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La présente invention se rapporte à des matières élas- tiques du type obtenu en liant des poils ou d'autres fibres élas- tiques et convenant en général comme matières élastiques d'ameu- blement et aborbant les chocs.
Suivant la présente invention, une matière élastique du type spécifié consiste en une masse de fibres élastiques liées ensemble par intervalles sur leur longueur par un produit caout- chouteux obtenu par la réaction entre (a) un composé organique dont la molécule comprend au moins deux radicaux -NCX, où X re- présente, dans le cas de chaque radical, soit un atome d'oxygène, soit un atome de soufre, et (b) un polyéther ou un polythioéther dont chacune des molécules contient au moins deux groupements susceptibles de réagir avec les radicaux NCX.
L'invention a également pour objet un procédé pour pré-
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parer une 'matière élastique du type spécifia procédé qui consiste à déposer ou à former sur une masse de fibres élastiques lâches, et en particulier aux points de contact des fibres individuelles les unes avec les autres, un agent liant liquide dérivé (a) d'un compose organique dont la molécule comprend au moins deux radicaux -NCX, où X représente, dans le cas de chaque radical, soit un ato- me d'oxygène, soit un atome de soufre, et (b) d'un polyéther ou d'un polythioéther dont les molécules contiennent chacune au moins deux groupements hydroxyle,
amino ou autres susceptibles de réagir avec les radicaux NCX et à provoquer et/ou à laisser se faire la transformation de l'agent liant liquide en un -produit de réaction caoutchouteux solide après son dépôt ou sa formation sur les fibres.
Par "polyéther ou polythioéther", on entend un composé organique ayant un poids moléculaire (ou tout au moins un poids moléculaire moyen) dans la gamme de 500 à 10.000 et dont les molécules sont fondamentalement composées d'une série de grou- pements à chaînes carbonées rattachés par des liaisons dont chacune est constituée soit par un atome d'oxygène, soit par un atome de soufre. Comme on l'a déjà indiqué, les molécules de "(b)" con- tiennent également au moins deux groupements susceptibles de réagir avec les radicaux -NCX, et chacun de ces groupements est de préférence situé à chacune des extrémités ou près de chacune des extrémités de la molécule. La substance désignée par "(b)" ci-dessus est de préférence un polyglycol (ou en termes stricts, un polyéther diol).
Les poly-1,2-propylène glycol sont les composés préférés, mais d'autres polyglycols peuvent.être utilisés. et ce sont, par exemple, les poly-1,3-propylène glycols ; les polyéthylène glycols; les polyglycols déri de mélanges d'éthy.- lène glycol et de propylène glycol; des composés dans la molé- cule desquels une chaîne polyoxyéthyléique est rattachée à chaque extrémité d'une chaîne polyoxypropylénique, c'est-à-dire des composés de la formule générale HO(C2H4O)a(C3H6O)b(C2H4O)cH (des composés de ce type sont vendus dans le commerce sous la marque déposée " Pluronics ");
les polybutylène glycols (y com-
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pris le polytétrahydrofurane); des polyglycols aryl-substltués (par exemple poly-phényléthylène glycol ou polystyrène glycol); et des polyglycols halogéno-substitués (par exemple polychloréthy' lène glycol ou polyépichlorhydrine). Outre un polyglycol,'le com- posé organique "(b)" peut être, comme déjà indiquer un polythio:.- glycol (ou polythioéther dithiol), ou un hybride entre un telcom- posé et un polyglycol ordinaire. Il est,également possible d'uti- liser des polydiglycol formals, c'est-à-dire des composés de la formule H(O.CH2.CH2.O.CH2.CH2.O.CH2)nOH, et leurs analogues sul- furés, et des polyéther-diamines et leurs analogues sulfurés.
Quelques exemples d'autres composés encore qui peuvent servir de composas "(b)" sont des composés dans la molécule desquels trois chaînes polyoxyalkyléniques sont formées (une pour chacun des trois groupes hydroxyle initialement présents) sur la molécule d'un triol tel que le glycérol, l'hexanetriol ou la triisopro- panolmine, et des' composés semblables dans la molécule desquels quatre chaînes polyoxyalkyléniques sont formées sur un tétrol (par exemple pentaérythrol) ou une diamine (par exemple éthylène- diamine);
un groupe spécifique de composés de ce dernier type qu'on peut mentionner sont les composés répondant à la 'formule générale (H(C2H4O)y(C3H6O)x)2N.CH2.CH2.N((C3H60)x(C2H4O)yH)2 (vendus dans le commerce sous la marque déposée "Tetronics"). Le polyglycol ou autre composé utilisé comme composé n(b)" a de préférence un poids moléculaire situé dans la gamme de 750 à 4000. Il peut, si on le désire, être utilisé conjointement avec un polyester, un polyesteramide, ou un autre composé qui en diffère, mais également susceptible de réagir avec les radicaux NCX.
