CH411330A - Procédé de fabrication d'un corps spongieux allongé en résine thermoplastique - Google Patents

Description

  
 



  Procédé de fabrication d'un corps spongieux allongé en résine thermoplastique
 L'objet de la présente invention est un procédé de fabrication d'un corps spongieux, allongé, en résine thermoplastique contenant des fils.



   Son but est de permettre la fabrication d'un corps spongieux allongé présentant une grande résistance à la traction et dans lequel une couche de résine thermoplastique est liée d'une façon indéfectible aux fils qu'elle enrobe.



   On connaît déjà des procédés qui consistent à recouvrir le tissu de certaines pièces d'habillement d'une résine synthétique thermoplastique et dans lesquels on commence par tricoter ou tisser les fils de façon à former des pièces d'habillement, puis on applique sur ces pièces une couche de résine synthétique thermoplastique telle par exemple que du chlorure de polyvinyl ou du chlorure de vinyl lié à un plastifiant. Dans ces procédés connus, ladite résine synthétique est appliquée sur la pièce d'habillement au moyen de rouleaux de calandrage. Les produits obtenus selon ces procédés connus ont été mis sur le marché sous le nom de cuir artificiel ou cuir synthétique.



   On a également fabriqué par des procédés analogues, des produits dans lesquels ladite couche de résine synthétique thermoplastique présente une constitution spongieuse.



   Toutefois, lorsque ces produits sont obtenus au moyen des procédés connus, ils présentent tous un défaut commun. La liaison entre la pièce d'habillement et la couche de résine synthétique thermoplastique ou la couche de résine synthétique spongieuse n'est pas suffisamment résistante.   I1    en résulte que cette couche de résine peut s'arracher facilement de la pièce d'habillement lorsque   l'on      frotte-le      cuir.syn-    thétique avec la main ou lorsqu'on le gratte avec les ongles.



     I1    est apparu que la raison pour laquelle cette couche de résine synthétique pouvait être arrachée facilement était que cette couche ne pénétrait pas suffisamment dans les interstices et entre les aspérités que présente la surface de la pièce d'habillement.



   Partant de cette constatation, on a essayé d'appliquer la couche spongieuse directement sur les fils avant de tricoter ou tisser ces derniers. Pour cela, on a pris les fils individuellement et on les a enrobés dans une couche de matière spongieuse, puis on a disposé ces fils selon une nappe ou on les a tissés, enfin on a déposé sur leur surface une seconde couche spongieuse. Le résultat de ces tentatives a été négatif car la liaison de la couche spongieuse avec les fibres des fils était insuffisante.



   Dans une seconde tentative, on a essayé d'appliquer directement sur les pièces d'habillement une résine thermoplastique rendue malléable sous l'effet de la chaleur, puis on a formé à la surface de cette première couche, une couche spongieuse constituée de la même résine synthétique thermoplastique. Toutefois, dans cette seconde tentative, la liaison entre la couche spongieuse et la pièce d'habillement était encore insuffisante.



   Finalement, on a constaté que pour obtenir un résultat favorable, il était nécessaire d'enrober chaque fil d'une mince couche de résine thermoplastique ne contenant, autant que possible, aucune bulle d'air, puis d'assembler des fils ainsi enrobés d'une couche mince en alignant un grand nombre de ces fils   l'un    à côté de l'autre ou en les tissant, puis de former sur cet assemblage de fils une couche spongieuse constituée d'une résine thermoplastique.  



   En conséquence, le procédé selon la présente invention est caractérisé en ce qu'on immerge des fils dans un liquide visqueux contenant une résine thermoplastique pour provoquer la pénétration de ladite résine thermoplastique dans les interstices des fibres individuelles qui composent les fils et former une couche mince de résine thermoplastique entourant le fil, en ce qu'on assemble en un groupe de fils plusieurs fils enrobés de résine et disposés parallèlement à leurs axes, en ce qu'on forme à la surface de cet ensemble de fils une couche épaisse de résine thermoplastique susceptible de se lier à ladite résine thermoplastique qui enrobe les fils, la résine qui forme cette couche épaisse étant rendue plastique sous l'effet de la chaleur de façon à lier les fils les uns aux autres en un corps compact, et étant rendue spongieuse.



