Brevet FR2168384A1 — publié le 19730831

La présente invention concerne la mise en forme de latex de caoutchouc expansé ou cellulaire à l'état humide, d'une manière continue Il existe à présent deux procédés commercialement doués de succès pour la production d'une feuille moulée en matière expansée ou cellulaire, selon un processus continu dans l'un de ces procédés, la feuille est gravée, emboutie ou analogue avant vulcanisation de la substance polymère, tandis que selon le second de ces procédés la matière expansée ou mousse est gravée ou emboutie après vulcanisation. tes substances cellulaires qui sont capables d'être gélifiées par les radiations infrarouges avant vulcanisation finale peuvent être gravées par l'un quelconque de ces procédés, mais les substances cellulaires qui ne sont pas capables de donner un gel complet sous l'action de dispositifs de préchauffage par radiations infrarouges peuvent seulement être gravie après vulcanisation en utilisant des rouleaux de gravure très chauds.L'impression qui est produite de cette façon est superficielle. tes systèmes expansés ou cellulaires qui ne peuvent pas donner un tel gel complet, et qui sont connus sous le nom de systèmes expansés du type "non-gel n deviennent de plus en plus en vogue, et le but de la présente invention est de pouvoir disposer d'un procédé pour graver, emboutir ou analogue, d'une manière continue, de telles substances expansées, avant vulcanisation. Le procédé de la présente invention pour la gravure d'un latex de caoutchouc expansé ou cellulaire, à l'état humide , comprend des étapes consistant : à déplacer une feuille de la substance expansée avant formation de toute peau superficielle, ce déplacement s'effectuant en contact avec un moule revêtu de cire et présentant des parties en saillie ou relief séparées par des espaces ayant une largeur minimale de 3,1 mm, à vulcaniser au moins partiellement ladite substance expansée alors qu'elle est encore en contact avec le moule, en chauffant le moule et ladite substance expansée à une température au-dessus du point de fusion de la cire, à retirer le moule de la feuille ainsi formée lorsqu'elle présente une cohésion suffisante pour conserver le motif gravé conféré par le moule, et à effectuer ensuite toute vulcanisation restante ou complémentaire de la substance expansée1 La présente invention permet de disposer d'un procédé continu et pratique pour mouler et graver des substances expansées humides du type "non-gel ". Plusieurs caractéristiques de la présente invention sont critiques. Il est important qu'il ne se forme pas de peau superficielle ou bien un motif défini d'une manière imprécise ou mauvaise en résultera en raison de la rupture de la peau pendant le moulage. te revêtement de cire sur le moule est très important, car pendant la vulcanisation de la substance expansée, la cire fond de façon àassurer un relachement et un enlèvement propres dela substance expansée moulée hors du moule.Puisque la cire recouvre complètement la surface du moule, aucune quantité de caoutchouc expansé ne peut adhérer au moule ; après chaque opération de moulage, il n'y a aucun résidu de caoutchouc adhérant sur les parois du moule. la largeur minimale de 3,1 mm pour les espaces de séparation entre les saillies individuelles du moule est aussi nécessaire si l'on veut obtenir une définition suffisante du motif. Quoique la profondeur des espaces entre les saillies adjacentes du moule ne sot: pas critique , on considère qu'il est souhaitable que cette profondeur ne soit pas inférieure à 2,) mm. les meilleurs résultats sont obtenus lorsque le procédé de l'invention est utilisé avec un latex expansé ayant une viscosité d'au moins 10 000 centipoises. tes formulations de latex présentent généralement, avant expansion, une viscosité inférieure à 10 000 centipoises, mais lorsque de l'air est battu dans le latex pendant l'expansion., la viscosité croît, et le degré d'expansion pour tout composé donné peut être choisi de façon à donner la viscosité exigée pour utilisation, dans le procédé de l'invention.Si le composé choisi est difficile à expanser à une viscosité de 10 000 centipoises, on peut alors mélanger un épaississant avec ledit composé pour accroître la viscosité avant expansion De préférence, la mise en forme est effectuée pendant un avancement linéaire ou rectiligne du moule et de la feuille de substance expansée, et le moule peut être ensuite entraîné indépendamment de, et à la même vitesse que, la feuille de latex expansé pour assurer une définition uniforme du motif. Dans certains cas, particulièrement lorsque le latex possède une viscosité très élevée, ce latex peut avoir une force suffisante pour'entraîner le moule, mais, même dans ce cas, on considère que l'entraînement serait quelque peu non uniforme, de même que la définition du motif sur la feuille résultante. te moule peut être constitué soit par la surface d'un rouleau ou cylindre, soit.par des élémentssipportés et entraînés par des moyens de transport du type sans fin , tels qu'une paire de chaînes sans fin, cette dernière disposition étant préférée. Dans un cas comme dans l'autre, le moule avance en contact avec la substance expansée, pour une partie du trajet de déplacement du moule et, en un point plus éloigné le long de ce trajet de déplacement, le revêtement de cire est appliqué audit moule. D'une manière appropriée, ce revetement est réalisé en plongeant le moule dans de la cire fondue et en faisant ensuite passer le moule ainsi revêtu de cire en regard d'un courant d'air froid de façon à solidifier ladite cire sur ledit moule.Dans un mode de réalisation préféré, le moule peut être plongé dans une émulsion de cire et exposé ensuite à de l'air très chaud pour évaporer l'eau