Brevet FR2125575A1 — publié le 19720929

Le doublage de mousses de matières plastique^ en. particulier de mousses de polyuréthannes avec des structures planes, en particulier textiles ou des rubans ou bandes de matières plastiques qui peuvent également se présenter eux-mêmes sous forme de mousse, ce fait actuellement par le 5 procédé dit de "doublage à la flamme". Ce doublage à la flamme est décrit dans le brevet de la République Fédérale d'Allemagne n° 1.128.123. Par l'action directe d'une flamme sur la surface de mousse plastique, on brûle une quantité telle de la mousse de polyuréthanne que les produits de décomposition poisseux ainsi formés assurent une liaison durable des matériaux 10 à réunir entre eux. Au lieu du contact direct de la flamme, on peut aussi opérer avec des gaz chauds ou par irradiation infrarouge, comme décrit par exemple dans le brevet de lg République Fédérale d'Allemagne n° 1.016.680 ou le brevet français n° 1.550.743. Dans ce procédé, on crée par décomposition thermique de la 15 couche supérieure de mousse des gouttelettes de produits de décomposition poisseux et on presse directement ensuite le textile ou d'autres matières en ruban sur la surface de mousse ainsi rendue collante. L'avantage principal de ce procédé, outre la vitesse élevée de l'opération, est le fait que les gouttelettes en fusion formées aux limites des cellules ne peuvent jamais 20 former une couche fermée et que le stratifié ainsi obtenu tespire" et possède un toucher doux. Il présente cependant l'inconvénient d'une résistance à 1'exfoliation pas toujours suffisante ainsi que le fait que l'on doit utiliser dans ce procédé une colle assez coûteuse, à savoir le-polyuréthanne expansé et ensuite fondu de manière défavorable, en quantités non négligeables afin 25 d'obtenir des résultats satisfaisants dans le collage. Ainsi, selon le brevet de la République Fédérale d'Allemagne n° 1.128.123, on indique comme épaisseur de la couche de polyuréthanne àfarûler un intervalle d'environ 0,15 à 0,8 mm. Avec la valeur inférieure, on n'obtient que de très faibles résistances au clivage. Par exemple, par flambage de la mousse de polyuréthanne sur une 30 épaisseur de couche de 0,15 mm, la résistance au clivage entre un ruban de mousse de polyuréthanne et un ruban de tricot de polyamide est de 0,0191 kg/cm. Dans la pratique, on doit donc brûler une épaisseur importante de mousse pour l'obtention de résistances au clivage suffisantes entre les matériaux à assembler. Les épaisseurs de flambage sont habituellement de 0,4 mm et au-dessus, 35 par exemple d'environ 0,6 mm. Avec une mousse de polyuréthanne ayant un poids volumique de 25, pour un flambage sur une épaisseur de seulement 0,4 mm, il 2 faut déjà une quantité de polyuréthanne expansé de 10 g/m . 72 05431 2 2125575 Il n'a donc pas manqué de tentative pour remplacer cette "colle à chaud de polyuréthanne" coûteuse et pas toujours satisfaisante par des colles à chaud ayant une meilleure résistante au clivage et se présentant sous une forme plus économique, par exemple en poudre ou en 5 feuille ou bien aussi en solution ou dispersion. On a constaté qu'avec des 2 quantités de substance comparables, c'est-à-dire donc avec 10 à 15 g/m , on peut obtenir des effets de collage qui sont supérieurs à ceux obtenus par doublage à la flamme. Non seulement les procédés de collage à chaud 10 n'atteignent pas la vitesse de fonctionnement du doublage à la flamme, mais il faut en même temps tenir compte des frais opératoires élevés pour préparer cette modification du procédé, pour distribuer uniformément la colle appliquée à chaud en faible quantité sur toute la surface à doubler. A cet effet, il est nécessaire de transformer par exemple en solution ou en dispersion les 15 matières thermoplastiques généralement incorporées comme colles ou bien de les désagréger par des procédés coûteux de broyage ou de fines dispersions et ensuite de les appliquer en forme de trame sur la mousse ou le textile puis à les y faire fondre. On peut préparer de manière particulièrement économique quelques 20 unes de ces résines