Brevet FR2029564A1 — publié le 19701023

La présente invention a pour objet un procédé de préparation d'articles synthétiques de coloration claire en particulier de coloration blanche ayant des propriétés antistatiques et/ou conducteurs de l'électricité, et constitués à partir de substances 5 synthétiques thermoplastiques. On connaît déjà l'utilisation sous forme de poudre de conducteurs électriques tels que des métaux, le noir de fumée ou le graphite pour rendre conductricea:de l'électricité des substances synthétiques. Jusqu'ici il était nécessaire d'incorporer dans ce 10 but le matériau conducteur, principalement le noir de fumée, en des quantités relativement importantes dans la masse de la substance synthétique soit en les mélangeant, soit encore par des procédés de malaxage, de calandrage ou d'extrusion* Ce mode de fabrication ou d'incorporation dit "à sec", 15 présente des inconvénients car l'incorporation nécessaire de fortes quantités d'agents conducteurs dans la substance synthétique est difficile» et en outre cette mise en oeuvre est très désagréable en raison des poussières de noir de fumée ou de poudre métallique qu'elle provoque. De plus en raison de la salissure des locaux, 20 le coût des machines et des installations est relativement important ce qui n'est pas avantageux du point de vue industriel. Par ailleurs les produits obtenus selon le procédé à sec décrit ci-dessus ont une faible résistance à la cassure en particulier à la cassure au froid en raison de la teneur élevée en métal ou en noir de 25 fumée, nécessaire pour obtenir un produit final ayant une conductibilité suffisante, cette teneur pouvant être de 10 à 50$, de sorte que les articles précités ne peuvent être utilisés qu'avec beaucoup de précaution pendant la période froide de l'année» D'autre part, ces articles ont un aspect peu esthétique en raison de leur 30 coloration monotone due au métal ou au noir de fumée, de sorte qu'on peut les utiliser seulement dans des applications industrielles et non pas par exemple dans le domaine des conducteurs pour les constructions d'habitation. On a bien essayé d'éclaircir la coloraiion monotone et le 35 plus souvent noire des parties superficielles de ces articles et ainsi de les rendre plus attrayants, en leur incorporant de' petites granules de substances de coloration claire ou blanche ou encore de broyer très finement le produit utilisée Toutefois, l'incorporation de ces additifs même en de très petites quantités a eu pour résul-40 tat de diminuer très fartement la conductibilité et de rendre les 70 02854 2 2029564 articles inefficaces c'est-à-dire non conducteurs selon les normes industrielles de sorte qu'ils ne pouvaient plus être utilisés dans le but recherché. La présente invention a pour objet de remédier aux défauts 5 et inconvénients précités, par le fait que contrairement au procédé sec utilisé jusqu'ici comportant l'incorporation d'agents conducteurs sous la forme d'une poudre grossière (poudre métallique ou noir de fumée) dans la substance synthétique, la demanderesse utilise maintenant conformément à l'invention un procédé par voie 10 humide dans lequel on soumet la substance synthétique thermoplastique pouvant être constituée par du PVC^i des polyoléfines et/ou leurs copolymères avec ou sans plastifiant, des charges, des stabilisateurs, des agents de lissage, des colorants clairs en particulier des colorants blancs, et d'autres additifs habituels, cette 15 substance étant sous la forme de plaquettes, de copeaux, de rognures, d'un granulat etc..., à un traitement comme décrit ci-dessous de façon plus précise avec des dispersions conductrices ayant des compositions variées ou avec des dispersions conductrices de compositions différentes, ou contenant des composants différents tels 20 que des conducteurs électriques,.des métaux, du noir de fumée ou du graphite en des quantités nettement plus faibles que celles utilisées dans les procédés précédents incorporés sous la forme d'une poudre ayant une granulométrie maximale de 5 microns, ces dispersions contenant comme agent de dispersion un solvant organique 25 ne dissolvant pas la substance synthétique mais se comportant comme un agent faiblement gonflant par rapport è, elle ou bien contenant un mélange de ces solvants ayant un point d'ébullition de 60 à 100°C, de préférence 70 à 80®C, et comme liant des substances synthétiques thermoplastiques ayant une activité de colloïdes protec-30 