Brevet FR2067162A1 — publié le 19710820

La présente invention concerne un procédé et un appreil pour produire de la résine de polyuréthanne sur un substrat de façon continue, procédé et appareil selon lesquels on dépose de la résine qui est au moins partiellement à l'état n'ayant pas réagi et qui est apte à s'écouler en un mince courant, en un mouvement d'avant en arrière, entre le substrat et une bande presseuse opérant de concert avec un tambour rotatif chauffé pour fixer et durcir la résine en un solide, après quoi, on retire du tambour chauffé la résine durcie et le substrat sous la forme d'une feuille flexible. La résine peut être ou non à l'état de mousse et le substrat peut être fixé de façon permanente à la résine, ou bien il peut en être détachable. Le procédé et l'appareil de la présente, comme cela sera expliqué en détail ci-après, sont capables de produire une large variété de produits, dans lesquels la résine durcie à chaud est fixée de façon permanente ou temporaire sur une feuille de substrat. La résine de polyuréthanne durcie est produite continuellement et uniformément, selon les désirs. Un mode de réalisation du procédé et de l'appareil de l'in- vention est illustré dans la figure unique d'accompagnement, qui est une illustration semi-schématique de l'appareil de l'invention, servant à la mise en oeuvre du procédé de l'invention. Comme indiqué, la résine est une résine de polyuréthanne. La façon selon laquelle on prépare l'uréthanne ne fait pas partie de la présente invention. Ainsi, l'uréthanne peut être préparé de toute façon voulue et il peut appartenir à un type de polyester ou de polyéther formé par réaction avec un poly-isocyanate. Ces procédés de fabrication des uréthannes sont bien connus et largement décrits dans les brevets aussi bien que dans une autre bibliographie ou littérature scientifique.La préparation de produits à base de produits de polyuréthanne contenant des radicaux isocyanate libres résultant de la réaction entre (1) un alkyde ou une autre matière polymère organique contenant de l'hydrogène actif et (2) des composés organiques contenant, comme seuls groupes réactifs, plusieurs groupes isocyanate, est décrite dans "German Plastics Practice" de De Bell et ses collaborateurs, 1946, pages 315 et 465-465. D'autres indications concernant les réactifs et les procédés qui peuvent entre em ployés pour produire des polyuréthannes applicables à la présente invention se trouvent dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique n0 2.282.827 n0 2.787.601 n0 2.284.637 n0 2.788.335 n0 2.284.896 n0 2.850.464 n0 2.292.443 n0 2.833.730 n0 2.333.639 n0 2.842.506 n0 2.358.475 et n0 2.814.600 n0 2.779.689 Un procédé général de fabrication de l'uréthanne consiste à faire réagir un polyisocyanate avec un composé contenant un groupe à hydrogène actif, tel qu'un polyéther ou un polyester, pour produire un prépolymère. On fait ensuite mousser le prépolymère par réaction avec de l'eau, si l'on désire obtenir une mousse comme produit, et de préférence, avec un catalyseur du type amine, pour produire de l'anhydride carbonique comme sous-produit qui forme des bulles et aboutit à la production des mousses. La mousse d'uréthanne peut également être produite par ce que l'on appe#lle le procédé en une seule étape, selon lequel on incorpore l'ensemble du polyisocyanate, du composé contenant l'hydrogène actif et de l'agent de moussage tel que l'eau et, de préférence, un catalyseur et une silicone fluide dans la réaction en même temps.Ces réactions sont bien connues des experts en la matière et ont fait l'objet de nombreuses études,effectuées par de nombreux chercheurs et groupes de recherche depuis 1945. Comme cela est bien connu, les uréthannes peuvent être produits sans formation de mousse, si on le désire, et l'uréthanne résultant peut être calandré et formé comme on peut calandrer et former du caoutchouc. EXEMPLE 1 On