Procédé de fabrication d'une matière plastique poreuse
La présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'une matière plastique poreuse. Ce procédé est caractérisé en ce que l'on forme un mélange homogène d'une charge solide particulaire éliminable et d'un polymère synthétique thermoplastique en dispersant la charge de façon homogène dans le polymère pendant que le polymère est à l'état plastique ou liquide, dans ce dernier cas l'on chasse le solvant par évaporation, en ce que l'on étend le mélange homogène à l'état fondu, sous forme d'une feuille continue, sur un support temporaire ou permanent au moyen d'une machine d'enduction en phase fondue possédant une paire de cylindres horizontaux coopérants, tournant en sens contraires à des vitesses périphériques différentes,
le mélange étant amené dans l'étranglement de cette paire de cylindres, les cylin- dres étant chauffés à des températures rendant le polymère plastique, la température et la différence des vites ses de rotation étant telles que le mélange forme une feuille continue homogène sur la surface du cylindre le plus rapide, qui sera qualifié de cylindre de transfert, la feuille étant transférée sur le support temporaire ou permanent qui passe entre le cylindre de transfert et un cylindre de support qui porte contre le cylindre de transfert et tourne dans le sens contraire à celui du cylindre de transfert, et en ce que l'on expose la feuille à un agent lixiviant de manière à éliminer la charge sans affecter défavorablement ledit polymère,
le rapport de la charge audit polymère et les conditions pendant l'enduction en phase fondue étant choisis de manière qu'une feuille continue du mélange soit formée et que la structure de la feuille permette d'éliminer la charge pour former une feuille poreuse de matière plastique.
On comprendra que le rapport de la charge au polymère et que les conditions, en particulier celles de température et de pression, pendant la formation de la feuille doivent être déterminées dans chaque cas particulier en fonction du polymère synthétique thermoplastique et de la charge particulière qui sont utilisées. Il convient de former la feuille comme couche superficielle sur un support. Ceci peut se faire soit de manière à pouvoir séparer la couche, auquel cas le support est un support temporaire, soit en utilisant un support tel que la couche y adhère, auquel cas le support est un support permanent.
On notera que le procédé implique la formation d'un mélange comprenant une charge éliminable solide dispersée uniformément dans un polymère thermoplastique synthétique.
Plus le mélange est homogène, plus les propriétés de la matière poreuse sont régulières.
Dans une forme d'exécution de l'invention, on disperse la charge dans le polymère en dissolvant tout d'abord le polymère dans un solvant qui ne dissout pas la charge, puis en dispersant la charge dans la solution dans des conditions de mélange suffisantes pour rendre la suspension apte à être étendue à la racle, après quoi on étend la suspension à la racle sur un papier détachable, on chasse le solvant par chauffage, on arrache le mélange séché du papier détachable et on découpe le mélange en languettes. Lorsque le polymère est du chlorure de polyvinyle ou un polyuréthane linéaire essentiellement thermoplastique, par exemple l'un des polyuréthanes commerciaux mentionnés plus loin, le solvant peut être du diméthylformamide et la charge est de préférence du chlorure de sodium moulu en particules de 7 à 25 microns.
D'autre part, on peut disperser la charge dans le polymère en mélangeant le polymère thermoplastique sous forme de particules avec la charge sous forme pulvérulente dans des conditions telles qu'un travail considérable soit exercé sur le mélange et à une température suffisante pour que le polymère thermoplastique coule et forme une masse plastique. Une fois mélangée en un mélange homogène, cette masse plastique peut être refroidie et mise sous forme de granules, et ces granules peuvent être utilisés pour l'enduction en phase fondue. En variante, la masse plastique peut être utilisée immédiatement sans refroidissement.
Avant d'être mélangé tout en étant chauffé, le polymère peut tout d'abord être broyé en particules d'environ 300 microns et la charge peut être broyée séparément en particules de 7 à 25 microns. Les deux poudres peuvent ensuite être mélangées et malaxées dans un tambour basculant jusqu'à ce qu'elles soient mélangées uniformément, après quoi elles sont chauffées.
Comme mentionné plus haut, on forme la feuille du mélange en faisant arriver le mélange homogène dans l'étranglement d'une paire de cylindres, et on chauffe ces derniers à des températures propres à rendre la matière travaillante plastique, c'est-à-dire propres à lui donner une température supérieure à la limite inférieure de sa zone de plasticité, et suffisante pour que le mélange se transforme en une feuille continue homogène sur la surface de l'un des cylindres, le cylindre de transfert.
