CH476064A - Procédé de préparation d'un objet conformé non textile à base de polyester résistant à la lumière et aux conditions atmosphériques - Google Patents

Description

  Procédé de préparation d'un objet conformé non textile à base de polyester  résistant à la     lumière    et aux conditions     atmosphériques       La présente invention concerne un procédé de fabri  cation d'un objet conformé non-textile à base de poly  ester qui résiste bien aux conditions atmosphériques, et  l'objet ainsi obtenu.  



  On prépare les polyesters par la réaction d'un  polyacide avec un polyalcool. Un exemple particulier  d'un polyester est le produit de réaction de l'acide     téré-          phtalique    avec l'éthylène-glycol, de sorte qu'on obtient  un matériau synthétique qui est un     téréphtalate    de poly  éthylène. Le polyester synthétique ainsi obtenu est dis  ponible dans le commerce sous la marque déposée   < c     Mylar      (une pellicule de polyester).  



  Bien que les matériaux synthétiques de ce type pos  sèdent des propriétés d'une résistance élevée à la trac  tion ainsi que de résistance à la plupart des agents chi  miques et à la chaleur, il est     impossible        d'utiliser    un tel  polyester lorsque le produit final doit être exposé aux  conditions atmosphériques extérieures et surtout à la  lumière solaire. Les conditions atmosphériques et sur  tout la lumière solaire contenant des rayons ultra  violets auront pour effet de détériorer les objets en  polyester et de les rendre fragiles au cours d'une période  relativement brève qui se situe aux alentours d'un an  ou même moins.

   Les rayons ultraviolets réagissent chi  miquement avec le polyester dans le sens d'une dissocia  tion de la chaîne du polymère, d'où détérioration du pro  duit formé avec ce polyester. Pour surmonter ce pro  blème, les fabricants enduisent parfois l'objet en poly  ester avec un adhésif et coulent sur l'adhésif une couche  d'une substance qui absorbe les rayons ultraviolets, de  sorte que la surface de la pellicule devient résistante à  la lumière ultraviolette.  



  Les techniques connues se sont révélées peu satis  faisantes attendu que des fissures dans la surface de  l'enduit, des ouvertures et des perforations à travers  cette surface forment des zones dans lesquelles la lu  mière ultraviolette provoque la détérioration de la         chaîne    du polymère et rend le produit     inutilisable.    De  plus, le procédé     d'enduisage    ne convient que pour re  couvrir des pellicules de polyester dont l'épaisseur est  supérieure à 127 microns car le processus utilisé pour  l'enduction d'une telle pellicule n'est ni pratique ni  même industriellement possible sur une pellicule d'une  moindre épaisseur.

   Un autre inconvénient du procédé  connu réside dans la nécessité d'un adhésif et cet adhé  sif est en général sensible aux rayons ultraviolets ;  bien qu'on incorpore une substance qui absorbe les  rayons ultraviolets, ces rayons tendent à traverser la  couche absorbante et détériorer ainsi l'adhésif, en pro  voquant une séparation entre l'enduit et le polyester de  base.  



       L'invention    fournit un procédé de fabrication d'un  objet non-textile de polyester résistant aux conditions       atmosphériques,    et en particulier à la détérioration par  la lumière solaire, consistant à combiner intimement le  polyester avec une substance d'absorption de la lumière  et avec un véhicule, et à     chauffer    le tout de manière à  faire réagir le polyester avec la substance absorbante.  



  Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce  qu'on immerge l'objet dans un bain chauffé qui contient  une substance absorbant les rayons ultraviolets et un  véhicule de nature à ne pas altérer les propriétés dudit  matériau, de sorte que l'objet se combine     intimement     avec la substance absorbant les rayons ultraviolets et  le véhicule, on retire du bain l'objet traité contenant la  substance absorbante et du véhicule, on lave l'objet  traité à l'eau     afin    d'enlever l'excès de la substance ab  sorbante et du véhicule adhérent aux surfaces extérieures  de l'objet traité, on soumet ensuite l'objet traité à une  température au moins égale au point d'éclair du véhi  cule afin d'éliminer ce dernier,

   de sorte que la subs  tance absorbant les rayons ultraviolets reste intime  ment combinée avec l'objet à base de polyester, et      celui-ci est rendu résistant aux rayons ultraviolets.  