   Les fils utilisables pour mettre en   oeuvre    ce procédé, peuvent être des fils de fibres naturelles telles que le coton, le lin ou des fils de fibres synthétiques, par exemple de résine de polyamide, de polyesters, de polyvinyl, de polyacrylonitril, de chlorure de polyvinyl, etc. On peut même utiliser des fibres de verre.



  On peut aussi utiliser des fils filés mixtes comprenant des fibres de plusieurs des types mentionnés plus haut. Parmi les fibres mentionnées plus haut, les fibres de verre sont particulièrement indiquées pour renforcer la solidité des fils, puisqu'elles présentent une grande résistance à la traction ainsi qu'une stabilité au vieillissement et une résistance chimique remarquables. En outre, ces fibres ne se modifient que très peu sous l'effet de la température ou des variations d'humidité.



   Les fils utilisés pour mettre en   oeuvre    le procédé, peuvent être constitués de plusieurs fibres entrelacées, ou tordues ensemble.



   Toutes les résines thermoplastiques capables de former un corps spongieux peuvent être utilisées pour la mise en oeuvre du procédé. Parmi ces résines thermoplastiques on peut citer le chlorure de polyvinyl, le polyéthylène, le polystyrène, le polypropylène, etc, ainsi que leurs copolymères, le caoutchouc naturel ou synthétique. La résine de chlorure de polyvinyl est particulièrement intéressante à cause de son faible prix. En outre, sa malléabilité peut être aisément contrôlée en ajustant à volonté la teneur en plastifiant.



   Différents exemples de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, vont maintenant être décrits en se référant au dessin annexé qui illustre ces exemples.



   Dans ce dessin,
 la fig. 1 est une vue en perspective partiellement coupée, d'un fil enrobé d'une couche de résine;
 la fig. 2, une vue en perspective d'un ensemble de fils alignés parallèlement les uns aux autres;
 la fig. 3, une vue en perspective d'une partie d'un assemblage de fils, obtenu par tissage;
 la fig. 4, une vue en perspective partiellement coupée, de l'ensemble de la fig. 2 recouvert d'une couche spongieuse épaisse, et
 la fig. 5, une vue en perspective partiellement coupée de l'ensemble de la fig. 3, recouvert d'une couche spongieuse épaisse.



   Pour mettre le procédé décrit en oeuvre, il est nécessaire de commencer par enrober chacun des fils d'une couche mince de résine thermoplastique.



   Dans le cas où les fils sont formés par entrelacement de fibres individuelles, cette opération doit être effectuée de telle façon que la résine pénètre suffisamment dans les interstices des fibres. Pour obtenir ce résultat, il est nécessaire d'immerger ces fils allongés dans un liquide visqueux contenant une résine thermoplastique.



   Par liquide visqueux contenant une résine thermoplastique, on entend une solution d'émulsion de résine dans laquelle de fines particules de résine thermoplastique sont suspendues dans de l'eau, une solution de résine formée en dissolvant la résine thermoplastique dans un solvant ou une solution formée par une suspension de ladite résine thermoplastique dans un plastifiant ou dans l'agent destiné à lui donner une structure spongieuse.



   Dans le cas de résine de chlorure de vinyl additionnée à un plastifiant, on peut utiliser avantageusement un produit appelé plastisol de résine de chlorure de vinyl préparé en formant une suspension de résine de chlorure de vinyl en poudre dans un plastifiant. Un tel produit donne des résultats tout à fait intéressants. Comme un fil   immerg    dans une émulsion de résine de   chlorure    de vinyl, absorbe une grande quantité d'eau, en même temps que la résine, il est nécessaire d'éliminer cette eau en étendant le fil ou en le laissant exposé à la chaleur, durant un temps suffisamment long.



   De même si le fil est immergé dans une solution de résine de chlorure de vinyl, il peut absorber une grande quantité de solvant. Dans certains cas, ce phénomène peut nécessiter des opérations assez compliquées pour éliminer le solvant ainsi absorbé.



   Au contraire, lorsqu'on utilise un plastisol de résine de chlorure de vinyl, qui forme un gel après une courte période de chauffage, il est possible d'enrober le fil très rapidement.