Ces cylindres peuvent tourner à des vitesses différentes, et il est préférable que le cylindre de transfert ait une vitesse périphérique environ 1,3 fois celle de l'autre cylindre. Le cylindre de transfert peut être chauffé à une température supérieure à celle de l'autre cylindre, la différence étant comprise entre 1 et 200 C.
Comme déjà mentionné, on forme la feuille de me- lange plastique comme couche superficielle sur un support temporaire ou permanent, en faisant passer le support sur un cylindre de support tournant en sens contranre à celui du cylindre de transfert, de préférence à la même vitesse périphérique, et en amenant le support sur le cylindre de support au contact de la feuille sur le cylindre de transfert, de manière à transférer la feuille sur le support, comme couche superficielle continue. Le support peut lui-même être également chauffé.
Comme mentionné précédemment, le rapport de la charge au polymère, nécessaire pour la réalisation d'une couche poreuse de polymère, doit être déterminé dans chaque cas particulier en fonction des propriétés des matières employées. Cependant, lorsque la charge est finement divisée, le rapport de la charge au polymère est avantageusement compris entre 3 :1, de préférence 4:1 parties en poids, et jusqu'à 6:1 parties en poids par rapport au polymère. Il en est particulièrement ainsi lorsque le polymère et un polyuréthane.
Pour produire une matière plastique microporeuse, on utilise une charge finement divisée, ayant un nombre important de particules plus petites que 50 microns.
Lorsqu'on désire produire une matière qui, bien qu'ayant une perméabilité appréciable pour la vapeur d'eau, ait en même temps une résistance appréciable à la pénétration de l'eau liquide, on choisit une charge comprenant essentiellement des particules de 7 à 25 microns.
La charge peut être un sel inorganique soluble dans l'eau, par exemple du chlorure de sodium.
On comprendra que toute matière thermoplastique synthétique, capable de devenir plastique par chauffage, c'est-à-dire au-dessus de la limite inférieure de sa zone de plasticité, et capable, dans cet état, de former un film et d'absorber en une dispersion homogène une quantité appréciable d'une charge solide, tout en résistant à la dégradation chimique ou physique, peut être utilisée dans ce procédé. Cependant, les polymères préférés sont le chlorure de polyvinyle ou un polyuréthane.
Le terme polyuréthane doit être compris dans son sens le plus large, et englobe toute matière provenant de la réaction, ou étant un produit de la réaction, entre un isocyanate, par exemple un diisocyanate, et une molécule, qui sera appelée le précurseur de polyuréthane, qui doit généralement être une molécule polymère, contenant au moins deux groupes, tels que des groupes hydroxyle, amido ou amino, qui contiennent des atomes d'hydrogène capables de réagir avec un groupe isocyanate. Le précurseur de polyuréthane peut être un dérivé de polyester, ou un polyéther-diol, ou un polyester-amide, ou une caprolactone.
Le polyuréthane utilisé comme polymère dans la présente invention est avantageusement un élastomère thermoplastique, et est donc de préférence un polyuréthane ayant un faible degré de réticulation, et peut ainsi être un polymère principalement ou essentiellement linéaire.
Le polyuréthane peut dériver d'une caprolactone, par exemple être la matière commerciale vendue sous la marque de fabrique Elastollan TN 65 EH90AK .
Le polyuréthane peut, d'autre part, dériver d'un polyester essentiellement linéaire contenant des groupes hydroxyle, comme par exemple la matière commerciale vendue sous la marque de fabrique Elastollan TN 61
EH98AK ou les matières commerciales fournies par la
BF Goodrich Chemical Company sous la marque de fabrique Estane . Les deux polyuréthanes Estane mentionnés sont préparés comme suit: le polyester peut être produit par réaction de l'acide adipique avec l'éthy lèneglycol, et de préférence son poids moléculaire est d'environ 2000, son indice d'hydroxyle d'environ 50 et son indice d'acide d'environ 1.
Pour former le polyuréthane à partir de ce polyester, on peut faire réagir une majeure partie en poids, par exemple 1000g, du polyester avec une partie mineure en poids, par exemple 90 g, de 1 ,4-butylène-glycol à chaud, par exemple à 1200 C, le polyester et le glycol étant tous deux déshydratés avant qu'on les fasse réagir ensemble. On peut faire réagir le mélange de polyester et de 1 ,4-butylène glycol avec suffisamment de diisocyanate pour produire un polyuréthane essentiellement linéaire, le diisocyanate étant le diisocyanate de 4,4'-diphényl-méthane, en quantité de, par exemple, 400 g, et la réaction étant effectuée à chaud, par exemple entre 100 et 1300 C.