  Le véhicule est d'un type tel que, tout en facilitant  la combinaison intime entre la substance d'absorption et  le polyester, il n'affecte nullement les propriétés du poly  ester après traitement. L'objet en polyester à utiliser peut  être, par exemple, sous forme de pellicule.  



  De façon surprenante la titulaire a constaté que si  l'on utilise un véhicule et une substance qui absorbe la  lumière et les rayons ultraviolets, qu'on forme un bain  avec ce mélange, qu'on chauffe ce bain et qu'on fait  passer enfin l'objet en polyester à travers le bain, le  véhicule obligera la substance absorbante à pénétrer  dans le polyester et à se combiner intimement avec lui,  de façon à obtenir un objet de polyester qui résiste à  la fois aux conditions atmosphériques extérieures et  à la lumière solaire. Après cela, on enlève le véhicule  de l'objet par un simple processus de chauffage. Le  point d'ébullition du véhicule doit être inférieur au point  de fusion du polyester de manière à ne pas altérer la  forme ou la structure de l'objet traité.  



  On pense que lorsqu'on applique la substance absor  bant la lumière au polyester au sein d'un véhicule con  formément à l'invention, on obtient une modification de  la structure du polyester et on dispose ainsi d'un objet  à base de polyester qui résiste aux conditions atmosphéri  ques et à la lumière. Bien que la titulaire désire lier  l'invention à l'exactitude d'une théorie quelconque, elle  pense que cette modification de la structure est due à  la réaction chimique entre le polyester et la substance  absorbant la lumière.

   De plus, le véhicule ne participe  aucunement à la modification de ce polyester (comme il  est démontré par le fait que ce véhicule est éliminé pen  dant le traitement) et ne participe pas davantage à la  modification ou l'altération d'aucune autre propriété  que le matériau de l'objet peut posséder, outre la pro  priété déjà mentionnée de résistance à la lumière.  



  L'objet de polyester qui a été traité par la substance  d'absorption de la lumière reste pratiquement non af  fecté par les rayons ultraviolets. Même si l'objet de  polyester a été rainuré ou perforé, il ne présente aucun  signe de détérioration, de fragilité ou de dégradation  quelconque à la suite d'une exposition prolongée aux  rayons ultraviolets. La substance absorbante est pré  sente dans le polyester d'une façon homogène, de sorte  que toute la chaîne polymère du matériau de l'objet  résiste à l'attaque par la lumière ultraviolette.  



  Le véhicule utilisé doit être sous forme d'un liquide  et ne doit pas s'évaporer lors de l'application de la  substance absorbante au polyester. La titulaire a cons  taté que l'on peut utiliser des polyalcools dans ce but  et que les résultats obtenus sont parfaitement adéquats.  Les polyalcools doivent être sensiblement anhydres de  manière à maintenir le point d'ébullition élevé désiré  du bain que l'on forme avec la substance absorbant la  lumière, si bien que l'évaporation du bain est maintenue  à une valeur minimum.

   Parmi les polyalcools utilisables,  on citera les glycols, les éthers de glycols ou les     poly-          glycols.    Les glycols appropriés sont en particulier les  éthylène-,     diéthylène-,    propylène-,     dipropylène-    et     bu-          tylène-glycols,    ainsi que le glycérol. Bien que tous les  véhicules mentionnés conviennent, on a constaté que       l'éthylène-glycol    constitue le véhicule le plus avantageux  lorsqu'on applique une substance absorbant la lumière  à une pellicule de polyester telle qu'une pellicule de        Mylar         .     



