Brevet FR2043846A1 — publié le 19710219

i 20^38^6 La présente invention est relative à des compositions polymérisées et, plus particulièrement^ à des compositions polymérisées destinées à être utilisées dans la fabrication de matériaux de revêtement, par exemple de carreaux, 5 pour les planchers, les murs, les toits, etc„ II. est bien connu que des compositions polymérisées, convenant pour fabriquer des matériaux de revêtement, peuvent être préparées à partir de mélanges comprenant un liant résineux, qui est généralement un polymère vinylique tel 10 qu'un polymère de chlorure de vinyle, un plastifiant pour le liant résineux et une charge0 la charge exerce une grande influence sur les propriétés des matériaux de revêtement et un grand nombre de matières différentes, par exemple l'amiante, le carbonate de calcium, la silices, les argiles, les barytes 15 et le mica, ont été utilisés comme charge<> Or, oo a constaté qu'en utilisant une charge mixte qui est une combinaison d'au moins deux des matériaux couramment utilisés comme charge, pris dans des proportions spécifiques, on peut obtenir une composition polymérisée à par-20 tir de laquelle peuvent être fabriqués des matériaux de revêtement doués de propriétés désirables, entre autres en ce qui concerne la durée, la couleur et la flexibilité» Plus particulièrement, la présente invention est relative à une composition polymérisée qui comprend 25 100 parties en poids d5un liant résineux, un plastifiant pour ce liant résineux, et 400 à 600 parties en poids d'une charge, 200 parties en poids au moins de cette charge étant constituées par un mélange comprenant 25 à 80 $ en poids de kaolinite et 20 à 70 en poids de mica0 30 De préférence, au moins 60 $ en poids de la charge sont constitués.par le mélange de fcaolinite et de mica et, mieux encore, on utilise au moins 350 parties en poids du mélange de fcaolinite et de mica peur 100 parties en poids du liant résineux., 35 De préférences la charge contient moins de 15 en poids d'une matière, telle que le quartz, ayant une dureté supérieure à 5S5 à l'échelle de dureté Moho Le liant résineux est avantageusement un polymère vinyliquec Les polymères vinyliques préférés comprennent 40 des copolymères composés en majeure partie de chlorure de vinyle 19856 2 2043846 et contenant une petite proportion d'acétate de vinyle, et des copolymères composés en majeure partie de chlorure de vinyle chlorure de et contenant utîe petite proportion de/vinylidène» De préférence , les copolymères de chlorure de vinyle et d'acétate de vi-5 nyle ne doivent pas contenir plus de 20 $ en poids d'acétate de vinyle et mieux encore, ils doivent en contenir une quanti- de té /10 à 15 io en poids» De préférence également les copolymères de chlorure de vinyle et de chlorure de vinylidène ne doivent pas contenir plus de 8 $ en poids de chlorure de vinylidène 10 et, mieux encore, ils doivent en contenir 3 à 5 $ en poidso D'autres polymères vinyliques qui peuvent être utilisés comprennent les homopolymères de chlorure de vinyle, ou des mélanges de tels copolymères ou homopolymères avec des homopolymères d'acétate de vinyle ou de chlorure de vinylidène. Avantageuse-15 ment, "l'indice KSI du polymère vinylique est compris entre 40 et 55s de préférence entre 44 et 48» (L'indice K est calculé de la manière décrite par Fikentsoher dans "Cellulose Chemie", 13»58, d'après des mesures de la viscosité relative, à 25°C, d'une solution de 0,5 g du polymère vinylique dans 100 ml de 20 dichloroéthylène). On peut préparer le mélange de kaolinite et de mica en mélangeant des échantillons sensiblement purs de kaolinite et de mica dans les proportions spécifiées, mais on l'obtient de préférence à partir de kaolin micacé qu'on a trai-25 té de manière qu'il contienne de la kaolinite et du mica dans les proportions spécifiées» Généralement, on constate qu'avec des charges constituées par du kaolin, il est nécessaire, pour obtenir des propriétés de renforcement satisfaisante, d'utiliser un 30 produit contenant une