FR2470144A1 - Compositions thermoplastiques pour dossiers de tapis et leur utilisation dans la fabrication de tapis - Google Patents

Abstract

COMPOSITIONS POUR DOSSIERS DE TAPIS PERMETTANT L'APPLICATION, EN PARTICULIER PAR EXTRUSION, D'UNE BARRIERE THERMIQUE ET SONIQUE THERMOPLASTIQUE PRESENTANT UNE FLEXIBILITE AMELIOREE SUR DES DOS DE TAPIS. LA COMPOSITION DE DOSSIER CONTIENT D'ENVIRON 10 A 25 EN POIDS D'UN COMPOSANT RESINEUX THERMOPLASTIQUE, D'ENVIRON 4 A 15 EN POIDS D'UN COMPOSANT ELASTOMERE OLEFINIQUE ET D'ENVIRON 60 A 85 EN POIDS D'UNE MATIERE DE CHARGE.

Description

La présente invention se rapporte à des compositions thermoplastiques pour

dossiers de tapis et plus particulièrement à des matières extrudées pour dossiers de tapis durables, à haute flexibilité et aptes au thermoformage. Elle comprend également des constructions de tapis, comprenant de préférence des touffes, un dispositif tel qu'un canevas permettant de retenir les touffes et un revêtement de barrière thermoplastique extrudé qui sert de dossier

au tapis. Elle comprend en outre des procédés pour former des cons-

tructions de tapis et comprenant l'application d'un revêtement de

barrière thermoplastique sur le tapis portant un revêtement préalable.

Bien qu'il existe de nombreux procédés de fabrication des tapis, les procédés comportant un tufting et un aiguilletage ont

pris, au cours de ces dernières années, une importance primordiale.

En fait, la majorité des tapis fabriqués actuellement sont obtenus par le procédé de tufting. Ces tapis tuZtâs sont fabriqués depuis un

certain nombre d'années et consistent en général en structures com-

posites dans lesquelles des touffes ou paquets de fibres pour tapis sont introduites (par exemple par piqûres) dans un dossier primaire

ou canevas, consistant par exemple en une étoffe tissée ou non tissée.

Sur la face inférieure de la construction de tapis, onappliqueensuite un dossier secondaire ou revêtement de matière thermoplastique qui retient solidement la matière tuftëe dans le dossier primaire. Ce

dossier secondaire sert non seulement a assurer la stabilité dimen-

sionnelle de la construction mais également à apporter une plus grande résistance à l'abrasion et à l'usure, et il sert d'adhésif

pour le revêtement de barrière.

On a déjà utilisé de nombreuses matières en tant que dossier ou base primaire, parmi lesquelles de préférence des matières tissées telles que du jute, une pellicule de polypropylène, etc. Le dossier primaire peut également consister en une étoffe non tissée, par exemple une étoffe de polypropylène non tissée et aiguilletée, etc. Pendant de nombreuses années, on a exploité pour l'application des matières de dossier secondaire le procédé au latex aqueux mais au cours de ces dernières années,pour l'application des dossiers secondaires de tapis, on a fait appel à des compositions adhésives

fusibles. Ces compositions contiennent des matières résineuses ther-

moplastiques, par exemple du polyéthylène pulvérulent.

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Un autre procédé important dans l'industrie pour la fabricat:lion des tapis consiste en l'aiguilletage. Dans ce procédé, les fibres du tapis sont piquées au moyen d'une série d'aiguilles à barbe (lui provoquent leur entrelacement mécanique avec formation d'une structure d'étoffe non tissée liche. Dans ces deux procédés

industriels, le problème posé par les pertes de fibres existe tou-

jours. Par suite, il s'est avéré nécessaire de faire appel à un revu-

tement arrière apportant également la stabilité dimensionnelle et la

cohérence. Le problème posé par les pertes de fibres est particulière-

ment aigu dans le cas des tapis pour automobiles dont l'usure est en général concentrée dans des régions limitées et qui subissent des

glissements et d'autres forces pouvant conduire à des pertes exces-

sives des fibres.

Pour perfectionner le revêtement de polyéthylène pulvé-

rulent utilisé antérieurement comme dossier secondaire de tapis, et pour réaliser une barrière chermique et sonique dans le cas des tapis pour automobiles, on a tenté d'appliquer sur les tapis des couches de résines thermoplastiques variées. Ainsi par exemple, dans le brevet des EtatsUnis d'Amérique n 3 525 662, on décrit l'utilisation d'un revêtement de matière thermoplastique constitué d'un mélange d'une polyoléfine et d'un hydrocarbure saturé peu visqueux, par exemple une cire de pétrole. Dans ce brevet, on indique que l'introduction

de la matière peu visqueuse permet d'augmenter la vitesse de fabri-

cation et d'améliorer les caractéristiques d'usure du tapis final,

pour lequel on prévoit en particulier l'utilisation dans les auto-

mobiles. Par la suite, la demanderesse a mis au point un système copolymère éthylène/acétate de virnyle chargé de carbonate de calcium

qui possède de nombreuses propriétés avantageuses pour ce type d'uti--

lisation. Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 3 551 231, on décrit l'application d'un mnlange adihésif fusible d'un copolynère

éthylène/ester vinylique, de cire de pétrole et d'une résine thermo-

plastique conjointement à une pression dont la valeur a une impor-

tance critique sur la structure tuftée au cours du contact avec le

rouleau applicateur de l'adhésif.

Parmi les autres mises au point relatives à des dossiers secondaires de tapis, on citera le brevet des Etats-Unis d'Amérique

n0 3 390 035 qui décrit l'utilisation d'une matière adhésive thermo-

plastique fondue comprenant un copolymère éthylène/acétate de vinyle, une cire, et facultativement une résine thermoplastique autre que le copolymère d'éthylène. Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 3 684 600, on décrit un adhésif à basse viscosité appliqué en revêtement préalable sur la face arrière d'une structure de tapis tufté avant l'application de l'adhésif fusible. L'adhésif pour face arrière décrit dans ce brevet contient encore un copolymère éthylène/ ester vinylique, accompagné dans ce cas d'un polyéthylène à basse densité et à bas poids moléculaire, d'une cire microcristalline,

d'une résine hydrocarbonée aliphatique thermoplastique, d'un poly-

mère formé par alkylation du dicyclopentadiène, d'un anti-oxydant

et d'une matière de charge.

