CH653044A5 - Procede de fabrication d'un materiau leger isolant et autoportant. - Google Patents
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Description
La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un matériau léger, isolant, souple, rigide ou semi-rigide.
Ce matériau peut être sous forme de panneaux ou de pièces de formes et d'épaisseurs variables. C'est ainsi que rentrent dans cette définition, les éléments autoportants tels que les pavillons, les tableaux de bord et tablettes, les garnissages de carrosseries, etc., utilisés dans l'industrie automobile, sans pour cela que ces exemples aient un caractère limitatif quelconque.
On connaît déjà un grand nombre de procédés permettant d'obtenir de tels éléments. Toutefois en mettant en œuvre les techniques connues, ou bien les éléments résultants ne satisfont pas à certaines conditions telles que de densité et/ou de rigidité et/ou de souplesse et/ou de tenue et/ou de résistance mécanique et/ou de stabilité thermique et/ou d'aspect, etc., ce qui implique que pour obtenir le ou les résultats recherchés il y a lieu d'intervenir sur leur procédé d'obtention au niveau des phases opératoires, au niveau des conditions opératoires et/ou de la nature des composés, compositions, matières et matériaux utilisés, ou bien les procédés sont relativement complexes et/ou peu économiques lorsqu'ils visent à l'obtention d'éléments finis répondant à des propriétés et caractéristiques bien définies.
Or, l'invention résout à la fois ces deux difficultés grâce à un procédé simple et économique permettant, avec les mêmes conditions opératoires, d'obtenir à volonté toute une gamme de produits finis allant des souples aux rigides en passant par les semi-souples et se-mi-rigides.
Le procédé selon l'invention consiste à imprégner un matériau souple poreux dont la structure interne présente de préférence des cellules ouvertes de la quantité voulue d'une solution d'un composé
appartenant à la famille des isocyanates et comportant, par conséquent, dans sa formule au moins un groupe —NCO, ledit matériau ayant déjà ou non la forme finale que l'on désire obtenir, puis à procéder à la réticulation dudit composé après l'avoir fait réagir avec de l'eau donnant un dérivé de l'urée ou du biuret.
Comme exemples de composés appartenant à la famille des isocyanates, on peut citer les isocyanates eux-mêmes (purs ou bruts) comme le TDI (toluènediisocyanate) ou le MDI (4,4'-diphényl-méthanediisocyanate), les polymères d'isocyanates renfermant encore au moins un groupe terminal —NCO et, de façon générale,
tous composés présentant dans leur molécule au moins une terminaison —NCO.
Suivant un mode de réalisation avantageux, la quantité voulue de la solution du composé isocyanate est obtenue en exprimant, si besoin est, du matériau poreux totalement imprégné toute quantité de liquide excédant ladite quantité voulue.
De même, pour ce qui est de la forme à conférer à l'élément final recherché, si l'élément de base n'a pas déjà cette forme, celle-ci est obtenue, avant ou pendant la réticulation, par matriçage, emboutissage, laminage, gaufrage, moulage et opérations analogues.
Le procédé selon l'invention rend possible la réalisation d'éléments souples, semi-souples, rigides ou semi-rigides suivant le composé isocyanate utilisé pour l'imprégnation en ne changeant rien à ses conditions de mise en œuvre. On connaît en effet les réactions des radicaux isocyanates sur l'eau conduisant à des dérivés de l'urée et du biuret d'autant plus fortement réticulés que le composé de départ contient plus de radicaux —NCO. Cela expliquerait la variété des propriétés au niveau de la souplesse ou de la rigidité que l'on peut ainsi obtenir.
Suivant un mode de mise en œuvre intéressant pour l'obtention d'éléments présentant un aspect de surface modifié par rapport à celui de départ, l'opération d'imprégnation est suivie ou accompagnée d'une opération de dépôt, sur une ou sur les deux faces de l'élément de départ, d'un matériau fibreux à fibres distinctes admis sous forme de fibres séparées (courtes ou longues), de nappes ou de mats de fibres, ces fibres pouvant être d'origine naturelle ou synthétique, organique ou minérale, telles fibres de verre, fibres animales ou végétales, fibres synthétiques, ledit composé isocyanate servant alors de liant et d'enrobant pour ces fibres.
On comprendra aisément l'intérêt d'un tel mode de mise en œuvre, puisque le composé isocyanate se trouve être à la fois l'agent d'imprégnation des cellules et des surfaces de l'élément poreux de départ, l'agent de liaison (aux interfaces) entre les fibres et ledit élément, d'une part, et, entre les fibres entre elles et l'agent d'enrobage de ces fibres, d'autre part, l'ensemble ainsi réalisé après réticulation constituant un ensemble cohérent dans lequel les fibres utilisées font à la fois intimement partie de l'élément poreux en y étant noyées et y étant incorporées et en constituent la couche superficielle faisant également corps avec la surface dudit élément poreux en faisant intimement partie de celle-là.
De même, l'aspect des surfaces peut encore être modifié en prévoyant un matériau de revêtement de texture continue, tel que feuilles de papier, de carton, nappes, toiles, tissus, films ou pellicules de matières plastiques, etc., ledit composé isocyanate pouvant également servir d'agent de liaison.