grande proportion, c'est-à-dire plus de 50 $> en poids, de particules ayant un diamètre sphérique équivalent inférieur à 2 microns, mais, avec les charges mixtes utilisées dans la présente invention, il est possible d'utiliser des argiles relativement grossières, contenant moins de 50 # en 35 poids de particules dont le diamètre sphérique équivalent est inférieur à 2 microns» Le plastifiant destiné au liant résineux peut être une substance classique» Par exemple, quand le liant résineux est un homopolymère ou un copolymère de chlorure de vi-40 nyle, le plastifiant peut être un ester, tel qu'un polyester on 70 19856 3 2043846 diester, de préférence dérivé de l'acide phtalique, comme le dialphanyl phtalate» Les compositions polymérisées conformes à la présente invention contiennent généralement un stabilisant 5 pour le liant résineux et deautres additifs classiques, comme des pigments, des agents absorbant les rayons ultraviolets et des anti-oxydants» On peut préparer les compositions polymérisées de la présente invention en mélangeant ensemble le liant 10 résineux, le plastifiant et la charge, ainsi que d'autres ingrédients quelconques, par exemple dans un malaxeur interne type Banbury» La composition homogène résultante peut ensuite être transformée en feuilles sur un malaxeur à deux cylindres dont les cylindres tournent dans des sens opposés et à des vi~ 15 tesses différentes» Dans uce variante, on peut supprimer le malaxeur interne et utiliser le malaxeur à deux cylindres pour la mélanger et la transformer simultanément en feuilles. Les cylindres avant et arrière du malaxeur à deux cylindres sont chauffés, par exemple par de la vapeur d'eau, le cylindre avant 20 à une température comprise entre 120 et 140?C, et le cylindre arrière à une température comprise entre 105 et 125°Co Le temps total nécessaire pour le mélange et le broyage est généralement compris entre 3 et 10 minutes»On fait ensuite passer la feuille ainsi obtenue dans une calandre» Une calandre appropriée com-25 prend au moins deux cylindres;, dont le premier est chauffé entre 90 et 100°C et le second entre 65 et 75°C° On peut ensuite découper la feuille calandrée en utilisant un agencement approprié de lames de coupe pour la transformer en carreaux ou en d'autres produits ayant une forme et une -dimension désirées» 30 On comprendra mieux la présente invention à la lecture de 1'exemple pcg limitatif qui va suivre» EXEMPLE . On prépars oeuf compositions destinées à la fabrication de carreaux pcxr carrelage, chaque composition com-35 prenant (a) 100 parties en pc.ds d'un ccpolymère de chlorure de vinyle et d'acétate de viny'Is '.fabriqué et vendu par I.C0I0 LTd sous la référence . Q44/62:. ^ootenarït environ 13 i° en poids d?acétate de vinyle et ayant indice K de 46 , (b) 550 parties en poids dsune charge mixte (constituée par l'un des produits 40 mentionnés ci-dessous), (c) 25 à 40 parties en poids d'un 70 19856 4 2043846 10 15 20 25 30 35 plastifiant (dialphanyl phtalate) et (d) un stabilisant» On va décrire la préparation de chaque composition et son traitement ultérieure On mélange les ingrédients (a), (b), (c) et (d) de manière à former une composition homogène et on les transforme simultanément en feuilles, en utilisant un malaxeur à deux cylindres, le cylindre avant étant chauffé à 120°C et le cylindre arrière à 105°C0 On fait passer la composition à plusieurs reprises dans la ligne de pincement des cylindres, pendant 5 minutes au totale A la fin de ce temps, on enlève la composition du malaxeur à deux cylindres sous la forme d'une feuille d'environ. 