bâti qui les maintient dans une position inclinée à 45° environ, afin, d'une part, que les tablettes ne puissent couler en s'amoUissant pendant la sulfuration, et, d'un autre côté, que les gouttelettes d'eau condensée s'écoulent sans séjourner sur la pâte.

Les bâtis, montés avec des roulettes, sont introduits sur des rails dans un cylindre solide en tôle, de 1 mètre de diamèt-re et 0 mètres de longueur.

On ferme par un obturateur en fonte, portant une saillie circulaire qui s'engage dans une gorge pratiquée autour du bord du cylindre et à demi remplie d'un rouleau de caoutchouc souple alcalin mélangé avec 0,25 de filasse. L'obturateur étant bien assujetti et serré par des agrafes à charnières et boulons, on injecte de la vapeur par un tube troué adapté au bas et dans toute la longueur du cylindre.

La vapeur fournie par un g-^nérateur sous la pression de 5 atmosphères, est distribuée peu à peu de façon à élever très-graduellement, en 2 ou 3 heures, la température dans l'intérieur du cylindre à 135° centésimaux.

On maintient alors cette température pendant 7 heures.

Si l'on avait employé des tablettes en caoutchouc

épaisses de 10 à 12 millimètres, il aurait fallu élever plus lentement (en 4 heures) la température à 135° et soutenir celle-ci pendant 8 heures.

On arrête alors l'injection de vapeur, on laisse un peu refroidir, puis rentrer l'air dans le cylindre. On peut alors démonter l'obturateur, faire sortir les chariots, et enlever les lames après le refroidissement complet : les tablettes étant devenues trèsrésistantes par la combinaison du soufre avec le caoutchouc. Si l'on augmentait la proportion du soufre, ou bien si l'on élevait trop la température, le produit deviendrait plus dur, mais il serait trop fragile.

Pendant la sulfuration dans le cylindre, la vapeur en se condensant fait retomber des gouttes d'eau sur les tablettes encore très-molles, l'eau entraînant de la rouille (oxyde de fer) formée aux dépens du cylindre, ces corps pénètrent assez avant pour introduire des bulles et des taches dans l'épaisseur des tablettes et déprécier beaucoup les objets que l'on en fabrique.

On parviendrait probablement à prévenir ces altérations, soit en maintenant les lames de caoutchouc verticales entre deux feuilles de fer-blanc, soit en plaçant, au-dessus du bâti qui porte les châssis inclinés, deux lames de fer-blanc en forme de toit à double pente : cette sorte de toit interposé recevrait au-dessus les gouttelettes d'eau de condensation et les ferait écouler au delà des tablettes.

Lorsque les tablettes sont confectionnées, on les emploie principalement comme matière première des peignes ou démêloirs. A cet effet on découpe au moyen d'une scie à lame étroite, dite à chantourner, ces tablettes sous les formes usuelles, en suivant des contours tracés à la pointe d'acier.

Les feuilles ainsi découpées sont amincies vers un des bords comme une lame de sabre à l'aide de rabots et mieux aplanies en les usant sur une ardoise ; puis on refend les dents par des traits de scie circulaire mue mécaniquement.

Il ne reste plus qu'à donner le poli, ce qui est facile en les frottant avec de la poudre de pierre ponce, agglomérée à l'aide du suif (1). »

Le caoutchouc vulcanisé est sujet à s'altérer, et l'on a cru remarquer que cette altération dépend d'une sorte de fermentation acide de la matière. De cette observation est née l'idée de traiter le caoutchou vulcanisé par des liqueurs alcalines, pour prévenir ses altérations.

M. Gérard a proposé de mélanger au caoutchouc 3 à 10 pour 100 de chaux, puis

(1) Traité de chimie industrielle, ioimull, pages 231-235.

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de le vulcaniser. Il a donné le nom àQcaoutchouc alcalin à cette matière, qui présente une résistance beaucoup plus grande que les autres caoutchoucs vulcanisés.

Le caoutchouc vulcanisé est quelquefois additionné de diverses substances, de sulfate de baryte ou de chaux, de carbonate de plomb, etc., destinées à augmenter sa résistance à la compression et à favoriser la répartition de la chaleur.

L'addition de ces substances augmente beaucoup la densité du caoutchouc : il n'est pas rare d'en trouver possédant une densité de 1,6 et 1,7. Ainsi modifié, le caoutchouc est employé avec avantage pour la fabrication des tampons, pour les wagons ou chemins de fer, des joints, des blocs, pour servir de matelas entre les parois des navires blindés, etc.

On peut, au lieu d'augmenter la densité du caoutchouc, la diminuer. On a fabriqué des tapis très-légers et élastiques, en faisant uîi mélange de caoutchouc, de bourre de coton et de déchets de liège.

On vend également du caoutchouc coloré, qui produit des effets plus ou moins artistiques.

L'orcanette et quelques matières colorantes dérivées de l'aniline servent à teindre le caoutcbouc. Lightfoot a proposé de teindre le caoutchouc en le recouvrant d'abord d'ime couche de gélatine, qui fonctionnerait comme mordant.

Le caoutchouc vulcanisé possède presque toujours une odeur désagréable d'hydrogène sulfuré, qui provient de la décomposition de la matière organique par le soufre en excès. Un bain alcalin dans lequel on plonge le caoutchouc, lui enlève en partie l'odeur sulfureuse.

Un chimiste, M. Bournié,a réussi à priver complètement les objets en caoutchouc vulcanisé de leur mauvaise odeur, en les recouvrant de poussier de charbon, et les soumettant à une température de 60° à 70°,

pendant quelques heures. A cette température, qui n'est pas assez élevée pour modifier la forme des objets manufacturés, le charbon absorbe les gaz odorants qui imprègnent le caoutchouc.