Brevet FR2102364A1 — publié le 19720407

La présente invention concerne un procédé pour préparer des mousses composites de polyuréthanne, ainsi que les produits que l'on obtient grâce à ce procédé. Plus particulièrement, la présente invention concerne un procédé pour préparer des 5 mousses composites de polyuréthanne, caractérisées en ce qu'elles comportent au moins une couche de mousse de polyuréthanne souple et comprimée ou densifiée. Diverses mousses stratifiées de polyuréthanne ont déjà été décrites dans la littérature. Ainsi, le brevet des Etats-Unis 10 d'Amérique N° 3 050 432 décrit la compression de plusieurs couches de mousse, par l'action d'un chauffage et sous pression, pour produire une structure stratifiée, perméable à l'air et à la vapeur d'eau. Ce procédé nécessite l'utilisation d'un chauffage et l'on doit, en outre, utiliser de minces couches de mousse 15 pour assurer la liaison entre les couches. Les produits ainsi obtenus conviennent pour servir dans des applications spécialisées comme les vêtements ; ils ne sont pas pratiques pour des applications comme les coussins et les articles de couchage, en raison de ce qu'ils nécessitent des couches minces et des 20 opérations fastidieuses de traitement. Une autre technique de soudage ou de collage est décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 2 878 153 : on fixe des couches de mousse l'une à l'autre par un soudage autour de la périphérie de la structure composite. Ainsi, les diverses couches de la structure sont fixées les unes aux autres, seule-25 ment par les bords externes et, par conséquent, le procédé n'est applicable qu'à la préparation des produits finals. Cela revient à dire qu'est impossible la production d'une marchandise à emmagasiner pour la découper plus tard aux dimensions requises. 50 L'utilisation d'adhésifs pour fixer des couches de mousse de polyuréthanne les unes aux autres est également connue en pratique, mais cette technique nécessite des matières et des stades supplémentaires de fabrication, et elle n'est donc pas économique ni intéressante à l'échelle industrielle. 35 La Demanderesse vient de trouver que l'on peut produire des mousses composites de polyuréthanne, de qualité supérieure, en 71 30102 3 2102364 diverses, et cette, souplesse augmente l'intérêt commercial de ces produits. ■. : . Plus en détail, le procédé que la présente invention utilise, et qui est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique 5 K° 3 506 600 précité, consiste à appliquer une force de compression à une mousse de polyuréthanne partiellement durcie à un moment quelconque après l'achèvement de la levée de la mousse, indiqué par l'apparition de bulles à la surface de la mousse, jusqu'à environ 10 minutes après cette achèvement. 10 Pendant la période de temps qui s1 écoule•entre l'achèvement de la levée de la mousse non durcie et l'application de la pression, période que l'on désigne ci-après par l'expression "intervalle de temps avant écrasement", on maintient dans une gamme de températures ambiantes critiques ou fondamentales la matière 15 cellulaire partiellement durcie. Ainsi, lorsque l'intervalle de temps avant écrasement se situe entre environ 0 et environ 2,5 .minutes, on utilise les températures comprises entre environ 7°C et environ 204°C, et comprises, de préférence entre environ 7°C et environ 93,5°C. On utilise des gammes plus étroites de tem-20 pératures lorsque le maintien de la matière cellulaire partiellement durcie s'effectue pendant un plus grand intervalle de temps se avant écrasement. Ainsi, lorsque l'intervalle de temps/situe entre environ 2,5 et environ 5 minutes, on utilise" des températures comprises entre environ 7° et environ 93»5°C, et de préférence entre 25 environ 7° et 38 Dans les opérations industrielles, on préfère particulièrement opérer dans les conditions ambiantes, et l'on utilise donc 35 des températures comprises entre environ 21°C et environ 43 °C en maintenant l'intervalle de temps avant écrasement dans la gamme large de' O à 10 minutes. 71 30102 2 2102364 opérant selon le procédé de la présente invention. En bref, l'invention consiste à placer plusieurs morceaux de mousse de polyuréthanne, à la condition qu'au moins des morceaux alternés soient constitués d'une mousse de polyuréthanne partiellement 5 durcie, comme défini ci-après, en relation de contact contigu, et à comprimer le composite résultant sous des conditions choisies et critiques ou fondamentales, le sens de la force de compression étant sensiblement perpendiculaire aux limites séparant les morceaux de mousse. Le procédé de la présente*invention 10 est avantageux du fait que l'on évite un chauffage et l'utilisation de matières secondaires comme des adhésifs. En outre, on obtient un collage de qualité supérieure aux interfaces des couches, et l'on peut produire des composites ayant des strates ou couches de diverses densités. 