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La. présente invention concerne la production de corps en matières cellulaires élastiques, notamment des corps ou éléments de rembourrage, pourvus de revêtements protecteurs.
Suivant la présente invention, on enduit un corps en matière cellulaire élastique d'un revêtement protecteur en appliquant en premier lieu une couche de caoutchouc non cellulaire (ou d'une autre composition non cellulaire flexible) propre à fermer les cel- lules, obtenue à partir d'une dispersion aqueuse d'un mélange de caoutchouc non expansé (ou d'une autre dispersion aqueuse apte à former une pellicule flexible, suivant le cas), et en appliquant ensuite une couche de recouvrement d'une composition de polyoléfine chlorosulfonée obtenue à, partir d'une solution de polyoléfine chlo-
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rosulfonée mélangée.
L'invention comprend également des corps en matière cellulaire élastique dont les cellules extérieures sont fermées par 'une couche de caoutchouc non cellulaire (ou une autre composition flexible non cellulaire) et qui possèdent également une couche de recouvrement formée par une composition de polyoléfine chloro- sulfonée supportée sur cette couche.
Des corps en caoutchouc mousse constituent une classe de corps qui peuvent être pourvus de revêtements de protection suivant la présente invention, et dans leur cas, la couche fermant les cellules est de préférence appliquée à partir d'une dispersion de caoutchouc non expansé ayant une viscosité relativement' élevée, à savoir une viscosité d'au moins 2000 centipoises, par exemple du latex de caoutchouc mélangé épaissi à l'aide d'alginate de sodium ou de carboxy-méthyl-cellulose de sodium. La viscosité élevée est im- portante par le fait qu'elle contribue à l'obturation ou à. la ferme- ture des cellules extérieures du caoutchouc mousse et facilite la formation d'une couche uniforme.
La composition de caoutchouc qui constitue la couche fermant les cellules a de préférence une élasti- cité autant que possible égale à celle du caoutchouc mousse lui-même, de manière à éviter autant que possible que la surface du corps se ride lorsqu'elle est entamée.. La couche fermant les cellules peut comprendre du caoutchouc naturel ou un caoutchouc synthétique tel qu'un copolymère caoutchouteux de styrène-butadiène. On peut appli- quer la dispersion aqueuse de caoutchouc mélangé non expansée par exemple par pistolage ou à la brosse sur le caoutchouc mousse, en trempant le caoutchouc mousse dans cette dispersion et en l'amenant à se déposer sur les surfaces (normalement les parois d'un moule) contre lesquelles le corps en caoutchouc est conforme en premier lieu.
Dans ce dernier cas, la dispersion aqueuse de caoutchouc non expansé peut être gélifiée et vulcanisée pendant la gélification et la vu-
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CI- n de la dispersion expansée qui forme le caoutchouc mousse, ma s les autres cas que l'on a mentionné, la gélification de la di on de caoutchouc non expansé, ou en variante le séchage
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de cette dispersion, doit s'effectuer avant l'application de la solu- tion de polyoléfine chlorosulfonée mélangée, et la vulcanisation peut être effectuée à n'importe laquelle des différentes phases; a.insi, la dispersion non expansée peut être vulcanisée au préalable, ou après avoir été appliquée, mais avant l'application de la couche de recouvrement, ou pendant qu'a lieu une réticulation de la poly- oléfine chlorosulfonée.
La polyoléfine chlorosu.lfonée présente dans la couche de recouvrement est normalement un polyéthylène chlorosulfoné. Dans la solution mélangée à'partir de laquelle est appliquée la couche de recouvrement, le solvant peut comprendre un hydrocarbure aromatique tel que du xylène ou du toluène. La solution mélangée contient nor- malement un ingrédient de mélange qui réticule la polyoléfine chlorosulfonée, par exemple de l'oxyde de magnésium, ainsi qu'un ou des agents 'servant à effectuer l'hydrolyse de la polyoléfine chloro- sulfonée avant la formation des liaisons de réticulation; cette hydrolyse peut être effectuée par de l'eau utilisée avec un ou plu- sieurs acides, par exemple de l'acide stéarique et de l'acide phta- . ligue. La solution mélangée en question peut également contenir un ou des pigments.