La méthode particulière mentionnée ci-dessus pour le mélange du polymère avec la charge, impliquant l'emploi d'un solvant, permet d'incorporer très commodément et uniformément un agent surfactif au polymère.
En même temps, des pigments, des charges permanentes, des agents de traitement et d'autres additifs usuels peuvent être incorporés au polymère.
Ainsi, on peut incorporer au polymère, comme agent mouillant, un sel de sodium d'un sulfosuccinate de bis (alcoyle), cet agent mouillant rendant la matière terminée hydrophile ou mouillable. De préférence, l'agent mouillant est un agent dans lequel les groupes alcoyle sont les groupes isobutyle, méthylamyle, octyle, spécialement nonyle ou tridécyle.
L'invention est donc applicable à la fabrication de feuilles poreuses hydrophiles, et en particulier, comme on le décrira plus loin dans cet exposé, à la production d'une zone superficielle dans la fabrication de cuirs artificiels pour divers emplois. Lorsque la zone superficielle, obtenue par le procédé selon l'invention, comprend un agent mouillant, la matière résultante peut être employée, par exemple, pour le doublage des chaussures.
Pour ces emplois, l'agent mouillant doit être inerte et insoluble vis-à-vis des substances avec lesquelles il sera en contact, et en particulier il doit pouvoir rendre la matière hydrophile aux pH d'environ 6 - 9.
Les agents mouillants mentionnés ci-dessus conviennent pour ce but et, comme exemples de matières commerciales utilisables, en particulier dans le cas des doublures de chaussures, on peut citer les matières vendues sous la marque de fabrique Manoxol , par exemple Manoxol IB, MA, OT, N ou TR , qui sont des sels de sodium de sulfosuccinates de bis(alcoyle).
D'autre part, on peut incorporer au polymère un agent d'hydrofugation comprenant un polymère à longue chaîne de motifs dialcoyle- ou arylalcoylsiloxane, rendant la matière terminée hydrophobe ou repoussant l'eau.
De préférence, l'agent d'hydrofugation a la même composition que la matière commerciale vendue sous la marque de fabrique Silicone M492 ou que celle vendue sous la marque de fabrique Silicone R205 par I.C.I.
L'invention est donc également applicable à la production de feuilles poreuses hydrophobes et, comme décrit plus loin dans cet exposé, à la production de zones superficielles pour cuirs artificiels. Ces zones superficielles hydrophobes sont utilisables pour la production de cuirs artificiels, par exemple les tiges de chaussures, et d'une manière générale pour le capitonnage.
Là encore, l'agent surfactif doit être inerte et insoluble vis-à-vis des substances avec lesquelles il sera en contact tout en conférant des propriétés hydrophobes à la matière.
Les agents d'hydrofugation mentionnés ci-dessus conviennent à cet effet.
Comme mentionné plus haut, la présente invention s'applique également à la production d'une matière utilisable comme cuirs artificiels.
Des études microscopiques publiées montrent que le cuir chagrin naturel peut être considéré comme consistant essentiellement en deux zones, une zone interne qui a été appelée la structure fibreuse principale et une zone superficielle qui a été appelée la couche du grain.
Un cuir artificiel chagrin peut également comprendre une zone simulant au moins partiellement la couche du grain d'un cuir naturel à un degré plus ou moins grand, laquelle zone sera appelée dans ce qui suit la zone superficielle, et une zone simulant au moins partielle- ment la structure fibreuse principale d'un cuir naturel à un plus ou moins grand degré, laquelle zone sera appelée la zone de base fibreuse dans la suite de cet exposé.
On comprendra que le présent procédé a pour avan être utilisé pour former une zone superficielle sur n'importe quelle zone de base fibreuse appropriée. En parti culer, n'importe laquelle de celles décrites dans la demande de brevet suisse No 487972 et le brevet britannique No 1119573 peut être utilisée.
On comprendra que le présent procédé a pour avantage que la zone superficielle est formée sans emploi de solvant. Ainsi, les mêmes polymères peuvent être em ployés pour la zone superficielle et pour la zone de base. Ceci évite la nécessité de choisir avec soin le solvant pour le polymère de la zone superficielle de manière qu'il n'exerce pas d'effet défavorable sur les constituants de la zone de base, ou la nécessité d'éliminer le solvant immédiatement après que la zone superficielle a été formée.