  On peut avoir recours à toute substance absorbant  la lumière qui puisse réagir avec le polyester et qui ne    soit pas affectée par le véhicule. On connaît de nom  breuses substances qui absorbent la lumière, et en par  ticulier celles de la catégorie des     mono-o-hydroxy-benzo-          phénones    ou de la catégorie des     o-hydroxy-phénol-          benzotriazoles.    Une substance absorbant la lumière qui  s'est révélée particulièrement efficace est le produit vendu  sous la marque déposée       Uvinul      par     General    Aniline   &  Film Corporation.

   Ce produit est une     benzophénone     substituée pratiquement pure, ne contenant que des  traces de sels minéraux. Parmi les autres substances  absorbant la lumière que l'on peut utiliser, on citera  la     phényl-alpha-méthyl-styryl-cétone,    vendue sous la  marque déposée       Dypnone         ,    et le     benzotriazole    vendu  sous la marque déposée       Tinnoin     .  



  Les proportions de la substance absorbante et du  véhicule que l'on utilise pour préparer le bain sont va  riables. On a trouvé que le bain peut contenir de 2 à  26g par litre, ou même plus de la substance absorbant  la lumière. Toutefois, on préfère une proportion comprise  entre 16 et 18 g de la substance absorbante par litre  du bain car cette quantité est suffisante pour achever  pratiquement le traitement du polyester et le rendre  résistant aux rayons ultraviolets, lorsqu'elle est utilisée  selon le présent procédé.  



  On préfère chauffer le bain contenant la substance  absorbante et le véhicule afin de faciliter la réaction de  la substance absorbante avec le polyester. On a cons  taté que lorsqu'on chauffe le bain à une température  d'au moins 1210 C, le véhicule et la substance absor  bante pénétreront rapidement dans le matériau de l'objet  en polyester. De préférence, on ne doit pas chauffer la  solution au-dessus du point d'ébullition du véhicule  choisi afin de réduire au minimum la perte du véhicule  par évaporation.  



  On a trouvé que lorsqu'on chauffe l'objet en polyester  à plus de 2210 C, et qu'on le met ensuite en contact  avec la solution chaude du bain, le polyester risque d'être  endommagé par l'action     solvante    du véhicule contenu  dans le bain. Par exemple, lorsqu'on fait passer le poly  ester à travers le bain à une température supérieure à  2210 C, le polyester risque d'être endommagé par le  véhicule contenu dans la solution du bain.

   Toutefois,  lorsqu'on met en contact le polyester avec la solution du  bain à l'aide d'un dispositif applicateur et de façon que  la température de la solution du bain soit supérieure à       2211)    C, le polyester ne sera pas endommagé car la  masse de la solution du bain chaud est telle que le  polyester     lui-même    ne dépassera pas la température de       221,)    C.  



  La durée nécessaire pour faire réagir le polyester       avec    le bain qui contient la substance absorbante et le  véhicule est variable en fonction de la température,  de la     concentration    du bain, de la masse de l'objet ou de  la pellicule (c'est-à-dire son épaisseur ou son denier  total) et aussi de la vitesse à laquelle on fait passer  l'objet de polyester à travers le bain. On a constaté que  la durée de contact nécessaire entre le polyester et la  solution du bain doit être comprise entre 2 et 30 se  condes, et en général une durée de 2 à 3 secondes sera  suffisante pour le traitement du polyester afin de le  rendre résistant aux rayons ultraviolets.  



  Après avoir     ainsi    traité l'objet et avoir effectué sa  réaction avec la substance absorbante, on élimine le  véhicule en soumettant l'objet en polyester traité à une  température supérieure au point d'éclair du véhicule  mais inférieure au point de fusion et de détérioration du      polyester. Alors que les points d'ébullition de certains  véhicules utilisables peuvent être supérieurs à     221 C,     leurs points d'éclair sont notablement au-dessous de  cette température, comme on peut le voir dans le ta  bleau ci-dessous.