15 Les conditions opératoires choisies pour la compression du composite de la présente invention sont totalement décrites . dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 3 506 600, auquel on pourra se référer pour plus de détails. En bref, le brevet des Etats-Unis d'Amérique U° 3 506 600 20 précité décrit un procédé pour préparer des mousses de polyuréthanne densifié selon lequel on laisse lever un mélange réac-tionnel générateur d'une mousse de polyuréthanne, ce qui forme une matière cellulaire partiellement durcie; on maintient la matière cellulaire partiellement durcie pendant une période 25 fondamentale ou critique de temps à une température ambiante fondamentale, et l'on applique une force de compression à la matière cellulaire partiellement durcie pour en réduire le volume d'un pourcentage spécifié. Les mousses de polyuréthanne que l'on obtient ainsi se 30 caractérisent par des propriétés physiques supérieures, et elles conviennent bien pour diverses applications, comme décrit plus amplement dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 3 506 600 précité. Cependant, en utilisant le procédé de la présente invention, on peut obtenir pour des applications 35 de rembourrage spécialisé des produits comportant plusieurs couches de densité^variablevOn peut ajuster les caractéristiques de tels produits pour correspondre à des spécifications très 7-1 30102 2102364 A la fin de l'intervalle de temps avant écrasement, on comprime la mousse de polyuréthanne partiellement durcie en appliquant tout moyen approprié de compression, comme des rouleaux, des plaques ou plateaux, etc., de façon à ramener 5 l'épaisseur de cette mousse à une.valeur comprise entre environ deux tiers et un dixième de l'épaisseur d'origine après la • .■ * ; levée. On réalise le degré voulu de compression en ajustant l'ouverture du dispositif de compression. Selon le procédé de la présente invention, on place en 10 relation de contact contigu, de façon à former une structure composite, plusieurs morceaux ou plusieurs couches de mousse de polyuréthanne, comprenant au moins.des morceaux alternés ou des couchés alternées d'une mousse de polyuréthanne partiellement durcie, et répondant à la définition donnée plus-loin 15 dans le présent mémoire. En appliquant les variables précitées du procédé, on soumet ensuite la mousse composite à une compression dont le sens est sensiblement perpendiculaire aux limites situées entre les couches ou morceaux de mousse. On doit comprendre que les limitations numériques des variables du procédé, comme l'in-20 tervalle de temps avant écrasement, le pourcentage de déformation 116- ou d'écrasement, etc.,/s'appliquent qu'à la couche ou aux couches de mousse de polyuréthanne partiellement durcie. Par l'expression "couches de mousse de polyuréthanne" telle qu'on l'utilise dans le présent mémoire, on entend des couches 25 ou des corps de n'importe quel type de.mousse dé polyuréthanne, comme de la mousse de polyuréthanne rigide et durcie; de la mousse de polyuréthanne souple ou flexible et durcie ; de la mousse de polyuréthanne souple et partiellement durcie : de la partiellement durcie mousse de polyuréthanne comprimée ou densifiée/et-préparée comme 30 décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 3 506 600 précité} de la moussue polyuréthanne comprimée et durcie ; des mélanges réactionnels générateurs de mousse de polyuréthanne, comme décrit plus amplement dans la suite du présent mémoire, etc. Bien entendu, on peut utiliser des couches comprenant plu-35 sieurs types différents de mousses. Par l'expression "en relation de contact contigu", telle qu'utilisée dans le présent mémoire, on entend toute disposition 71 30102 2102364 5 des morceaux ou couches de mousses permettant d'assurer une zone ou surface commune de contact direct entre deux morceaux ou deux couches quelconques, toutes ces zones ou surfaces de contact étant, dans la mousse composite, situées le long d'un axe sensiblement 5 commun. Ainsi, l'expression englobe le placement de deux couches de mousse l'une sur l'autre, le placement de deux morceaux de mousse en contact côte à côte ou là production d'un "sandwich" de trois ou plusieurs morceaux ou couches de mousses que l'on dispose l'un sur l'autre ou en contact côte à côte. 10 Par l'expression "morceaux ou couches au moins alternées de mousse de polyuréthanne partiellement durcie" telle qu'on l'utilise dans le présent mémoire, on entend qu'au moins un morceau ou line couche sur deux est de la mousse de polyuréthanne partiellement durcie. Ainsi, si le composite consiste en deux 15 couches, l'une au moins de ces couches est une mousse de polyuréthanne partiellement durcie ; si le composite consiste en trois couches, au moins la couche du milieu est en mousse de polyuréthanne partiellement durcie ; et si le composite consiste en quatre couches ou davantage, au moins la première, la troisième, 20 la cinquième, etc., ou bien, au moins la seconde, la quatrième, la sixième, etc., couche «st en mousse de polyuréthanne partiellement durcie. l'expression "mousse de polyuréthanne partiellement durcie" utilisée dans le présent mémoire, entend inclure toute matière à 25 laquelle peuvent s'appliquer les variables opératoires décrites dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 3 506 600 précité. Ainsi, toute mousse de polyuréthanne partiellement durcie, qui n'a pas été maintenue plus de 10 minutes après l'achèvement de sa levée, entre dans le cadre de cette définition. 30 Selon les enseignements de la présente invention, le pro cédé peut comporter plusieurs variantes, les exemples suivant s sont destinés à illustrer ces variantes ou modes de réalisation, mais ils ne doivent pas être considérés comme limitant l'invention. 