Brevet FR2118907A1 — publié le 19720804

UUQOn 1 2118907 La présente invention concerne un procédé de fabrication de plaques simples ou stratifiées à base de mousse de polyuréthane et notamment pour la fabrication de tels articles en épaisseur relativement faible. 5 On a jusqu'à présent fabriqué des stratifiés à base de mousse de polyuréthane en appliquant sur un support un mélange des réactifs et en disposant ensuite sur ce mélange un second support ou encore, en collant ou faisant adhérer de toute autre manière deux supports sur des âmes de mousse préformées. Ces procédés 10 comportent plusieurs opérations distinctes et ils ne se prêtent pas à la fabrication à grand débit de stratifiés à base de mousse thermofixée. On a déjà formé des revêtements de polyuréthane sur un support unique en appliquant à celui-ci un enduit à base d'un 15 polyester contenant des groupes hydroxyle, d'un catalyseur et d'eau et en pulvérisant ensuite sur cette composition, en des quantités non réglées, un polyisocyanate. La présente invention se distingue du procédé ci-dessus décrit par le fait qu'elle permet de fabriquer, à grand débit, des 20 feuilles et plaques de mousse thermofixée et des stratifiés comprenant une âme de mousse, c'est-à-dire formés de plusieurs supports séparés par de la mousse, ces articles présentant une épaisseur uniforme et bien définie. Il est possible en outre d'appliquer un mélange réactif 25 à un ou plusieurs supports au moyen de têtes mélangeuses se déplaçant transversalement. La présente invention ne fait utilisation d'aucun mécanisme à déplacement transversal. Le procédé suivant l'invention permet de fabriquer à grand débit, par exemple jusqu'à raison de 609*6 m/mn, des strati-30 fiés à base de mousse et de section transversale relativement mince. Ce procédé est essentiellement caractérisé par le fait que 1'on fait passer au moins deux supports entre deux rouleaux pinceurs, on applique aux faces intérieures de chaque paire de supports, au moment où ceux-ci vont se rencontrer sur les rouleaux 35 pinceurs, un mélange d'un polyol et d'un polyisocyanate contenant un agent de gonflement (ou "porogène") et un catalyseur, ce mélange présentant une durée de foisonnement de moins de 20 secondes et ces proportions permettant la formation d'une sorte de boudin de trituration à l'emprise des rouleaux pinceurs et une masse de 40 foisonnement entre les supports au sortir des rouleaux pinceurs. 71 44000 2 2118907 Il peut être désirable de faire passer le stratifié dans un dispositif de calibrage afin de régler le stratifié à une épaisseur comprise entre 3 et 12,7 mm. De préférence, le mélange est réalisé de telle manière que le rapport entre les groupes isocyanate et 5 hydroxyle (NC0:0H) soit compris entre 0,85 :1 et 1,2 : 1 et que la durée du foisonnement soit inférieure à 5 secondes. Dans le cadre du procédé suivant l'invention, on peut également déshabiller par pelage les supports extérieurs pour fabriquer de la mousse en feuilles ou en plaques ou des stratifiés dont les couches exté-10 rieures soient constituées par de la mousse. La description qui va suivre, en regard du dessin annexé à titre d'exemple non limitatif , fera bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. unique./ La figure / représente, en coupe et de profil, un mode 15 de réalisation préféré du procédé suivant l'invention. Les compositions utilisables pour la fabrication de mousses de polyuréthane et pouvant convenir à la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention sont bien connues dans la technique et peuvent être réglées de manière à fournir des mousses rigides, saç-20 les ou semi-rigides. De telles compositions comprennent par exemple (a) un composé polyhydroxylé tel que celui obtenu par réaction d'oxyde de propylène avec de la glycérine et des polyanines, (b) un polyisocyanate tel que le toluylènediisocyanate, un polyméthy-lènepolyphénylisocyanate ou un prépolymère contenant des groupes 25 isocyanate, (c) un agent de gonflement (ou "porogène") tel que l'eau, un hydrocarbure halogéné à point d'ébullition bas, par exemple le trichloromonofluorométhane ou un hydrocarbure à point d'ébullition bas, par exemple le pentane, (d) un catalyseur, ou un mélange de catalyseurs, tel qu'une aminé tertiaire, par exemple 30 la triéthylènediamine ou la