Procédé <B>pour façonner un matériel plat</B> La présente invention se rapporte à un procédé pour façonner un matériel plat, formé d'une étoffe composée principalement des fibres synthétiques thermoplastifiables en vue de lui donner une forme tridimensionnelle et per manente, rendant les produits ainsi obtenus relativement rigides, stables à l'usage normal et dans les conditions de blanchissage, avec une altération de couleur faible ou nulle, tous ces résultats étant obtenus en une seule opé ration.
Antérieurement on produisait ces objets manufactu rés en trois dimensions en assemblant de petits morceaux d'étoffe et en les cousant ensemble.
Ces morceaux séparés doivent être coupés d'après des modèles, séparés et piqués, le tout à la main, ce qui constitue une opération coûteuse, longue et très labo rieuse. L'opération terminée, un important pourcentage des objets terminés est à rejeter en raison de coutures plissées, d'une configuration défectueuse des surfaces, etc. En raison de ces difficultés on a mis au point de nombreuses méthodes pour le moulage d'objets à partir de matières thermoplastiques.
Toutefois ces méthodes et ces techniques de moulage d'objets composés de fibres thermoplastiques ou acryliques se heurtent à des diffi cultés considérables quand les articles présentent des plis profonds, des surfaces courbes et des angles vifs. La méthode usuelle de production de tels objets à plis pro fonds, surfaces courbes et angles vifs à partir d'une seule surface plane d'étoffe consiste à chauffer l'étoffe thermo plastique à une température permettant la mise en forme et, l'étoffe étant chaude, à .l'étirer ou la tendre dans la forme ou configuration désirée.
La mise en forme de l'étoffe terminée, la configuration donnée est stabilisée par une réduction efficace de la température, ce qui est une opération longue. De cette manière on peut mettre une étoffe thermoplastique sous des formes symétriques ou irrégulières à trois dimensions qui sont souvent né- cessaires pour des objets tels que des empeignes, des chapeaux, bonnets de soutiens-gorge, jouets, etc.
Il est évident qu'au cours du processus, il s'exerce un plus grand degré de tension dans certaines zones que dans d'autres par l'application d'un effort ou d'une tension suffisante pour assurer le déplacement maximum né cessaire relativement au plan original de l'étoffe. En raison des tensions inégales imposées sur diverses por tions de l'étoffe, les produits terminés sont généralement caractérisés par des différences d'aspect général,
spé cialement le fronçage au sommet des plis profonds et sur les bords support. De plus la main est différente ainsi que la résistance des fibres, relativement à la zone où se trouve appliquée la plus grande tension au cours de l'opération de moulage. Ceci conduit à des objets moulés dont l'étoffe présente des points faibles, une ré duction excessive de la densité et qui ne conservent pas leur mise en forme. Après un certain usage et des la vages ordinaires, ces objets perdent les détails fins de leurs formes moulées.
Outre ces inconvénients, quand on expose des étoffes acryliques à une température éle vée et (ou) un long temps pour stabiliser et durcir l'étoffe moulée, on observe souvent une tendance au jaunisse ment.
La présente invention a précisément pour objet un procédé de moulage de matières thermoplastiques dans lequel il ne se produit pas d'altération de la couleur de la matière, sous forme d'objets à surfaces courbes ou angulaires, procédé moins coûteux et moins long que les procédés actuellement en usage, donnant des objets moulés qui conservent leur forme, sans déformation ni altération de la couleur des fibres et de la texture, dont les surfaces selon les trois dimensions sont stables, tels que des chapeaux, jouets, empeignes,
soutiens-gorge et autres objets à surfaces courbes, plis profonds et angles vifs, par exemple pour l'automobile et l'ameublement. D'autres avantages apparaîtront au cours de la des cription détaillée qui suit.