prépare une résine de prépolymère par le mode opératoire suivant : on effectue un mélange préalable de 200 kg de "Pluronic L-61", dont l'indice d'hydroxyle est égal à 50,5, avec 28,8 kg de "PPG-400", dont l'indice d'hydroxyle est égal à 288,8, ce qui représente un rapport entre équivalents d'hydroxyle de 0,4448 à 0,3635. Le mélange de polyslssoit avoir un indice d'hydroxyle de 80-81 et l'on ajuste l'indice d'acide à 0,03 et la teneur en eau à 0,39 . A ce mélange, on ajoute tout en agitant 107,5 kg de di isocyanate de toluène, présentant une acidité totale de 0,02 à 0,003 Va. Le rapport NCO/OH est d'environ 3,44. Au bout de 30 minutes, la chaleur de réaction a provoqué une montée de la température jusqu'à 54,50C environ.Avec un chauffage supplémentaire qui nécessite 2 heures, le mélange atteint une température de 1000C. On laisse la réaction se poursuivre à 1000C, jusqu'à ce que la viscosité soit d'environ 3900 à 4200 centistokes. On refroidit le prépolymère résultant jusqu'à 380-520C environ ; il contient environ 9,35 ffi de groupes NCO libres. La totalité du processus prend environ 8 heures et demie à 9 heures et demie. Pour chaque fraction égale à 100 parties en poids du prépolymère ci-dessus, préalablement ajusté à 9,8 % de NCO libre, on ajoute les ingrédients suivants : 0,2 partie de silicone fluide "DC-200" (polydiméthylsiloxane) ayant, à 25oC, une viscosité de 50 centistokes, 17 parties de "Titanox RCHT-X" et 0,167 partie de jaune de benzidine, colorant n0 12.220. On fabrique une solution de catalyseur comme suit : 15 parties d'eau, 1,5 partie de triéthylamine et 5 parties de diéthanolamine. On prépare l'uréthanne comme suit On utilise des pompes doseuses de précision pour envoyer la solution de résine de prépolymère et de catalyseur, dans le rapport de 32-25:1, vers une tête de mélange ayant une capacité de 100 ml. On utilise un mélangeur à turbine à trois pales, en utilisant une vitesse de mélange de 3400 tours/minute. Pour faciliter le pompage de la résine, on chauffe la résine jusqu'à 490C. Le débit du pompage est d'environ 2,23 kg/minute. Le "Pluronic T-61" a pour formule llo(o2114o) a (C 3116O)b(C2H40)cH Le polyoxypropylène de base a un poids moléculaire environ 1501 à 1800 et ce produit a une teneur en oxyéthylène d'environ 10 % . Le "PPG-400" est du polypropylène-glycol ayant un poids moléculaire d'environ 400. Le "Titanox RCHT-X" consiste en particules de sulfate de calcium enrobées de bioxyde de titane. Dans l'appareil représenté à la figure unique, il y a un tambour rotatif 10 que l'on peut faire tourner par des moyens usuels autour d'un axe central 11, et ce tambour est creux et contient des éléments internes de chauffage 12 disposés au voisinage de la surface intérieure du tambour. Durant son utilisation, on fait tourner le tambour autour de l'axe 11 dans le sens illustré par la flèche 13. Disposée autour d'une portion majeure de la circonférence extérieure du tambour 10 (dipréférence sur plus de 2700 autour de la surface périphérique 14), il y a une bande ou courroie presseuse sans fin 15 qui est guidée vers la surface 14 par un rouleau 16 et qui est éloignée de cette surface par un rouleau 17. Dans le mode de réalisation représenté, la bande 15 est adjacente à la surface 14 sur 3000 environ. La bande 15 est ensuite re-dirigée vers le rouleau 16 par une paire de rouleaux 18 disposés à une certaine distance du tambour 10. Afin d'alimenter le substrat autour du tambour 10, il y a une bobine 19 destinée à supporter un rouleau du substrat. Dans une utilisation de la présente invention, le substrat est un rouleau d'étoffe 20, dont on dirige une feuille d'étoffe 21 sur une paire de rouleaux fous 22 séparés par une certaine distance et vers la surface 14 du tambour, en dessous de la bande 15 et entre le tambour 10 et le rouleau 16. On fait tourner le tambour 10 et l'on déplace la feuille de substrat 21 à peu près à la même