Ainsi, dans une autre forme d'exécution de l'invention, pour fabriquer une feuille composée, on forme une feuille superficielle en un polymère synthétique thermoplastique, directement sur, et à l'état adhérent avec, la surface d'un support permanent qui consiste en une matière fibreuse imprégnée d'un polymère synthétique élastomère de base, lequel polymère est soluble dans les solvants communs du polymère de la feuille superficielle.
Pour former la zone de base fibreuse, on peut imprégner un feutre de polymère pour la zone de base, ce feutre étant formé par enchevêtrement mécanique d'une nappe de fibres courtes, la quantité d'imprégnant utilisée étant telle que la zone de base reste notablement perméable à la vapeur. Le feutre peut être préparé à partir de plusieurs nappes croisées superposées, formées de fibres courtes unifiées et enchevêtrées par plusieurs passages à travers des machines à aiguilleter, qui font pénétrer dans la nappe une multitude de fines aiguilles barbelées. Les fibres peuvent être en nylon et peuvent avoir environ 38 mm de longueur et 1,5 denier. Avant l'imprégnation, le feutre peut peser entre 600 et 650 g/m2.
Pour former la zone de base fibreuse, on peut préparer un mélange de polymère de la zone de base et d'un solvant pour ce polymère, imprégner le feutre de ce mélange et chasser le solvant par chauffage, de manière à former une feuille flexible poreuse. Lorsque le solvant a été chassé du feutre imprégné, on peut soumettre ce dernier à une opération de calandrage, qui le tasse tout en fournissant néanmoins un produit flexible poreux.
D'autre part, on peut former la zone de base fibreuse en préparant un mélange du polymère de la zone de base et d'un solvant pour ce polymère, et imprégner le feutre de ce mélange, le solvant ne dissolvant pas les fibres du feutre, et exposer le feutre imprégné à un ou plusieurs agents lixiviants qui ne dissolvent pas le polymère ou les fibres du feutre, de manière à coaguler le polymère et éliminer le solvant pour former une zone de base fibreuse, flexible et poreuse.
Avant de l'enduire du mélange contenant le polymère pour la zone superficielle, on peut préparer la surface de la zone de base fibreuse en fendant la zone de base fibreuse parallèlement à son plan principal, au moyen d'un couteau à ruban, afin de produire une surface relativement lisse.
Pour produire une feuille poreuse non supportée, on peut utiliser comme support temporaire un papier déta- chable, sur lequel on applique la feuille de mélange pendant que le papier est dans un état refroidi. et on arrache la feuille du papier détachable avant que la charge ait été lixiviée.
Pour produire une matière comprenant un support permanent, on chauffe le support avant d'y appliquer la feuille de mélange. Comme exemple d'une telle application du présent procédé, on peut citer la fabrication d'un cuir artificiel et, dans ce cas, le support comprend une zone de base fibreuse appropriée.
Dans ce procédé par enduction, on emploie une machine d'enduction en phase fondue à cylindres. Ces machines comprennent deux parties essentielles: une ligne de support et une ligne de préparation du revête ment fondu.
Le dessin annexé est une vue en élévation schématique d'un exemple de machine de ce type.
La ligne de support comprend un rouleau horizontal 10 sur lequel le support 11 est emmagasiné et à partir duquel le support passe sur un guide 12, placé audessus d'un cylindre préchauffeur horizontal 13, puis au-dessous et autour de ce cylindre. Ensuite, le support monte et passe derrière un cylindre de guidage horizon- tal 14, puis sur un cylindre séparateur horizontal 15, recouvert de caoutchouc. Le cylindre de guidage force le support à entrer en contact avec le cylindre séparateur en un point bien au-dessous de l'axe de ce dernier.
C'est en ce point de la machine que la feuille de polymère chargé est appliquée sur le support.
Le support, portant la couche de mélange, passe ensuite sur le cylindre séparateur horizontal 15, puis sous un cylindre finisseur horizontal 16, puis autour de la majeure partie de la périphérie d'un cylindre refroidis- seur horizontal 17 et traverse un dispositif 18 d'égalisage des bords. La couche de mélange sur le support traverse ensuite des bacs de lixiviation 25 qui sont de préférence du type décrit dans le brevet britannique No 1110799.
Après avoir traversé les bacs de lixiviation 25, la matière passe ensuite dans une étuve de séchage 30, par exemple du type décrit dans le brevet britannique
No 1107783, et enfin est enroulée sur un rouleau récepteur 35.