35 A) On laisse lever séparément deux ou plusieurs mélanges réactionnels générateurs d'une mousse de polyuréthanne, puis l'on place ensemble les mousses de polyuréthanne partielement durcies et on les écrase ; 71 30102 6 2102364 B) On écrase séparément deux ou plusieurs mousses de polyuréthanne partiellement durcies, on les place ensemble et l'on écrase le composite ; C) On écrase puis fait durcir une mousse de polyuréthanne 5 partiellement durcie, on écrase une seconde mousse de polyuréthanne partiellement durcie, on place ensemble les deux mousses et l'on écrase le composite ; D) On écrase une mousse de polyuréthanne partiellement durcie, on forme un composite avec une mousse de polyuréthanne ayant li- 10 brement levé et qui a durci, c'est-à-dire une mousse classique de polyuréthanne non comprimée ou non densifiée, et l'on écrase le composite ; E) On place une mousse de polyuréthanne partiellement durcie en relation de contact contigu avec une mousse de polyuréthanne 15 ayant librement levé et durci et l'on écrase le composite ; F) On écrase et fait durcir une mousse de polyuréthanne partiellement durcie,on la place en relation de contact contigu avec une mousse de polyuréthanne ayant librement levé et qui a partiellement durci et l'on écrase le composite j 20 G) On verse un mélange réactionnel générateur d'une mousse de polyuréthanne sur une mousse de polyuréthanne ayant librement levé et qui a durci, et l'on écrase le composite ; H) On verse un mélange réactionnel générateur d'une mousse de polyuréthanne sur une mousse de polyuréthanne partiellement 25 durcie et qui a été écrasée, et l'on écrase le composite ; et I) On verse un mélange réactionnel, générateur d'une mousse de polyuréthanne, sur une mousse de polyuréthanne écrasée et durcie et l'on écrase le composite. On peut préparer d'excellents composites de mousse de poly- 30 uréthanne par l'une quelconque des techniques précitées ; les modes préférés de réalisation du procédé sont cependant décrits en A). On doit comprendre que l'on utilise les techniques et procédés décrits dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique F0 3 506 600 35 précité, pour effectuer des opérations de broyage auxquelles on se réfère d.ans le paragraphe ci-dessus. Après avoir soumis la mousse de polyuréthanne à une compres 7.1 30102 7 2102364 sion, on enlève la force de compression et l'on achève le durcissement. Le durcissement peut être accéléré par l'application d'un chauffage ; un tel traitement n'est cependant généralement pas nécessaire puisque la mousse va complètement durcir dans les 5 conditions ambiantes. Ainsi, on comprendra que l'achèvement du ■durcissement peut s'effectuer en même temps que l'enlèvement de , la force de compression,.ou bien après cet enlèvement, et avec où sans l'application de températures élevées et que l'une quelconque de ces combinaisons est comprise dans la description îrO -de 1 s opération que l'on trouve dans le présent mémoire par des mots tels que "on enlève la force de compression et l'on achève le durcissement de la mousse composite de polyuréthanne". l'enlèvement de la force de compression et l'achèvement ; duv-duî'c-issement, la ou les couches de mousse densifiée ou comprimée 15 -peut ou peuvent récupérer une faible proportion de la différence ' ;'entre la hauteur initiale et l'épaisseur après broyage, le degré ,de récupération dépendant, des variables particulières du processus. Bien entendu, puisque la mousse a été densifiée ou comprimée, il apparaît qu'elle ne reprend jamais complètement 20 ses dimensions d'origine. Pour la préparation des mousses composites de polyuréthanne selon la présente invention, on peut utiliser ce qu'on appelle "le procédé à une seule suite d'opérations" ou "la technique du semi-prépolymère" (technique du "quasi-prépolymère"). On peut 25 utiliser pour la mise en oeuvre da procédé de la présente invention n'importe quelles combinaisons de polyols, et notamment des polyéther—polyols et des polyester-polyols, des polyiso-cyanates organiques, des catalyseurs et agents de formation de mousse et autres réactifs capables de former une mousse souple 30 de polyuréthanne ; les termes "mélange réactionnel générateur d'une mousse de polyuréthanne", "mousse de polyuréthanne" et "mousse de polyuréthanne partiellement durcie", dans le présent mémoire, entendent inclure toute combinaison de ce genre. Des formulations typiqueont décrites dans le brevet des Etats-35 Unis d'Amérique N° 3 072 582 et dans le brevet canadien E"0 705 938. Comme indiqué ci-dessus, on peut utiliser des polyéther-polyols et des polyester-polyols dans la pratique de la présente. 71 3010/ 8 2102364 invention ; cependant, des modes préférés de réalisation utilisent les polyéther-polyols pour la préparation du mélange réactionnel générateur de la mousse de polyuréthanne. Pour illustrer encore davantage des formulations appropriées, on peut dire que les 5 polyether-polyols, utiles pour la préparation du polyuréthanne selon la présente invention, comprennent des polyalcools osyal-kylés ayant un poids moléculaire compris entre environ 700 et environ 10 000, et compris, de préférence, entre environ 1 000 et 6 000. L'indice d'hydroxyle du polyétlier-polyoï est générale-10 ment inférieur à environ 250, et il se situe, de préférence, entre environ 25 et environ 175. On prépare généralement ces polyalcools oxyalkylés en faisant réagir, en présence d'un catalyseur alcalin, un polyalcool et un oxyde d'alkylène comme l'oxyde d'éthylène, l'oxyde de propylène, l'oxyde de butylène, l'oxyde 15 d'amylène, 11 épichlorhydrine et des mélanges de' ces oxydesjà 1 alky-lène, par une addition effectuée au hasard ou par une addition par stades successifs. Parmi les polyalcools convenant pour servir"à la préparation des polyéther-polyols, il y a 1'éthylène-glycol, le pentaérythri-20 toi, un méthyl-glucoside, le propylène-glycol, le 2,3-butylène-glycol, le 1,3-butylène-glycol, le 1,5-pentane-diol, le 1,6-h.exane-diol, le glycérol, le triméthylolpropane, le sorbitol, le saccharose, leurs mélanges, etc. Si on le désire, on peut remplacer une partie ou bien la totalité du polyalcoo]/£>ar un 25 autre composé ayant au moins deux atomes d'hydrogène actif, comme des alkylamines, des alkylène-polyamines, des aminés cycliques, des amides et des acides