3 mm d'épaisseur, 230 mm de largeur et 760 mm de longueur, on plie cette feuille pour former un carreau de 9 mm d'épaisseur, 230 mm de largeur et 250 mm de longueur, et on fait passer ce carreau à deux reprises dans la ligne de pincement des cylindres d'une calandre à deux cylindres, dans un sens perpendiculaire au sens dans lequel la feuille sort du malaxeur à deux cylindres» On règle la ligne de pincement des cylindres de manière à obtenir une épaisseur finale du carréau de 2,5 mm, après refroidissement, le premier cylindre étant chauffé à 95°C et le second cylindre à 70°C. La nature et le poids des matières formant chaque charge mixte, et le poids du plastifiant, pour 100 parties en poids du copolymère, dans chacune des compositions, sont mentionnés dans le tableau I ci-dessous ï TABLEAU I Com-posi-" kaolin micacé Charge mixte, parties en poids tion kaoli-nite Mica Quartz Feldspath caire 1 204,0 204,0 62,0 5,0 75,0 2 172,0 172,0 52,0 4,0 150,0 3 129,0 129,0 39,0 "*• 0 ^ P U 250,0 4 295,0 188,5 50,0 16,5 - 5 255,0 163,0 43,0 14,0 75,0 6 215,0 137,0 36,0 o CM H 150,0 7 313,5 123,5 14,0 24,0 75,0 8 - - - 450,0 9 - - » - 450,0 Mica A- mian-te 100 100 Plastifiant, parties en poids 33,0 33,0 33,0 37,0 35,0 31,0 37,0 27,0 33,0 19856 ' 2043846 Le kaolin micacé utilisé dans les compositions n° 19 2 et 3 est un kaolin qu'on a traité de manière qu'il comprenne 15 $> en poids de particules plus grosses que 53 microns, 72 $ en poids de particules dont le diamètre 5 sphérique équivalent est supérieur à 10 microns et 9 $ en poids de particules dont le diamètre sphérique équivalent est inférieur à 2 micronss et de manière gme l'analyse de ses constituants minéraux soit identique à celle qui est donnée dans le tableau I» 10 le kaolin micacé utilisé dans les composi tions n° 4» 5 et 6 est un kaolin qu'on a traité de manière qu'il comprenne 5 $ en poids de particules ayant plus de 53 microns, 68 io en poids de particules ayant un diamètre éguivalent sphérique supérieur à 10 microns et 6 $ en poids de particules a-15 yant un diamètre équivalent sphérique inférieur à 2 microns, et de manière que l'analyse de ses constituants minéraux soit identique à celle qui est donnée dans le tableau Ic Le kaolin micacé utilisé dans la composition n° 7 est un kaolin quBoB a traité de manière qu'il com-20 prenne 0,2 $ en poids de particules supérieures à 53 microns, 41 i° en poids de particules ayant un diamètre sphérique équivalent supérieur à 10 microns et 6 $ en poids de particules ayant un diamètre sphérique équivalent inférieur à 2 microns, et de manière que l'analyse de ses constituants miaéraux soit 25 identique à celle qui est donnée dans le tableau !«, le mica utilisé dans la composition n° 8 est un mica qu'on a traité de manière qu'il comprenne 25 $ en poids de particules supérieures à 30 microns et 70 $ en poids de particules supérieures à 15 microns0 30 lsamiante utilisée dans la composition n° 9 est de la qualité appelée -Joh-îs-Man1ville 7 RMS"e le calcaire utilisé dans toutes les compositions est obtenu en tamisant du calcaire broyé à travers un tamis à ouvertures de 03422 mon 35 On soumet: "es carreaux obtenus à des essais de résistance à la flexion de résistance aux chocs, de résistance à la pénétration à 25°C pendant 1 minute et pendant 10 minutes, de résistance à la pénétration à 46°C pendant 30 secondes, * et de pénétration résiduelle, et. les résultats obtenus sont 40 donnés dans le tableau II c i sur03,. Composition n° Fie» Résistai xibi- ce aux lité chocs TABLEAU II Pénétra-tion' à 46°C9 mm Pénétration à 25°C 1 minute, mm 10 minute mm Pénétration résiduelle, mm 10 15 35 40 l satisfaisante 0,59 0,23 0,31 * 0,075 2 î! 0,58 0,26 0,34 0,075 3 K 0,65 0,30 ' 0,40 0,075 4 H 0,53 0,28 0,36 0,075 5 1! 0,56 0,28 0,34 ' 0,075 6 If 0,59 0,28 0,37" 0,075 7 n 0,57 0,29 0,37 0,075 8 M 0,62 0,30 0,37 0,125 9 M 0,51 0,25 0,31 0,075 20 25 30 la flexibilité est mesurée au moyen de l'essai recommandé dans les paragraphes 13 et 26 d'une norme publiée en janvier 1967 par l'organisme "European Vinyl Asbestos Tile Manufacturers Institute" (appelée par la suite "norme E„ Vo-A oT-oHoI»") » La résistance aux chocs est mesurée au moyen de l'essai recommandé dans les paragraphes 9 et 23 de la norme EoVoAoToMoI , à cette exception que, dans ladite norme, il est dit qu'un carreau est défectueux si une fissure s'étend sur plus de 38 mm à partir du point d'impact, tandis que, dans l'essai selon la présente invention la