Le cylindre séparateur 15 est mobile horizontale- ment dans une direction perpendiculaire à son axe ion- gitudinal, et peut donc exercer une pression variable sur un cylindre de transfert horizontal 40 de la ligne de préparation du revêtement fondu. Le cylindre séparateur 15, et par conséquent le support 11, avance à la même vitesse que la périphérie du cylindre de transfert 40.
La ligne de préparation du revêtement fondu comprend une trémie 41 qui débite le mélange homogène de charge et de polymère, préparé comme décrit ci-après, dans l'étranglement 45 d'une paire de cylindres horizontaux de grand diamètre, qui sont disposés dans le même plan horizontal que le cylindre séparateur 15.
L'un de ces cylindres, celui de transfert 40, a un axe fixe 42 et un côté coopérant avec le cylindre séparateur, qui est de plus petit diamètre, et l'autre côté coopérant avec l'autre cylindre de grand diamètre 43, monté sur un axe mobile 44 et de même diamètre que le cylindre de transfert. L'étranglement 45 entre les deux cylindres 40 et 43 de grand diamètre peut être réglé par déplacement de l'axe 44 de l'autre cylindre 43 en direction de l'axe 42 du cylindre de transfert 40 ou en direction opposée. La trémie 41 amène le mélange dans l'étranglement compris entre l'autre cylindre et le cylindre de transfert qui tourne dans le sens contraire des aiguilles d'une montre, à une vitesse périphérique égale à environ 1,3 fois celle de l'autre cylindre.
Les cylindres sont chauffés à des températures suffisantes pour rendre le polymère plastique, c'est-à-dire pour le porter à une température supérieure à la limite inférieure de sa zone de plasticité. La température du cylindre de transfert est de 1 à 200 C supérieure à celle de l'autre cylindre.
La température des cylindres et la pression dans l'étranglement des cylindres à grand diamètre sont choisies en fonction du polymère particulier et du rapport entre le polymère et la charge. Ces facteurs doivent être déterminés empiriquement pour que, dans les conditions particulières du moment, ils provoquent la formation d'une couche continue de polymère sur la surface du cylindre de transfert et provoquent le transfert de cette couche sur le support, sous forme d'une couche super- ficielle continue. Les valeurs utilisées dans les exemples sont citées ci-dessous dans les tableaux. T1 est la température de l'autre cylindre 43, et Te est la température du cylindre de transfert 40. P est la pression entre ces deux cylindres et est donnée en kg/cm . La vitesse d'avance du support est de 5 m/mn.
La couche contient la charge dispersée uniforme ment. Cette couche, déposée sur la surface du cylindre de transfert 40, entre en contact avec le support 11 porté par le cylindre séparateur 15, et est transférée sur le support, sous forme d'une couche superficielle continue.
La surface de la couche sur le support est ensuite finie par le cylindre finisseur 16, qui confère une surface lisse, mate ou gaufrée de tout aspect désiré à la couche. La couche passe ensuite sur le cylindre finisseur 17, qui abaisse la température à la valeur à laquelle la lixiviation doit être effectuée.
Si la couche doit être non supportée, elle est ensuite séparée du support par une lame (non représentée), après quoi elle traverse les bacs de lixiviation montés sur le transporteur à brosse décrit dans les brevets susmentionnés. Le support 11 est enroulé sur un rouleau récepteur (non représenté).
Si le support est un support permanent, la couche adhérant au support traverse les bacs de lixiviation, qui sont aussi de préférence montés sur le transporteur à brosse. Lorsque du chlorure de sodium est utilisé comme charge et du chlorure de polyvinyle ou du polyuréthane thermoplastique est utilisé comme polymère, l'agent lixiviant peut être de l'eau à 600 C, et le temps de séjour total dans les bacs de lixiviation 25 est de l'ordre de 12 heures.
A titre d'exemple, on décrira maintenant la fabrication d'un cuir chagrin artificiel:
Le support:
Le support utilisé comme support permanent est un feutre imprégné d'un polyuréthane thermoplastique, à savoir celui fourni par Elastollan Limited sous la marque de fabrique Elastollan TN 61 EH90AK , le rapport du feutre au polymère étant environ 1:1 en poids.
Ce feutre est préparé à partir de plusieurs couches croisées et superposées, formées de fibres de nylon d'environ 3,8 cm de longueur et 1,5 denier, unifiées et enchevêtrées par plusieurs passages dans des machines à aiguilleter qui font pénétrer une multitude de fines aiguilles barbelées dans la nappe, et le feutre pèse entre 600 et 650 g/m avant l'imprégnation.