teurs ou encore des plastifiants utilisés comme adhésifs* Comme métaux on peut mentionner l'or, l'argent, le cuivre, le chrome ou le nickel utilisés sous une forme finement pulvérisée* Contrairement aux quantités utilisées dans les procédés connus jusqu'ici, on utilise conformément à la présente invention 35 les agents conducteurs électriques seulement en des quantités de 0,01 à 0,1$ en poids et de préférence 0,02 à 0,05% en poids, calculées par rapport à la quantité de substances synthétiques à traiter. Lorsqu'on utilise comme agent conducteur un noir de fumée spécial (préparé par la firme Degussa), on peut l'utiliser en des 40 quantités de 0,03 à 0,04% en poids. 70 02854 3 2029564 Comme tin solvant organique et agent de dispersion, on peut mentionner des alcools aliphatiques utilisés séparément ou en mélange» des cétones aliphatiques ou des esters aliphatiques inférieurs exempts de chlore* Comme liant on peut mentionner des subs-5 tances synthétiques (therftoplastes) ayant une valeur dite "valeur K° inférieure à 60, dont la température de fusion superficielle est dans le domaine de celle des thermoplastes utilisés comme produits de base* On peut citer par exemple des composés polyvinyli-ques comme l'acétate de polyvinyle, l'alcool polyyinylique, le 10 chlorure polyvinylique et le chlorure de polyvinylidène, les liants utilisés devant avoir un point de fusion superficiel compatible entre eux-mêmes et la substance synthétique constituant les rognures, copeaux, granulat et autres, et cela au moins dans les conditions analogues de pression et de température pour lesquelles les articles 15 synthétiques précités ne contenant pas de liant peuvent atteindre leur point de fusion superficiel* Lorsqu'on utilise des dispersions conductrices dans lesquelles l'agent conducteur et le liant sont à l'état solide, la granulométrie de l'agent conducteur doit être au plus égale et de préférence plus faible que celle du liant afin 20 d'obtenir dans le produit final la conductibilité éléàtrique nécessaire* Le procédé pour rendre conducteurs de l'électricité ou antistatiques les articles synthétiques précités à l'aide des dispersions conductrices mentionnées, s'effectue conformément à l'in-25 vention à des températures de 20° à 100°C selon la nature des dispersions eonduetriees utilisées* Les rognures, copeaux, granulat et déchets analogues de substances synthétiques devant être traités selon le procédé de l'invention, sont obtenus de façon connue et à cet effet on traite 30 l«s thermoplastes indiqués ci-dessus séparément ou sous la.forme de mélange avec des plastifiants, des charges actives ou inertes, des agents de lissage, des stabilisateurs et des colorants en particulier des colorants clairs ou blancs, sur des cylindres, des calandres ou sur des vis sans fin pour les plastifier, ou bien on les 35 traite sur des vis sans fin spéciales comme par exemple des vis sans fin à pas contraire ou encore des vis sans fin dites " en i et aM ou encore à l'aide de deux ou de plusieurs vis sans fin habituelles en utilisant deux ou plusieurs produits plastifiés de coloration différente qui sont m&lés d'une façon bien déterminée ou bien de 40 façon à obtenir un effet de marbrage. Dans ce dernier cas on ob 70 02854 * 2029564 tient des articles synthétiques à grande surface ayant une coloration claire marbrée ou une coloration blanche, ou bien des articles analogues non marbrés de couleur unie, ces articles faisant l'objet dans un stade ultérieur, d'un usinage selon des procédés connus 5 pour en obtenir des articles de différentes dimensions ayant 60 k 80 x 50 à 70 x 3 à 5 mm» Ces articles dont les dimensions sont ensuite déterminantes pour l'aspect du produit final, sont traités avec l'une des dispersions conductrices indiquée ci-dessous, leur surface étant recouverte par une couche conductrice régulière dans 10 les conditions et selon les possibilités techniques décrites ci-après de façon plus précise* On indique ci-après la liste tes gammes de quantités d'utilisation pour les constituants particuliers des dispersions conductrices* Les quantités sont indiquées en pourcent par rapport 15 à la quantité totale des produits synthétiques devant ttre rendus conducteurs* 0,02% - 0,05% en poids : noir de fumée de qualité spéciale (préparé par la firme Degussa) ou 0,05% - 0,1% en poids de métaux pulvérisés, conducteurs électrique-20 ment, et 0,02% - 0,05% en poids de plastifiants ou de substances synthétiques ayant une activité de colloïdes protecteurs ("valeur £" ^ 6) 0,30% - 0,50% en poids d'agent de dispersion (à l'exception de H20). 