   Pour que l'enrobage du fil avec la résine thermoplastique soit satisfaisant, il est nécessaire que cette résine pénètre complètement dans les interstices compris entre les fibres, et que l'enrobage de résine couvre toute la surface du fil de la façon la plus régu  lire    possible, la couche de résine étant par ailleurs aussi mince que possible. Ceci est particulièrement important dans les cas où le fil est constitué d'un grand nombre de fibres individuelles.



   Pour améliorer la pénétration de la résine entre les fibres du fil, il est indiqué que la viscosité du liquide contenant la résine thermoplastique soit aussi faible que possible. La viscosité des résines thermoplastiques obtenues par extrusion dans les appareils conventionnels ou dans des procédés de calandrage connus est beaucoup trop élevée pour donner des résultats favorables; c'est pourquoi il est nécessaire  d'utiliser ledit liquide visqueux. Si la couche de résine thermoplastique formée à la surface du fil est trop épaisse, c'est l'opération ultérieure, consistant à lier cette couche à une couche de résine thermoplastique spongieuse qui devient difficile à réaliser.

   Pour obtenir un enrobage dont l'épaisseur soit aussi faible que possible et qui, en même temps, recouvre régulièrement toute la surface du fil, il est évidemment nécessaire d'obtenir sur le fil un dépôt qui soit totalement absent de bulles d'air. Pour favoriser la pénétration de la résine à l'intérieur du fil, on peut avantageusement soumettre le fil à une opération mécanique pendant qu'il est immergé dans le liquide contenant la résine thermoplastique. Cette opération qui consiste en un malaxage ou en un frottage, peut aussi être effectuée avant ou après l'immersion.   I1    est bien évident que pour que ces opérations soient possibles, la matière traitée ne doit pas être mise au préalable sous la forme d'un tissu. Cette matière doit se trouver sous la forme de fils individuels.

   Dans le cas où   l'on    utilise des fils formés de fibres de verre entrelacés, un traitement préalable de ces fils au moyen de   triclîlorosilane    de vinyl ou de chlorure de méthanylate chromique tel que le bolane (marque déposée) améliorera les résultats obtenus. En effet, ce traitement préalable a pour effet d'améliorer l'adhérence entre le fil formé de fibres de verre et la résine thermoplastique.



   Le fil 1 représenté à la fig. 1 est enrobé d'une couche de résine thermoplastique 2, totalement absente de bulles d'air. Cette couche mince sera désignée ci-après comme la première couche.



   Pour réaliser la seconde opération du procédé on assemble un grand nombre de fils enrobés de cette première couche en alignant ces fils dans la direction de leur axe de façon à former un ensemble de grande longueur. Cet assemblage peut être formé de deux façons différentes. Selon l'une de ces façons, on aligne les fils côte à côte, tous les fils étant parallèles. Selon la seconde, on forme un tissu en entrelaçant un grand nombre de fils placés dans deux directions perpendiculaires l'une à l'autre. Les uns forment des fils de trame, les autres des fils de chaîne.



  La fig. 2 représente un groupe de fils disposés selon la première méthode, tandis que la fig. 3 représente une portion de tissu formé par des fils enrobés s'étendant dans deux directions perpendiculaires et entrelacés.



   Une fois que l'assemblage décrit plus haut a été formé, on recouvre l'ensemble des deux faces de l'assemblage d'une couche spongieuse épaisse, formée de résine thermoplastique, de telle façon que les fils soient noyés dans cette couche spongieuse qui forme alors un corps cohérent. Pour obtenir cette couche épaisse, on applique sur l'assemblage de fils, une résine thermoplastique rendue malléable sous l'effet de la chaleur et contenant un agent capable de faire mousser cette résine. On peut aussi faire passer l'assemblage de fils à travers une filière d'extrusion fixée sur l'orifice d'une machine d'extrusion. Dans ce cas, le passage de la matière plastique à travers la filière d'extrusion provoque l'enrobage.

   Dans les deux cas, comme l'opération est effectuée au moyen d'une résine thermoplastique chauffée et, par conséquent, malléable, la couche spongieuse obtenue est naturellement beaucoup plus épaisse que la première couche qui recouvre chacun des fils.