thermoplastiques particulièrement appropriées consne colles appliquées à chaud, en particulier le polyéthylène approprié pour le doublage 2 des textiles, sous forme de feuilles minces à partir de 12 à 15 g/m . On a donc mis au point un procédé dans lequel on enduit la mousse, la feuille de polyéthylène et le textile et on chauffe ensuite à travers le textile jusqu'à 25 fusion du polyéthylène et obtention du stratifié. Ce procédé donne, avec un chauffage suffisant des doublages qui "respirent" et ont "de la main", car à ces faibles épaisseurs de co*che, le polyéthylène fond en petites gouttelettes et ainsi ne forme pas de couche étanche. Mais il est très désavantageux que la quantité de chaleur nécessaire doive être transmise à travers l'article 30 textile. D'une part le textile ne supporte plus les températures nécessaires, d'autre part il rend difficile le transfert de chaleur, ce qui oblige pour de fortes épaisseurs de textile à des durées opératoires beaucoup trop longues. L'invention a pour but la mise au point d'un procédé qui remplace totalement ou au moins en grande partie la colle de polyuréthanne produite 35 par grillage par une colle appliquée à chaud introduite dans le doublage, en particulier une résine thermoplastique et introduisant alors dans le procédé cette colle à chaud sous forme de feuille mince en général particulièrement économiques. Toutefois, l'invention doit permettre de produire des matériaux stratifiés qui respirent et ont un toucher doux entre la mousse et l'autre 72 05431 3 2125575 matériau en ruban. L'invention a en particulier pour objet la mise au point d'un procédé permettant d'utiliser le polyéthylène ou d'autres hydrocarbures polymérisés comparables en feuille comme colle appliquée à chaud,'sans que l'on doive tenir compte des inconvénients précédemment 5 mentionnés. Des difficultés particulières sont le fait que des feuilles bon marché, en particulier les feuilles de polyéthylène bon marché, sont étirées biaxialement par suite leur mode de préparation (feuilles soufflées) et que ce moulage est retardé avec un rétrécissement notable de la feuille à des températures qui sont encore très inférieures au point de fusion. 10 A partir de ces données, la demanderesse a mis au point un nouveau procédé de doublage qui supprime les difficultés mentionnées. Il est utilisable en général pour le doublage de mousses avec utilisation de colles à chaud sous forme de feuille, mais il est particulièrement important pour le doublage de mousses de polyuréthanne et en particulier de mousses souples 15 de polyuréthanne. Le procédé de l'invention permet d'utiliser par exemple des feuilles de polyéthylène bon marché comme colles appliquées à chaud dans la préparation de stratifiés à plusieurs couches qui respirent" L'invention a donc pour objet un procédé pour le doublage d'une mousse, de préférence d'un ruban de mousse molle de polyuréthanne, 20 avec un matériau plat avec utilisation d'une colle à chaud ayant un point de ramollissement inférieur au point de ramollissement ou de décomposition de la mousse, caractérisé en ce que l'pn ramollit thermiquement la surface de mousse à doubler, mais sans produire une quantité de produit fondu ou de produit de décomposition suffisante pour un collage durable, on réunit 25 ensuite la surface ramollie de la mousse avec une feuille mince de la colle à chaud, on fait ensuite fondre de manière connue cette feuille de colle à chaud et on applique dans cette masse'fondue le matériau à doubler avec la mousse. Dans un premier stade du procédé de l'invention, on fait 30 adhérer de manière relativement lâche sur la surface de mousse la colle à chaud appliquée sous forme de feuille. Il n'est pas nécessaire à cet effet de décomposer des quantités importantes de la mousse de polyuréthanne. Il suffit du ramollissement de la couche supérieure de mousse. Avec ce ramollissement, il peut se produire par effondrement des parois de pores 35 une réduction relativement faible de l'épaisseur de la couche de mousse. Cependant, cette diminution de l'épaisseur de couche n'atteint en général pas