    
EMI0003.0002     
  
    Point <SEP> d'ébullition <SEP> Point <SEP> d'éclair
<tb>  Ethylène-glycol <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 1970 <SEP> C <SEP> 99  <SEP> C
<tb>  Diéthylène-glycol <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 2450 <SEP> C <SEP> 138o <SEP> C
<tb>  Propylène-glycol <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 1880 <SEP> C <SEP> 99  <SEP> C
<tb>  Glycérol <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 2900 <SEP> C <SEP> 177o <SEP> C       En     général,    on     élimine    le véhicule en faisant passer  un courant d'air sur des éléments chauffants, par exem  ple des enroulements électriques chauffants, dans les  quels l'air peut atteindre une température supérieure à  2210 C ;

   toutefois, en raison de la vitesse à laquelle  l'objet de polyester passe par la zone de chauffage,  celui-ci n'aura pas le temps d'atteindre une tempéra  ture supérieure à 2210 C, c'est-à-dire que tout endom  magement sera empêché. Toutefois, on chauffe le poly  ester de façon à éliminer pratiquement tout le véhi  cule qui demeure dans cette matière après l'application  de la substance absorbante au polyester. Dans la pratique,  on a trouvé que l'on peut maintenir la température de  la zone de chauffage entre environ 177 et 2320 C sans  endommager le polyester.  



  <I>Exemple</I>  On fait passer un rouleau d'un matériau de poly  ester sous forme d'une pellicule de       Mylar      d'une  épaisseur d'environ 127 microns à travers un bain qui  contient de l'éthylène-glycol à titre de véhicule et du        Uvinul    D-49   à titre de substance absorbante, ce  produit       Uvinul      étant présent dans la solution du  bain à raison de 2 à 25     g/litre.    On maintient la tempé  rature du bain à une valeur comprise entre 163 et  177 C. On fait passer la pellicule en continu dans le  bain et à une vitesse telle que le contact entre les sur  faces de la pellicule et le bain ne dépasse pas une durée  de 10 secondes.

   Après le passage de la pellicule dans le  bain, on la refroidit dans un bain d'eau à température  ambiante afin d'éliminer par lavage l'excès de la solu  tion de la substance absorbante et du véhicule qui a  pu adhérer aux surfaces de la pellicule. On fait ensuite  passer la pellicule dans une zone de chauffage que l'on  maintient à une température de 204 à     232o    C afin  d'évaporer pratiquement tout le véhicule emprisonné  dans la pellicule. On enroule la pellicule sur un rou  leau de reprise et le produit est alors prêt pour une ex  pédition immédiate, son stockage et son usage ultérieur.  



  On compare le matériau traité de l'exemple avec une  pellicule non traitée de polyester provenant du même  rouleau de matière, et pour cela on utilise les techniques  normalisées permettant de déterminer les propriétés de  résistance aux conditions atmosphériques. On place un  échantillon du matériau traité et un échantillon du ma  tériau non traité dans un appareil simulant de façon  accélérée l'exposition à diverses conditions atmosphé  riques (appareil appelé       Weatherometer         ),    lequel ap  pareil est réglé pour déterminer les propriétés de     _,;

  sis-          tance    aux conditions atmosphériques de la     pelucule,     c'est-à-dire sa résistance à la détérioration par les  rayons ultraviolets. On soumet     l'échantillon    traité à  2000 heures d'exposition à la lumière ultraviolette sans    observer de désagrégation, de détérioration ou de fra  gilité apparentes. Cependant, la pellicule non traitée de  vient fragile et se désagrège après 900 heures d'une ex  position aux rayons ultraviolets. Dans un autre essai,  on place les deux échantillons comme ci-dessus dans  l'appareil appelé       Fade-O-meter      dans lequel on sou  met les deux échantillons à un rayonnement ultraviolet  continu.

   Après 5000 heures l'échantillon traité ne mani  feste aucun signe de désagrégation, détérioration, fra  gilité, etc. Cependant, au bout de 380 à 390 heures, la  pellicule non traitée devient fragile et se désagrège.  