Le composé organique "(a)" défini ci-dessus est de pré- férence un diisocyanate tel qu'un diisocyanate de toluène, utilisé avec ou sans triisocyanate tel qu'un triisocyanate de triphénylmé- thane (voir exemples ci-après). L'isocyanate ou autre composé uti- lisé comme composé "(a)" peut, si on le désire, être obtenu à par- tir d'un composé apparenté qui comporte des groupes -NCO ou -NCS "masqués" ou "bloqués", des groupes NCO ou -FICS libres étant for-
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més à partir de ces groupes "masqués" ou "bloqués" par chauffage;
des exemples de tels composés apparentés sont donnés par des di- mères dissociables et par d'autres polymères dissociables d'iso- cyanates (et d'isothiocyanates), et par dès-produits d'addition - dissociables d'isocyanates (et d'isothiocyanates) avec le phénol, le diméthylol-propane, le triméthylol-propane ou un autre coin- posé hydroxylé approprié. Ces composés apparentés peuvent être, utiles pour réduire les dangers d'intoxication, ainsi que la tendance de l'agent liant liquide précité à se solidifier préma- turément.
Comme on l'a indiqué ci-dessus, l'agent liant liquide peut être formé sur les fibres mêmes, et il est ainsi possible . de pulvériser séparément les composés "(a)" et "(b)" précités (et toutes les substances additionnelles éventuellement utilisées) sur les fibres, soit en même temps, soit successivement. Toutefois, il est préférable que les diverses substances dont dérive l'agent liant liquide soient d'abord mélangées ensemble et que l'agent liant liquide obtenu soit déposé sur les fibres en phase homogène.
Dans ce cas, la matière déposée sur les fibres est de préférence composée d'un produit de réaction des composés "(a)" et "(b)" ci- dessus qui a partiellement réagi, mais pratiquement non réticulé, c'est-à-dire un "prépolymère", suivant une nomenclature plus com- mode. Un tel prépolymère peut être obtenu en mélangeant simple- ment les composés en question à froid, ou à chaud s'il y a lieu, bien qu'il puisse être nécessaire, d'autre part, d'ajouter un re- tardateur pour éviter une solidification prématurée du mélange de réaction.
Quand l'agent liant liquide a été déposé ou formé sur les fibres, sa transformation en un produit solide est effectuée par un chauffage, s'il est nécessaire, et/ou par l'addition, si elle est nécessaire, d'un catalyseur ou d'une substance analogue.
Le catalyseur ou la substance analogue, si' on y recourt, peut être ajouté à l'agent liant liquide ou à un de ses 'ingrédients peu avant le dépôt ou la formation de l'agent liant sur les fi- bres, ou, en variante, il peut être appliqué séparément, soit un
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peu plus tard, soit en même temps. Les catalyseurs et les subs- stances semblables qui peuvent être utilisés sont l'eau, des diamines primaires, des glycols, etc., et aussi des composés qui neutralisent le retardateur éventuellement incorporé stade antérieur.
Etant donné qu'elle favorise la solidification de l'agent liant liquide, l'eau doit être exclue ou éliminée (dans la mesure du possible) des ingrédients de l'agent liant. liquide et en particulier du polyglycol ou autre composé, c'est- à-dire de "(b)", avant la mise en contact de ces ingrédients.,En plus des catalyseurs et'des matières semblables qui viennent d'être mentionnés, on peut, s'il y a lieu, ajouter à l'agent liant liquide (ou à un de ses ingrédients), peu avant le dépôt ' ou la formation sur les fibres, un agent favorisant la réticu- lation appartenant au type des composés organo-métalliques, par exemple un alcoolate, un ester ou un composé chélaté d'alcanol- amine dérivé du titane, du vanadium, du zirconium, de l'alumi- nium ou de l'antimoine;
il convient d'utiliser un agent de ce type quand l'agent liant liquide doit être solidifié par chauf- fage et quand il est désirable d'accroître le module d'élastici- té de l'agent liant solidifié et entièrement réticulé et, par conséquent, du produit final dans son ensemble. Après la soli- dification de l'agent liant liquide, le produit lié est de pré- férence mûri pendant quelques semaines pour qu'il, puisse acqué- rir de meilleures propriétés mécaniques.
Les fibres qu'on peut lier suivant la présente inven- tion sont des poils droits ou ondulés d'animaux (spécialement les soies de porc et les crins de cheval), des fibres de coco, des fibres de caséine, des monofils de nylon et des fibres de cactus.
De façon'générale, le poids de l'agent liant liquide nécessaire est grosso modo égal à celui des fibres elles-mêmes. Les procèdes dont on dispose pour déposer l'agent liant liquide (ou ses ingré- dients sur les fibres) comprennent la pulvérisation, le versage et le trempage; le dépôt sur les fibres peut être suivi d'un ca- landrage., d'un peignage, etc., quand une telle opération est né-
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cessaire pour assurer une répartition appropriée, une opération de ce type étant d'habitude exécutée avant l'entassement de la matière dans des moules.