plus de 0,3 usa, de préférence moins de 0,2 mm. On a constaté dans la 72 05431 4 2125575 pratique qu'il peut se produire une diminution de l'épaisseur de la couche de mousse de l'ordre de 100 à 150 jx . Mais il n'y a pas alors production des produits de décomposition fondus en gouttelettes caractéristiques du procédé de doublage à la flamme. Les parois extérieures des pores sont au 5 contraire seulement ramollies. On incorpore ensuite dans cette surface de mousse ramollie la colle à chaud sous forme d'une feuille mince. Les parois ramollies de la mousse de polyuréthanne attaquent la feuille et la fixe à sa place. Les forces de liaison développées seraient cependant beaucoup trop faibles pour donner 10 une liaison durable entre la mousse et la feuille de colle à chaud pour les contraintes mécaniques. Mais ce n'est pas non plus nécessaire dans ce cas. Dans le stade suivant du procédé on fait fondre de manière connue la feuille de colle à chaud. Ceci s'effectue par traitement thermique par exemple par léchage avec une flamme, avec des gaz chauds et/ou par l'action de radiations 15 infrarouges. La feuille mince de colle à chaud fond en gouttelettes très fines qui sont fixées sur les parois de pores de la surface de mousse. Mais on produit ainsi une surface collante de mousse qui, dans un certain sens, est le stade intermédiaire habituel du doublage à la flamme; la seule différence est que :le procédé de l'invention, les gouttelettes poisseuses 20 sont formées non •. par des produits de décomposition du polyuréthanne mais par une colle à chaud incorporée. On introduit alors l'article à doubler dans la surface de mousse rendue collante. On réunit ensemble les matériaux de manière connue, avantageusement par un procédé continu,et on les fixe jusqu'à ce qu'il y ait production d'une liaison suffisamment solide par 25 solidification de la colle à chaud. L'épaisseur de la feuille de colle à chaud est ajustée chaque fois au type de matériau stratifié et à son utilisation. Pour des matériaux relativement grossiers, dans lesquels en particulier la perméabilité et l'activité respiratoire ne joue qu'un rôle de second ordre ou nul, 30 par exemple pour la préparation de matériauxpour tapis, il peut être souhaitable d'utiliser des feuilles relativement épaisses de la colle à chaud. Dans ce cas, une quantité importante de la colle fondue est disponible pour le doublages Il en va autrement lorsque l'on doit préparer des matériaux 35 perméables, en particulier doués d'activité respiratoire. L'épaisseur de la feuille de colle à chaud doit, selon l'invention, être de préférence limitée de telle manière que dans la fusion ultérieure de cette feuille sur la mousse 72 05431 5 2125575 et de doublage qui suit, il se produise un collage permettant l'activité respiratoire. La quantité de colle à chaud est donc limitée de telle manière que, lors de la fusion de la feuille, il n'y ait pas fermeture des pores de la surface de mousse par une couche uniforme ou en grande partie uniforme de 5 la colle à chaud, mais qu'il se forme seulement les produits de fusion sous forme de gouttelettes sur les parois des pores de la mousse de polyuréthanne. Il s'est révélé que des épaisseurs de feuilles inférieures à 200 yu et en particulier dans l'intervalle d'environ 10 à lOO^u sont particulièrement appropriées. Pour la préparation d'articles grossiers, des 10 épaisseurs de feuilles d'environ 50et au-dessus peuvent Être avantageuses. Dans la préparation de matériau stratifié à activité respiratoire, par exemple dans le domaine de la confection ou pour les applications dans le rembourrage, 'on peut utiliser des épaisseurs de feuille dans l'intervalle de 10 à environ 50 yU, de préférence de 10 à 30yu . Les feuilles soufflées en polyéthylène, 15 par exemple d'une épaisseur de couche de 15 à 20ji, sont fixées sur la surface de la mousse dans le premier stade du procédé à un degré tel que le rétrécissement de la feuille est amorti par le chauffage ultérieur pour la préparation de la masse fondue. 