25 On place les divers composants dans un récipient, on soumet à une agitation et on les traite immédiatement avec la masse totale de substance synthétique, de la façon décrite ci-après» Les exemples non limitatifs suivants sont indiqués à titre d'illustration de la présente invention s 30 EXEMPLE 1 On utilise comme liant une dispersion contenant environ 4,5% d'une colle à chaud, et dont la teneur en substance solide a la composition suivante t 45% en poids de FV"C (ou chlorure de polyvinyle) et d'un copolymérisat de PVC en une proportion lt2, la va-leur "K" totale étant inférieure k 60 + 50% en poids de dicyclohexylphtalate + 5% en poids de dioctvlnhtalate en poids de mélange dispersion-colle à chaud + 900% en poids d'un diluant* 70 02854 5 2029564 On ajoute 5% de la dispersion contenant 4,5% de colle à chaud et 0,05% de noir de fumée de qualité spéciale (préparé par la Firme Degussa) ou 0,05 - 0,1% en poids de poudre métallique et 0,30 - 0,50% en poids d'alcool et l'on ajoute cette dispersion conductrice aux thermoplastes devant être traités conformément à la présente invention. •FlXTiMPLE 2 Une autre combinaison d'agent conducteur et de liant est 10 constituée par la dispersion conductrice suivante % 0,05 - 0,1% en poids de noir de fumé© de qualité spéciale utilisé comme agent conducteur 0,02 - 0,03% en poids de dioctylpht&late utilisé comme plastifiant 0,25 - 0,50% en poids d'un liant contenant 1% du produit connu sous la désignation de "T:'2Û3M 0,50 - 1,0% en poids de méthyléthylcétone utilisé somme dispersant. Le produit "T 203" est une solution d'un eopolyester (50:50) contenant du néopentylglycol dans un mélange de xylène, cyclohexanone et acétate d'éthyle 1:1:1 en volume. 20 On peut remplacer dans cette dispersion conductrice le noir de fumée par une poudre métallique jusqu'à une quantité double. flYEMPLE 3 Une autre dispersion conductrice a la composition suivante : 25 0,05 - 0,1% en poids de noir de fumée de qualité spéciale conductrice ou 0,75 - 0,15% en poids de poudre métallique dispersée dans 0,1 - 0,2% en poids d'une solution dite "PC 10" utilisée comme liant, et que l'on dilue dans 0,5% d'acétone et 0,5% de chlorure 30 de méthylèneo On prépare la solution "PC 10" utilisée dans ce cas comme agent liant en solution, en dissolvant 10 g de PTC ultérieurement chloré (c'est-à-dire de "PC") dans 90 g dfe chlorure de méthylèneo BTEMPT/E 4. 35 On prépare une dispersion conductrice dont la phase dis persée est constituée par du noir de fumée de qualité spéciale, un liant soluble, un plastifiant liquide, un dispersant organique, et ayant la composition suivante : 0,02 - 0,04^de noir de fumée de qualité spéciale comme agent 40 conducteur (préparé par la firme Degussa) 70 02854 6 2029564 0,01 - 0,02% g d'alcool polyvinylique ou d'acétate polyvinylique ayant une valeur "K" 4.60 0,02 - 0,03%gde dioctylphtalate utilisé comme plastifiant 0,30 - 0,50^rde méthanol utilisé comme dispersant. Dans cette composition la granulométrie de l'agent conducteur est plus petite que celle du liant. Les particules de matière synthétique telles que des rognures, des copeaux ou granulats, sont traités par enduction, pulvérisation ou dans des dispositifs connus tels que des mélangeurs à tambour rotatif, avec des dispersions conductrices indiquées dans les exempl% ci-dessus soit à la température ambiante soit à une température plus élevée comprise entre 60 et 100°C et de préférence 70 à 80°C, les copeaux ou les déchets analogues étant alors recouverts par une couche conductrice régulière et de faible épaisseur en un laps de temps d'environ 10 minutes* On traite alors les particules de produits synthétiques ainsi obtenus, selon un procédé connu dans des dispositifs appropriés, sous pression et aux températures nécessaires pour obtenir^la fusion en surface des matières synthétiques utilisées, et l'on découpe ensuite les pièces parallélipipédiques, cubiques ou cylindriques ainsi obtenues en utilisant les machines habituelles déjà connues pour en obtenir des plaques, des produits coulés ou des feuilles ayant l'épaisseur souhaitée. Les essais effectués sur les produits obtenus de la façon décrite dans la présente invention, donnent pour la résistance transversale (selon la norme DIN 51 1953) des valëurs comprises 4 5 entre 10 et 10 Ohm, et