On peut obtenir des liens d'une solidité comparable avec celle des liens obtenus dans des produits de fibres liées à l'aide des agents liants classiques à base d'isocyanates en utilisant des polyglycols et d'autres composés semblables dans les agents liants de la présente invention; mais de plus, on obtient de façon générale les avantages suivants sur d'autres agents liants :
1 - la fluidité de l'agent liant liquide peut être particulièrement élevée ;
2 - la durée d'existence à l'état fluide de-l'agent liant liquide peut être particulièrement longue;
3 - l'agent liant solidifié et complètement réticulé peut avoir une résistance particulièrement bonne à l'hydrolyse (par exemple par l'eau bouillante, la soude diluée bouillante ou l'acide sulfurique dilué bouillant);
et 4 - l'agent liant solidifié et complètement réticulé peut avoir une particulièrement bonne élasticité aux basses tem- pératures (par exemple à -50 C).
Ces avantages sont particulièrement marqués quand on utilise coin:ne composé "(b)" spécifié plus haut, un poly-1,2-propy- lène glycol. Toutefois, les polyglycols dérivés de glycols mono- mères supérieurs au propylène glycol offrent également un inté- rêt particulier quand on désire accentuer la résistance à l'hy- drolyes, et les polytétrahydrofuranes de poids moléculaire de 3000 à 4000 sont particulièrement intéressants quand il importe- d'obtenir une très bonne élasticité aux basses températures.
Le procédé de la présente invention offre aussi l'a- vantage d'être souple et adaptable en ce qui concerne le mo- dule d'élasticité de l'agent liant solidifié et complètement réticulé, une matière de bas module pouvant être obtenue en choisissant un polyglycol ou une matière analogue d'un poids
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moléculaire relativement élevé (par exemple 3000 à 4000), et une matière relativement dure de haut module étant obtenue en utili- sant un. agent organo-métallique favorisant la réticulation du type mentionné plus haut.
Les exemples suivants illustrent la présente invention.
EXEMPLE 1.
Onze kilogrammes d'un poly-1,2-propylène glycol d'un : poids moléculaire de 750 sont chauffés à 135 C pendant 1¸ heure sous vide et sous agitation dans un récipient de réaction en acier inoxydable pour en chasser autant que possible l'eau qui a été absorbée depuis sa préparation. Du polypropylène glycol "déshydraté" ainsi obtenu, on mélange 10 kg, d'abord avec 10 cm3 de phosphate diacide de butyle pour établir des conditions de réaction légèrement acides et'empêcher un épaississement. ou gélification prématuré du prépolymère liquide et puis avec
5 kg d'un diisocyanate de toluène, le mélange étant agité jus- qu'au moment où il devient parfaitement uniforme.
On place sur le récipient de réaction un couvercle à ajustement lâche de fa- çon que l'humidité atmosphérique ne puisse pénétrer librement de l'extérieur, mais de façon que l'excès de pression développé dans le récipient puisse être relâché. On chauffe ensuite le ré- cipient de réaction à 100 C pendant deux heures dans un four à air chaud. De cette façon, on obtient un. sirop mince qui convient, tel quel, comme agent liant de poils.
Les poils à lier, qui sont des soies de porc ondulées, sont bien peignés et plusieurs lots peu serrés de 0,5 kg sont placés successivement dans une grande cuvette en acier inoxydable.
Un demi-kilogramme du sirop mince préparé comme décrit ci-dessus est versé sur chaque lot de poils et incorporé aux poils par une à deux minutes d'un mélangeage manuel modéré, effectué par un opérateur portant des gants en une matière textile légère enduite d'une composition de chlorure de polyvinyle plastifiée. Ce mé- langeage manuel assure facilement une distribution suffisamment uniforme, sans nattage des poils et, par conséquent, aucun nou-
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veau peignage n'est nécessaire.
Les poils traitas sont entassés avec douceur dans des moules ouverts de différentes formes, grais- sésde silicone, de façon à obtenir un ooids spécifique de 1¸ à 2 livres par pied cube (24 à 32 kg/m3). On asperge chaque moule de quelques gouttes d'eau pour apporter l'humidité adéquate, et les moules et leur contenu sont exposés à l'air jusqu'au lendemain..
Le jour suivant, on constate que les moulages ont pris en masse.
Ils sont extraits de leurs sans difficultés telles que l'achérence au moule ou le déchirement, et ils sont chauffés à
120 C pendant trois heures dans un four à air chaud pour parache- ver leur vulcanisation. Les roulages sont soumis à maturation en les entreposant pendant trois à quatre se.naines dans un local dans lequel se trouve une trace d'ammoniac (bien que la maturation puisse se faire également à l'air ordinaire) et ce traitement supprime les dernières traces collantes et améliore sensiblement les propriétés générales du produit.
EXEAPLE 2.
Le procédé suivi est semblable à celui de l'exemple 1, excepté que 10% en poids d'une solution à 75% poids-poids dans l'acétate d'éthyle d'un triisocyanate de triphénylméthane sont ajoutés sous agitation au sirop mince utilisé comme agent liant, peu avant de l'appliquer sur les poils. Cette addition a pour effet d'accroître le module d'élasticité de l'agent liant vulca- nisé et, par conséquente du produit final dans son ensemble..
REVENDICATIONS.
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