Brevet FR2171948A1 — publié le 19730928

La présente invention concerne un adhésif et un procédé pour appliquer cet adhésif sur des surfaces, afin de réaliser un élément de construction transmettant bien les sollicitations. Compte tenu du nombre élevé d'adhésifs solubles existants, la présente invention concerne des supports pour des solutions d'adhésif qui peuvent être appliquees sur les deux surfaces à réunir. Les solvants sont ensuite éliminés et les couches d'adhésif peuvent être mises en contact mutuel en appliquant une pression. Certains adhésifs solubles sont dénommés "adhésifs par contact", tandis que d'autres sont dénommés "adhésifs applicables par pression". L'invention concerne les adhésifs synthétiques organiques solubles,applicables par pression, dont la résistance mécanique augmente en *e temps que la pression d'assemblage. Parmi les adhésifs applicables par pression, les résines vinyliques, par exemple l'acétate de polyvinyle et ses copolymères, sont applicables sous forme de solutions sur des plaques métalliques ou autres ; les deux plaques enduites de cette manière sont ensuite assemblées sous l'action de la chaleur et de la pression, ce qui donne lieu à un panneau. On a essayé de réaliser également des panneaux de ce genre avec des résines naturelles comme, par exemple, des extraits de baumes, de gomme Dammar, entre autres. Les couches de résine en question, qui se rattachent aux couches et aux pellicules de vernis, peuvent contenir une forte proportion de plastifiants pour maintenir une plasticité suffisante. Ces adhésifs, qui peuvent être considérés comme thermoplastiques, doivent etre soumis à un traitement thermique à une température relativement élevée, c'est-à-dire nettement supérieure à 2000C, afin de souder les surfaces de contact du thermoplastique en outre, il faut appliquer une pression suffisante pour réaliser une soudure de ce genre.En d'autres termes, les adhésifs thermoplastiques doivent être fondus bien qu'un procédé de ce genre ait été utilisé pendant de nombreuses années avec succès pour l'assemblage de petits panneaux en métaux différents; on a essayé, jusqu'à maintenant avec un faible succès, ou même un insuccès total, de réaliser, à l'aide de ce procédé connu,des panneaux de grandes dimensions, par exemple supérieures à 0,3 x 2,4 m. On a préparé selon l'invention des adhésifs avec des propriétés qui les rendent utilisables pour l'obtention de grands panneaux ; l'invention concerne, par conséquent, essentiellement un adhésif presque complètement vulcanisable comme,par exemple, une matière synthétique caoutchouteuse, qui contient une charge de résine synthétique compatible, dans un solvant pour le matériau caoutchouteux synthétique, qui est ensuite appliquée sous forme de matière de base pour adhésif associée à un solvant dit "d'ajustement" et ensuite soumise à un traitement complémentaire ou de durcissement consistant en une vulcanisation quasiment complète ; l'assemblage est 2 ensuite soumis à une pression de l'ordre de 7 à 14 kg/cm , ce qui permet de réaliser, grâce à ce mode d'enduction, un panneau très conservable et résistant à de fortes sollicitations. De plus, l'invention concerne un adhésif qui est appliqué, en utilisant un solvant, sur les plaques à assembler d'une manière telle qu'on puisse obtenir une pression d'assemblage élevée avec une presse de petites dimensions et peu croûteuse. Par ailleurs, l'invention concerne un procédé d'application d'un adhésif sensible à la pression sur une plaque à assembler, dans lequel on soumet ensuite ce panneau à une pression d'assemblage comprise entre 7 et 14 kg/cm2. D'autres objets et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre. Dans le procédé selon l'invention, on pulvérise un adhésif vtllcanisable et applicable par pression aux surfaces à réunir, sous forme de jets très. fins avec des éclaboussures, de manière à former une grille ressemblant à une toile d'araignée ou à des figures entrelacées, qui contient des gouttes aussi petites que possible provenant d'éclaboussures, chacun des filaments