Des compositions analogues sont décrites dans les brevets

des Etats-Unis d'Amérique n0 3 583 936 et 3 745 054 et des perfection-

nements à ces compositions seraient décrits dans le brevet des Etats-

Unis d'Amérique n0 3 914 489 qui concerne des dossiers pour tapis con-

tenant un copolymère éthylène/ester vinylique, une résine hydrocar-

bonée présentant une viscosité et un point de ramollissement parti-

culiers et facultativement également un homopolymère de l'éthylène à bas poids moléculaire, une cire paraffinique, un anti-oxydant et une

matière de charge. Finalement, dans le brevet des Etats-Unis d'Amé-

rique n0 3 982 051, on décrit encore une composition fusible pour

application au dos des tapis et qui contient dans ce cas un copoly-

mère éthylène/acétate de vinyle, du polypropylène atactique et du

caoutchouc vulcanisé.

D'une manière générale, en dehors de ces compositions de

résines thermoplastiques, les compositions mises au point industriel-

lement pour les dossiers de tapis comprennent les compositions à base de latex dont on a parlé plus haut et des compositions à base de

résines vinyliques et de résines d'uréthannes.

On connaît également des combinaisons d'élastomères copo-

lymères de l'éthylène avec d'autres copolymères de l'éthylène prévues pour des environnements différents de ceux dont il est question dans l'invention. Ainsi par exemple, le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 3 621 333 décrit l'utilisation d'un mélange d'un copolymère

éthylène/acétate de vinyle avec des copolymères ternaires de l'éthy-

lène, du propylène et d'un diène conjugué (EPDM). Dans ce brevet, le mélange en question est utilisé comme joint pour des moules à len- tilles optiques. Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 4046840, on décrit des mélanges de polymère EPDM et de polyéthylène conçus pour la fabrication de produits moulés, de tubes, etc.; dans le brevet des EtatsUnis d'Amérique n0 4 131 564, on décrit des mélanges

d'un polymère EPDM, d'un polymère éthylène/acrylate d'éthyle et facul-

tativement de polyéthylène, prévus pour la fabrication de tubes et de produits en feuilles, d'isolation de fils et de câbles et pour des applications analogues; et dans le brevet britannique n 1524986, on décrit des mélanges d'un polymère EPDM avec un copolymère éthylène/

acétate de vinyle.

Toutefois, les recherches visant à la mise au point de compositions perfectionnées et utilisables dans la fabrication de

dossiers pour tapis d'automobiles s'est poursuivie.

La présente invention concerne précisément des composi-

tions perfectionnées pour la préparation de dossiers pour tapis. Ces compositions possèdent de hautes flexibilités, la mesure étant faite par exemple au moyen de l'appareil d'épreuve de rigidité (Tinius

Olsen stiffness testor, modèle 88600 ou équivalent, capacité 0,069 kilo-

grammètre, avec 226 g de poids total - échantillons de 25 x 76 mm sur

la largeur de la matière - poils sur le dessus - lecture faite à 200C-

les nombres les plus forts indiquent une rigidité plus forte) selon

mode opératoire de la norme américaine ASTM D 747.

En outre, ces compositions peuvent être utilisées avec des quantités accrues de matières de charge, ce qui permet de diminuer le prix de revient global sans sacrifice sur d'autres propriétés

extrêmement avantageuses que ces compositions manifestent à l'extru-

sion. On a découvert en particulier qu'on pouvait parvenir à ces pro-

priétés en utilisant à ces fins une composition contenant, en tant que composant résineux thermoplastique, un copolymère de l'éthylène et

d'un ester insaturé d'un acide carboxylique inférieur et, comme com-

posant élastomère, un élastomère oléfinique, avec une proportion im-

portante d'un composant matière de charge.

Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, la composition de matières globale comprend d'environ 10 à 25% en poids des composants résineux thermoplastiques, d'environ 4 à 15% en poids du composant élastomère oléfinique et d'environ 60 à 85% en poids, mais au moins environ 55% en poids, du composant matière de charge. Dans

le passé, on n'est pas parvenu à incorporer plus de 55% en poids envi-

ron d'un composant matière de charge dans de tels dossiers pour tapis sans affecter sérieurement leur aptitude à l'extrusion ou au moins affecter d'autres propriétés avantageuses telles que la flexibilité, etc. En général, il faut modifier l'opération d'extrusion, par exemple en faisant appel à des produits auxiliaires ou à un appareillage d'extrusion complexe, ou bien on constate une diminution sévère de la vitesse à laquelle on peut réaliser l'extrusion et la production des tapis. L'invention concerne donc en premier lieu une composition de matières utilisable dans la préparation d'une barrière thermique et

sonique thermoplastique pour dossiers de tissu présentant une flexibi-

lité améliorée telle que mesurée dans l'épreuve de rigidité Tinius Olsen, ladite composition étant apte à l'extrusion et comprenant de 10 à 25% en poids environ d'un composant résineux bhermoplastique, de 4 à 15% en poids environ d'un composant élastomère oléfinique et de

à 85% en poids environ d'un composant matière de charge.

L'invention comprend également une construction de tapis comprenant une barrière thermique et sonique thermoplastique extrudable

formée à partir de la composition ci-dessus.

Dans un mode de réalisation préféré de ladite construc-

tion de tapis, les fibres de tapis sont de préférence sous forme de touffes avec un canevas permettant de retenir les touffes. Le canevas, de préférence un polymère tissé ou du jute tissé, retient les fibres sous leur forme tuftée, et dans un mode de réalisation préféré, on fait appel à un revêtement préalable d'adhésif thermoplastique pour

fixer solidement les fibres ensemble. Le revêtement de barrière ther-

moplastique peut ensuite être appliqué. Le revêtement préalable d'adhé-

sif thermoplastique présente de préférence une viscosité à l'état

fondu à 1900 allant d'environ 4 000 à 35 000 cP.