vitesse linéaire, de sorte qu'il nty a sensiblement pas de glissement entre la tambour et la feuille. Cela est également exact pour la bande 15. Avec cette disposition, la feuille 21 et la bande presseuse 15 se rapprochent de la surface 14 du tambour 10 à des angles différents, de façon à constituer entre elles une zone de serrage.Dans le mode de réalisation représenté ci-dessus, cette zone de serrage est un mélangeur capable d'un mouvement latéral et constitué d'une chambre de mélange 24 mue par un moteur électrique 25 et alimentée par des ingrédients liquides pour former la résine de polyuréthanne, par l'intermédiaire de plusieurs conduites d'écoulement 26. Ainsi, dans l'exemple 1 cidessus du polymère, la sortie des pompes doseuses (non représentée) s'écoule à travers les conduites 26, dont deux seulement sont représentées ici, et le liquide entre dans le mélangeur 24. Du mélangeur 24, la résine mélangée est envoyée, par un ajutage 27, en un mince courant vers la zone de serrage 23, ce courant ayant, de préférence une dimension de section transversale moyenne (ou diamètre, lorsque le courant est de section circulaire) d'environ 3,2 mm à 9,6 mm. Pendant ce temps, la feuille d'étoffe 21, le tambour 10 et la bande presseuse 15 se déplacent, comme expliqué ci-dessus, à une vitesse linéaire sensiblement égale. Durant le dépôt du mélange des réactifs provenant de l'ajutage, comme décrit, on fait passer l'ajutage en va-et-vient sur la longueur du tambour 10, de façon que le mélange de résine soit déposé en une perle, selon un mouvement de va-et-vient, à un débit tel qu'il y ait fourniture dans la zone de serrage 23 de la quantité voulue du mélange. Cela signifie, bien entendu, qu'il faut prévoir une vitesse de mouvement de va-et-vient de l'ajutage 27 d'autant plus élevée que la longueur du tambour chauffé 10 est plus grande. Dans un mode de réalisation de l'invention, le tambour 10 a environ 1,50 m de longueur et le diamètre de la perle déposée à la zone de serrage 23 est d'environ 6,35 mm.Dans ces conditions, il y a, entre la rotation du tambour 10 et la vitesse du mouvement de va-et-vient de l'ajutage 27, une corrélation permettant le dépôt de la quantité voulue de résine à la zone de serrage. Bien entendu, la corrélation entre ces conditions va varier pour chaque produit différent, en raison du fait que la nature du produit à fabriquer va déterminer l'épaisseur du dépôt de résine sur la feuille 21. Le rouleau 16 est, bien entendu, un rouleau de jaugeage et il est ajustable par des moyens non représentés, de façon à pouvoir se rapprocher et s'écarter de la surface périphérique 14 pour produire un dépôt de résine ayant l'épaisseur voulue. La résine de l'exemple 1 peut être mise sous forme de mousse, de façon à produire une mousse de polyuréthanne sur la feuille 21 dans ce premier mode de réalisation. Cependant, comme expliqué antérieurement, la résine peut être produite sans formation de mousse, si on le désire. Durant le processus ci-dessus, on fait tourner le tambour 10, comme indiqué par la flèche 13, de façon que la feuille 21 et la bande presseuse 15 se déplacent autour du tambour dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, comme illustré, la température et la durée de séjour sur le tambour sont telles que le mélange de résine liquide est complètement durci pour donner un solide, au moment où l'ensemble atteint le premier rouleau 17. De là, la feuille 28 recou verte de mousse d'uréthanne est dirigée, en passant sur un rouleau fou 29, vers une bobine enrouleuse 30 sur laquelle cette feuille se dispose sous la forme d'un rouleau 31 d'étoffe revêtue. Dans certains cas, on peut souhaiter déposer l'uréthanne entre une paire de substrats flexibles. L'appareil comprend donc un autre rouleau 32 d'où on peut faire venir un autre substrat flexible. Comme illustré dans la figure, ce substrat flexible peut être un second rouleau 33 d'étoffe 