20 On peut incorporer comme colles à chaud toutes les matières couramment utilisées dans la pratique jusqu'à présent, mais cette fois sous forme de pellicule. Dans ce cas déjà, pour des raisons économiques, les feuilles de polyoléfine bon marchés en particulier de polyéthylène ou de polypropylène ont une importance particulière. Mais les feuilles éventuelle-25 ment plastifiées en polyamides,polystyrène et leurscopolymères, chlorure de polyvinyle et/ou acétate de polyvinyle ou leurs copolymères, bref les feuilles de toutes matières qui sont intéressantes dans la technique des colles à chaud ou du soudage de matière mousse. Selon l'invention, on peut utiliser comme colles à chaud non seulement des feuilles sans support, mais 30 aussi des matières difficiles ou impossibles à transformer en feuilles sans support. On peut citer comme exemple l'acétate de polyvinylejqui est une excellente colle à chaud^mais peut difficilement être préparée sous forme d'une feuille sans support. Dans ces cas, la colle à chaud est introduite selon l'invention sous la forme dite de feuille de transfert, c'est-à-dire 35 qu'on applique de manière connue une couche de la jcolle à chaud sur un support, par exemple àupqiier,de la cellulose régénérée ou un ruban de matière plastique, éventuellement après dépôt d'un matériau séparable sur le support. Cette 72 05431 6 2125575 couche de colle à chaud colle alors avec le support sur la surface ramollie de la mousse. Ensuite, on retire le support et on fait fondre , comme on l'a indiqué,la feuille de colle à chaud et on l'utilise comme colle pour le doublage ultérieur. 5 On ajuste le chauffage de la surface de mousse avantageu sement en fonction de la nature de la colle à chaud choisie chaque fois, de manière que la surface chauffée et ramollie, de la mousse soit à une température voisine ou supérieure au point de fusion de la colle à chaud sous forme de feuille au moment où l'on réunit la mousse et la feuille de 10 colle à chaud. Tous les matériaux qui donnent une liaison durable avec le type de colle à chaud utilisé sont appropriés au sens de l'invention pour le collage avec le ruban de mousse,en particulier les rubans de mousse de polyuréthanne. Le procédé de l'invention est particulièrement important pour 15 le doublage de rubans de mousse avec des textiles (tissu, tricot, ou non-tissé). Le procédé de l'invention est néanmoins encore utilisable pour une modification particulièrement intéressante à l'heure actuelle. Les articles stratifiés dans lesquels sont réunies une couche de mousse et une couche de velours textile ont acquis récemment de plus en plus d'importance. On peut alors 20 opérer en doublant,au sens de l'invention, un ruban de textile velouté avec une couche de mousse. La modification suivante est toutefois particulièrement simple et très efficace du point de vue de la main et aussi de l'activité respiratoire ; on produit une quantité suffisante de la colle à chaud fondue sur la surface extérieure de la mousse et on incorpore ensuite directement 25 de manière connue dans cette couche de colle à chaud une couche de velours synthétique. La couche de velours textile appliquée avantageusement par voie électrostatique se solidifie directement sur les parois des pores de la mousse dans la couche de colle à chaud qui y est présente et se solidifie. Mais on peut stratifier de cette manière sur la mousse non 30 seulement des matériaux textiles mais aussi d'autres matériaux plats, par exemple des rubans de matière plastique, par exemple des feuilles fermées de matière plastique ou en particulier aussi des feuilles de matière plastique expansées. Le procédé de l'invention offre toujours la possibilité d'utiliser la colle à chaud appliquée économiquement sous forme de feuille au lieu 35 de la colle relativement chère produite par la décomposition du polyuréthanne. Le procédé de l'invention présente une série d'autres avantages notables : contrairement au procédé de collage à chaud décrit au début de 72 05431 7 2125575 la présente description, on peut opérer indépendamment de l'épaisseur du textile et aussi on n'est pas obligé de chauffer le textile à des températures qui