appliqués régulièrement ou irrégulièrement ayant un diamètre compris entre 2,5.10 3 et 0,25 cm et en aucun cas sensiblement supérieur. Dans ces conditions, la surface à assembler est seulement incomplètement recouverte d'adhésif.L'adhésif appliqué par pulvérisation a une viscosité et unedsnsité réglées en fonction des caractéristiques du pulvérisateur à employer, afin d'obtenir le même résultat ; de plus, l'adhésif est associé à des solvants appropriés qui sont dénommés ci-après "solvants d'ajustement" destinés à ajuster la densité et la viscosité de l'adhésif. La surface sur laquelle est appliquée la couche d'adhésif semblable à une toile d'araignée est chauffée jusqu'à une température insuffisante pour fondre l'adhésif, mais qui est maintenue suffisamment longtemps pour éliminer l'humidité et le solvant d'ajustement, ce qui permet de réaliser ensuite une vulcanisation quasiment complète de l'adhésif, de l'ordre de 95 %, tout en évitant en même temps une vulcanisation complète dudit adhésif. De cette manière, les caractéristiques de l'adhésif restent invariables pendant plusieurs années sans qu'on observe de modification importante. de la structure de l'adhésif dans un assemblage permanent par collage. Après avoir appliqué l'adhésif de la manière décrite, les deux surfaces enduites d'adhésif sont chauffées et, ensuite, ces surfaces enduites d'adhésif sont mises en contact sous une pression,de préférence comprise entre environ 7 et 14 kg/cm2, cette pression étant appliquée aux surfaces assemblées, tandis qu'une pression plus élevée est appliquée à l'adhésif, étant donné qu'il ne forme pas une surface continue ; ce dernier occupe une surface inférieure à celle des panneaux et est, par conséquent, soumis à une pression beaucoup plus grande.La liaison effective par l'adhésif entre les deux surfaces se produit essentiellement dans la région de l'adhésif en saillie sur les deux surfaces ; les deux couches d'adhésif fondent aux points de contact sous l'action de la pression ; cette liaison ne s'étend pas nécessairement dans la région à l'extérieur de la zone où l'adhésif a été appliqué sous forme de solution sur ces surfaces, bien que ledit adhésif s'étale quelque peu sous l'action de la pression d'assemblage. Mais les intervalles entre l'adhésif déposé sur les surfaces sont dans tous les cas très petits et donnent lieu à des inclusions d'air ; les dimensions de ces intervalles ne dépassent pas de préférence environ 0,25 cm et sont, de préférence, nettement inférieures. Avec le procédé selon l'invention, on peut réunir entre elles de grandes plaques et réaliser un assemblage sous la forme d'un revêtement appliqué sur un noyau d'assemblage, cependant que la pression d'assemblage est obtenue à l'aide de presses à cylindres hydrauliques ; grâce à cette pression, la plaque de revêtement est fixée, ou assujettie, au noyau en plusieurs points par centimètre carré de cette surface. On peut désirer, dans certains cas, assembler deux minces plaques de métal. Dans ce cas, l'adhésif est traité de préférence après l'élimination du solvant prescrit, au voisinage de sa température de fusion, afin de réaliser une élimination plus poussée du solvant et de l'humidité. Ensuite, les plaques sont réunies entre elles, alors qu'elles sont encore chaudes, sous une pression de l'ordre de 7 à 14 kg/cm2, afin d'expulser l'air en excès de la surface entre les plaques, qui sont assemblées à l'aide des cylindres, ce qui assure un certain degré de liaison dans les zones où, au départ, le solvant n avait pas été éliminé de l'adhésif. A l'aide de ce procédé modifié, on peut fixer des plaques minces servant de revêtement sur un support métallique plus épais, cependant que l'adhésif réparti en formant des toiles d'araignée est appliqué dans le cas présent sous la forme de lignes tres fines sans aucune boulette ni gouttelette. Les liants applicables par pression actuellement connus ne conviennent pas pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention ; Ie precédé décrit présentement peut, par conséquent, être mis on oeuvre, de