Certains ingrédients de mélange peuvent être inso- lubles dans le solvant de la polyoléfine chlorosulfonée, mais on comprendra que ce cas est encore couvert par le terme "solution mélangée!!. La solution mélangée de polyoléfine chlorosulfonée peut être appliquée, par exemple par pistolage ou à la brosse sur la masse de caoutchouc mousse à cellules fermées, ou par trempage du corps dans la solution. La polyoléfine chlorosulfonée peut être réticulée pour donner une composition durable en étant chauffée pour réagir avec l'oxyde de magnésium ou un autre agent de réticulation, cette phase étant normalement réalisée lorsque le dépôt est séché, après son application.
Comme on l'a déjà indiqué, la réticulation de la polyoléfine chlorosulfonée peut être réalisée si on le désire pendant la vulcanisation du caoutchouc dans la couche fermant les cellules- -
Les corps en caoutchouc mousse qui peuvent être pour-
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vus de revêtements protecteurs suivant la présente invention com- prennent des corps à base de caoutchouc naturel et des corps à base de caoutchoucs synthétiques tels que des copolymères-caoutchouteux de styrène-butadiène. Le revêtement de protection peut être prévu sur tostes les surfaces du corps en caoutchouc mousse ou, si on le désire, sur certaines surfaces seulement.
La présente invention permet de produire des corps en caoutchouc mousse qui sont résistants à beaucoup d'huiles, graisses et fluides commerciaux de nettoyage et de désinfection ainsi qu'à la saumure, à l'ozone et aux rayons ultra-violets. On peut utiliser les corps en caoutchouc mousse en question comme matières de rem- bourrage de façon générale dans des ceintures de sauvetage, comme. dispositifs de secours flottants dans les navires, comme matelas d'hôpitaux, et dans de nombreuses autres applications. Le procédé de la présente inventiun a l'avantage d'être particulièrement rapide. et de convenir parfaitement pour appliquer un revêtement protecteur à du caoutchouc mousse, et soutient favorablement la comparaison avec certains procédés déjà connus.
Ce procédé n'entraîne pas un risque de-détérioration du caoutchouc mousse par suite de la migra- tion des ingrédients de mélange hors d'une composition de revêtement et dans le caoutchouc mousse, ce qui peut se produire lorsque l'on recouvre le caoutchouc mousse d'une composition de chlorure de poly- vinyle ; il est également possible d'éviter l'inconvénient d'avoir un revêtement irrégulier par suite:de la pénétration du dépôt de la composition de revêtement dans les cellules du caoutchouc mousse, ce qui se produit normalement lorsque le revêtement est obtenu à partir d'une solution ordinaire de polyéthylne chlorosulfoné utilisée seule ;
en outre, la formation du revêtement ne doit pas être lente ou coûteuse comme dans le cas de revêtements obtenus à partir de solutions de polyéthylène chlorosulfoné épaissi qui doivent être appliquées à la truelle ou d'une façon analogue. La présente technique est en outre supérieure de façon générale à l'utilisation d'un revê- teiient protecteur de caoutchouc seul, formé à partir de latex, parce
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que ces revêtements de latex ont habituellement une résistance non adéquate au vieillissement à la lumière et une résistance non adéaua- te aux huiles et aux différents fluides de nettoyage.'
L'exemple suivant illustre l'application de la présente.. invention à des corps en caoutchouc mousse..Dans cet exempe toutesles prties sont' exprimées en poids.
EXEMPLE 1
On prépare une solution comprenant 100 parties d'un poly- éthylène chlorosulfoné vendu sous la marque de fabrique "Hypalon" et 400 parties, de xylène. On dilue 10 parties de cette solution dans 142 parties de xylène, et on ajoute les substances suivantes :
oxyde de magnésium léger 20 parties acide phtalique 2 " , acide stéarique 5 " eau 1 " pigmentes) , 5-10 (comme on le désire)
On traite le mélange ainsi obtenu dans un broyeur à bou- lets pour obtenir une dispersion uniforme, et on le mélange immédia-. tement avant l'emploi (comme décrit plus loin) à 1 partie de diéthyl- dithiocarbamate de diéthylammonium comme accélérateur de réticulation On utilise cet accélérateur particulier à l'effet d'obtenir une réticulation rapide du polyéthylène chlorosulfoné, et il faut le remplacer'par un autre accélérateur si on désire avoir une vitesse de réticulation un peu. moins élevée. On n'ajoute l'accélérateur que lorsqu'on est sur le point'd'utiliser la dispersion, pour empêcher une gélification prématurée de cette dispersion.