  Il ressort de ce qui précède que l'objet de polyester  traité selon l'invention est devenu résistant à la lumière  et aux conditions atmosphériques. On peut utiliser la  pellicule de l'exemple, par exemple pour protéger les  serres et les vitrines où les rayons ultraviolets risque  raient d'endommager les objets contenus.  



  On peut utiliser l'objet de polyester qui résiste aux  conditions atmosphériques et à la lumière pour de nom  breux autres usages ; par exemple, on peut stratifier une  pellicule de polyester ainsi traitée à des sigles peints ou  aux couches de peinture extérieures d'un avion, au cas où  la peinture utilisée est sensible aux rayons ultraviolets,  ce qui a pour effet de prolonger la durée d'utilisation  de la couche de peinture.

   Par exemple, un échantillon  de couleur  Orange International   que l'on utilise pour  les marques extérieures sur les avions pâlira après 20  heures d'exposition dans un       Fade-O-meter         .    Toute  fois, dans un échantillon similaire dont la surface peinte  est recouverte d'une pellicule de polyester traitée selon  l'invention, d'une épaisseur de 50 microns, un très léger       pâlissement    seulement apparaîtra au bout de 120  heures d'exposition à la lumière ultraviolette dans  l'appareil       Fade-O-meter         .    De même lorsqu'on expose  simultanément un échantillon non traité et un échan  tillon traité selon l'invention de pellicules       Mylar       d'une épaisseur de 12,

  5 microns, aux conditions atmo  sphériques, au bout de 7 mois environ la pellicule non  traitée est entièrement détruite par les rayons ultraviolets,  alors que la pellicule traitée ne présente aucun signe de  détérioration au bout de 2 ans.  



  On peut stratifier la pellicule de polyester traitée  selon l'invention à une autre matière plastique qui est  également sujette à la détérioration par les rayons ultra  violets, ce qui permettra également de prolonger la vie  en service de cette autre matière plastique.

Claims (1)

1. REVENDICATION I Procédé de traitement d'un objet conformé, notam ment d'une pellicule non-textile, à base de polyester pour le rendre résistant aux rayons ultraviolets, caractérisé en ce qu'on immerge l'objet dans un bain chauffé qui contient une substance absorbant les rayons ultraviolets et un véhicule de nature à ne pas altérer les proprié tés dudit objet, de sorte que l'objet se combine intime ment avec la substance absorbant les rayons ultraviolets et le véhicule, on retire du bain l'objet traité contenant la substance absorbante et du véhicule, on lave l'objet traité à l'eau afin d'enlever l'excès de la substance absorbante et du véhicule adhérent aux surfaces exté rieures de l'objet traité,

   on soumet ensuite l'objet traité à une température au moins égale au point d'éclair du véhicule afin d'éliminer ce dernier, de sorte que la substance absorbant les rayons ultraviolets reste inti mement combinée avec l'objet à base de polyester, et celui-ci est rendu résistant aux rayons ultraviolets. SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que le véhicule utilisé est un polyalcool. 2.

   Procédé selon la revendication I et la sous-reven- dication 1, caractérisé en ce que le véhicule utilisé est l'éthylène-glycol, le propylène-glycol, le dipropylène- glycol, le butylène-glycol, la glycérine, un éther de gly col ou un polyglycol. 3.

   Procédé selon la revendication I ou la sous- revendication 1, caractérisé en ce que la substance ab sorbant les rayons ultraviolets utilisée est choisie dans le groupe des mono-o-hydroxybenzophénones ou des o- hydroxy-phénol-benzotriazoles ou est le benzotriazole ou la phényl-a-méthyl-styryl-cétone. 4. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que la température du bain chauffé est au moins 1210 C. REVENDICATION II Objet conformé à base de polyester, traité et rendu résistant aux rayons ultraviolets par le procédé selon la revendication I. SOUS-REVENDICATION 5.

   Objet selon la revendication II, caractérisé en ce qu'il est sous forme d'une pellicule.