D'une manière générale, selon l'invention, on traite la matière thermoplastique au moyen d'une solution aqueuse d'une résine thermodurcissable appropriée, d'un latex de résine thermoplastique et d'un catalyseur, puis on sèche la matière thermoplastique ainsi traitée à basse température et, après séchage, on place la matière trai tée et séchée dans un moule chauffé. Dès que la matière est placée sur le moule elle en prend la forme exacte et l'enduit de résine thermostabilisée est durci en même temps. La matière moulée peut alors être enlevée sans aucune déformation pendant qu'elle est encore chaude ou peut être d'abord refroidie, puis enlevée.
Plus spécialement les matières thermoplastiques qui sont des étoffes tissées, non tissées, tricotées, piquées ou toutes matières textiles synthétiques, sont d'abord trai tées au moyen d'une solution aqueuse d'une résine thermodurcissable, d'un latex de résine thermoplastique et d'un catalyseur.
La résine thermodurcissable est avan tageusement une résine mélamine-formaldéhyde ou urée- formaldéhyde, et plus spécialement un éther méthylique d'une méthylol-mélamine contenant sensiblement 3 grou pes méthylol par molécule de mélamine et dans lequel 70% environ des groupes méthyloliques sont éthérifiés, par exemple les Reslooms M-75 et M-80 produits par la Monsanto Chemical Company, un éther méthy lique dé méthylol-mélamine et de méthylolurée contenant sensiblement 3 groupes méthylol par mole de mélamine et 2 groupes méthylol par mole d'urée, dans lequel 50 à 80% des groupes méthylol sont éthérifiés, connu sous le nom de Resloom M-85 , de la Monsanto Chemi- cal Company,
ou une méthylol-mélamine contenant sen siblement 3 groupes méthylol par molécule de mélamine, connue sous le nom de Resloom H. P. , de la Monsanto Chemical Company. Le latex est par exemple une dis persion aqueuse d'un copolymère d'environ 83 % d'acry- late d'éthyle, 15 % de méthacrylate de méthyle et 2 % d'acide méthacrylique, par exemple Rhoplex B-15 produit par Rohm et Haas, Philadelphia (USA). Le catalyseur est en général le peroxyde d'hydrogène à une concentration de 30 % en solution aqueuse. La quantité de résine thermodurcissable utilisée dépend des résultats finals désirés.
Elle peut varier entre quelques dixièmes d'unité pour cent et 85 pour cent relativement au poids de l'étoffe. Ces quantités donnent un très léger raidissement à une très grande rigidité. Dès que l'étoffe est sèche, non durcie, la quantité d'additif restant sur l'étoffe est im portante. La quantité de latex ajoutée à l'étoffe peut va rier de 0,5 à 75 % relativement au poids de l'étoffe. La quantité<B>de</B> peroxyde d'hydrogène ajoutée à la solution aqueuse composée peut varier de 1 à 20 % de solution d'une concentration de 30 %, la quantité préférée étant de 6 %.
La matière thermoplastique peut être complètement foulardée avec la solution composée décrite ci-dessus ou dans certains cas peut être simplement enduite à la brosse ou par aspersion, et sur une seule face, par exem ple le dos d'une étoffe à longs poils. Habituellement la matière thermoplastique ainsi traitée est séchée pour en enlever l'eau par chauffage entre 105 et 115 C.- On peut toutefois sécher à une température raisonnable' quel conque inférieure au point de durcissement de la résine thermodurcissable et du latex du moment que l'étoffe traitée est complètement séchée.
On place alors l'étoffe traitée et séchée sur le moule 3e la configuration quelconque désirée, le moule étant préchauffé jusqu'à environ 150-1630 C, qui est le point de plus grand allongement et de plus faible ténacité des fibres synthétiques. Egalement, à cette température, le durcissement ou la stabilisation de l'enduit de la solu tion de résine thermodurcissable et du latex de résine thermoplastique intervient.