   Toutefois, pour assurer que l'épaisseur de cette seconde couche soit supérieure à celle de la première, on peut prévoir des moyens qui contrôlent l'épaisseur de cette seconde couche dans certaines limites. Ainsi, par exemple, on peut utiliser des moyens pour élargir à volonté le passage par où la résine est extrudée de la filière d'extrusion.



   Pour éviter la formation de pores s'ouvrant dans la surface du produit fini, il est nécessaire de soumettre ce dernier à une opération de compression qui peut, par exemple, être effectuée au moyen d'une paire de rouleaux entre lesquels le corps spongieux est introduit pendant que ses faces sont encore malléables. Cette opération provoque la fermeture des pores superficiels par écrasement. Si on le désire, l'opération qui vient d'être décrite, peut être utilisée également pour imprimer à la surface du produit fini une marque ou un motif quelconque.



   Pour assurer la transformation de la couche de résine thermoplastique qui recouvre l'assemblage de fils en une couche spongieuse, on mélange à la résine thermoplastique un produit capable de se décomposer sous l'effet de la chaleur en produisant une grande quantité de gaz et on effectue l'enrobage de l'assemblage de fils sous une température élevée. Les produits générateurs de gaz qui peuvent être utilisés sont, par exemple,   1' azobis-izobutyl    dinitrile,   1' azodicarbo-    namide, le dinitrosopentaméthylènediamine.

   On peut aussi utiliser un procédé consistant à mélanger à la résine thermoplastique un sel inorganique soluble dans l'eau tel, par exemple, que le sel anhydre de
Glauber, en poudre, ou une poudre d'amidon organique et à enrober l'assemblage de fils de ce mélange sous l'effet de la chaleur, après quoi, on provoque la dissolution de la substance soluble dans l'eau en immergeant le produit obtenu dans ce liquide, ce qui a pour effet de laisser un très grand nombre de trous dans la résine thermoplastique.



   La forme du produit que   l'on    obtient en enrobant un assemblage de fils, tel que celui de la fig. 2 est visible à la fig. 4 tandis que la forme du produit obtenu à partir du tissu de la fig. 3 est représenté à la fig. 5 ; les produits représentés aux fig. 4 et 5 sont coupés selon un plan parallèle à la direction de l'axe des fils. Comme la seconde couche de matière spongieuse est beaucoup plus épaisse que la première, elle est beaucoup mieux visible sur ces figures. On remarque que la couche épaisse de matière spongieuse effectue une liaison complète entre les différents fils.



   Le produit obtenu de cette façon, bien qu'il présente l'apparence d'être constitué d'une matière malléable spongieuse, formée d'une résine thermoplasti  que, présente une résistance mécanique extrêmement grande lorsqu'il est soumis à une tension dans le sens parallèle à l'axe des fils ; cette résistance est due aux fils noyés à l'intérieur de la résine.



   En outre, dans les produits représentés aux fig.



  4 et 5, la liaison entre la première couche 2 qui enrobe le fil 1 et la couche spongieuse 3 est   extrê    mement solide. Comme la première couche 2 est formée à la surface du fil 1 avant que ce dernier soit incorporé à l'assemblage qui forme la base du produit obtenu, à partir d'un liquide visqueux qui a pénétré dans les interstices entre les fibres du fil, cette première couche 2 présente une adhérence très forte avec les fils 1 eux-mêmes. De plus, comme cette première couche 2 et la couche spongieuse 3 sont formées de résines thermoplastiques susceptibles d'adhérer l'une à l'autre, la liaison entre ces deux couches est suffisamment résistante. Même en essayant de séparer la couche spongieuse en la grattant avec l'ongle, ou en la frottant avec le doigt, il est impossible d'arriver à la déchirer.



   Lorsque les produits décrits plus haut sont fabriqués au moyen d'une résine thermoplastique malléable, flexible, telle que la résine de chlorure de vinyl mélangée à un plastifiant, ces produits présentent une très forte élasticité et la couche spongieuse présente une souplesse remarquable. La surface de cette couche donne une apparence de chaleur et le doigt peut se planter dans sa surface, qui se déforme facilement.