polycarboxyliques. Des alkyl-amines appropriées et des alkylène-polyamines sont notamment la méthylamine, l'éthylamine, la propylamine, la butylamine, 30 1'h.exylamine, 1 'éthylène-diamine, la 1 ,6-hexanediamine, la diéthylène-triamine, etc. De même, on peut utiliser également des aminés cycliques comme la pipérazine , la 2-méthylpipérazine, et la 2,5-diméthylpipérazines Les amides, comme l'acétamide, le succinamide et le benzène-suifonamide, constituent une autre 35 classe de tels composés à hydrogène actif. Une autre classe encore de composés à hydrogène actif est celle des acides di-carboxyliques et polycarboxyliques comme l'acide adipique, l'acide succinique, l'acide glutarique, l'acide aconitique, l'acide di-7 BAD ORIGINE» 71 30102 9 2102364 glycolique, etc. On comprendra que le composé contenant de l'hydrogène actif peut être tin composé contenant divers groupe's fonctionnels ayant des atomes d'hydrogène actif, comme l'acide citrique, l'acide glycolique, 1'éthanolamine, etc. On peut 5 également utiliser des polyamines aromatiques comme la toluène-diaminé. Parmi les polyisocyanates organiques servant à la préparation des mousses composites de polyuréthanne selon la présente invention, il y a le diisocyanate de toluène, comme le mélange 4:1 10 ou le mélange 65î35 des isomères 2,4 et 2,6, le diisocyanate d'éthylène, le diisocyanate de propylène, le .méthylène-bis-(4-isocyanate de phényle), le 4,4'-diisocyanate de 3,3'-bito-luène, le diisocyanate d'hexaméthylène, le 1,5-diisocyanate de naphtalène, Tin polyméthylène-isocyanate de polyphénylène, leurs 15 mélanges, etc. la quantité d'isocyanate que l'on utilise dans le procédé de la présente invention doit suffir^fè. assurer la présence d'au moins environ 0,7 groupe ÏÏOO par groupe hydroxyle présent dans le système de réaction, ce qui comprend le polyol aussi bien que tout additif ou agent utilisé pour le moussage. 20 On peut commodément utiliser un excès de composé du type iso-cyanate ; cependant, cela est en général indésirable en raison du prix de revient élevé des isocyanates. Il est préférable, par conséquent, d'utiliser suffisamment d'isocyanate pour ne pas fournir plus d'environ 1,25 groupe ÏÏCO par groupe hydroxyle, 25 et, de préférence, pour fournir une proportion comprise entre environ 0,9 et environ 1,15 groupe ÏÏCO par groupe hydroxyle. Le rapport entre le nombre de groupes ÏÏCG et le nombre de groupes OH, multiplié par 100,est désigné comme étant "l'indice". On prépare les mousses de polyuréthanne et les mousseg&e 30 polyuréthanne partiellement durciegèn présence d'un agent de moussage ou "agent porogène", de catalyseurs pour la réaction, et, de préférence, d'une faible proportion d'un surfactif classique. l'agent de moussage que l'on utilise peut être l'un quelconque des agents connus comme étant utiles à cette fin, comme 35 l'eau, aussi bien que des agents organiques de moussage contenant COtOfll© jusqu'à environ 7 atomes de carbone,/les hydrocarbures halo-génés, les alcanes à bas poils moléculaire, les alcènes, les 71 30102 10 2102364 éthers, et leurs mélanges. Comme hydrocarbures halogénés typiques, on peut citer, sans que ce soit limitatif : le monofluorotri-c hlorométhane, le diohlorofluorométhane, le difluorodichloro-méthane, le 1,1,2-trichloro-1,2,2-trifluoréthane, le dichloro-5 tétrafluoréthane, le chlorure d'éthyle, le chlorure dp méthylène, le chloroforme et le tétrachlorure de carbone. Comme autres agents utiles de moussage, il y a notamment les alcanes, alcènes et éthers à bas poids moléculaire comme le méthane, l'éthane, l'éthylène, le propane, le propylène, le pentane, l'hexane, l'hep-"•0 tane, l'éther éthylique, l'éther de diisopropyle, leurs mélanges, etc. La quantité d'agent de moussage que l'on utilise peut varier dans une large gamme. En général, cependant, on utilise les hydrocarbures halogénés en une proportion d'environ 1 à 50 parties en poids pour 100 parties en poids du polyol, et l'on utilise 15 en général de l'eau en une quantité comprise entre environ 1,0 et 6,0 parties en poids pour 100 parties en poids du polyol. On prépare les mousses de polyuréthanne et les mousses de polyuréthanne partiellement durcies, en présence d'une quantité catalytique d'un catalyseur de la réaction. Le catalyseur 20 utilisé peut être 1'un quelconque des catalyseurs connus comme étant utiles à cette fin, ou l'un de leurs mélanges, ce qui comprend des aminés tertiaires et des sels métalliques, en tertiaires , particulier des sels stanneux. Comme aminés/typiques, on peut citer,sans que cela soit/les amineé suivantes s la N-méthyl-25 morpholine,/K-hydroxyéthyl-iaorpfeoline, la triéthylène-diamine, la triéthylamine et la triméthylamine. Comme exemple typique de sel métallique, il y a, notamment, les sels d'antimoine, d'étain et de fer, par exemple le dilaurate de dibutyl-étain, l'octoate stanneux, etc. On peut utiliser n'importe quelle proportion 30 catalytique des catalyseurs. De préférence, on utilise comme catalyseur un mélange d'aminé et de sel métallique . On utilise, habituellement le catalyseur ou le mélange constituant le catalyseur, selon le cas, en une quantité comprise entre environ 0,05 et environ 1,5, et d^référence entre environ 0,075 35 et environ 0,50 ?» du poids du polyol. 71 30102 2102364 Pour la préparation des compositions de type polyuréthanne selon la présente invention, on préfère utiliser des quantités mineures d'un surfactif classique afin d'améliorer encore davantage la structure des cellules de la mousse de polyuréthanne. Des exem-5 pies typiques de tels surfactifs sont les huiles et savons de sili-cone et les copolymères à blocs ou longues séquences de siloxane et d'oxyalkylène. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 2 834 748 décrit divers siloxanes utiles à cette fin. On utilise,en général, jusqu'à 2 parties en poids du surfactif pour 100 parties du polyol. 10 On peut utiliser divers additifs servant à conférer des propriétés différentes, par exemple, on peut ajouter des charges comme de l'argile, du sulfate de calcium, du phosphate d'ammonium pour diminuer le prix de revient et améliorer les propriétés physiques. On peut ajouter des ingrédients comme des colorants pour 15 donner une couleur et des ingrédients comme de la fibre de verre, de l'amiante ou des fibres synthétiques pour conférér de la solidité mécanique. En outre, on peut ajouter des plastifiants, des désodorisants et des anti-oxydants. On peut préparer de façon discontinue ou continue des mous-20 ses composites de polyuréthanne selon la présente invention. Un exemple de procédé discontinu consiste à introduire les ingrédients générateurs de la mousse dans une boîte classique, à laisser la mousse achever sa montée, ce qui forme un bloc cellulaire partiellement durci, à enlever le bloc cellulaire partiellement durci de 25 la boîte, à placer ce bloc en contact avec un autre bloc de polyuréthanne cellulaire et à appliquer une force de compression à la mousse composite. L'application de la compression doit s'effectuer à l'intérieur de l'intervalle de temps avant écrasement, spécifié ci-dessus, et pendant que l'on maintient une température ambiante 30 comprise dans la gamme spécifiée ci-dessus, et le sens de la compression doit être sensiblement perpendiculaire à la limite entre les deux blocs de mousses. Un exemple de procédé continu consiste à mélanger les ingrédients générateurs de la mousse dans une tête de mélange appropriée 35 et à envoyer le mélange résultant vers un convoyeur mobile ayant des moyens latéraux de retenue appropriés pour contenir les réactifs liquides. A mesure que la réaction se poursuit pendant que le mélange 71 30102 12 2102364 se déplace le long du convoyeur, des bulles se forment dans le mélange réactionnel ce qui effectue une augmentation du volume et donne la foxmation d'un gel poreux et non durci. Une fois que le gel poreux et non durci s' est'déplacé le-long-du convoyeur pendant 5 une période prédéterminée de temps avant écrasement .e-t-à une température ambiante appropriée, un rouleau- fournit' 'une mousse de polyuréthanne durcie et place cette moussé au-dessus de la mousse de polyuréthanne partiellement durcie» On fait passer le-composite résultant dans un dispositif approprié de compression, par exemple 10 une paire de courroies supportées par des rouleaux-broyeurs rotatifs, la longuetua/des courroies étant ajustée de façon à--réaliser la du- , . .ou rée voulue d'écrasement/de compression. On peut installer un dispositif approprié pour le découpage de la mousse composite de polyuréthanne en un autre point situé le long du convoyeur. 15 Les composites selon l'invention se caractérisent par le fait qu'ils comportent des couches au moins alternées d'une mousse de polyuréthanne flexible et comprimées ou densifiées. On peut utiliser des composites ayant des couches de densités différentes lorsqu'on désire obtenir des propriétés spéciales. Les couches de 20 mousse de polyuréthanne dans les composites selon l'invention sont fixées ensemble de façon permanente et tenace, ce qui augmente l'aptitude du composite à la durée. La présente invention permet de grandes variations pour les caractéristiques opératoires du procédé et cela permet de pro-25 duire des structures composites très variables que l'on peut régler en vue de répondre à la spécification voulue. Par exemple, en faisant varier la position et le nombre des couches comprimées ou densifiées, on peut produire des matelas et des coussins ayant la fermeté voulue. En plus des applications de rembourrages., les compo-30 sites de la présente invention peuvent servir pour la production du dos et de la thibaude des tapis, des paillassons d'entrées, des enveloppes de pédales d'automobiles, le rembourrage des automobiles, etc. Les exemples suivants sont présentés en vue d'illustrer 35 plus complètement l'invention sans nullement envisager "de la limiter. Toutes les parties et tous les pourcentages sont en poids sauf indication contraire. 71 30102 13 2102364 Exemple 1 On prépare deux formulations de mousse souple de polyuréthanne, appelées A et B, en mélangeant les ingrédients suivants selon les proportions ci-après s 5 Ingrédients Parties en poids Glycérine oxypropylée (poids moléculaire 3000) 100,00 Diisocyanate de toluène (80 # d'isomère 2,4 et 20 # 10 d'isomère 2,6 ; indice 105) 49,5 Octoate stanneux 0,25 Ifiéthylène-diamine 0,10 Eau 4,0 Silicone surfactive* 1, 5 15 *Cette silicone surfactive est un copolymère à blocs ou longues séquences d'un diméthyl-polysiloxane et d'un oxyde de poly-alkylène. l'oxyde de polyalkylène est un copolymère linéaire, formé au hasard, consistant en 50 % en poids d'oxyde d'éthylène et 50 $> en poids d'oxyde de propylène terminés par un groupe butoxy. Le 20 polysiloxane ramifié et chacun des blocs de polyéther ont un poids moléculaire de 1500 à 1800. On introduit les formulations résultantes dans deux boîtes carrées de 40 cm de côté et ayant une hauteur de 20 cm. la température ambiante.est de 24°C et les mélanges réactionnels sont appro-25 ximativement à la même température au début du déversement. Chaque mousse atteint une hauteur de 10 cm. On retire les boîtes et on place ensuite les mousses en relation de contact contigu , l'une sur l'autre. On écrase ou comprime ce composite dans une presse à main munie d'un dispositif d'écartement