Ainsi cette température pré sente trois aspects importants, étant celle du durcissement de la solution de la résine thermostabilisée, de la stabili sation de la résine du latex et du point d'allongement maximum et de faible ténacité, ce qui facilite le moulage des étoffes synthétiques, spécialement des étoffes com posées de fibres acryliques. L'étoffe reste sur le moule chauffé pendant une période d'une à cinq minutes, de préférence trois minutes. Une caractéristique tout à fait exceptionnelle de l'invention est que l'objet moulé n'a pas besoin d'être refroidi avant d'être enlevé du moule, étant donné qu'il ne se déforme pas quand on l'enlève pen dant qu'il est chaud et que sa couleur ne s'altère pas.
On peut utiliser un appareil quelconque usuel de mou lage dans la mise en auvre de l'invention mais le moule ou l'étoffe doivent être chauffés et dans la pratique c'est le moule qu'il est préférable de chauffer.
Les matières polymères utilisables dans la mise en ouvre de l'invention sont le polyacrylonitrile, les copo- lymères, binaires et ternaires, contenant au moins 80 % en poids d'acrylonitrile dans la molécule de polymère ou un mélange comprenant du polyacrylonitrile ou des copolymères comprenant de l'acrylonitrile avec 2 à 50% d'une autre matière polymère, le mélange ayant une teneur globale en acrylonitrile polymérisé d'au moins 80 % en poids.
Bien que les polymères préférés utilisés dans la présente invention soient ceux contenant au moins 80 % d'acrylonitrile, qui sont généralement re connus comme polymères d'acrylonitrile formant des fibres, il doit être entendu que l'invention est de même applicable aux polymères contenant moins de 80 % en poids d'acrylonitrile. Les polymères d'acrylonitrile con tenant moins de 80 % d'acrylonitrile sont intéressants pour la formation de pellicules et la fabrication de pro duits de revêtement, de matières à mouler et de vernis.
Le polymère peut par exemple être un copolymère de 80 à 98 % d'acrylonitrile et de 2 à 20 % d'un autre monomère contenant la liaison
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et copolymérisable avec l'acrylonitrile. Des monomères mono-oléfiniques appropriés comprennent les acides acry lique, alpha-chloroacrylique et méthacrylique, les acry- lates comme le méthacrylate de méthyle, le méthacrylate d'éthyle, 1e méthacrylate de butyle, le méthacrylate de méthoxy-méthyle, le méthacrylate de bêta-chloroéthyle et les esters correspondants des acides acrylique et alpha- chloroacrylique, le chlorure de vinyle, le fluorure de vinyle, le bromure de vinyle,
le chlorure de vinylidène, le 1-chloro-1-bromo-éthylène, le méthacrylonitrile, l'acryl- amide et la méthacrylamide, l'alpha-chloroacrylamide ou leurs produits de substitution mono-alcoyliques, la méthyl-vinyl-cétone, les carboxylates de vinyle comme l'acétate de vinyle, le chloro-acétate de vinyle, le propio- nate de vinyle et le stéarate de vinyle, les N-vinyl-imides comme la N-vinyl-phtalimide et la N-vinyl-succinimide, les esters méthylène-maloniques, les esters de l'acide itaconique et l'acide itaconique, le N-vinyl-carbazol, le vinyl-furanne, les esters alcool-vinyliques, l'acide vinyl- sulfonique,
les acides éthylène-alpha-bêta-dicarboxyliques ou leurs anhydrides, ou dérivés comme le citraconate de diéthyle, le mésaconate de diéthyle, le styrène, le vinyl- naphtalène, les amines hétérocycliques tertiaires à substi tuant vinylique comme les vinyl-pyridines et les alcoyl- vinyl-pyridines, par exemple la 2-vinyl-pyridine, la 4- vinyl-pyridine, la 2-méthyl-5-vinyl-pyridine, etc., le 1- vinylimidazole et ses dérivés alcoyliques de substitution comme les 2-,
4- ou 5-méthyl-1-vinyl-imidazole et autres matières polymérisables contenant le groupe
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Le polymère peut être un interpolymère ternaire ou supérieur, par exemple un produit obtenu par interpoly- mérisation de l'acrylonitrile et de deux ou plusieurs monomères autres que l'acrylonitrile énumérés ci-dessus. Plus spécialement, et de préférence, le polymère ternaire comprend de l'acrylonitrile, du méthacrylonitrile et de la 2-vinyl-pyridine. Le polymère ternaire contient de préférence 80 à 93 % d'acrylonitrile, 1 à 10 % d'une vinyl-pyridine ou d'un 1-vinyl-imidazole et 1 à 18 % d'une autre substance telle que le méthacrylonitrile ou le chlorure de vinyle.