  Dans la direction de l'alignement des fils, la résistance de la traction de ce produit est extrêmement élevée.



   Le produit représenté à la fig. 4, dans lequel les fils sont alignés les uns à côté des autres, peut former, par exemple, une corde de cuir synthétique. Un tel produit peut aussi être utilisé pour la fabrication de ceintures ou d'écharpes. Différentes pièces de tels produits liées les unes aux autres, peuvent former des ceintures qui sont particulièrement intéressantes au point de vue commercial à cause de leur grande résistance. Les liaisons des différentes pièces sont imperceptibles du fait de la couche spongieuse dans laquelle les fils sont enrobés.



   A titre d'exemple, on va décrire en détail cidessous, différentes possibilités de mise en oeuvre du procédé décrit plus haut.



   Exemple 1
 Une fibre de verre allongée, composée de mille monofibres de verre traitées au    bolane ,    d'un diamètre de sept microns, filées ensemble, a été immergée dans. du plastisol de résine thermoplastique de chlorure de vinyl, ayant la composition donnée cidessous, cette fibre étant soumise à une légère tension.



   Pendant le passage du fil à travers le bain, ce fil allongé a été comprimé contre la surface d'un rouleau de guidage, de façon à assurer une pénétration suffisante du plastisol dans les espaces   compns    entre les monofibres.



   Composition du plastisol
Résine de chlorure de vinyl
 (pâte de résine) 60 parties
Plastifiant (dioctylphthalate) 58 parties
Stabilisateur
 (stéarate de plomb dibasique) 3 parties
Stabilisateur
 (phosphite de plomb dibasique) 1,2 parties
 Ensuite, on a fait passer le fil dans un orifice de faibles dimensions dans le but d'éliminer le plastisol en excès. Puis, le fil a traversé un four électrique chauffé à 3600 C dans lequel le plastisol absorbé s'est solidifié sous forme d'un gel et s'est séché. Les moyens utilisés pour cela étaient disposés de telle façon que le fil entrait dans le four immédiatement après avoir passé dans l'orifice d'élimination du plastisol en excès. Ensuite, on a aligné 27 de ces fils parallèlement   l'un    à l'autre, en les plaçant   l'un    à côté de l'autre, de façon à former une seule couche.



   Ensuite, on a rempli un appareil d'extrusion d'une résine de chlorure de vinyl dont la composition est donnée ci-dessous. La filière d'extrusion de cet appareil présentait une ouverture dont les dimensions étaient de 2 X 12 mm. Par le passage du groupe de fils décrit plus haut à travers l'ouverture de cette filière, on a enrobé ce groupe de fils dans une couche spongieuse de résine de chlorure de vinyl. Cette opération s'est effectuée d'une façon usuelle. Immédiatement après que le groupe de fils enrobé sortait de la filière, il était comprimé entre deux rouleaux d'axe parallèle, de façon que les pores que sa surface pouvait présenter soient écrasés.



   Le produit obtenu de cette façon présentait donc deux surfaces lisses, sans défaut.



   Composition de la couche spongieuse
 de résine de chlorure de vinyl
Résine de chlorure de vinyl 100 parties
Plastifiant :
 (DOP) dioctylphthalate 27 parties
 (DOA) dioctaladipate 5 parties
 (BBP) buthylbenzylphthalate 13 parties
   Adèkacizer   0-120  >     (marque
 déposée), produit de la Maison
 Asahi Denka Kabushiki Kaisha,
 Japon 10 parties
Stabilisateur:
 sulfate de plomb tribasique 2 parties
 stéarate de plomb dibasique 0,2 partie
 stéarate de calcium 0,05 partie
Agent de formation de l'écume:
 azodicarbonamide
   Cellogen   AZ >    
 (marque déposée) 0,4 partie
 Au cours de cette opération, la couche de résine de chlorure de vinyl devenait spongieuse immédiatement après la sortie de l'appareil d'extrusion.

   On a obtenu de cette façon un produit allongé et plat,  analogue à un ruban ayant une épaisseur d'environ 3 mm et une largeur de 13 mm.