préférence. avec un adhésif selon l'invention, qui comprend trois ingrédients principaux, L savoir un élastemère vulcanisable et une résine synthétique dissous dans un solvant compatible avec eux. Les propriétés du néoprène sent accentuées lersqu'en y ajoute une charge.Selon l'invention, on emploie un élastemère ayant un taux de vulcanisation de 95 %, dans lequel I'huidité et, de plus, 90 % des solvants ont été éliminés avant l'assemblage par pression. Le néoprène employé de préférence pour l'assemblage ne contient pas de résine de bois et ne contient qu'une proportion insignifiante d'un catalyseur et une proportion inférieure à la normale de retardateur, tous deux destinés à régler les opérations nécessaires de catalyse et de vulcanisation. Le durcissement d'un adhésif au-@néoprène de ce genre est réalisé selon l'invention par l'emploi d'une résine synthétique qui est parfaitement soluble dans un solvant compatible avec elle. On utilise selon l'invention des résines phénoliques avec de l'hexane qui est mélangé au néoprène, pour préparer une matière de base pour adhésif, qui est dissoute dans l'hexane. Cette matière de base pour adhésif est ensuite dissoute dans un solvant d'ajustement, de préférence de l'acétone, ce qui permet d'ajuster la viscosité et les caractéristiques de pulvérisation. On préfère la composition particulière ci-après Solvant d'ajustement (ac@tone et méthyléthylcétone) 41,7 parties en poids Metière de base pour l'adhésif, dissoute dans l'hexane :: Néoprène 9,5 parties Catalyseur ajouté au néoprène 0,8 partie Solvant ajouté au néoprène (hexane) 26,4 parties Résine phénolique 8 parties Solvant pour la résine phénolique (hexane) 13,6 parties Total 100 parties L'adhésif contient, en particulier, environ 17 % 9e m@tières solides, avec une teneur en néoprène de 9,5 7. et une teneur en résine phénolique de 8 % environ. Sa température d'inflammation doit tre inférieure à 35 C. Sa densité doit être voisine de 0,78 à 20 C.Sa visesité à 25 C devrait être voisine de 150 à 200 c e n t i p o i s e s et, dans les conditions nermales de température et de pression, être de l'ordre de 125 c e n t i p o i s e s . L'adhésif ainsi préparé contient des solvants qui sent chassés par une vulcanisation partielle des ingrédients associés au néoprène à une température do l'ordre de 75 C, en 2 ou 3 an. Une surface ainsi constituée par l'adhésif, sous la forme d'un dessin ajouré, est chauffée à une température de l'ordre de 930C, cependant que, lors de l'assemblage susmentionné, plus de 90 % de l'ensemble des solvants sont éliminés, ce qui chasse en même temps l'humidité et ramollit l'adhésif, si bien qu'il semble fondre ou s'étaler pendant que le durcissement a lieu. En aucun cas on n'emploie de l'adhésif en quantité telle que la surface de la plaque soit complètement recouverte. Ceci est le cas seulement lors de l'enduction de feuilles minces avec un matériau support (matrice) ou un substrat, cas où l'on préfère que l'adhésif soit à l'état fondu afin qu'il s'étale ou coule sur la quasi-totalité de la surface de la plaque, mais seulement dans une proportion telle que chaque élément de surface de la plaque soit recouverte presque complètement d'adhésif.Pour des couches plus épaisses, on a recours à des températures plus basses, inférieures à environ 75 C. La température d'écoulement ou de fusion est voisine de 93,5"C. On peut, par conséquent, ajuster facilement l'état du solvant par réglage de la température en se basant sur la structure de la couche à former. Dans tous les cas, et en conformité avec l'inventipn, la surface n'est pas entièrement recouverte d'une couche continue ; au contraire,cette surface comporte toujours au moins de petits domaines dans lesquels chaque élément de surface de l'assemblage n'est pas recouvert, ou lié, par l'adhésif.Par ailleurs, dans ces conditions, toute possibilité que l'adhésif soit en excès est exclue et cela ne peut donc pas se produire, et on évite ainsi les inconvénients dune enduction continue par l'adhésif, telle qu'elle était réalisée jusqu'à