Le polymère peut également être un mélange de poly- acrylonitrile ou d'un interpolymère binaire de 80 à 99 % d'acrylonitrile et de 1 à 20 % d'au moins une autre substance contenant le groupe
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avec 2 à 50 %, du poids du mélange, d'un copolymère de 10 à 70 % d'acrylonitrile et de 30 à 90 % d'au moins un autre monomère polymérisable contenant le groupe 94 0/o au moyen % %
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% % l Il est préférable, quand la matière polymère est un mélange, que ce mélange comprenne un copolymère de 90 à 98 % d'acrylonitrile et 2 à 10 % d'un autre monomère mono-oléfinique comme l'acétate de vinyle, qui n'a pas d'affinité pour les colorants,
avec une quan tité suffisante d'un copolymère de 10 à 70 % d'acry lonitrile et de 30 à 90 % d'une amine hétérocyclique 30,0/o. tertiaire à substituant vinylique comme la vinyl-pyridine ou le 1-vinyl-imidazole, de manière à obtenir un mé lange susceptible d'être teint, ayant une teneur globale en amine hétérocyclique tertiaire à substituant vinylique de 2 à 10 % relativement au poids du mélange.
Le procédé selon l'invention est non seulement appli cable aux étoffes composées de fibres telles que spécifiées % ci-dessus, mais encore aux mélanges de ces fibres syn thétiques avec des fibres artificielles comme la viscose et des fibres naturelles comme la laine.
Les exemples suivants illustrent la présente invention. Sauf indication contraire, les pourcentages y sont ex primés en poids.
% % <I>Exemple 1</I> On sature un morceau d'étoffe composée de fibres à 94 % d'acrylonitrile et 6 % d'acétate de vinyle au moyen d'une solution aqueuse à 50 % d'un latex de marque commerciale Rhoplex B-15 (à 46 % de matière so lide) décrit précédemment, 20 % d'une solution de ré sine de marque commerciale de Resloom M-80 (à 80 % de matière solide), décrit précédemment, 10 % de peroxyde d'hydrogène à 30 % et 0,5 % d'un agent mouil lant usuel puis on sèche l'étoffe dans une étuve élec trique à 105 C. Après refroidissement on place le mor ceau traité dans un moule pour bonnet de soutien-gorge chauffé à 150 C et on l'y maintient pendant trois mi nutes.
On enlève alors l'étoffe moulée immédiatement du moule chaud et on laisse refroidir puis on lave la poche du soutien-gorge dans des conditions normales de blanchissage quinze fois consécutives. La rigidité de la poche de soutien-gorge n'est pas affectée, le toucher semble identique et il n'y a pas d'altération de la cou leur.
<I>Exemple 2</I> On sature un morceau d'étoffe composé de fibres à 94 % d'acrylonitrile et 6 % d'acétate de vinyle à l'aide d'une solution aqueuse à 50 % de Rhoplex B -15 (46 % de matière solide) précédemment décrit, 20 % de Resloom M-80 (80 % de matière solide) précé demment décrit, 8 % de peroxyde d'hydrogène à 30 % et 0,5 % d'un agent mouillant usuel tel qu'un alcoyl- benzène sulfonate et on sèche le morceau dans une étuve électrique à 105 C. Après refroidissement on place l'échantillon traité dans un moule à poche de soutien- gorge chauffé à 165 C et on l'y laisse pendant trois minutes. On enlève alors immédiatement l'étoffe moulée du moule chaud et on la laisse refroidir.
On lave la poche de soutien-gorge dans des conditions normales de blanchissage quinze fois de suite. La rigidité de la poche de soutien-gorge n'est pas affectée, la main paraît la même et on n'observe pas d'altération nuisible de cou leur.