Le support a une épaisseur d'environ 1 mm, et on le forme en utilisant une feuille de ce feutre imprégné, dont l'épaisseur est un multiple de cette valeur, et en fendant cette feuille au moyen d'un couteau à ruban parallèlement à son plan principal.
Différents échantillons de feutre sont susceptibles d'avoir des propriétés physiques très variées, et ceci est susceptible d'agir sur les propriétés du feutre imprégné, et par conséquent également sur les propriétés du produit revêtu, spécialement sur les propriétés qui dépendent entièrement ou en grande partie des propriétés du feutre.
Cependant, des valeurs relativement typiques de certaines propriétés du feutre qui sont à prendre en considération sont les suivantes:
Perméabilité à la vapeur d'eau (P.V.E.)
g/m2/24 h plus de 5000
Pression hydrostatique cm Hg moins de 1
Résistance à la traction
kg/2 t12 cm/mm X 30
L 45
Allongement à la rupture, 0/0 X 100
L 70
La résistance à la traction et le pourcentage d'wallon gement sont mesurés dans un essai continu sur un seul échantillon, au moyen d'un tensiomètre Houndsfield.
La matière à essayer a une direction L, qui est la direction du déplacement de la matière pendant sa formation, et une direction X, qui est perpendiculaire à la direction L. Pour chaque matière, des essais séparés sont effectués dans les directions L et X.
Ces essais sont pratiqués sur deux échantillons de 152 mm de longueur et 12,7 mm de largeur. coupés dans la matière à essayer avec les longueurs des échantillons parallèles aux directions L et X de la matière, respectivement. Ces échantillons sont montés dans le tensiomètre, leurs extrémités étant serrées dans les mors de la machine. Les échantillons sont ensuite soumis à une traction produisant une vitesse d'allongement constante de 12cm/mn.
Dans le présent exposé, on entend par résistance à la traction la charge par unité de largeur et par unité d'épaisseur de l'échantillon, à laquelle l'échantillon se rompt dans ces conditions de traction.
Par allongement à la rupture , on entend le pourcentage d'augmentation de longueur de l'échantillon au moment de la rupture.
La zone slçperficielle:
Dans chacun des exemples 1 à 5, et pour chacun des échantillons 1 à 30. le polymère est un polyuréthane commercial dérivant d'une caprolactone et vendu sous la marque de fabrique Elastollan TN 65 EH90AK .
La charge éliminable est finement divisée et consiste en chlorure de sodium calibré, dont la majorité des particules a un diamètre de 13 microns et dont pratiquement toutes les particules sont comprises entre 7 et 25 microns.
Préparation dlc mélange:
Méthode I - Dispersion à l'aide d'un solvant.
On dissout 100 parties de polymère dans environ 600 parties en poids de diméthylformamide. Si désiré, on ajoute 5 parties d'agent d'hydrofugation ou d'agent mouillant à ce moment, ainsi que tout autre additif désiré, tel que lubrifiants, par exemple des polyéthylènes à bas poids moléculaire qui facilitent la formation du film, de l'acide stéarique et du stéarate de calcium qui diminuent la tendance du polymère à adhérer aux cylindres.
Ensuite, on ajoute la charge, et on mélange uniformément le tout dans un mélangeur à trois cylindres ou un appareil similaire fournissant une crème lisse de consistance permettant de l'étaler. Ceci fait, on étend le mélange à la racle sur du papier détachable et on chasse le solvant par chauffage. On arrache le mélange séché du papier, puis on le hache en particules.
On utilise lors ce mélange pour l'enduction en phase fondue du support choisi, comme décrit ci-dessus, en l'amenant dans l'étranglement 45 de l'appareil d'enduction.
Méthode 2 - Mélange en phase fondue.
On utilise un mélangeur Banbury type OOC , fabriqué par David Bridge & Co. Limited. Le corps et les rotors sont chauffés à la vapeur de 7 à 8,4 kg/cm2 et la pression d'air dans le piston est de 7 kg/cm2.
Le cycle de mélange peut être le suivant:
On introduit tout le polymère solide, sous fouie de copeaux, dans la chambre de mélange et on fait tourner les rotors à faible vitesse. Au bout d'une minute, on ajoute une petite quantité de sel, et on ajoute le reste du sel peu à peu entre 3 et 8 mn, avec le pigment, les lubrifiants et tout autre additif désiré, en veillant à ne pas surcharger le moteur. Les conditions de l'opération provoquent une élévation de la température pendant cette période de 8 à 11 mon jusqu'à une valeur de 160 à 1700 C. Au bout de 12 mn, lorsque la température est à cette valeur, on fait tourner le rotor à grande vitesse.