L'invention comprend Également un procédé pour former une construction de tapis, procéda qui se caractéri seenceque l'onextrude la barrière thermoplastique selon l'invention pour applicatiun sur les fibres du tapis, provoquant ainsi une liaison solide des fibres ensemble et réalisant une barrière thermique et sonique. Dans un mode de réalisation préféré de cet aspect de l'invention dans lequel on utilise des touffes pour tapis, le procédé

comprend la fixation des touffes sur un canevas pour tapisavantappli-

cation du revêtement de barris-e thermoplestique. De préférence, on applique également un revêLement préalable d'adhésif thermoplastique sur les fioles pour tapis avanLt d'appliquer le revetement de barrière thermopiastique, ce revêtement préalable d'adhésif thermoplastique comprenant de préférence un copolymère de l'éthylène et d'un ester vinylique d'un acide carboxylique aliphatique inférieur, par exemple

un ester aikylique infLrieur.

Les compositions de matières selon l'invention contien-

nent d'environ 10 à 25% en poids et de préférence d'environ 15 à 25%

en poids du composant résineux thermoplastique, c'est-à-dire le copo-

lymère de l'éthylène et d'un ester insaturé d'un acide carboxylique inférieur. On a utilisé en particulier des copolymères de l'éthylène et de l'acétate de vinyle ou d'acrylates d'alkyle. Ces copolymères de l'éthylène présentent de préférence un indice de fusion d'environ 1,5 à 165 mais, ce qui est plus important, l'indice de fusion global du ou des composants utilisés se situe entre 2,5 et 50 environ. On a constaté que lorsqu'on utilisait un copolymère quelconque de ce type présentant un indice de fusion supérieur à 165 environ, le produit

obtenu avait en général une viscosité trop basse pour les manipula-

tions relatives à l'extrusion au cours de la formation des construc-

tions de tapis selon l'invention. Par contre, lorsque l'un quelconque de tLels composants a un indice de fusion inférieur à 1,5 environ, la viscosité du produit global est beaucoup trop forte et l'extrusion

ou les autres manipulations nécessaires deviennent très difficiles.

En outre, dans un tel cas, l'adhérence entre le revêtement de barrière thermoplastique et un matelassage éventuel du tapis (en textile), fixé sur l'arrière du dossier de tapis, commence à se dégrader si l'on ne

fait pas appel à une couche d'adhésif séparée.

Lorsqu'on utilise deux ou plusieurs copolymères diffé-

rents de l'éthylène et d'esters insaturés d'acidescarboxyliques infé-

rieurs, la moyenne pondérée de leurs indices de fusion, à l'échelle

logarithmique, doit répondre aux exigences ci-dessus.

Les copolymères à utiliser dans le composant résineux thermoplastique selon l'invention contiendront de préférence d'environ à 92% en poids d'éthylène et par condéquent d'environ 8 à 30% en poids de l'ester insaturé de l'acide carboxylique inférieur, A savoir l'acétate de vinyle ou l'acrylate d'alkyle, et de préférence d'environ

14 à 20% en poids de ce dernier (c'est-a-dire 80 à 86% en-poids d'éthy-

lène).

On a en effet constaté que lorsqu'on utilisait un copoly-

mère contenant moins de 14% en poids environ du composant ester insa-

turé, la température de recristallisation du copolymàre éthylène/ester

insaturé augmentait à un point o elle commençait à gêner dans l'utili-

sation efficace des compositions selon l'invention au thermoformage.

En particulier, dans les opérations industrielles, après extrusion du revêtement de barrière thermoplastique sur le tapis, tout le tapis est en général soumis à une opération de moulage (thermoformàge) au cours de laquelle on fixe simultanément un matelas textile. Si toutefois la température de recristallisation est trop élevée et si le début de recristallisation se rapproche de la température à laquelle le tapis pénètre dans le moule après réchauffage, les propriétés du tapis sont sérieusement affectées. Ainsi, on a constaté que lorsqu'on utilisait les compositions préférées, plus spécialement celles qui contiennent

plus de 14% environ de l'ester insaturé d'acide carboxylique infé-

rieur dans le composant résineux thermoplastique, on abaissait suffi-

samment la température de recristallisation pour éviter-ces problèmes.

L'une des propriétés principales restant non affectée consiste en la rétraction du produit final. Ainsi, si la température de moulage est trop voisine de la température de recristallisation, ou inférieure à la température de recristallisation, le produit final sera soumis Aune rétraction sévère et lorsqu'on l'utilisera dans des applications avec moulage préalable, par exemple sous forme de tapis pour automobiles, il pourra devenir inacceptable. On a également constaté que lorsqu'on utilisait des copolymères contenant moins de 14% en poids environ de

l'ester insaturé, on pouvait affecter l'adhérence du matelassage tex-

tile du tapis.

Cependant, il faut noter finalement qu'on peut utiliser

dans le composant résineux thermoplastique des esters insaturés d'aci-

des carboxyliques inférieurs comme l'acétate de vinyle à des propor-

tions inférieures à environ 14% dans le copolymère, c'est-à-direallant d'environ 3 à 14% en poids, mais dans un tel cas, il peut être néces-

saire de faire appel à des techniques spéciales de contrâle de la tem-

pérature et de construction du moule pour éviter ou compenser la rétraction. Il peut également être nécessaire de faire appel à une résine collante en combinaison de manière à parvenir à une adhérence correcte sur le matelas de textile. Ces résines collantes sont décrites

plus en détail ci-après.

Comme exemples d'acrylates d'alkyle qu'on peut utiliser dans l'invention, on citera l'acrylate de méthyle, l'acrylate d'éthyle, l'acrylate de propyle et l'acrylate de butyle. L'acrylate d'alkyle

préféré est l'acrylate d'éthyle.

Il existe un certain nombre de copolymères de l'éthylène

et de l'acétate de vinyle et/ou d'un acrylate d'alkyle qu'on peut uti-

liser dans l'invention et qui existent à présent dans le commerce. On citera par exemple le produit du commerce-Ultrathene UE 621 qui est un copolymère de 81% d'éthylène et 19% d'acétate de vinyle présentant un indice de fusion d'environ 2,5, et les produits de marque Elvax 420 ou Ultrathene UE 612 qui sont tous deux des copolymères d'environ 82%

d'éthylène et 18% d'acétate de vinyle, avec un indice defusiond'envi-

ron 150.