de 5 cm. L'intervalle de 30 temps avant écrasement, c'est-à-dire la période de temps qui s'écoule entre l'achèvement de la levée des mousses n'ayant pas durci, ce que montre l'apparition des bulles à la surface de la mousse et la première application d'une pression sur ces mousses pour effectuer l'écrasement, est de 120 secondes pour la mousse A et de 90 35 secondes pour la mousse B. La durée de l'écrasement ou de la compression est de 90 secondes. On placé le composite résultant dans une étuve et l'on fait durcir à 65°C durant 15 minutes pour obténir une 71 30102 14 2102364 mousse composite de polyuréthanne contenant deux couches ayant des parties centrales densifiées ou comprimées ; on ne peut briser la liaison entre les couches. La portion densifiée de la mousse A présente une masse volumique de 0,072 g/cm** ; la portion densifiée 5 de la mousse B présente une masse volumique de 0,087 gjcm?. Exemple 2 On prépare deux formulations de mousse souple de polyuréthanne en utilisant les mêmes ingrédients et les mêmes proportions que dans le cas décrit à l'exemple 1• Après une levée jusqu'à une hau-10 teur de 10 cm, on soumet chaque mousse partiellement durcie à un écrasement dans une presse à main munie d'un dispositif d'écartement de 2,5 cm en laissant 90 secondes comme intervalle de temps avant écrasement à 24°C. Au bout de 30 secondes, on retire les mousses de la presse, et l'on place une mousse au-dessus de l'autre. Les moua-15 ses présentent un léger degré de récupération après leur enlèvement de la presse, et le composite a une hauteur de 5,5 cm. On écrase ensuite le composite jusqu'à une hauteur de 2,5 cm, en laissant s'écouler une période de temps de 135 secondes à 24°C pour chaque couche avant l'écrasement. Après 90 secondes, on enlève le composite 20 de la presse et l'on chauffe ce composite dans une étuve à 65°C durant 15 minutes pour achever le durcissement. Les couches constituant le composite ont le même aspect que celles de l'exemple 1 ; •z les masses voluaiques des portions densifiées sont de 0,127 g/cm 7 et 0,148 g/cm et la hauteur totale dû composite est de 3,75 cm. 25 Exemple 3 On prépare une formulation de mousse de polyuréthanne en utilisant les ingrédients et les proportions ayant servi dans les exemples précédents. On laisse s'écouler 90 secondes à 24°C avant d'effectuer une compression ou un écrasement, et cet écrasement dure 30 90 secondes. On soumet la mousse partiellement durcie à un écrasement dans une presse à main qui fait passer sou épaisseur de 10 cm à 5 cm, puis l'on fait durcir la mousse à 65°C durant 15 minutes dans une étuve. On prépare une seconde formulation de mousse de polyuréthaa-35 ne en utilisant les mêmes ingrédients et les mêmes proportions que ce qui est décrit ci-dessus. Après avoir laissé 3'écouler 90 secondes à 24°C, on soumet la mousse partiellement durcie à un écrasement 71 30102 15 2102364 dans une presse à main qui fait passer la hauteur de la mousse de 10 cm à 2,5 cm, et cet écrasement dure 30 secondes. On place cette mousse de polyuréthanne partiellement durcie au-dessus de la mousse de polyuréthanne durcie décrite dans- le paragraphe précèdent. 5 On écrase ensuite le composite jusqu'à une épaisseur de 5 cm durant 90 secondes dans une presse à main ; en ce qui concerne la couche supérieure partiellement durcie, l'intervalle de temps jusqu'à écrasement est de 120 secondes à 24 °C. Après durcissement dans une étuve durant 15 minutes à 65°C, on obtient un composite comprenant 10 deux couches dont les parties centrales sont constituées par de la mousse de polyuréthanne densifiée. La masse volumique de la partie centrale de la couche ayant subi un pré-durcissement est de 0,094 g 3 par cm ; la masse volumique de la.partie centrale de l'autre couche est de 0,086 g/cm^. 15 Exemple 4 • On place une mousse de polyuréthanne durcie, ayant atteint par levée libre une épaisseur de 10 cm et préparée comme décrit dans l'exemple 3,au-dessus d'une mousse de polyuréthanne partiellement durcie, ayant atteint par levée libre une hauteur de 10 cm 20 et qui a également été préparée comme décrit dans les exemples précédents en utilisant les mêmes ingrédients et les mêmes proportions que ce qui a été décrit ci-dessus. On laisse s'écouler avant compression une période de 90 secondes à 24°C pour la couche du bas partiellement durcie et l'on place le composite dans une presse à main 25 comportant une pièce d'espacement de 5 cm. Après 90 secondes, on retire le composite de la presse et on le fait durcir dans une étuve durant 15 minutes à 65°C. La couche de mousse qui avait subi un durcissement préalable revient à sa hauteur d'origine de 10 cm et elle a une masse volumique de 0,027 g/cm ; la hauteur combinée du 30 composite durci est de 12r 5 cm. La densité de la partie centrale de la couche de 2,5 cm de hauteur est de 0,107 g/cm . Exemple 5 On prépare deux formulations de mousse de polyuréthanne en utilisant les mêmes ingrédients et les mêmes proportions que dans 35 les exemples précédents. On verse une formulation et on laisse durcir pour obtenir une mousse flexible ayant une hauteur de 10 cm. On verse la seconde foimulation et puis on la- comprime jusqu'à une épaisseur de 2,5 cm durant 5 secondes dans une presse à main en 71 30102 16 2102364 laissant s'écouler avant compreas:t. une période de 90 secondes à 24°C. On place la mousBe durcie au-dessus de la mousse pré-écrasée et partiellement durcie et l'on écrase le composite durant 90 secondes dans un^presse à mair munie d'une pièce d^écartement de 5 5 cm. Pour la couche pré-écrasée et partiellement durcie, l'intervalle, de temps jusqu'à écrasement est de 100 secondes à 24°C. Après