maintenant, car, même pour une faible quantité de solvant ou d'humidité occluse, l'assemblage réalisé avec un adhésif peut être détruit même au bout de relativement peu de temps. La porosité de l'assemblage réalisé selon l'invention crée de petits espaces intermédiaires, lacunes ou poches, sur chaque élément de surface du liant, à travers lesquels l'humidité et le solvant peuvent être chassés atout instant, ce qui prolonge la durée utile de l'adhésif, dans des conditions variables de température, de plusieurs années. Cette longue conservation des caractéristiques d'adhérence de l'adhésif est obtenue grâce à la structure de l'assemblage réalisé à l'aide de cet adhésif. L'expression "pratiquement complètement vulcanisé", telle qu'elle est employée présentement, désigne un taux de vulcanisation correspondant à environ 90 à 95 X du durcissement complet du néoprène présent. Alors qu'il est difficile de trouver des mots qui puissent décrire avec précision l'état désiré et atteint, il peut cependant être utile d'indiquer qu'une faible tension superficielle du néoprène présent, et un pouvoir collant qui est supérieur à celui qu'on peut observer pour une vulcanisation complète sont souhaitables et même un taux élevée vulcanisation est préférable, afin de garantir une stabilité de longue durée du néoprène employé comme ingrédient. Lors de la préparation de l'adhésif susmentionné, une faible diminution du pourcentage de catalyseur a donné des résultats normaux ; on prépare de préférence le néoprène à partir du chloroprène avec moins de 10 % d'un agent vulcanisant, ou catalyseur, à base d'oxyde de zinc- et moins de 5 % d'un retardateur et aussi, de préférence, en l'absence de résine naturelle. Gracie à la suppression de la résine naturelle, le pouvoir collant augmente ; du fait de la diminution de la proportion normale de catalyseur, le néoprène n'est pas complètement vulcanisé tandis que, du fait de la diminution de la proportion normale de retardateur, la vitesse de vulcanisation augmente à la température choisie.La résine phénolique employée comme durcisseur constitue en fait une charge ajoutée au néoprène ; elle peut être employée, dans ce sens, comme charge pour le néoprène dans une proportion de l'ordre de 40 % du total néoprène + phénol + adhésif. Le fait que le néoprène et la résine phénolique sont compatibles entre eux dans le même solvant a une importance particulière et permet de mélanger ces ingrédients dans un solvant qui apporte sa contribution à diverses caractéristiques intéressantes, qui sont décrites sommairement ci-après. Aux températures inférieures à 930C, le néoprène semble jouer un rôle prédéterminant en ce qui concerne la détermination des caractéristiques physiques telles que le pouvoir collant du produit caoutchouteux, tandis qu'aux températures supérieures à 93 0C, la matière constituée par du néoprène et une résine phénolique semble avoir la propriété étonnante de fondre dans des circonstances pour lesquelles il semble que la résine phénolique joue un rôle dominant et dans lesquelles cette matière se comporte comme une combinaison thermoplastique et non pas comme un caoutchouc synthétique et vulcanisable. Cette particularité semble se manifester avec les adhésifs selon l'invention comportant une proportion plus grande de résine phénolique jouant le rôle de charge, proportion voisine de celle de la quantité de néoprène dans la combinaison. Mais, il est par ailleurs évident -que, si la quantité de résine phénolique présente joue un rôle prédominant quelle que soit la température, ie néoprène joue alors simplement le rôle de plastifiant vis-à-vis de la résine phénolique et l'ensemble ne colle pas suffisamment. Si, pir ailleurs, les quantités do résine phénelique associée au néoprène sont très faibles, il est difficile d'obtenir les résistancos mécaniques ayant l'ordre de grandeur nécessaire pour des éléments de construction. Peur ce m@tif, l'explication selon laquelle la résine phénelique agit aussi bien telle additif durcisseur pour le néoprène que peur le liant néoprène phén@l-substances