Il est essentiel que la composition de revêtement de barrière thermoplastique selon l'invention comprenne un composant élastomère oléfinique tel qu'un élastomère copolymère de l'éthylène et que ce composant élastomère oléfinique soit de préférence présent en proportions allant d'environ 4 à 15% en poids et mieux encore

d'environ 5 à 10% du poids de la composition totale.

Le composant élastomère oléfinique peut consister en las-

tomère copolymère de l'éthylène, par exemple en copolymère de l'éthy-

lène et d'a-oléfines supérieures comme le propylène, ou en autres élastomères oléfiniques comme le polyisobutylène et les élastomères copolymères de l'isoprène comme le caoutchouc Butyl, un copolymère du type caoutchouc vulcanisable contenant d'environ 85 à 99,5% d'isooléfine combinée en C4-C,. et 0,5 à 15% de dioléfine conjuguée combinée en C 4-C Ces copolymères et leur préparation sont bien connus et en général l'isooléfine est un composé tel que. l'isobutylène

et la dioléfine un composé tel que le butadiène ou l'isoprène. Toute-

fois, les composants élastomères oléfiniques préférés sont les copo-

lymëres élastomères de l'éthylène.

Les copolymères élastomères de l'éthylène destinés à l'utilisation dans l'invention doivent contenir d'environ 55 à 70%

en poids d'éthylène, de préférence d'environ 60 à 70% en poids d'éthy-

lène. On a ainsi trouvé que si la proportion d'éthylène était trop basse, c'est-à-dire inférieure aux concentrations indiquées ci-dessus,

la cristallinité était insuffisante à l'égard de la résistance méca-

nique du produit. En d'autres termes, le produit peut avoir tendance à devenir amorphe et plus collant, avec les inconvénients de collage mutuel, etc. Par contre, si la teneur en éthylène est trop forte, c'est-à-dire supérieure aux concentrations indiquées ci-dessus, et si, selon le mode de réalisation préféré, la composition contient une huile hydrocarbonée, une partie de cette huile sera expulsée. En outre, on pourra constater un début d'amoindrissement de la flexibilité et

des autres propriétés physiques du produit. Les élastomères oléfini-

ques à utiliser dans l'invention doivent avoir un poids moléculaire conduisant à une viscosité Mooney (MLI + 8 à 1270C) d'environ 25 à 80 mais au moins supérieure à 25 environ. Aux basses viscosités, ces élastomères ne confèrent pas une résistance mécanique suffisante à l'état fondu et d'autres propriétés physiques utiles pour le dossier

de tapis, en particulier relativement à l'application par extrusion.

D'autre part, si la viscosité est supérieure aux valeurs indiquées cidessus, il devient extrêmement difficile de manipuler ces matières, ici encore, lorsqu'on cherche à les extruder. On notera cependant que, dans certains cas, on peut utiliser un élastomère étendu à l'huile

dans les compositions selon l'invention. Dans de tels cas, la visco-

sité Mooney indiquée ci-dessus s'applique à l'élastomère total étendu à l'huile car l'élimination de l'huile conduirait à des viscosités Mooney beaucoup plus fortes que celles indiquées ci-dessus; par contre, la présence de l'huile conduisant à des viscosités Mooney qui

se situent dans les intervalles spécifiés rend ces matières parfaite-

ment acceptables dans les compositions selon l'invention.

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Do

1l entre également dans le cadre de l'invention d'utili-

ser en tant qu'élastomère ol!finique un élastomère copolymère de l'éthylrne consistant en un copolymère ternaire de l'éthylène, du

propylène et d'un diène non conjugué ("EPDl{' selon la description qui

en est donnée dans les normes américaine; ASTM). Dans de tels produits, l'éthylène et le propylène forment un squelette entièrement saturé de chaînons méthylène avec des chaînes latérales insaturées, la dioléfine non conjuguée (habituellement du dicyclopencadiène, du 1,4-hexadiène, du mgtnvylne-norbornène ou de l'éthylène-norbornène) fixée aportant

les sites de réticulation disponibles pour la vulcanisation au soufre.

Les diènes non conjugués peuvent consister en dioléfines a chaane

droite ou cyclique en C6-C15, comme le dicyclopentadiène, le tétra-

hydroindène, le 5-mÉthylène-2-norborène, le 1,4-hexadiène, le5-éthyli-

dèr.e-norbornène, le 4,7,8,9-tétrahydroindène, etc. Dans les matières thermoplastiques pour dossier de tapis de la technique antérieure, on pouvait incorporer jusqu'à environ 55%'

en poids d'une matière de charge telle que le carbonate de calcium.

L'utilisation d'une telle matière permet non seulement de diminuer le

prix de revient global du dossier pour tapis mais également d'amélio-

rer les propriétés de barrière sonique, etc. Conformément à l!inven-

tion, on peut introduire des quantités plus fortes de matières de

charge dans la composition totale et parvenir malgré cela à des pro-

priétés physiques supérieures. Ainsi, on peut maintenant introduire une matière de charge en quantité supérieure à environ 55% en poids et de préférence comprise entre 60 et 85%5 en poids environ. Ces matières de charge sont à l'état de fine division, ne se décomposent pas et ne fondent pas à la température de la matière totale fondue, par exemple au cours de l'extrusion. Les matières de charge qu'on préfère sont entre autres des matières minérales comme le carbonate de calcium, le sulfate de baryum, le talc, l'argile, etc., le carbonate de calcium étant de loin préféré. Le composant matière de charge à l'état de fine division présente en général une dimension de particule uniforme, telle par exemple que 85% environ de la matière de charge,

passent au travers d'un tamis à ouverture de mailles de 4 microns.

On a constaté toutefois que lorsque ces particules devenaient trop petites, par exemple inférieures à 5 microns environ, il semblait se

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produire une plus forte accumulation de chaleur au cours de l'extru-

sion, l'opération pouvant alors en être affectée.