On mélange la dis- persion à la solution ordinaire de polyéthylène chlorosulfoné, lorsqu'il le faut, en proportions de 190 parties de dispersion pour 10 parties de solution.
On épaissit entretemps un latex de caoutchouc naturel en ajoutant, par 100 parties de latex, 10 parties d'une solution aqueuse d'alginate de sodium à 20% en poids. On étend à la brosse le latex épaissi sur le coussin en caoutchouc mousse moulé, trois cou- ches étant appliquées et chaque couche étant séchée pendant 10
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minutes à 85 C avant l'application. de la couche suivante. On mélange au latex utilisé les ingrédients requis pour le vulcaniser ensuite par chauffage, quoiqu'on puisse utiliser également un latex préa- lablement vulcanisé.
On étend ensuite au pinceau le mélange formé par la solu- tion et la dispersion contenant du polyéthylène chlorsoufloné sur la pièce moulée recouverte de latex, en quatre couches successives, et on laisse sécher chaque couche pendant 15 minutes à 85 C, avant d'appliquer la couche suivante. On chauffe finalement la pièce moulée enduite pendant 3.0 minutes à 85 C pour réticuler le poly- éthylène chlorosulfoné et vulcaniser le caoutchouc non expansé, et on laisse reposer à la température ambiante pendant 24 heures.
Une seconde classe de corps en matière cellulaire élasti- que qui peuvent être pourvus de revêtements protecteurs suivant la. présente invention, est constituée par des corps en mousses de poly- uréthane élastique. On entend par mousse de polyuréthane élastique une matière cellulaire élastique du type qui peut être obtenue en faisant réagir un polyester liquide (ou polyesteramide ou autre com- posé organique de poids moléculaire élevé, à savoir de 500 à 1000, ayant deux ou plusieurs groupes susceptibles de réagir avec des isocyanates dans sa molécule), un isocyanate organique (habituellement un diisocyanate), et un mélange d'activation, qui contient habituelle- ment de l'eau et qui peut également comprendre un agent émulsifiant et un agent d'activation propre (par exemple une aminé tertiaire).
Le processus habituellement suivi pour la production d'une mousse de polyuréthane élastique consiste mélanger les trois matières que l'on vient,de mentionner, avec un agent colorant voulu, des poils ou une autre matière fibreuse, ou un autre constituant supplémentaire, à laisser le mélange ainsi formé mousser à la température ambiante et ensuite durcir à cette température et à permettre à la mousse durcie de vieillir, soit à une température ambiante soit à une température élevée.
Pendant le vieillissement, certaines réactions de réticulation qui se produisent entre le polyester (ou polyesteramide ou autre
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composé organique de poids moléculaire moyen ou élevé, à. savoir de 500 à 10000, ayant deux groupes, ou davantage, susceptibles de réagir avec des isocyanates dans sa molécule) et l'isocyanate orga- nique achèvent de se produire, et le produit présente les propriétés mécaniques voulues.
Cependant, avec des mousses de polyuréthane, la technique convenant pour former une couche de caoutchouc propre à. fermer les cellules est différente de celle décrite plus haut pour du caout- chouc, car on a découvert qu'il n'est pas pratique d'appliquer une couche de caoutchouc fermant les cellules satisfaisante sur une mousse de polyuréthane élastique en une seule application d'une dis- persion aqueuse de caoutchouc mélangé non expansé.