diverses devrait correspondre exacetement à l'ad@ésif selon l'invention. De plus, les plaques assemblées selon l'invention peuvent âtre découpées, estampées ou usinées beaucoup plus facilement que les plaques actuellement connues, assemblées avec une colle. En se basant sur les diverses phases du procédé et les diverses techniques de traitement selon l'invention, on peut réaliser de grands panneaux continus et même enrouler ceux-ci à la demande pour former des rouleaux. Des plaques ou des feuilles de métaux coûteux comme, par exemple, le bronze, le cuivre ou l'acier inoxydable, peuvent être déposées sur une plaque métallique en aluminium ou en acier doux.Bien que le matériau support ou le substrat eséent de préférence un métal, la matière de base ou le substrat peuvent, selon l'invention, entre constitués par une matière fibreuse comme, par exemple, une feuille de matière plastique ou de papier, de papier ou de tissu imprégnés d'une résine ou de n'importe quelle autre matière dont la température de fusion est supérieure à celle de l'adhésif, son épaisseur étant toutefois, dans tous les cas, supérieure à celle de la feuille ou de la plaque forant revetement. Lers du transport des plaques assemblées par une colle de la région de chauffage au cylindre presseur d'assemblage, la température de l'adhésif devrait être abais- sée à moins de 75 C, car - dans le cas contraire - la phase de l'adhésif constituée par le néoprène n'est pas dominante et l'adhésif teut s'étaler, glisser ou couler dans l'intervalle entre les cylindres, ce qui détruit l'assemblage qui a été réalisé par élimination du solvant et par durcissement de l'adhésif au contact du substrat et des surfaces de revêtement. L'invention concerne parconséquent un adhésif applicable par pression, qui peut être traité à chaud, sous la forme d'une matière de base constituée par du néoprène qui contient une charge à base de résine phénolique dans un solvant qui est compatible aussi bien avec le né thrène qu'avec la résine phénolique. En utilisant le procédé selon l'invention, on réalise un durcissement rapide de l'a@hésif à la suite d'une augmentation appréciable de la surface libre de l'adhésif qui a été appliqué, par rapport à sa masse. Comme an l'a expesé ci-dessus, l'a@hésif est appliqué sous la ferme d'une grille semblable à une toile d'araignée, en solution, on utilisant de minces jets filiformes ou filaments. L'apport de chaleur à la très grande surface de l'adhésif appliqué permet l'échauffement très rapide de la masse de liant, étant donné que cette chaleur peut pénétrer déjà après un court parcours dans un élément d'une masse d'adhésif.Cette technique -constitue, par conséquent, non seulement un procédé de durcissement rapide, gracie auquel une application uniforme d'adhésif est possible, ainsi qu'un procédé de fabrication à grand débit en volume, mais donne aussi naissance à un adhésif qui, une fois définitivement durci, est réparti de telle manière que d'innombrables petites lacunes existent dans ledit adhésif et lui communiquent les caractéristiques stables nécessaires pour la réalisation d'éléments de construction. L'adhésif selon l'invention présente, à l'état durci, des caractéristiques élastiques intéressantes, auxquelles s'ajoutent une grande résistance mécanique et une bonne adhérence au métal poli, au bois et à d'autres surfaces. Cela a de l'importance si cet adhésif est utilisé pour l'assemblage de deux couches de matières différentes, et dont les coefficients de dilatation thermique ne sont pas les memes ; de plus, il contribue au maintien d'une liaison ou d'un assemblage entre les plaques permettant ainsi de recourber à angle droit, de replier, d'estamper, etc., les plaques ainsi réunies entre elfes. L'adhésif absorbe, grdce à sa structure, les différences de dilatation ou de courbure ; de plus, l'adhésif absorbe les sollicitations ou les déformations dynamiques au cisaillement ou bien un mouvement relatif des surfaces des plaques ayant pour origine un déplacement d'une plaque par rapport à l'autre. Des essais dynamiques au