Un autre composant présent de préférence dans les compo-

sitions selon l'invention consiste en certains acides gras à chafne droite ou leurs sels, esters, anhydrides ou amides, de préférence l'acide stéarique et/ou des stéarates, c'est-à-dire les sels ou esters de l'acide stéarique. On a constaté que la proportion de ce composant dans les compositions selon l'invention présentait une importance tout à fait critique. On doit les utiliser en proportions d'environ

0,25 à 2% en poids. On a alors constaté que la présence de ce compo-

sant était tout à fait utile lors de la préparation des revêtements

de barrière thermoplastiquesutilisés pour la fabrication des cons-

tructions de tapis selon-l'invention. On a également constaté qu'aux proportions inférieures à 0,25% en poids environ on ne constatait pas ces effets avantageux mais qu'aux proportions supérieures à environ 2% en poids ces constituants avaient tendance à revenir en surface

sous forme pulvérulente et à gêner les manipulations et les utilisa-

tions des produits finals.

Comme exemples de ces esters d'acides gras on citera les oléates et les stéarates, les stéarates (et l'acide stéarique) étant particulièrement appréciés. Parmi les stéarates particuliers qu'on peut utiliser avantageusement dans l'invention, on citera le stéarate

de zinc et le stéarate de calcium.

On peut également introduire dans les compositions selon l'invention une huile hydrocarbonée telle qu'une huile naphténique, ou,de préférence, une huile paraffinique, et ces huiles facilitent

les fabrications ou extrusions, en premier lieu en diminuant la vis-

cosité du mélange. Il est donc important que l'huile utilisée présente une faible teneur en composants volatils aux températures auxquelles on doit traiter la matière et également que l'huile soit compatible avec les résines et élastomères nécessaires dans le mélange. Il existe de telles huiles dans le commerce. On citera par exemple les produits

du commerce Sunpar 2280, Flexon 815 et Flexon 580, ces marques s'ap-

pliquant à une série d'huiles de pétrole des firmes Sun Oil Company

et Exxon Company, Etats-Unis d'Amérique, respectivement.

Dans certains modes de réalisation de l'invention, et comme on l'a dit précédemment, on peut également introduire une résine

collante. Ces matières, comme indiqué ci-dessus en référence aux fai-

bles teneurs en ester insaturé, servent principalement à faciliter l'adhérence de la matière de dossier de tapis à un matelas fibreux

ou à une sous-couche habituellement fixés à l'arrière du dossier. Toutefois, on a constaté que,lorsqu'on utilisait les compositions pré-

férées selon l'invention, la présence d'une telle résine collante n'était pas essentielle. On peut utiliser des résines thermoplastiques du type couramment utilisé dans les colles fusibles ou dans les mélanges

de caoutchoucs. Parmi -ces résines, on citera, sans que cette énuméra-

tion puisse être considérée comme limitant l'invention, des résines hydrocarbonées aliphatiques dérivant du pétrole comme les produits du commerce ESCOREZ 1102 et ESCOREZ 1304, tous deux de la firme Exxon Chemical Co., Piccopale 100 de la firme Picco Resins Co., des résines de coumarone-indène telles que le produit du commerce CUMAR MM-2 de la firme Allied Chemical Co., et des résines phénoliques thermoplastiques telles que le produit du commerce DUREZ 29095 de la firme Hooker Chemical Co. On peut également introduire un additif pour traitement de surface servant à appliquer un mouillage hydrophobe, à coupler et à disperser la matière de charge et améliorant ainsi la flexibilité, l'aptitude au formage et la capacité de support des charges. Comme

exemples de tels additifs, on citera des titanates, des esters poly-

mères et des sels organiques d'acides carboxyliques. Il existe un certain nombre de tels produits dans le commerce et en particulier le produit Kenreact TTS de la firme Kenrich Petrochemicals, Inc., et le produit du commerce BIK W 900-de la firme Byk-Mallinckrodt Chemische Produkte GmbH, Ltd. Comme on l'a dit précédemment, dans un mode de réalisation préféré de l'invention, on applique sur les fibres, avant le revêtement de barrière thermoplastique, un revêtement préalable thermoplastique adhésif. L'adhésif thermoplastique choisi pour ce revêtement préalable doit avoir une adhérence suffisante-après refroidissement pour fixer les fibres formant les poils du tapis ensemble et sur le dossier. Ce revêtement préalable d'adhésif doit par conséquent présenter un point

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de ramollissement qui se situe au-dessus de la température maximale à laquelle on peut s'attendre au cours de l'utilisation pratique, et au point de fusion, il doit mouiller les fibres du tapis et présenter une viscosité suffisamment basse pour pénétrer la masse des fibres formant le dos du tapis. On a ainsi trouvé que des revêtements préa-

lables d'adhésif thermoplastique présentant des points de ramollisse-

ment d'au moins 930C environ ou au-dessus et des viscosités à l'état

fondu à 1900C d'environ 4 000 à 35 000 cP convenaient à cet effet.

En particulier, les revêtements préalables d'adhésifs thermoplastiques

qu'on préfère sont constitués de polymères de l'éthylène et de l'acé-

tate de vinyle. Parmi les produits du commerce convenant pour ce revê-

tement préalable d'adhésif thermoplastique on citera des produits tels

que le produit Elvax 420 de la firme DuPont. Ce produit est un copo-

lymère contenant 17,5 à 18,5% d'acétate de vinyle le solde consistant essentiellement en polyéthylène. Le produit Elvax 420 a un point de ramollissement d'environ 990C et un indice de fusion d'environ 136 à , (en g/10 minutes à 1900C, norme américaine ASTI D 1238). Un

autre produit du commerce convenant est le produit de marque Ultra-

thene UE 612 de la firme U.S.I. Chemicals, qui est également un copo-

lymère de l'acétate de vinyle et de l'éthylène, contenant dans ce cas

environ 19% d'acétate de vinyle.

Il entre également dans le cadre de l'invention d'appli-

quer encore un autre revêtement entre la couche de barrière thermo-

plastique et un matelas textile ou article analogue fixé au dos de la barrière. Cette troisième couche de revêtement adhésif consiste en

un adhésif fusible qu'on applique en couche relativement mince d'envi-

ron 33 à 132 g/m. Dans ce cas, il est préférable d'utiliser un poly-

mère de l'éthylène ou un copolymère adhésif de l'éthylène qu'on extrude en même temps que la couche de barrière thermoplastique sur le dos du

tapis de la manière habituelle.