<I>Exemple 3</I> On opère exactement comme dans l'exemple 2, mais en utilisant 6 % de peroxyde d'hydrogène, à 30 % de concentration. La rigidité de la poche de soutien-gorge n'est pas affectée, la main paraît la même et il n'y a pas d'altération nuisible de couleur.
<I>Exemple 4</I> On opère exactement comme dans l'exemple 2, sauf qu'on utilise 4 % de peroxyde d'hydrogène d'une con centration de 30 %. La rigidité de la poche de soutien- gorge n'est pas affectée, la main paraît la même et il n'y pas d'altération nuisible de la couleur.
<I>Exemple S</I> On opère exactement comme dans l'exemple 2, mais en utilisant 2 % de peroxyde d'hydrogène à la concen tration de 30 %. La rigidité de la poche de soutien-gorge n'est pas affectée à un degré nuisible, la main paraît la même et il n'y a pas d'altération nuisible de la cou leur.
<I>Exemple 6</I> On sature un morceau d'étoffe noire formée d' Or lon , copolymère d'acrylonitrile et d'acrylate de méthyle produit par E. I. Du Pont de Nemours and Co, au moyen d'une solution aqueuse à 50 % de Rhoplex B-15 (48 /o de matière solide) décrit sous l'exemple 1, 20 0/0 de Resloom M-60 à 80 de matière solide décrit à l'exemple 1 et, à titre de catalyseur, 6 /o de peroxyde d'hydrogène à 30 /o de concentration. On sèche alors le morceau au four électrique à 115o C.
Après refroi dissement du morceau on le place dans un moule de poche de soutien-gorge chauffé à 1500 C et on l'y laisse pendant trois minutes. On enlève alors immédiatement l'étoffe moulée du moule chaud et on la laisse refroidir. On lave la poche de soutien-gorge dans les conditions normales de blanchissage cinq fois de suite. La raideur de la poche de soutien-gorge n'est pas affectée, la main paraît la même et il n'y a pas d'altération de la couleur. <I>Exemple 7</I> On opère exactement comme dans l'exemple 6, en utilisant de<B>l' </B> Orlon de couleur bleu foncé. Les résul tats finals sont les mêmes quant à la raideur, la main et l'absence d'altération de la couleur.
<I>Exemple 8</I> On opère exactement comme dans l'exemple 6, mais en utilisant un morceau d'étoffe rouge perforée à l'ai guille formé de fibre de 94 % d'acrylonitrile et 6 % d'acétate de vinyle. On obtient les mêmes résultats finals quant à la raideur, la main et l'absence d'altération de la couleur.
<I>Exemple 9</I> On opère exactement comme dans l'exemple 6, mais en utilisant une étoffe blanche blanchie composée d'un mé lange de fibres de 88 % d'un copolymère formé de 94 % d'acrylonitrile et 6 % d'acétate de vinyle et 12 % d'un autre copolymère de 50 % d'acrylonitrile et 50 % de méthyl-vinyl-pyridine. Les résultats finals sont les mêmes quant à la raideur, la main et l'absence d'altération de la couleur.
<I>Exemple 10</I> On opère exactement comme dans l'exemple 6, mais en utilisant une étoffe de plusieurs couleurs perforée à l'aiguille composée de 90 % de fibres de copolymère de 94 % d'acrylonitrile et 6 % d'acétate de vinyle et de 10 % de viscose. On obtient les mêmes résultats finals quant à la raideur, la main et la couleur.
Ainsi les exemples ci-dessus montrent que l'on peut mouler avec succès des étoffes composées de fibres acryliques de manière qu'elles conservent après lavage les formes données, en utilisant les résines thermodur cissables et les latex définis ci-dessus. La couleur des étoffes est inaltérée et il n'y a pas de déformation des étoffes qui affecterait leur commercialisation. Les résul tats finals désirés pour les objets déterminent la quan tité de résine thermostabilisée à utiliser.