achèvement du durcissement par chauffage dans une étuve à 65°C durant 15 minutes, on obtient un composite comprenant deux couches ayant des parties centrales densifiées ou comprimées. La couche de 10 mousse durcie revient à sa hauteur d'origine de 10 cm, et elle a une masse volumique de 0,025 g/cm ; la hauteur totale du composite est de 12,5 cm. La masse volumique de la partie centrale de la couche ayant 2,5 cm de hauteur est de 0,113 g/cm-'. Exemple 6 15 On prépare, à l'aide des ingrédients et des proportions des exemples précédents, une mousse de polyuréthanne ayant librement levé et qui a durci. Cette mousse a une hauteur de 10 cm. On prépare une seconde formulation de mousse de polyuréthanne en mélangeant les ingrédients suivants selon les proportions ci-20 après : Ingrédients Parties en poids Glycérine oxypropylée (poids moléculaire 1000) 100,0 Diisocyanate de toluène 25 (80 io d'isomère 2,4 et 20 % d'isomère 2,6 ; indice 70) 46,7 Octoate stanneux 0,20 Triéthylène-diamine 0,10 Eau 4,0 30 Silicone surfactive (comme décrit dans l'exemple 1) 1,5 On verse cette formulation sur la mousse de polyuréthanne durcie décrite dans le paragraphe précédent. On laisse s'écouler avant écrasement une période de 90 secondes à 24°C puis l'on écrase 35 le composite jusqu'à une hauteur de 6,25 cm durant 90 secondes. Après achèvement du durcissement par chauffage à 65°C en étuve durant 15 minutes, on obtient un composite de mousses de polyuré- BAD ORIGINAL 71 30102 . 2102364 17 thanne collées de façon tenace. La couche consistant en la mousse de polyuréthanne durcie et ayant librement levé revient à sa hauteur d'origine de 10 cm et a une masse volumique de 0,026 g/cm ; la hauteur totale du composite est de 12,5 cm. La masse volumique de 5 la partie centrale de la couche de 2,5 cm de hauteur est de 0,098 g 3 par cm- . Exemple 7 En suivant le mode opératoire des exemples précédents, on prépare deux formulations de mousse de polyuréthanne en mélangeant 10 les ingrédients suivants selon les proportions ci-après : Ingrédients Parties en poids A B Glycérine oxypropylée (poids moléculaire 3000) 100 15 Glycérine oxypropylée (poids moléculaire 1000) 100 Diisocyanate de toluène (80 % d'isomère 2,4 et 20 % 46,7 49,5 d'isomère 2,6) 20 Octoate stanneux 0,20 0,25 Trié thylène-diamlne 0,05 0,10 Eau 4 4 Silicone suifactive (décrite dans l'exemple 1) 1,5 1,5 25 On verse la formulation A et elle forme une mousse ayant s ' éçoulôr par levée libre une hauteur de 10 cm ; on laisse/une periode de d'écraser . une hauteur 60 secondes"a 24°C avant/cette mousse jusqu'a/de 2,5cm dans une presse à main pendant 60 secondes, puis l'on fait durcir la mousse durant 15 minutes dans une étuve à 65°C. On verse la formulation B, on 30 laisse s'effectuer la levée puis on la place au-dessus de la mousse durcie et pré-écrasée A, et l'on place le composite dan3 une presse à main ayant une pièce d'écartement de 5 cm. On laisse s'écouler 30 secondes à 24°G, en ce qui concerne la formulation B, avant d'effectuer l'écrasement. Après 90 secondes d'écrasement, on retire le com-35 posit^&e la presse et l'on achève le durcissement dans une étuve à 65°C durant 15 minutes. La hauteur finale du composite est de 5 cm. Les masses volumiques des parties centrales des couches préparées à 71 5^10- 2102364 18 partir des formulations A et B sont de 0,067 et de 0,071 g/cm?, respectivement. Exemple 8 On produit comme décrit dans l'exemple 4 une mousse de poly-5 uréthanne ayant librement levé et que l'on fait durcir. On verse une seconde formulation identique de mousse de polyuréthanne sur la mousse durcie et l'on écrase le composite résultant dans une presse à main munie d'une pièce d'espacement de 6,25 cm. Pour la formulation que l'on a versé en second lieu, la période de temps jusqu'à 10 écrasement est de 90 secondes à 24°Cj on utilise une durée d'écrasement de 90 secondes. Après enlèvement du composite écrasé de la presse, on achève le durcissement par chauffage dans une étuve durant 15 minutes à 65°C. La mousse qui a librement levé et a été pré-durcie retrouve sa hauteur d'origine de 10 cm et elle a une masse ■* 15 volumique de 0,026 g/cm ; la hauteur totale du composite est de 12,5 cm. La masse volumique de la partie centrale de la couche ■z haute de 2,5 cm est de 0,106 g/cm . Exemple 9 On laisse s'effectuer librement la levée d'une formulation 20 de mousse de polyuréthanne correspondant à l'exemple 7, formulation A, jusqu'à une hauteur libre de 10 cm; après avoir laissé s'écouler un intervalle de temps de 90 secondes à 24°C avant l'écrasement, on effectue l'écrasement jusqu'à une hauteur de 2,5 cm dans une presse à main durant 30 secondes. On verse ensuite sur la formulation pré- 25 écrasée et partiellement durcie une formulation de mousse de polyuréthanne correspondant à celle indiquée à l'exemple .7, formulation B. On place le composite résultant dans une presse à main munie d'une pièce d'écartement de 5 cm en laissant s'écouler à 24°C une période de 90 secondes pour la formulation B et une période de 125 secondes 30 pour la formulation A avant l'écrasement. Au bout de 90 secondes d'écrasement, on retire le composite de la presse et l'on achève le durcissement par chauffage en étuve à 65°C durant 15 minutes» Le composite résultant a une hauteur de 5 cm. Les masses vclumiques des parties centrales des couches préparées à partir des formulations A *7 35 et B sont respectivement de 0,091 et 0,072 g/cm . Exemple 10 On prépare comme décrit dans l'exemple 3, en utilisant les mêmes ingrédients de réaction et les mêmes conditions, une mousse 71 30102 19 2102364 de polyuréthanne qu'on/laisse lever librement, qu'on fait