Lorsque les revêtements de barrière thermoplastiques

selon l'invention doivent être utilisés pour l'application d'un dos-

sier de tapis tufté, par exemple un dossier de tapis tufté pour auto-

mobile, le schéma général de fabrication du tapis peut être le suivant les fibres pour tapis constituées en général d'un filé synthétique, par exemple en Nylon-polyester ou polypropylène, sont tuftées à l'aide

2470 1 44

d'une étoffe de retenue ou canevas, d'un type quelconque connu, y compris des matières tissées, du jute, du polypropylëne, etc., ou

une étoffe nor. tissée par e%:emple une étoffe aiguilletée, non tis-

sée, en polypropylène, etc. Le tapis peut ensuite être teint à la coloration voulue et le tapis teint, fixé sur le canevas, est alors prêt au revêtement par la couche préalable d'adhésif thermoplastique puis par les revêtements de barrière thermoplastiques sur la face inférieure du canevas primaire. Le revézement préalable d'adhésif thermoplastique est extrudé sur la face arrière du tapis. On peut

alors préparer les revêtements de barrière thermoplastiques selon i'in-

vention par un certain nombre de techniques classiques dans lesquelles on met deux ou plusieurs composants en contact intime entre eux. Ainsi par exemple, on peut mélanger intimement sur un mélangeur à rubans la matière résineuse thermoplastique, la matière élastomère, l'acide gras, l'huile et le composant matière de charge et introduire le mélange

* dans un mélangeur continu à haut effet de cisaillement. On peut égale-

ment mélanger ces composants dans un malaxeur Banbury ou un malaxeur interne analogue. La matière résineuse thermoplastique, la matière élastomère, la matière de charge et l'huile peuvent être mélangées

en chauffant à une température d'environ 130 à 2250C, dans des condi-

tions de fort cisaillement, jusqu'à formation d'une masse fondue

uniforme. A ce moment, on peut ajouter l'acide stéarique ou le stéa-

rate car, si ce composant est ajouté trop tôt, ii peut susciter des

problèmes dans le mélange des autres composants.

Comme on l'a dit précédemment, les revêtements de bar-

rière thermoplastiques selon l'invention peuvent également contenir des déchets de coupe des tissus, c'est-à-dire des déchets obtenus au cours de la coupe du tapis lui-même, en cours de fabrication. Ces matières peuvent être ajoutées au mélange avant fusion, généralement sous la forme divisée obtenue au moyen d'un déchiqueteur de type classique, en

quantités allant jusqu'à environ 20% en poids; ces déchets se mélan-

gent facilement avec les matières fraîches à la fusion. Il est inutile

d'éliminer les fibres contenues dans les déchets car elles sont dis-

persées dans tous les revêtements de barrière thermoplastiquessous

forme de fibres individuelles qui contribuent uniquement à un renfor-

cement. En outre, l'introduction de ces déchets conduit également à une coloration du dossier lui-même qui, en général, est assez neutre

2 470 1 44

de couleur. Par ailleurs, l'utilisation de ces déchets conduit à une diminution du prix du produit car les déchets sont utilisés au lieu d'être rejetés. Enfin, les déchets renforcent le revêtement de barrière thermoplastique car les fibres contenues dans les déchets ont cet effet de renforcement; en outre, il semble qu'elles empêchent une rétrac-

tion du revêtement.

Les revêtements de barrière thermoplastiques selon l'in-

vention peuvent être appliqués sur un support particulier tel que le tapis décrit ci-dessus par un certain nombre de techniques bien connues

permettant d'appliquer des revêtement -d'adhésif fondu et des revête-

ments analogues. Ainsi par exemple, et de préférence, ces revêtements de barrière thermoplastiques peuvent être appliqués par extrusion; toutefois, dans certains cas, on peut faire appel à d'autres techniques telles que l'utilisation d'une calandre permettant

d'étaler la matière sur le dos du tissu.

La composition pour revêtement de barrière thermoplastique

selon l'invention est appliquée sur le tapis en quantités allant d'en-

viron 30 à 180 g/m du tapis et à des températures d'environ 150 à 205'C. Il est possible et en fait préféré dans certaines applications,

par exemple dans le cas de tapis pour automobiles, d'appliquer la com-

position pour dossier de tapis à des épaisseurs différentes dans des zones diverses du tapis. Ainsi l'épaisseur du dossier de tapis peut aller d'environ 0,375 à 0,625 mm à certains endroits et de 0,29 à 0,31 mm à d'autres endroits. On notera également que la température doit être maintenue à un niveau tel qu'il ne se produise ni fusion ni

décomposition du dossier de textile et des fibres, et cependant nette-

ment au-dessus du point de fusion de la composition de revêtement de barrière. Après extrusion ou application de toute autre manière de ces

compositions, le produit est refroidi et envoyé aux autres traitements.

On peut alors appliquer des articles tels que des pièces en résine vinylique pour supporter les talons du conducteur dans les tapis pour automobiles et, en général, on découpe le tapis en pièces. Le produit peut ensuite être soumis à une opération de moulage conférant sa forme

finale au tapis, avec application d'un matelas sur la face inférieure.

Le matelas est appliqué au cours de cette opération de manière à le fixer sur la couche la plus basse du dossier de tapis alors que cette

2470 1 44

couche n'est pas encore durcie et est soumise à la chaleur et à la

pression au cours de l'opération de moulage. Ces matelas sont en géné-

ral constitués de types variés de déchets de tissus, y compris du jute, du coton, du polyester, etc. Le tapis moulé final est ensuite ébarbé, refroidi et il est alors prêtà l'utilisation. L'opération de moulage

est en général effectuée A des températures d'environ 120 à 150*C.

Les exemples qui suivent illustrent l'invention sans toutefois en limiter la portée; dans ces exemples, les indications

de parties et de pourcentages s'entendent en poids sauf mention con-

traire.

Exemple 1.