Bien entendu, la réaction de réticulation peut être activée, accélérée ou autrement modifiée, comme il est bien connu en soi, par l'adjonction de catalyseurs ou autres accélérateurs et/ou par chauffage.
L'exemple suivant est donné à titre illustratif en se référant au schéma annexé représentant une mise en œuvre possible du procédé de l'invention.
— Elément poreux utilisé (ou mousse) : nappe de polyéther cellulaire ayant une densité de 14 kg/m3 et une épaiseur de 7 mm
— Isocyanate: MDI (4-4'-diphénylméthanediisocyanate) dans un solvant chloré (50/50 en poids)
— Fibres de verre d'une longueur de 2 cm
— Feuille de polyêthylène de 25 g/m2
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3
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— Revêtements:
sur une face: non tissé de 200 g/m2 sur l'autre: non tissé de 50 g/m2
La mousse (M) est imprégnée (en 1) par foulardage dans le mé- s lange MDI/solvant, suivi d'un essorage (en la). Le réglage du taux d'essorage est calculé de façon à obtenir un matériau faisant 650 g/m2. Pendant cette opération d'essorage, la mousse, de par son gonflement, passe de 98 g/m2 à 70 g/m2 et contient 292 g/m2 de MDI et 292 g de solvant. io
A la sortie du poste d'essorage, une projection d'eau (avantageusement aminée —20 g/1 de diméthylamine) est effectuée (en 2) sur les deux faces de la mousse.
La mousse ainsi traitée se dépose sur une pellicule de polyéthy-lène sur laquelle on a déposé (en 3) 70 g de fibres de verre coupées et entremêlées. La même opération de dépôt de 70 g de fibres de verre est effectuée (en 4) sur la face opposée de la mousse.
Une seconde pellicule de polyéthylène est déposée (par l'ensemble 5) sur lesdites fibres de verre. 20
Le complexe ainsi créé est comprimé, par exemple, par un double convoyeur (tel que schématisé en 6), de telle manière que le mélange MDI/solvant en excès dans la mousse enrobe les fibres de verre. A la sortie du convoyeur, un hérisson (7) perfore le polyéthylène pour permettre à la mousse de récupérer son épaisseur initiale. 25
A ce stade, on prévoit (en 8) la pose de revêtements extérieurs puis, par découpe (en 9), on constitue la dimension du flan ultérieurement nécessaire.
Le complexe est alors par exemple placé entre un poinçon et une matrice (non représentés) reproduisant fidèlement la configuration de l'élément final à réaliser, puis il est chauffé à une température permettant la fusion du polyéthylène. La durée pour la réticulation est inférieure à 90 s.
Le polyéthylène assure un complément de liaison, par fusion, entre les différents éléments.
L'élément obtenu pèse 800 g/m2 et il est rigide.
Suivant le même mode de mise en œuvre, on peut obtenir un élément souple ou semi-rigide en choisissant l'isocyanate à terminaison —NCO appropriée.
De même, lors d'applications à basses températures, il est possible de remplacer le polyéthylène par tout autre support non poreux pour éviter la migration du MDI et sur lequel l'élément de base (M) peut adhérer.
Le mélange MDI/solvant peut être additionné de catalyseurs, de silicone et d'autres additifs ne jouant que sur les temps de réticulation.
Les éléments résultant du procédé selon l'invention présentent l'avantage, du fait que la réaction de réticulation en cause donne des produits irréversibles en température et insolubles dans l'eau,
d'avoir de très bonnes tenues en température et en phase humide.
R
1 feuille dessin
Claims (5)
1. Procédé de fabrication d'un matériau léger isolant et autoportant, caractérisé par le fait qu'il consiste à imprégner (en 1) un matériau souple poreux (M) de la quantité voulue d'une solution d'un composé appartenant à la famille des isocyanates et comportant, par conséquent, dans sa formule, au moins un groupe —NCO, ledit matériau ayant déjà ou non la forme finale que l'on désire obtenir, puis à procéder à la réticulation dudit composé après l'avoir fait réagir (en 2) avec de l'eau donnant un dérivé de l'urée ou du biuret.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la quantité voulue de la solution du composé isocyanate est obtenue en exprimant, du matériau poreux totalement imprégné, toute quantité de liquide excédant ladite quantité voulue.
2
REVENDICATIONS
3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'élément de base n'a pas la forme finale voulue et que celle-ci est obtenue, avant ou pendant la réticulation, par matriçage, emboutissage, laminage, gaufrage, moulage ou opérations analogues.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que, pour l'obtention d'éléments présentant un aspect de surface modifié par rapport à celui de départ, l'opération d'imprégnation est suivie ou accompagnée d'une opération de dépôt (en 4) sur une ou sur les deux faces de l'élément de départ, d'un matériau fibreux à fibres distinctes admis sous forme de fibres séparées, courtes ou longues, de nappes ou de mats de fibres, ces fibres pouvant être d'origine naturelle ou synthétique, organique ou minérale, telles fibres de verre, fibres animales ou végétales, fibres synthétiques, ledit composé isocyanate servant alors de liant et d'enrobant pour ces fibres.
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que l'aspect des surfaces est modifié au moyen d'un matériau de revêtement (5) de texture continue tel que feuilles de papier, de carton, nappes, toiles, tissus, films ou pellicules de matières plastiques, etc., ledit composé isocyanate pouvant également servir d'agent de liaison.
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