Même si on' confère à la dispersion de caoutchouc mélangé utilisée une viscosité relati- vement élevée comme indiqué plus haut dans cette description pour des corps en caoutchouc mousse, cette dispersion peut pénétrer dans la structure cellulaire de la mousse de polyuréthane élastique à un point tel que la couche de caoutchouc obtenue soit grêlée à l'en- droit où la dispersion a pénétré dans la structure cellulaire de polyuréthane, au lieu d'être lisse, et ne soit pas complètement étanche,
Cependant, la formation d'une couche de caoutchouc propre à fermer les cellules satisfaisante sur une masse de mousse de polyuréthane élastique devient pratiquement possible si le dépôt de la dispersion de caoutchouc (ou au moins le premier dépôt de dispersion de caoutchouc s'il y en a plus d'un)
est gélifié aussi rapidement que possible après l'application de la dispersion sur le corps en mousse de polyuréthane élastique. Il est important que la gé.. lification se fasse rapidement parce que, si ce n'est pas le cas, une trop forte proportion de la dispersion de caoutchouc peut pénétrer dans la structure cellulaire de la mousse de polyuréthane élastique, comme mentionné plus haut, au lieu de venir se placer sur les ouver- tures des cellules extérieures de la mousse.
La gélification peut être effectuée presque immédiatement après l'application de la dispersion
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de caoutchou.c sur le corps en mousse de polyuréthane élastique, en trempant la laasse recouverte immédiatement dans un agent de coagulation, par exemple, dans une solution aqueuse d'acide acétique à 10% Comme indiqué plus haut, on peut appliquer plusieurs couches de dispersion de caoutchouc, et on peut gélifier les dépôts de dis- persion de caoutchouc après la ou les premières applicationsen les chauffant au lieu de les plonger, par exemple, dans une solution aqueuse d'acide acétique à 10%. La vulcanisation du ou des dépôts gélifiés est effectuée à une ou des phases appropriées quelconques, mais lorsqu'il y a plus d'un dépôt gélifié, on les vulcanise conve- nablement tous ensemble.
Comme décrit plus haut, les dispersions de caoutchouc mélangées utilisées normalement sont des latex de caout- chouc mélangés. Le latex ou autre dispersion qui est appliquée en premier lieu sur le corps en mousse de polyuréthane élastique peut de façon appropriée avoir une viscosité très basse, quoique pour des applications ultérieures le latex ou autre dispersion puisse être épaissi comme dans le cas des corps en caoutchouc mousse dont il a été question ci-avant.
L'application de la couche de recouvrement et-les matières spécifiques utilisées dans cette phase peuvent dans ce cas-ci, en général, être les mêmes que pour les corps en caoutchouc mousse précités, et qu'avant la vulcanisation de la composition de la couche fermant les cellules (en supposant qu'elle soit une composi- tion de caoutchouc) et la réticulation de la couche de recouvrement peut être réalisée en même temps*
La présente technique procure u procédé convenant par- faitement à la production de corpsen mousse de polyuréthjane élasti- que auxquels sont fermement attachés des revêtements protecteurs.
Des produits comprenant des corps en mousse de polyétahne élastique, obtenables par le présent procédé, comprennent des cous- sins et des matelas, car exemple, ainsi que des ceintures de sauvetage et d'autres dispositifs de secours flottants pour bateaux.
L'exemple ci-après illustre l'application de la présente
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invention à des corps en mousse de polyuréthane élastique. Dans cet exemple toutes les parties sont exprimées en poids.
EXEMPLE 2.-
On enduit au pinceau la.surface d'un corps en mousse de polyuréthane élastique avec un latex de caoutchouc vulcanisable non expansé mélangé à 60% qui ne contient pas d'agents épaissis- sants, et on le, plonge rapidement dans une solution aqueuse d'acide acétique à 10% pour gélifier le latex. On sèche la fine peau formée autour du corps en la chauffant (10 minutes à 100 C) et on applique une seconde couche de latex de caoutchouc vulcanisable mélangé à 60%, cette couche ayant cependant été épaissie par l'addition de 35 parties d'une solution à 10% de carboxy-méthyl-cellulose sodique par 100 parties de latex. On gélifie cette seconde couche de latex en la plongeant dans de l'acide acétique à 10% comme plus haut, et on la sèche à chaud (15 minutes'à 100 C).
On applique les autres couches du latex mélangé épaissi, la gélification se faisant dans ce cas surtout par chauffage. On effectue la vulcanisation des quatre couches de'latex gélifiées (ou au moins on l'achève) à chaud, à 100 C pendant 30 minutes.