soient encore supérieures au point de fusion de la colle à chaud en particulier donc du polyéthylène. Les avantages que l'on peut 5 atteindre dans ce cas par exemple par l'utilisation de matériaux textiles sensibles à la température sont évidents. On décrit ci-après en détail un mode de mise en oeuvre possible du procédé de l'invention, en référence à la figure unique du dessin annexé. La mousse souple de polyuréthanne 5 est envoyée sous forme d'une 10 bande sans fin sur le tambour 1 et chauffée superficiellement par un premier dispositif de chauffage 8 sur sa face opposée au cylindre à une température qui est supérieure au point de fusion de la colle à chaud mais inférieure au point de fusion ou de décomposition du polyuréthanne. Dans l'intervalle entre le tambour 1 et le tambour 2 en contact avec 15 ce dernier, on introduit la feuille de colle à chaud 6, par exemple une feuille de polyéthylène. La liaison nécessaire entre la mousse de polyuréthanne et la feuille de polyéthylène est obtenue par le passage du matériau stratifié autour du cylindre 2 de préférence refroidi. La mousse ainsi enduite passe alors sur un troisième tambour 3, de 20 sorte que la feuille de colle à chaud se trouve à nouveau sur la face extérieure. Par passage autour de ce tambour, le matériau stratifié traverse une seconde zone de chauffage produite par le deuxième dispositif de chauffage 9, du type déjà décrit. La feuille de colle à chaud est ainsi fondue sans qu'il se produire simultanément des processus importants de fusion ou de décomposi-25 tion sur le support de mousse de polyuréthanne. Le polyéthylène totalement fondu s'écoule en gouttelettes qui se fixent sur le bord des cellules de la mousse de polyuréthanne. Dès que ce résultat est atteint, le ruban textile généralement froid est amené et introduit sous pression dans la masse fondue de polyéthylène 30 dans l'intervalle entre le tambour 3 et le tambour suivant 4. Après un séjour limité sur ce tambour refroidi 4, on retire le matériau stratifié. Des modifications de ce procédé sont possibles quant à la forme et au déroulement. On peut par exemple réunir les stades opératoires des tambours 1 à 3 sur un gros tambour comportant deux zones de chauffage mais aussi 35 les effectuer séparément dans l'espace et/ou dans le temps. En particulier il n'est pas nécessaire que le stratifié primaire,formé à partir de la mousse de polyuréthanne et de la feuille de colle à chaud, soit soumis directement au traitement ultérieur. Le matériau est stable au stockage tel quel. Il peut 72 05431 2125575 donc aussi être manipulé et peut être utilisé pour le doublage séparément et ultérieurement. Le chauffage peut s'effectuer chaque fois non seulement par chaleur radiante ou par des gaz chauds ou des flammes, mais aussi par mise 5 en contact avec un tambour chauffé. Il est possible d'effectuer le doublage sur les deux faces d'une couche de mousse pour la préparation de matériaux recouverts sur les deux faces , dénommés stratifiés. On peut utiliser comme mousse de polyuréthanne aussi bien des polyéther-polyuréthannes que des 10 polyester-polyuréthannes sous forme de mousse. Les exemples suivants illustrentent l'invention sans toutefois en limiter la portée. EXEMPLE 1 On chauffe sur une face un ruban de mousse de polyéther-poly- 3 15 uréthanne de 10 mm d'épaisseur, poids volumique environ 54 kg/m , défilant à une vitesse d'environ 30 m/mn, au moyen d'une flamme nue de manière que les bords des parois de cellule atteignent une température d'environ 300DC. Immédiatement aprèspassage dans la flamme, on applique sous pression sur la surface du ban de mousse chauffé, une feuille de polyéthylène de 50^u 20 d'épaisseur en^ "-Se par un tambour presseur. La feuille de polyéthylène fond alors en surface et adhère sur la mousse de polyéther. Dans un second stade opératoire on fait passer le ruban de mousse ainsi préalablement traité et doublé, avec uievitesse de 17 m/mn, au contact de la flamme nue d'un brûleur à gaz. La feuille de polyéthylène 25 fond en formant des gouttelettes. Immédiatement après le passage dans la flamme, on