Pour mettre en évidence la flexibilité améliorée des com-

positions pour dossier de tissu selon l'invention, on compare une com-

position selon l'invention à une composition analogue de la technique antérieure ne contenant pas le composant élastomère. En particulier,

et en référence au tableau I ci-après, on compare une première compo-

sition, la composition A, contenant 55% de matière de charge et 45% du produit du commerce ELVAX 460 (composition pour dossier de tapis d'automobiles du commerce, utilisée antérieurement) à une seconde composition, la composition B, contenant 10% de VISTALON 3708, 70% de matière de charge, 10% de LD 401, 2% d'acide stéarique et 8% de

SUNPAR 2280, selon l'invention. La comparaison est faite en particu-

lier sur la base de l'essai à l'appareil Tinius Olsen stiffness tester dont il a été question ci-dessus; les résultats rapportés dans le tableau I ci-après mettent en évidence la flexibilité améliorée des

matières selon l'invention sortant de l'extrusion.

D'autres résultats analogues sont rapportés dans le tableau II ci-après pour les mêmes compositions (A et B) mais cette fois sous la forme de tapis finis à des poids de dossier variés. Ces résultats mettent en évidence la flexibilité améliorée de chacun des

tapis préparés à l'aide des compositions selon l'invention, dans l'in-

tervalle des poids de dossier observés habituellement dans l'industrie.

2 4 7 0 1 4 4

T A B L E A U I

Rigidité comparative de compositions pour dossier de tapis IComposition A Composition B tV1STALON 3708 - | marbre D-90 de Géorgie, matiere 55 i 70 de charge

ELVAX 460 45 --

LD 401 -- 10

!acidestéarique -- 2

SUNPAR 2280 -- 8

résultatsaIs i rigidité - à l'appareil Tinius Olsen 2 |Stiffness testor, ASTMD747, 2,92kg/mr, i ifeuille extrudée (dossier sans tapis), 40 10 iles valeurs les plus fortes indiquent

lune rigidité plus forte.

TABLEAU I I

Rigidité comparative de tapis tapis contenant en dossier Composition A Composition B résulLats (rigidité - Tinius Olsen stiffness testor ASTM D 747) Densité, kg/m2

1,46 23 --

1,51 -- 4

2,59 54 --

2,73 57 18

2,93 71 --

3,32 80 --

3,46 -- 24

4,00 28

i8

v ta;l 2__.

On prépare un. certain nombre de tapis avec!es composi-

tio-ns de revacement ae barriere t e.op'.istque. selt. 1';ention.

Dans les essais A, 2, 3 et 4 du tableau Ill ci-apres. on a utilise des 'iastormres ca d l..thyine difrents. Dans les essais et 4. Dn utili'si' respectivement 1ie et 6'; de VTSIALON 370. un

copoiyv-.-re de 'thyl.ne et du propyi.ne à environ *64V du pr.ez.

Dans 'essa 2 or, a r ilisê un coolymè.re élastomère de l ét yèn -

et du propylène à haute teneur en éthylène et dans l'essai 3. on a utilisé w, autre copouymè're de léthylèane et du yrcp:-ène 5 pu s forte teneur en 'thylène ai a 'Lus bas poids moléculaire. En.tr. dans les essai i, 2 -c 4 oa atiiise une combinaison de aeu:x conposants ra3fneux thermoplstiques, à savoir uin m-iange d',n *poly're de l'éth-ziéne avec 9% d acétate de vinvle (LD-40i de la firme Ex.on Cherical CXmpanyf et un copolymère de l'éthylène avec l d acetate de vinyle Elvax 420 de la firme DuPont) dans les essais 1 et 2, et une combinaison de l'Eiyax 420 avec un copolymnère de l'érhylène et de 18.5'' d':cétate de vinyle (Eilvax 460) dans l'essai 4. Toutefois

dans l'essai 3, on a ucilisé un seul composant résineux thermopias-

tique, a savoir le copolymnère à 9% d'acétate de vinyle mentionné cidessub. Dans tous les cas, on a introduit 70%-de carbonate de calcium

et!c autres composants sont indiqués dans le tableau -I ci-après.

Les résultats rapportés dans ce tableau montrent que dans

tous les cas les compositi-ons ont des caractéristiques physiques accep-

tables et ont pu être extrudées au moyen d'appareillages ciassiques d'extrusion en feuille; toutefois, la qualité de ces matières de dossier est fortement influencée par le choix de -lastom.re. Les meiileures propriétés ont été obtenues avec l'élastomère choisi pour les essais 1 et 4. Cependant, la compositionde l'essai 4 contient un copolymère EVA à plus forze teneur en acétate de vinyle et présente

une rétraction moins forte après thermcformage.

Exemple 3.

Dans une autre série d'essais, on prépare d'autres compo-

sitions selon l'invention (cf. tableau IV ci-après). Dans ces essais,

les beLais 5 à il, les résultats obtenus mettent en évidence une meii-

leure adhérence du matelas avec ces compositions.

T A B L E A U III

Effet du type d'élastomère sur la préparation et les propriétés

VISTALON 3708 %

MD-719, %

MD-702, %

carbonate de calcium, %

LD-401, %

acide stéarique, % huile (Sunpar 2280), % Elvax 420, % Elvax 460, % Traitement indice de fusion à 190 C, g/10 min Fonctionnement de l'extrudeuse de laboratoire

accumulation de chaleur en diffé-

rence de température dans le fût

à partir du point réglé par l'adap-

tateur: différence de température pression, kg/cm2 débit/couple, g/min: Nm observations Qualité de l'extrudat surface propriétés physiques Essai 1 Essai 2 Essai 3 Essai 4

_. - . ..,. _. _

0,5 9,5 2,7 +14 C

+13 C

2,6 lisse satisfaisantes 0,5 9,5 2,9 + 8 C +13 C 101,5 3,0 lisse

rigide, faible allon-

gement, la feuille extrudée se brise au

lieu de s'étirer lors-

au'on l'allonne 0,5 9,5 3,8 + 9 C +11 C 2,9

"ventres" à la sor-

tie d'extrudeuse

légèrement irré-

gulière

faibles, grume-

leux 3,5 18,5 2,2 2,4 2,4 lisse satisfaisantes %0 i -

T A B I. E A U IV

Compositions expérimentales pour une adhérence amdliorée du matelas _______ _____............... .... _.. . .. Es. _ Essai 5 Essai 6 Essai 7 Essai 8 Essai 9 Essai 10 Essai l

J _- -, _ _:

VISTALON 3708 10 9 9 9 9 9 9

marbre de Géorgie D-90 70 70 70 70 70 70 70

LD-401 6,7 6,7 6,7 6,7 6,7 6,7 6,7

acide stéarique F) 1 1 1 1 1 1 1 hluile Sunpar 2280 9 8 8 8 8 8 8 Elvax 420 3,3 3,3 3,3 3,3 3,3 3,3 3,3

Escorez 1304 -) -- 2 -- -- -- -- --

Cumar MH-2 +). -- 2 --.. ..