   Ce produit allongé, semblable à un ruban, présentait une certaine résistance à la traction dans le sens perpendiculaire à sa dimension principale, malgré le fait qu'il n'était pas renforcé par des fils disposés transversalement. En outre, il présentait une résistance à la traction extrêmement grande dans le sens de la longueur du fait des fils enrobés à l'intérieur de ce produit. La bande ainsi obtenue présentait une grande malléabilité. Elle était élastique et chaude au toucher, comme une éponge. En particulier, on pouvait la plier un grand nombre de fois sans qu'elle présente des signes de désagrégation ou de séparation entre la couche de chlorure de vinyl et les fils. Ce produit a pu être utilisé avec succès pour la fabrication de ceintures, de bracelets, de colliers, de courroies, etc.



   Exemple 2
 Une fibre rigide composée de 16 cordons a été immergée dans une émulsion de polystyrol ayant la composition ci-dessous. Cette fibre était soumise à une légère tension et a été traitée comme dans l'exemple 1.



   Composition de l'émulsion de polystyrol
Résine de polystyrol 100 parties
Benzol 100 parties (DBP) 10 parties
Toluène 210 parties
Agent d'émulsion (Aktenole G-120),
 produit de la maison Matsumoto
   Yushi    Seiyaku, Kaisha, Japon 4 parties
Eau 206 parties
 Après avoir soigneusement éliminé toute l'eau absorbée par le fil et séché ce dernier, on a pris 30 de ces fils que   l'on    a aligné parallèlement les uns par rapport aux autres, en les plaçant   l'un    à côté de l'autre, de façon à former un groupe constituant une seule couche. Ensuite, on a enrobé ce groupe de fils, par extrusion dans une couche de polystyrol capable de former une mousse, ayant la composition indiquée ci-dessous.



   Immédiatement après que le polystyrol sortait de l'appareil à extruder, les faces du produit obtenu étaient lissées par compression entre deux rouleaux.



  Le ruban ainsi obtenu avait une épaisseur de 1,5 mm et une largeur de 14 mm.



   Composition du polystyrol
 Résine de polystyrol 100 parties
 Pentane 3 parties
 Eau 1,5 parties
 Le produit obtenu de cette façon présentait des caractéristiques semblables à celles du produit qui résulte de l'exemple 1 décrit plus haut. Ce produit est utilisable d'une façon particulièrement avantageuse pour former des enroulements ou des enrobages sur différentes matières, dans un but d'isolation.
  

Claims (1)

1. REVENDICATION Procédé de fabrication d'un corps spongieux allongé en résine thermoplastique, contenant des fibres, caractérisé en ce qu'on immerge des fils dans un liquide visqueux contenant une résine thermoplastique, pour provoquer une pénétration de cette résine dans les interstices des fibres qui composent les fils et former une couche mince de résine thermoplastique entourant le fil, en ce qu'on assemble en un groupe de fils plusieurs fils enrobés de résine et disposés parallèlement à leurs axes, et en ce qu'on forme à la surface de ce groupe de fils une couche épaisse de résine thermoplastique susceptible de se lier à la résine thermoplastique qui enrobe les fils, la résine qui forme cette couche épaisse étant rendue plastique sous l'effet de la chaleur de façon à lier les fils les uns aux autres en un corps compact, et étant rendue spongieuse.

   SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce qu'on entrelace des fils enrobés, avant de recouvrir le groupe de fils de ladite couche épaisse.

   2. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce qu'on forme autour desdits fils une couche mince de résine thermoplastique ne contenant aucune bulle d'air.

   3. Procédé selon la sous-revendication 2, caractérisé en ce qu'on immerge les fils dans un plastisol de résine de chlorure de vinyl, puis on provoque la solidification du plastisol par gélification pour former ladite couche mince.

   4. Procédé selon la sous-revendication 3, caractérisé en ce qu'on forme ladite couche épaisse, en enrobant par extrusion ledit groupe de fils dans une couche de résine de chlorure de vinyl contenant un agent, destiné à former une mousse, capable de produire des gaz sous l'effet de la chaleur et un plastifiant.

   5. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce qu'on utilise des fils formés de fibres de verre.