On obtient la couche de recouvrement appliquée en utili- sant une solution de 100 parties de polyéthylène chlorosulfoné dans 400 parties de xylène. On incorpore les ingrédients de mélange nécessaires dans cette solution en diluant 10 parties de la solution dans 142 autres parties du xylène, en broyant les substances suivantes avec la. solution diluée dans un broyeur à boulets, et en recombinan la dispersion ainsi obtenue avec les 490 parties restantes de la solution initiale :
oxyde de magnésium léger 20 parties acide phtalique 2 " acide stéarique 2 " eau 1 " pigment 10 "
On incorpore en plus 1 partie d'un accélératemr de réticu-
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lation dans la solution mélangée, immédiatement avant 1'emploi,
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L'accélérateur utilisa est du 0iéthyldithiocarb8 ate de di éthyl- ammonium La couche de recouvrement est formée de quatre couches de la solution de polyéthylène chlorosulfoné, ces'couches étant séchées toutes ensemble à 85-100 C pendant 10 à 15 minutes et le polyéthylène chlorosulfoné étant réticlé en étant chauffa encore pendant 1 à ?. heures à la Blême température.
L'agent épaissisant formé de carboxy-méthyl-cellulose Mentionna plus haut, peut âtre remplace par de l'alginate de sodium, et l'accélérateur formé de
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diathyldithiocarbamate peut être renplacé par du disulfure de dipentanéthylène thiuram àu di-ortho-tolyl-guamiéine, ou un mélange d'u quelconque de ces trois composes. Le temps de réticulation à
85-100 C varie avec l'accélérateur, quoiqu'il ne dépasse pas 1 à 4 heures.
S'il le faut, on peut laisser un certain nombre d'évents de ventilation dans la couche de caoutchouc fermant les cellules pour empêcher le boursouflage pendant le chauffage du corps et le rétrécissement pendent son refroidissement. Ces évents peuvent être fermés par une opération finzle, pourvu qu'ils soient suffisma- ment petits (de simples piqûres d'aiguilles), par l'application de quelques gouttes de la solution de polyéthylène chlorosulfoné -mélangé, suivie d'un séchage par l'air chaud.
La présente technique peut évidemment être appliquée à des matières cellulaires élastiques autres que le caoutchouc mousse et la mousse de polyuréthane élastique traitée de façon détaillée plus haut, et des exemples de ces autres matières cellulaires élas- tiques sont. (1) les compositionsélastiques de résine de polyvinyle expansées (par exemple, des compositions élastiques expansées de chlorure de polyvinyle plastifié) et (2) les matières comprenant des fragments de matière cellulaire élastique liés les uns aux autres, décrits dans 1a demande de brevet anglais n 20097/57, en particulier des matières de ce type obtenues en liant de très petits frangemetn
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(à savoir 'des fragments à peine plus gros que de la poussière)..
C'est avec des matières cellulaires élastiques semblables à celles mentionnées en (1) qu'on envisage d'utiliser les couches fermant les cellules, composées autrement que de caoutchouc; par exemple, il y a un risque, si on utilise pour fermer les cellules une composition de caoutchouc que, cette couche ainsi que la composition de chlo- rure de polyvinyle plastifiée puissent se détériorer par suite d'une migration des ingrédients de mélange de l'une des compositions en question dans l'autre.
Ce risque peut être évité si la couche fermant les cellules, utilisée avec une matière cellulaire élastique telle qu'une composition élastique expansée de chlorure. de polyvinyle plastifié est formée par une composition d'un copolymère flexible de chlorure de vinyle/acrylate d'éthyle, par exemple, obtenue comme plus haut à partir d'une dispersion (ou émulsion) aqueuse.
Les corps en matière cellulaire élastique qui sont pourvus de revêtements protecteurs suivant l'invention peuvent avoir des cavités qui s'enfoncent en creux dans une de leurs faces (comme dans beaucoup de types communs de coussins en caoutchouc mousse, par 'exemple), et dans ce cas;, une feuille flexible p eut être fixée, sur la face à cavités du. corps, pour former un support pour le revête- ment de protection.
Une telle feuille de support peut être un tis- su à texture serrée, par exemple, ou à nouveau une composition de caoutchouc synthétique ou naturel, ou. de façon générale -une feuille de matière flexible quelconque qui n'est pas trop perméable, la feuille de support peut être fixée soit avant l'application de la couche-fermant les cellules soit entre l'applica.tion de la 'couche fermant les cellules et de la couche de recouvrement.