demanderesse considère qu'un carreau n'est satisfaisant que s'il ne montre aucune fissure après la 4e chute de l'élément utilisé pour l'impact» On mesure la résistance à la pénétration à 25°C au moyen de l'essai spécifié dans les paragraphes 7 et 21 de la norme E„V0A La résistance à la pénétration à 46°C est mesurée au moyen de l'essai spécifié dans les paragraphes 8 et 22 de la norme E0VoÂ«T0M0I „ Pour des carreaux d'une épaisseur de 2,5mm, la pénétration maximale admissible à 46°C est de 0,80 mm après 50 secondeso On mesure la pénétration résiduelle en utilisant l'essai décrit dans l'appendice P de la norme britannique 3260S1960o COPY les résultats donnés dans le tableau II montrent que des carreaux pour carrelages préparés avec les compositions polymérisées conformes à la présente invention possèdent des propriétés de flexibilité, de résistance aux chocs et de 5 pénétration au moins aussi bonnes que celles des carreaux classiques comprenant une charge d'amiante, mais avec l'avantage d'une couleur plus claire et sans les inconvénients impliqués dans l'utilisation de l'amiante ; en outre, au moins dans le cas de la charge mixte utilisée dans les compositions n° 1, 2 et 3, 10 on obtient un avantage économique très net par rapport aux carreaux classiques à charge d'amiante,, On a également effectué une comparaison des propriétés d'absorption d'eau des carreaux obtenus avec la composition n° 2 et des carreaux obtenus avec la composition n° 9» 15 Les carreaux utilisés comme échantillons dans cette .comparaison mesurent 7,6 cm x 7,6 cm x 0,254 cm et pèsent environ 25 grammea On mesure les quantités d'eau absorbées à 23°C et à 46°C et a-près divers intervalles de tempsp et les résultats obtenus sont portés dans le tableau III 20 •TABLEAU III Carreaux faits avec la r\ rtmnna n -h 1 «O 25 30 2 9 0,58 0,93 0,80 1,41 0,90 1,60 1 1,86 Absorption d'eau à 230°C, grammes 1 semaine 2 semaines 3 semaines 4 semaines Absorption d'eau à 46°C, grammes 4 jours 0,88 1,59 8 jours 1,10 2,27 - - Ces. résultats, montrent que les carreaux préparés en utilisant • .-les-compositions polymérisées selon, la présente invention absorbent moins d'eau que les carres s;-:? obtenus avec une composition -j- classique,, On a également comparé les propriétés d'absorption d'eau des carreaux faits avec lea compositions n° 2 et n° 9 et on a constaté que les premiers carreaux sont légèrement supérieurs aux secondso GOPY 19856 8 20^+38^6 REVENDICATIONS 10 Composition polymérisée, destinée à la fabrication de matériaux de revêtement et comprenant un liant résineux, un plastifiant pour ce liant résineux et une charge, 5 cette composition étant caractérisée par le fait qu'elle contient;, pour 100 parties en poids de liant résineux, 400 à 600 -parties en poids d'une charge composée, pour une proportion égale ou supérieure à 200 parties en poids, d'un mélange comprenant 25 à 80 ^ en poids de kaolinite et 20 à 75 $> en poids 10 de mica0 20 Composition polymérisée selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'une proportion de la charge égale ou supérieure à 80 $ est constituée par ledit mélange de kaolinite et de mica0 15 3o Composition polymérisée selon l'une quelcon que des revendications 1 eu 2, caractérisée par le fait qu'elle contient une quantité dudit mélange dekaolinite et de mica égale ou supérieure à 350 parties en poids» 4» Composition polymérisée selon l'une quelconque 20 des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que la charge contient moins de 15 $> en poids d'un matériau ayant une dureté supérieure à 5,5 à l'échelle de dureté Moh» 5o Composition polymérisée selon l'une quelconque des revendications 1 à 4» caractérisée par le fait que ledit 25 liant résineux, est un polymère vinylique, 6» Composition polymérisée selon l'une quelconque des revendications 1 à 5» caractérisée par le fait que le mélange de kaolinite et de mica est une argile grossière contenant moins de 50 $ en ppids de particules dont le diamètre sphérique 30 équivalent est inférieur à 2 microns0