cisaillement ont montré que l'adhésif se rompt sous une sollicitation maximale au cisaillement de 125 kg/cm2, pour une durée d'application de la charge de 10 s avec une déformation due au cisaillement de l'ordre de plus de 0,25 cm environ ; au cours d'un essai de ce genre exécuté avec des barres d'aluminium réunies entre 2 elles qui se chevauchaient sur un aire de 6,4 cm et étaient réunies en utilisant le liant selon l'invention, ce liant présentait des caractéristiques élastiques jusqu'à sa rupture, bien que le raccord lui-même ne se detach8t pas des surfaces des barres d'aluminium. Ce liant peut, par conséquent, être considéré comme un adhésif pour la construction qui est élastique et absorbe dans certaines limites les sollicitations. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Adhésif applicable par pression, thermodurcissable, caractérisé en ce qu'il est constitué par du néoprène servant de matière de base, une charge constituée par une résine phénolique dans un solvant qui est compatible avec lesdits néoprène et résine phénolique. 2. Adhésif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le néoprène et la résine phénolique sont présents dans des proportions à peu près égales dans une matière de base pour adhésif dissoute dans l'hexane constituant un solvant compatible. 3. Adhésif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les proportions pondérales exprimées en pourcent de ces éléments constitutifs sont les suivantes Solvant destiné à l'ajustement (acétone et méthyléthylcétone 41,7 Matière de base de l'adhésif dissoute dans l'hexane Néoprène 9,5 Catalyseur ajouté au néoprène 0,8 Solvant ajouté au néoprène (hexane) 26,4 Résine phénolique 8 Solvant pour la résine phénolique (hexane) 13,6 100 Z 4. Adhésif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une couche de revetement formé par cet adhésif comporte des canaux qui sont définis par des intervalles entre des parties filiformes ou filaments de dimension effective comprise entre 2,5.10 3 et 0, 25 cm. 5. Adhésif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le néoprène est presque complètement vulcanisé et contient une proportion d'agent de vulcanisation inférieure à celle nécessaire à une vulcanisation complète. 6. Adhésif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il contient environ 17 % de matières solides et en ce que son point d'inflammation est inférieur à 350C. 7. Adhésif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le néoprène est presque complètement vulcanisable et possède des propriétés élastiques, afin d'absorber des déplacements appréciables provoqués par des sollicitations au cisaillement. 8. Procédé d'application d'un adhésif dissous dans un solvant pouvant être soumis à un traitement thermique, sur une surface permettant un durcissement rapide, caractérisé par l'application de l'adhésif dans ledit solvant sur la surface d'un revêtement sous la forme d'une toile d'araignée ou d'un autre dessin de minces lignes ou filaments, dont chacun a un diamètre effectif compris entre 2,5.10 3 et 0,25 cm et par le fait que la quantité d'adhésif ainsi répartie par unité de surface est à peu près constante, s'étend sur chaque centimètre carré de la surface et laisse libre une grande partie de la surface entre lesdits filaments et par l'apport de chaleur à la surface encollée, afin de permettre un échauffement rapide de l'adhésif et un durcissement rapide. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'adhésif est constitué par un mélange vulcanisable de néoprène et de résine phénolique dans un solvant compatible et en ce que la chaleur cédée à l'adhésif est réglée de manière que la température soit inférieure à 93,50C. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit adhésif est constitué par un mélange vulcanisable de néoprène et de résine phénolique dissous dans un solvant compatible et en ce que ladite cha leur est cédée à l'adhésif pendant environ 3 mn en étant réglée de manière que la température soit inférieure à 93,5 C,afin de vulcaniser presque complètement le néoprène.