pour la résistance superficielle (selon 7 9 la norme DIN 53 482) des valeurs comprises entre 10 et 10 * Les produits synthétiques précités sont non seulement conducteurs de 1'électricité, mais ils ont également des propriétés antistatiques et ils satisfont aux normes allemandes, anglaises et américaines en ce qui concerne la conductibilité. En outre comparés aux produits déjà connus, ils sont nettement moins cassants, leur préparation est plus simple et moins coûteuse, et on peut les utiliser en particulier comme revêtements de table, de cloison et de plancher dans les habitations et dans les locaux comportant des risques d'explosion tels que les laboratoires et les locaux dits »0P". 70 02854 7 2029564 EETBMICATI0M3 1. Procédé de préparation de matières synthétiques de couleur claire» ayant des propriétés antistatiques et conductrices de l'électricité, constituées par des thermoplastes tels que du 5 chlorure de polyvinyle, des polyoléfines ou leurs copolymérisàd%v comportant ou ne comportant pas des plastifiants, des charges, t des colorants et des additifs nécessaires pour leur mise en forme thermique tels que des agents lissants, des stabilisateurs et des produits analogues, les articles précités étant mis sous la forme 10 de plaques, de feuilles, d'articles moulés et d'articles analogues à partir de particules plus petites revêtues d'une pellicule conductrice de l'électricité comme des copeaux, des rognures ou des granulats, et cela par l'utilisation de la pression et de la température; ce procédé étant caractérisé par le fait qu'on traite 15 la substance synthétique arec une dispersion conductrice de l'électricité contenant comme composants conducteurs de l'électricité des métaux, du noir de fumée ou du graphite sous la forme d'une poudre ayant une granulométrie maximale de 5 microns, comme agent de dispersion un solvant organique ayant une faible activité de 20 gonflant par rapport à la substance synthétique traitée et un point d'ébullition de 60 à 100°C, et comme agent adhésif des plastifiants» 2* Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on utilise à la place de l'agent adhésif une substance 25 synthétique utilisée comme liant et ayant une activité de colloïde protecteur. 3. Procédé selon la revendication 1* caractérisé par le fait que la dispersion conductrice contient en outre un liant constitué par des substances synthétiques ayant une activité de 30 colloïde protecteur. 4» Procédé selon les revendications 1, 2 et 3, caractérisé par le fait qu'on utilise comme agent de dispersion un sol-. vant organique ayant un point d'ébullition de 70 à 80#C. 5. Procédé selon les revendications 1, 2, 3 et 4, ca-35 ractérisé par le fait qu'on utilise comme agent de dispersion des solvants organiques comme des alcools aliphatiques à bas poids moléculaire , des cétones aliphatiques à bas poids moléculaire et leur mélange, ainsi que des esters aliphatiques d'un poids moléculaire bas et exempts de chlore. 40 6. Procédé selon les revendications 1, 2, 3 et 4, carae- 70 02854 8 2029564 térisé par le fait qu'on utilise comme liant thermoplastique, des substances synthétiques ayant une valeur dite "valeur K" inférieure à 60. 7. Procédé selon les revendications 1, 2, 3 et 4, carac-5 térisé par le fait qu'on utilise l'agent conducteur de l'électricité en une quantité de 0,01 à 0,J% calculé par rapport à la quantité de la substance synthétique/traiter. 8» Procédé selon la revendication 7, caractérisé par le fait qu'on utilise l'agent conducteur de l'électricité en une 10 quantité de 0,02 à 0,05%o 9» Procédé selon les revendications 1, 2, 3 et 4, caractérisé par le fait que lorsqu'on utilise des agents liants sous la forme soluble, la granulométrie de l'agent conducteur est égale ou inférieure à celle du liants 15 10e Procédé selon les revendications 1, 2, 3 et 4, carac térisé par le fait que lorsqu'on utilise des liants ces derniers présentent une fusion superficielle entre eux-mêmes et aussi avec la substance synthétique constituant des rognures, des copeaux, des granulats et autres particules analogues, lorsqu'ils sont traités 20 dans des conditions de pression et de température analogues à celles pour lesquelles les particules de substances synthétiques précitées peuvent présenter une fusion superficielle en l'absence de liante 11. Procédé selon les revendications 1, 2, 3 et 4, ca-25 ractérisé par le fait qu'on effectue le traitement à une température de 20 à 100°C.