durcir et soumet à un pré-écrasement. On verse ensuite sur la mousse durcie et pré-écrasée une formulation de mousse de polyuréthanne comprenant les mêmes ingrédients selon les mêmes proportions que la formulation 5 ayant servi à préparer la mousse durcie. On place le composite dans une presse à main ayant une pièce d'écartement de 5 cm pendant 90 secondes,* 1 'intervalle de temps jusqu'à écrasement, en ce qui concerne la formulation fraîchement versée, est de 90 secondes à 24°0. On achève le durcissement du composite par chauffage dans une étuve 10 durant 15 minutes à 65°C. la partie centrale de la couche de mousse pré-écrasée a une masse volumique de 0,085 g/cm ; celle de la cou- ■2 che versée a une masse volumique de 0,081 g/cm . Exemple 11 On prépare trois formulations de mousse de polyuréthanne 15 en utilisant les ingrédients suivants et les proportions ci-après s Ingrédients Parties en poids A B C 53,37 49,5 49,5 0,35 0,25 0,25 0,10 0,10 0,10 2,8 4,0 4,0 Glycérine oxypropylée (poids moléculaire 3000) 100,0 100,0 100,0 20 Diisocyanate de toluène (80 io d'isomère 2,4 et 20 $ d'isomère 2,6 ; indice 105) Octoate stanneux Trié thylène-diamine 25 Eau Silicone surfactive (décrite dans l'exemple 1) 1,5 1,5 1,5 On verse chaque formulation dans une boîte, comme décrit dans l'exemple 1, et, après un intervalle de temps de 90 secondes à 30 24°C avant écrasement, on écrase chaque composition d'une hauteur d'origine de 10 cm jusqu'à une hauteur de 2,5 cm pendant 30 secondes. On place la mousse A, écrasée et partiellement durcie, entre la mousse B et la mousse C et, après avoir laissé s'écouler une durée de 135 secondes en ce qui concerne les mousses A, B et C avant leur 35 écrasement, on procède à l'écrasement du composite durant 90 secondes à 24°C jusqu'à une hauteur de 6,25 cm. Après son enlèvement de la presse, on fait durcir le composite à 65°C durant 15 minutes ; la I 71 30102 ao 2102364 hauteur finale est de 6,25 cm. Les masses volumiques des parties centrales des couches préparées à partir des formulations A, B et C sont respectivement de 0,089 g/om^, 0,213 g/ou? et 0,088 g/cm^. Exemple 12 5 On prépare trois formulations de mousses de polyuréthanne comme dans l'exemple 11. Après achèvement de la levée, on place, les mousses A et B en relation de contact contigu et, après un intervalle de temps de 90 secondes, on écrase le composite jusqu'à une hauteur de 5 cm durant 30 secondes. On laisse ensùite s'effectuer 10 la levée de la formulation C, placée au-dessus des couches préparées à partir des formulations A et B, et l'on écrase jusqu'à 7,5 cm durant 90 secondes à 24°C le composite constitué par ces trois couches l'intervalle de temps jusqu'à cet écrasement est de 90 secondes pour le composite en ce qui concerne la formulation G et de 125 secondes 15 en ce qui concerne les formulations A et B, On fait durcir à 65°C durant 15 minutes le produit résultant pour obtenir un composite ayant une hauteur de 3,75 cm. les masses volumiques des parties centrales des couches préparées à partir des formulations A, B et C sont de 0,067 g/cm^, 0,070 g/cm^ et 0,336 g/crn^, respectivement ; 20 les hauteurs respectives de ces couches sont de 4,5 cm, 0,75 cm et 3,5 cm. Exemple 13 On prépare deux formulations de mousse de polyuréthanne en suivant le mode opératoire décrit dans l'exemple 1 et en utilisant 25 les ingrédients de cet exemple 1, sauf que l'on utilise dans la formulation 0,22 partie d'octoate stanneux. On verse une formulation et on laisse s'effectuer la levée. Trente-cinq secondes après la levée, on verse la seconde formulation sur la première. On place le composite résultant dans une presse à main munie d'une pièce 30 d'écartement de 5 cm et on laisse le composite demeurer durant 90 secondes. Pour ce composite, l'intervalle de temps jusqu'à écrasement à 24°C est de 90 secondes en ce qui concerne la seconde formulation et de 125 secondes en ce qui concerne la première formulation* On achève le durcissement en chauffant à 65°C durant 15 minutes. 35 Les masses volumiques des parties centrales des couches préparées à partir de la première et de la seconde formulation sont respecti-vement de 0,075 g/cnr et 0,116 g/cm ; les hauteurs des couches sont respectivement de 2 cm. et 4,25 cm. 71 30102 21 2102364 Exemple 14 On produit une mousse de polyuréthanne rigide en utilisant les ingrédients suivants et les proportions ci-après : Ingrédients Parties en poids 5 Mélange oxypropylé de méthyl-glucoside et de glycérine ayant un poids moléculaire de 490 Î00,0 Copolymère à blocs ou longues séquences de siloxanne et d'oxy-10 alkylène - 2!,,0 1,1,3,3-té tramé thylbutanediamine 2,5 Trichloromonofluorométhane 32,0 Polyméthylène isocyanate de polyphénylène 111,0 15 On verse au sommet d'une tranche de 2,5 cm de hauteur de la mousse de polyuréthanne rigide décrite ci-dessus, une formulation de mouase de polyuréthanne souple utilisant les mêmes ingrédients et les mêmes proportions que dans l'exemple 1, et on laisse la levée s'effectuer librement : ce qui donne une hauteur de 10 cm. 20 On place le composite résultant dans une presse à main munie d'une pièce d'espacement de 5 cm ; jusqu'à l'écrasement, on laisse s'écouler une période de 35 secondes à 24°C en ce qui concerne la formulation de polyuréthanne souple. Après 90 secondes d'écrasement, on retire le composite de la presse et l'on achève le durcissement 25 par chauffage dans une étuve durant 15 minutes à 65°C. Le composite final a une hauteur de 5 cm. La couche de mousse rigide, de 2,5 cm de hauteur, a une masse volumique de 0,033 g/cm ; la masse volumique de la partie centrale de la couche de mousse flexible est de 0,074 g/cm^.