34 qui peut être dirigée de la bobine 33 sur une série de rouleaux fous 35 vers la bande presseuse en mou vement 15 Cette étoffe 34 définit alors l'autre côté de la zone de serrage 23, de sorte que la mousse d'uréthanne provenant de l'sjuta- ge 27 est déposée entre les feuilles d'étoffe 21 et 34. Dans ce fonctionnement de l'appareil, l'assemblage continu constitué par l'uréthanne ayant de l'étoffe sur ses deux faces opposées est enroulé sur la bobine enrouleuse 30. L'appareil de la présente invention peut également servir à fabriquer divers autres types de produits. Un produit de ce genre entre dans le cadre de la production d'une pellicule de polyuréthanne qui est adhésive. Lorsque l'appareil est utilisé de cette façon, l'adhésif liquide (non représenté) est appliqué à la surface extérieure de la bande presseuse 15 en un point tel que le point A considérablement avant la zone où le mélange générateur de polyuréthanne est appliqué à la zone de serrage 23. Afin de faciliter l'enlève- ment de l'adhésif de la bande 15, on préfère que, dans cette utilisation, la bande comporte une surface non adhérente, par exemple en munissant cette bande d'une surface extérieure recouverte d'une résine de silicone. A mesure que la bande se déplace dans le sens indiqué dans le dessin annexé, l'adhésif s#èche à l'air ou bien il peut être séché par des éléments de chauffage adjacents 36 qui, comme les éléments 12, peuvent être des éléments chauffants électriques. Ensuite, lorsque le mélange d'uréthanne provenant de l'ajutage 27 est dirigé dans la zone de serrage 23, comme décrit ci-dessus, l'adhésif sur la bande 15 va être transféré sur l'uréthanne solide et il an résulte que la feuille quittant le tambour 10 et la bande presseuse 15 au rouleau 17 va comprendre une étoffe recouverte de polyuréthanne solide qui est, à son tour, revêtu de l'adhésif. Si on le désire, on peut fabriquer le même produit, mais au lieu d'avoir comme substrat une feuille fixée sur l'uréthanne, la feuille peut être une feuille de décollage, telle qu'un papier de décollage, de façon que le produit qui est repris sur la bobine enrouleuse ou de reprise 30 soit alors une feuille d'uréthanne contenant de l'adhésif en son sein. Dans une autre utilisation de l'appareil de la présente invention, la feuille de substrat provenant de la bobine d'alimentation 19 peut elle-même être revêtue d'un adhésif détachable, de sorte que la feuille d'uréthanne quittant le tambour 10 au rouleau 17, comme précédemment décrit, contient de l'adhésif sur ses deux faces, l'adhésif sur une des faces étant fourni comme indiqué cidessus en provenance de la surface de la bande presseuse 15, et l'adhésif pour l'autre face étant fourni par celui déposé sur le papier de décollage provenant de la bobine d'alimentation 19. L'appareil et le procédé peuvent également servir à produire une feuille gaufrée, lorsqu'on fournit le substrat provenant de la bobine 19 sous la forme d'un papier de décollage gaufré, cependant que la feuille provenant de la bobine 32 peut être une feuille de papier plat de décollage. Si on le désire, on peut produire des substrats revêtus d'uréthanne, tels que des étoffes flexibles avec l'uréthanne présent sous la forme de dépôts façonnés sur le substrat. Dans ce cas, la surface 14 du tambour 10 peut être munie d'un dessin formé par exemple par la formation de gorges dans ce tambour, de façon à déposer l'une thanne sur le substrat sous la forme de bourrelets, par exemple. Ainsi qu'il ressort de la description ci-dessus, l'appareil comportant les éléments fondamentaux décrits et montrés ici peut servir à produire une large variété de produits, comprenant du polyuréthanne, et cela de façon rapide, économique et efficace. Il va de soi que la présente invention n'a été décrite et représentée, notamment sur le dessin annexé, qu'à titre explicatif, mais nullement limitatif, et qu'elle est susceptible de