Au bout de 14 mn, la température du mélange est montée à 18ruz C. Ce type de mélangeur possède des portes dans le fond des chambres de mélange. On ouvre alors ces dernières et le mélange homogène de polymère et de charge s'écoule par une courte goulotte et tombe dans un laminoir à deux cylindres, qui le met sous forme de pièces plates. Ces dernières sont ensuite réduites en copeaux. que l'on fait tomber dans l'étranglement 45 de l'appareil d'enduction en phase fondue à cylindres.
Exemple 1 :
Le feutre imprégné décrit ci-dessus est revêtu d'un mélange homogène de 4 parties de sel et une partie de polyuréthane, en poids. Ce mélange est préparé par la méthode 1 décrite ci-dessus.
Un certain nombre d'échantillons différents de ce feutre imprégné sont revêtus de cette composition en plusieurs épaisseurs, ce qui fournit les 15 échantillons décrits dans le tableau I.
Exentple 2:
Cet exemple diffère de l'exemple 1 seulement par le fait que 5 parties de sel sont utilisées pour 1 partie en poids de polyuréthane. Le tableau Il donne les propriétés de 2 échantillons obtenus conformément à cet exemple.
Exemple 3:
Cet exemple diffère de l'exemple 1 seulement par le fait que 6 parties de sel sont utilisées pour 1 partie en poids de polyuréthane. Le tableau III donne les propriétés de 3 échantillons obtenus conformément à cet exemple.
Exemple 4:
Cet exemple diffère de l'exemple 1 seulement par le fait que le sel et le polyuréthane sont mélangés par la méthode 2. Le tableau IV donne les propriétés de 9 échantillons obtenus conformément à cet exemple.
Tous les échantillons cités dans les tableaux I et IV ont supporté 200 000 flexions sur une machine de flexion
Bally.
Tableau I
Résistance à la traction
kg/2 ¸ cm/mm Allongement %
Epaiss. de la couche P.V.E. Hydrostatique
Echantillon T1 C T2 C P kg/cmê mm g/mê/24 heures cm.Hg X L X L
1 180 180 70 0,250 3900 30 55 43 54 83
2 190 170 100 0,200 3775 55 50 40 55 85
3 180 170 60 0,325 4250 45 52 41 75 125
4 180 170 60 0,550 3750 55 57 46 85 125
5 170 180 80 0,425 3000 76 49 40 70 85
6 170 180 50 0,275 3100 45 73 65 60 83
7 170 180 60 0,200 4900 17 64 57 80 65
8 176 186 50 0,425 3250 91 52 59 75 90
9 176 186 60 0,300 3300 55 41 43 70 92 10 176 186 40 0,400 3300 66 53 40 78 120 11 170 180 60 0,425 3000 40 24 22 95 70 12 170 180 50 0,500 3400 32 41 47 100 70 13 170 180 60 0,375 3000 66 45 39 85 70 14 170 180 60 0,200 3500 76 80 68 81 65 15 170 180 50 0,350 3050 44 34 28 90 70
Tableau II
Résistance à la traction
kg/2 ¸ cm/mm Allongement %
Epaiss. de la couche P.V.E.
Hydrostatique
Echantillon T1 C T2 C P kg/cmê mm g/mê/24 heures cm.Hg X L X L 16A 180 190 20 0,200 3400 17 69 69 83 55 16B 180 190 20 0,200 4000 17 69 69 83 55 Tableau III
Résistance à la traction
kg/2 ¸2 cm/mm Allongement %
Epaiss. de la couche P.V.E. Hydrostatique
Echantillon T1 C T2 C P kg/cmê mm g/mê/24 heures cm.Hg X L X L 17 170 180 50 0,475 3500 36 42 41 87 60 18 170 180 30 0,500 3700 48 60 67 80 65 19 180 190 25 0,375 3300 34 44 47 85 62
Tableau IV
Résistance à la traction
kg/2 ¸ cm/mm Allongement %
Epaiss. de la couche P.V.E.