diméthyléthanolamine, des sels métalliques, par exemple la diacétate ou le dilaurate de dibutylétain, ou des hydroxydes de métaux alcalins, par exemple l'hydroxyde de sodium ou l'hydroxyde de potassium, et (e) d'autres produits facultatifs tels que des charges inertes ou des colorants, par 35 exemple de l'argile ou des matières colorantes, des ignifugeants, par exemple du tris (chloréthyl) phosphate. Les supports utilisés pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention peuvent être des matières naturelles ou synthétiques et comprennent le papier, les tissus textiles, les articles kQ de revêtement de sols, les films polymères préparés à partir de 71 44000 3 211890/ : monomères à double liaison éthylénique , tels.que le polyéthy-lène, le polypropylène ou leurs copolymères formés avec d'autres monomères vinyliques, et les feuilles métalliques minces. Les supports utilisés pour fabriquer les stratifiés de structure 5 sandwich par le procédé suivant l'invention peuvent être identiques ou différents. Pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, il faut que la composition génératrice de mousse de polyuréthane présente un haut degré de réactivité, c'est-à-dire qu'elle doit 10 avoir une courte durée de foisonnement, par exemple moins de 20,0 secondes et, de préférence, moins de 5*0 secondes, cette durée étant mesurée entre le moment de la mise en contact du polyol avec le polyisocyanate et celui où la mousse s'est dilatée jusqu'à son volume maximum. 15 Les composants qui complètent le mélange réactionnel peu vent être amenés séparément à un mélangeur approprié et appliqués ensuite à l'interface compris entre les supports. On peut aussi les mélanger soit avec le polyol, soit avec le polyisocyanate, qui sont ensuite introduits dans un mélangeur approprié avant d'être 20 appliqués à l'interface. Le mélangeur peut être constitué par un dispositif combiné de mélange et d'application ou encore, le mélange peut être préparé en dehors d'un dispositif d'application, par exemple en dirigeant des jets séparés ou des particules atomisées de polyol 25 et du polyisocyanate vers l'interface de telle manière que ces jets ou ces particules se rejoignent avant de parvenir en contact avec ledit interface. Les feuilles ou plaques et les stra*ifiés fabriqués par le procédé suivant l'invention présentent en général une épaisseur 30 comprise entre 0,8 et 51 mm et, de préférence, entre 3 et 12,7 mm. Les feuilles ou plaques de mousse et les stratifiés avec mousse peuvent être fabriqués suivant, ,l'invention à des vitesses linéaires atteignant jusqu'à 183 m./mn ou davantage et, de préférence, jusqu'à 609,6 m/mn. 35 Suivant le mode de réalisation préféré de l'invention, tel que représenté sur la figure 1, on fait passer deux supports 10 entre deux rouleaux 11. Un courant de polyol contenant, à l'exception au polyisocyanate, tous les constituants utilisés pour formera mousse de polyuréthane est envoyé, à un débit mesuré, 40 dans le dispositif 12 de mélange et d'application combinés, au 71 44000 4 2118907 moyen d'une pompe 13 puisant ce polyol dans un réservoir A et l'envoyant par une canalisation 14. Le polyisocyanate est envoyé, à un débit mesuré, dans le dispositif 12 de mélange et d'application combinés au moyen d'une pompe 15 puisant le polyisocyanate 5 dans un réservoir B et l'envoyant dans line canalisation 16. Un mélange réactionnel est ainsi envoyé du dispositif 12 de mélange et d'application combinés vers le centre de l'interface situé entre les deux supports 10. Les proportions respectives de polyol et de polyisocyanate sont telles que le rapport NC0:0H soit compris 10 entre environ 0,85 : 1 et environ 1,2 : 1 et qu'il soit, de préférence, supérieur à environ 1:1, par exemple égal à environ 1,05:1. On règle le serrage des rouleaux 11 de manière à former une sorte de boudin 17 du mélange réactionnel. Des rouleaux 11 contenant entre eux une masse en foisonnement rapide, les supports 10 passent 15 dans un dispositif de calibrage 18 comprenant un ensemble de rouleaux 19 et 20 et des courroies sans fin 21, ce qui oermet d'obtenir un stratifié de mousse de polyuréthane 22 de l'épaisseur désirée. Le dispositif 12 de mélange et d'application combinés 20 peut être constitué par une seule buse de projection ou par plusieurs de ces buses suivant la