diverses variantes sans sortir de son cadre. - REVENDICATIONS 1 - Procédé pour produire une résine de polyuréthanne sur un substrat, ce procédé étant caractérisé par le fait que l'on fournit un tambour chauffé rotatif ; on dirige une bande presseuse mobile selon un certain angle par rapport à la surface périphérique de ce tambour, puis autour de la majeure portion de cette surface périphérique, le tambour tournant et la bande se déplaçant à des vitesses linéaires sensiblement égales ; on dirige une feuille flexible sur ce tambour rotatif, puis autour du tambour, entre la bande et le tambour, ce qui fournit une zone de serrage entre la bande et la feuille sensiblement dans la zone où cette bande et cette feuille se rapprochent du tambour ; on fait couler un mélange liquide générateur de polyuréthanne et ayant tout au plus partiellement réagi sur cette feuille en un mince courant en va-et-vient le long de cette zone de serrage, cependant qu'on fait tourner le tambour et la bande et qu'on les déplace, et l'on enlève cette feuille et le polyuréthanne qui se trouve dessus de ce tambour et de la bande presseuse, la durée de séjour de l'uréthanne sur le tambour et la température du tambour suffisant à durcir le polyuréthanne liquide pour en faire un solide. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le mince courant de mélange générateur de polyuréthanne a, en moyenne, une section de 3,2 à 9,6 mm. 3 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on dirige une paire de feuilles flexibles sur le tambour rotatif selon un angle entre ces feuilles et le tambour tel que la zone de serrage se situe entre la paire de ces feuilles, et l'on fait couler le mélange générateur de polyuréthanne entre ces feuilles à cette zone de serrage, la paire de feuilles et le polyuréthanne qui se trouve entre ces feuilles étant retirés sous forme d'un ensemble unitaire de la zone comprise entre le tambour et la bande presseuse. 4 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la feuille est une feuille de décollage qui est ensuite enlevée ou décollée de la pellicule d'uréthanne résultante, après l'enlèvement de la feuille et du polyuréthanne du tambour. 5 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on applique un adhésif sensible à la pression sur cette bande en amont de la zone de serrage, en vue d'un transfert sur le polyuréthanne. 6 - Procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la feuille est une feuille de décollage qui est ensuite enlevée de la pellicule d'uréthanne résultante, après l'enlèvement de la feuille et du polyuréthanne du tambour. 7 - Appareil pour produire du polyuréthanne adhérant à un substrat, cet appareil étant caractérisé par le fait qu'il comprend un tambour rotatif chauffé ; une bande presseuse sans fin voisine d'une portion majeure de la surface périphérique du tambour et pouvant se déplacer avec cette surface périphérique, la bande se rapprochant de cette surface à une zone de serrage selon un certain angle ur tambour rotatif un moyen pour diriger une feuille flexible a cette zone g serrage, entre ce tambour et la bande ; un moyen pour diriger du polyuréthanne capable de couler vers la zone de serrage entre la feuille et le bande presseuse à partir d'un ajutage effectuant un mouvement transversal de va-et-vient le long de cette zone de serrage et ainsi le long du tambour, cependant qu'on fait tourner le tambour avec la bande mobile, pour appliquer le polyuréthanne sur la feuille, la durée de séjour de l'uréthanne sur le tambour et la température du tambour étant suffisantes pour durcir le polyuréthanne liquide et en faire un solide ; et des moyens pour enlever cette feuille et le revêtement de polyuréthanne qui lui est appliqué d'entre le tambour et la bande presseuse. 8 - Appareil selon la revendication 7, caractérisé par le fait que l'ajutage a une ouverture de sortie d'environ 3,2 à 9,6 mm de diamètre.