fait passer un matériau pour tapis en contact par sa face arrière avec la surface de polyéthylène fondu et on comprime rapidement le produit doublé avec un tambour presseur jusqu'à ce qu'il soit refroidi. On obtient ainsi un tapis à face dorsale en mousse qui adhère fortement par l'intermé-30 diaire du polyéthylène fondu et à nouveau solidifié. EXEMPLE 2 On fait passer un ruban de mousse de polyester-polyuréthanne de 5 mm d'épaisseur, poids volumique environ 30, à une vitesse d'environ 20 m/mn, à 2 à 3 mn d'un radiateur à infrarouges. Immédiatement après le radiateur à 35 infrarouges,on double la surface de mousse ainsi chauffée avec une feuille de polyéthylène de 20^u d'épaisseur, qui fond ainsi en surface et colle sur la mousse de polyester.Par passage dans une seconde zone de chauffage, on 72 05431 9 2125575 fait fondre en gouttelettes la feuille de polyéthylène ainsi appliquée, au moyen d'un brûleur à gaz. Directement après cette seconde source de chaleur,on double la masse de polyéthylène fondue avec un matériau pour tapis en ruban de polyéthylène et fibre acrylique. 5 On obtient ainsi un tapis en ruban de polyéthylène/fibre acrylique doublé sur sa face dorsale d'une mousse de polyuréthanne adhérant fortement. EXEMPLE 3 Dans une machine à doubler à deux zones de chauffage, on double 10 un ruban de mousse de polyester polyuréthanne de 12 mm d'épaisseur, poids volumique environ 40, à une vitesse de défilement de 50 m/mn, sur ses deux faces avec une feuille de polyéthylène de 20yu d'épaisseur, avec un réglage du brûleur, de telle manière que la surface du ruban de mousse ne fonde pas complètement mais soit seulement chauffée de manière que la feuille de 15 polyéthylène fonde en surface et adhère sur la mousse de polyester. Dans un second stade opératoire, dans la même installation de doublage, avec une vitesse de défilement de 30 m/mn et un réglage plus fort du brûleur, on fait fondre sur ses deux faces la pellicule de polyéthylène pour former des gouttelettes et,directement après passage dans le brûleur,on applique 20 par doublage un tricot de fibre acrylique dans la masse fondue de polyéthylène. On obtient ainsi une structure stratifiée consistant en une épaisseur supérieure en mousse de polyuréthanne et en matériau de support, qui peut servir par exemple pour la couverture de sièges et la. tapisserie automobile. 72 05431 10 2125575 REVENDI CATIONS 1 - Procédé pour le doublage d'une mousse, en particulier d'un ruban de mousse souple de polyuréthanne, avec un matériau plat, avec utilisation d'une colle à chaud ayant un point de ramollissement inférieur 5 au point de ramollissement ou de décomposition de la mousse, caractérisé en ce que 1'on ramollit thermiquement la surface de la mousse à doubler sans toutefois produire une quantité de produit fondu ou de décomposition suffisante pour assurer un collage durable, puis on réunit la surface ramollie de mousse avec une feuille mince de la colle à chaud, on fait fondre de 10 manière connue cette feuille de colle à chaud et on applique dans la masse fondue un matériau à doubler avec la mousse. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on introduit dans le procédé une colle à chaud thenaoplastique à une épaisseur de feuille telle que l'on obtienne par fusion et doublage ultérieurs 15 un collage permettant l'activité respiratoire. 3 - Procédé selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que l'on utilise dans le procédé la colle à chaud à une épaisseur de feuille inférieure à environ 50 ji , de préférence de 10 à 30^i . 4 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, 20 caractérisé en ce que 1'on introduit la colle à chaud sous forme de feuilles sans support, préparéeBpar exemple par soufflage, en particulier des feuilles de polyoléfine. 5 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, dans le cas de matériau en feuille- ayant peu ou pas 25 de tenue, on réunit au repos la colle à chaud sur un ruban de support avec la surface de mousse ramollie et ensuite on retire le ruban de support avant le traitement ultérieur de la colle à chaud.