largeur des supports, c'est-à-dire que le mélange doit être appliqué de manière à former sur toute la largeur des supports un boudin 17 d'une épaisseur uniforme. On peut modifier la distance comprise entre les deux 25 courroies sans fin 21 suivant l'épaisseur du stratifié que l'on désire obtenir. Si on le désire, le dispositif de calibrage 18 peut être enfermé dans une chambre, non représentée, que l'on peut chauffer si on le désire. Les rouleaux pinceurs peuvent également être chauffés si on le désire. Dans certains cas, il peut 30 être désirable de chauffer les rouleaux pinceurs 11 afin d'accroître la vitesse de réaction entre les constituants du mélange réactionnel. Si l'on désire fabriquer des feuilles ou plaques minces de mousse de polyuréthane, on sépare les supports du stratifié, 35 tel qu'obtenu suivant la figure l,par pelage après que le stratifié soit sorti du dispositif de calibrage 18. Suivant un mode de réalisation préféré, on utilise un dispositif combiné cfe rouleaux pinceurs et de dispositif de calibrage, les deux supports constituant alors une paire de courroies sans fin dont chacune circons-40 crit l'un des rouleaux pinceurs et une moitié du dispositif de 71 44000 5 2118907 calibrage. Cet agencement assure l'élimination automatique des supports au moment où le stratifié à âme de mousse sort du dispositif de calibrage, supprimant ainsi la nécessité d'un dispositif supplémentaire pour séparer les supports du stratifié, par pelage 5 ou de toute autre manière, d'où l'obtention d'une feuille ou plaque mince de mousse de polyuréthane. On décrit ci-après un exemple non limitatif d'une formulation à faible durée de foisonnement et pouvant être avantageusement utilisée pour fabriquer, par le procédé suivant l'invention, 10 une feuille ou plaque de mousse de polyuréthane ou un stratifié de mousse de polyuréthane. Polyisocyanate parties en poids - polyméthylènepolyphénylisocyanate d'une fonctionnalité moyenne d'environ 15 2,6 et d'un équivalent-poids -NCO d'environ 135 43,35 Mélange à base de polyol - polyol tétrafonctionnel constitué par le produit de la réaction de 1 mole 20 de diéthylènetriamine avec 8,4 moles d'oxyde de propylène 35»54 - huile de silicone (agent de réglage de la dimension des alvéoles) 0,78 - dilaurate de dibutylétain (catalyseur) 0,78 25 - trichlorofluorométhane (agent de gonflement) 19*55 Le temps de "crémage" du mélange est de 3 secondes et son temps de foisonnement, de 19 secondes. On fabrique à partir de ces réactifs et de deux rouleaux de papier kraft un stratifié produit à 30 un débit de 91,4m/mn, en une épaisseur de 4,8 mm, la densité de la mousse étant de 32,3 grammes par litre. 71 44000 6 2118907 REVENDICATIONS 1.- Procédé de fabrication à grand débit d'un stratifié à base de mousse de polyuréthane, caractérisé par le fait que l'on fait passer au moins deux supports entre deux rouleaux pinceurs, 5 on applique aux faces intérieures de chaque paire de supports, au moment où ceux-ci vont se rencontrer sur les rouleaux pinceurs, un mélange de polyol et d'un polyisocyanate, ce mélange contenant un agent de gonflement et un catalyseur et présentant une durée de foisonnement de moins de 20 secondes, ses proportions permettant 10 la formation d'une sorte de boudin de trituration à l'emprise des rouleaux pinceurs et d'une masse de foisonnement entre les supports au sortir de ces rouleaux pinceurs. 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on fait passer le stratifié de mousse ainsi obtenu 15 dans un dispositif de calibrage permettant de régler son épaisseur entre 3 et 12,7 mm. 3.- Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'on utilise un mélange en proportions telles que le rapport NCO : OH soit compris entre 0,85 1 et 1,2 : 1. 20 4.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3* caractérisé par le fait que l'on utilise un mélange dont la durée de foisonnement soii? inférieure à 5 secondes. 5•- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que l'on sépare du stratifié, par 25 pelage, les supports extérieurs. 6.- Stratifiés à base de mousse de polyuréthane et tels qu'obtenus par la mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5. 7.- Feuilles ou plaques en mousse de polyuréthane et 30 telles qu'obtenues par la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 5.