Hydrostatique
Echantillon T1 C T2 C P kg/cmê mm g/mê/24 heures cm.Hg X L X L 20 170 180 100 0,625 2500 76 58 59 69 90 21 170 180 90 0,450 2900 61 72 75 75 60 22 170 180 100 0,300 4900 37 36 39 90 66 23 170 180 90 0,300 4000 41 34 35 86 62 24 170 180 80 0,450 3200 42 36 38 84 60 25 170 180 70 0,500 3250 42 37 38 88 65 26 170 180 60 0,450 3500 36 39 42 92 65 27 170 180 50 0,600 3400 34 38 45 81 66 28 170 180 40 0,750 3700 28 37 44 90 64
Fabrication d'une feuille poreuse non supportée Exemple S:
Le suport utilisé est un papier détachable et le mélange utilisé est le même que celui de l'exemple 1. Le tableau V donne certaines propriétés de 2 échantillons obtenus conformément à cet exemple.
Tableau V
Echantillon NO 29 30
P.V.E. (g/m2/24h) 7000 7400
Pression hydrostatique (cm.Hg) 14 14
Résistance à la traction (kg/21/- cm/mm) 10,2 11,0
Allongement à la rupture, /o 117 153
Module initial (kg/cm/mm) 0,39 0,5
Résistance au déchirement (kg/mm) 0,08 0,085
Poids (g/m2/mm d'épaisseur) 438 452
Grosseur des pores (microns) max. 9,0 8,1
moy. 5,8 3,3 Nombre de flexions à l'essai Bally > 200 000 > 200 000
Epaisseur (mm) 0,325 0,24
T, OC 160 160
T oC 170 170
P kg/cm2 60 60
Le module initial est mesuré dans le même essai que la résistance à la traction et le pourcentage d'allongement. L'essai est effectué comme décrit plus haut.
Par module initial , on entend ici le rapport charge/unité de largeur de l'échantillon/unité d'épaisseur nécessaire pour produire un allongement de 5 o/o dans les conditions de charge de l'essai.
La résistance au déchirement est mesurée sur un échantillon de forme spéciale. Comme pour les trois autres propriétés, les échantillons ont 152,5 mm de longueur et 12,7 mm de largeur et sont découpés de manière que leurs longueurs se trouvent dans les directions L et X, respectivement (s'ils ont de telles directions), En plus, une petite entaille est découpée au milieu d'un côté et une petite protubérance correspondante est formée à l'opposé de l'entaille, de manière qu'elle s'étende vers l'extérieur à partir de l'autre côté. En fait, les échantillons sont découpés à l'emporte-pièce dans la matière à essayer. L'entaille amorce une déchirure au cours de l'essai et l'expression résistance au déchirement telle qu'utilisée dans le présent exposé, signifie la charge par unité d'épaisseur nécessaire pour rompre l'échantillon.
Les échantillons 29 et 30 n'ont pas de directions L et X.
Les lettres P.V.E. signifient perméabilité à la vapeur d'eau et les résultats sont exprimés en g/m2/24 h et sont déterminés par la méthode décrite dans la norme britannique B.S.S. 3177/1959, mais pratiquée à 380 C avec un gradient d'humidité nominale de 100 /o d'humidité relative.
Les grosseurs de pores indiquées sont déterminées par la méthode B.S.S. 1752:1963, au moyen d'alcool n.propylique. La grosseur de pores mesurée de cette manière n'est pas le diamètre des pores, mais est une valeur qui dépend des plus petites constrictions dans la structure poreuse. Les pores eux-mêmes peuvent donc être plus gros.
L'examen microscopique des échantillons 1 et 6 indique que le revêtement présente une structure poreuse consistant en petits pores connectés entre eux. Les pores eux-mêmes sont de forme plus ou moins sphérique et ont des diamètres compris entre 1 et 20 microns, la moyenne étant d'environ 10 microns.
Les produits des exemples 1 à 5 sont utilisables dans les domaines de la cordonnerie, de l'habillement et du capitonnage.
Exemple 6:
En utilisant la méthode 1, on mélange 100 parties d'un polymère consistant en un polyuréthane thermoplastique commercial fourni par B.F. Goodrich Chemical
Company Ldt. sous la marque de fabrique Estane 58054 , avec 300 parties de sel finement divisé et calibré comme dans les exemples 1 à 5.
On utilise ce mélange pour enduire le même feutre imprégné que celui des exemples 1 à 4. L'épaisseur du revêtement est d'environ 0,04mm. Le produit a une
P.V.E. de 1540 et une pression hydrostatique de 17 cm
Hg et trouve des emplois dans les domaines de la cordonnerie, de l'habillement et du capitonnage.