Escorez 1102 +) _ -- 2 --

résine PA-50-009... _ -- 2 -- _

résine PA-99 _...--_. 2 --

Durez 29095 -- -- -- -- -- -- 2 mélane: malaxeur Banbury n 1 D, 4,5 min, 182 185 191 191 188 193 204

température de décharge C.

indice de fusion à 190 C g/10 min 2,52 3,52 3,55 3,70 4,23 4,71 4,88 adhérence au matelas de fibres textiles assez assez bonne- bonne- bonne bonne bonne bonne bonne (mesurée sur une feuille extrudée) bonnel- bonne+ (mesurée sur plaques moulées par compres- assez assez assez sion) bonne bonne- bonne bonne- bonne bonne bonne bonne bonne

+) ajouté après fluage.

t- O Ni o 4M -J,

2470 1 44

Claims (18)

R E V E N D I C A T I 0 N S

1. Composition de matières utilisable dans la formation d'une barrière thermique et sonique thermoplastique pour dossiers de tapis présentant une flexibilité améliorée, telle que mesurée par le Tinius

Olsen stiffness test, ladite composition étant extrudable et se carac-

térisant en ce qu'elle contient de 10 à 25% en poids d'un composant résineux thermoplastique, d'environ 4 à 15% en poids d'un composant élastomère oléfinique et d'environ 60 à 85% en poids d'un composant

matière de charge.

2. Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce

que le composant résineux thermoplastique est un copolymère de l'éthy-

lène et d'un ester insaturé d'un acide carboxylique inférieur.

3. Composition selon la revendication 1 ou 2, caractérisée

en ce qu'elle contient d'environ 4 à 10% en poids du composant élas-

tomère oléfinique, d'environ 15 à 25% en poids du composant résineux thermoplastique et d'environ 60 à 75% en poids du composant matière de charge.

4. Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à

3, caractérisée en ce que le composant matière de charge consiste en une matière de charge minérale choisie dans le groupe formé par le

sulfate de baryum et le carbonate de calcium.

5. Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à

4, caractérisée en ce qu'elle contient en outre un additif choisi dans

le groupe formé par l'acide stéarique et les stéarates.

6. Composition selon la revendication 5, caractérisée en ce

qu'elle contient d'environ 0,25 à 2,0% en poids de l'additif.

7. Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à

6, caractérisée en ce qu'elle contient en outre un composant huile hydrocarbonée. 8. Composition selon la revendication 7, caractérisée en ce que le composant huile hydrocarbonée est choisi dans le groupe formé

par les huiles paraffiniques et les huiles naphténiques.

9. Composition selon la revendication 7 ou 8, caractérisée en ce qu'elle coatient d'environ 2 à 10% en poids du composant huile hydrocarbonée.

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l0. Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à

9, caractérisée en ce que le composant élastomère oléfinique est un

copolymère élastomère de l'éthylène.

11. Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à

9, caractérisée en ce que le composant élastomère oléfinique est choisi

dans le groupe formé par le polyisobutylène, les copolymères élasto-

mères de l'isoprène, un copolymère de l'éthylène et du propylène ou un copolymère ternaire de l'éthylène, du propylène et d'un diène non conjugué. 12. Composition selon l'une quelconque des revendication 1 à

11, caractérisée en ce que l'ester insaturé d'acide carboxylique infé-

rieur est choisi dans le groupe formé par les esters vinyliques et les

acrylates d'alkyle.

13. Composition selon la revendication 12, caractérisée en ce

que l'ester vinylique est l'acétate de vinyle.

14. Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à

13, caractérisée en ce que le composant résine thermoplastique est un copolymère de l'éthylène et de l'acétate de vinyle contenant d'environ

8 à 30% en poids de ce dernier.

15. Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à

14, caractérisée en ce que le composant résineux thermoplastique a un

indice de fusion d'environ 2,5 à 50.

16. Composition selon la revendication 15, caractérisée en ce que le composant résineux thermoplastique consiste en un mélange de copolymères de l'éthylène et d'esters insaturés d'acides carboxyliques inférieurs. 17. Composition selon la revendication 16, caractérisée en ce que le mélange de copolymèrescomprend un premier copolymêre présentant

un indice de fusion d'environ 1,5 à 2,5 et un second copolymère présen-

tant un indice de fusion d'environ 150 à 160.

8. Construction de tapis constituée de fibres multiples pour tapis et caractérisée en ce qu'elle comprend une barrière sonique et

thermique thermoplastique présentant une composition selon l'une quel-

conque des revendications 1 à 17.

19. Construction de tapis selon la revendication 18, caracté-

risée en ce qu'elle comprend en outre un revêtement préalable d'adhé-

sif thermoplastique permettant une fixation solide des fibres.

24701 44

20. Construction de tapis selon la revendication 18 ou 19,

caractérisée en ce que le revêtement préalable d'adhésif thermoplas-

tique présente une viscosité à l'état fondu à 1900C d'environ 4 000

à 35 000 cP.

21. Procédé pour former une construction de tapis selon l'une quelconque des revendication 18 à 20, caractérisé en ce que l'on extrude la barrière thermoplastique pour application sur les fibres

du tapis de manière à fixer solidement ces fibres ensemble et à for-

mer une barrière thermique et sonique.

22. Procédé selon la revendication 21, caractérisé en ce que, avant application du revêtement de barrière thermoplastique sur les

fibres, on applique sur ces dernières un revêtement préalable d'adhé-

sif thermoplastique.