et laisser un dépôt de cire sur la surface du moule. Quel que soit le processus utilisé, le fait de plonger l'ensemble de la surface du moule assure un revêtement complet. L'épaisseur du revetement de cire n'est pas critique. Après que le moule ait été amené en contact avec le substance expansée humide, le moule et cette substance sont tous deux de préférence déplacés devant des dispositifs de chauffage infrarouge, avant passage dans le four de vulcanisation. tes dispositifs de chauffage infrarouge durcissent et/ou vulcanisent partiellement la substance expansée et font fondre partiellement la cire.Dès que la substance expansée et le moule sont dans le four, l'action de la chaleur dans le four complète la fusion de la cire, ce qui permet à la substance expansée de se séparer proprement du moule. te moule peut etre retiré de la feuille de substance expansée avant que la vulcanisation de ladite feuille ne soit entièrement terminée dans le four, ou bien le moule peut passer en même temps que la feuille à travers la totalité du four et etre ensuite retiré de la feuille lorsque cette dernière émerge du four après sa vulcanisation complète. La présente invention n'est pas limitée à une composition de latex particulière, quoique le caoutchouc utilisé dans le latex puisse de préférence former un film (propriétés filmogènes) à environ 700C. Comme exemple de caoutchoucs qui peuvent être utilisés, on peut citer le caoutchouc naturel, le caoutchouc de copolymère styrène-butadiène, le caoutchouc de polyisoprène, le caoutchouc néoprène et le caoutchouc de type nitrile. On va décrire maintenant plus en détail deux formes d'appareil pour mettre en pratique la présente invention, ces exemples étant donnés à titre non limitatif, en référence aux dessins ci-joint où les figures 1 et 2 représentent respectivement l'une des deux formes dudit appareil. En se référant tout d'abord à la figure 1, on voit que celle-ci représente un appareil pour graver une substance expansée non associée à un support. L'appareil comprend un transporteur à chaînes ou bande transporteuses 1 portant des éléments de moule sur sa surface externe et passant selon un circuit fermé autour de rouleaux 2 à 7. La construction exacte du transporteur et des éléments de moule peut etre modifiée à volonté si on le désire. te rouleau 5 dirige le transporteur dans un bain 8 contenant de la cire fondue ou une émulsion de cire et ledit transporteur, en quittant ledit bain, passe en regard d'un dispositif de séchage 9 qui fournit un courant d'air froid si de la cire fondue est utilisée dans le bain ou un courant d'air chaud si une émulsion de cire est utilisée dans le bain.Entre les rouleaux 7 et 2, le convoyeur se déplace horizontalement et peut te supporté par un tablier de support (non représenté).Un latex de polymère expansé est appliqué audit transporteur près du rouleau 7 et un rouleau de réglage 10 permet de régler à la valeur désirée 11 épaisseur de la couche de substance expansée à étendre sur le convoyeur, en même temps qu'il assure le remplissage des dépressions ou parties en creux du moule par ladite substance expansée. Après le rouleau de réglage 10, le transporteur, dont la surface est munie de la substance expansée humide, passe en regard de ou dans une unité de chauffage infrarouge 11 qui entraîne la formation d'une peau sur la surface de la substance expansée. Il est important qu'il ne se forme pas de peau superficielle sur la substance expansée avant que celle-ci ne passe devant le rouleau de réglage 10 remplissant les parties en creux du moule. Après l'unité de chauffage infrarouge 11, le moule et la substance expansée passent dans un four de séchage et de vulcanisation 12 où la substance expansée est soumse à une température élevée et où el-le se vulcanise. tes dispositifs de chauffage infrarouge et le four font fondre aussi la cire, de sorte que,lorsque le transporteur est séparé de la substance expansée vulcanisée, autour du rouleau 2, la substance expansée se sépare d'une manière propre du transporteur. La substance expansée gravée 13 peut alors etre recueillie de toute manière désirée. La figure 2 montre un appareil pour graver une couche de substance expansée appliquée à un tapis ou à un autre matériau de base. te matériau de base 20 avance de la gauche vers la droite de de la figure et une couche de latex de polymère expansé est appliquée à ce matériau de base, %::'un tapis, l'épaisseur de celte couche étant contrôlée par un rouleau de réglage 21. le transporteur de moule 22, similaire au transporteur 1 de la figure 1, passe autour @@@ @@@@@@@@@@ @@@ @ 28, le rouleau 26 dirigeant le transporteur dans un bain 30 contenant de la cire, Ce transporteur passe ensuite dans ou devant un dispositif de séchage 31 pour solidifier la cire, Après que le transporteur et la substance expansée aient été amenés ensemble au niveau du rouleau 22a, ils passent à travers un dispositif de chauffage infrarouge 32 et ensuite à travers un four de séchage et de vulcanisation 33, Comme précédemment, la substance expansée se vulcanise et la cire fond, de sorte que le transporteur peut être retiré proprement, au niveau du rouleau 23, de la substance expansée vulcanisée adhérant au tapis ou à tout autre matériau de base. Au cours d'essais en laboratoire, des résultats ont été obtenus, avec succès, en utilisant un bain de cire de paraine fondue pour revêtir la surface du moule, et en vulcanisant la mousse à une températurg/d' environ 150 C qui est substantiellement au-dessus du point de fusion de la cire de paraffine, ce point de fusion étant de 70-750C. De bons résultats ont été aussi obtenus en utilisant un bain d'une émulsion de cire connue sous la dénomination commerciale "NOPCO 2252", la cire solidifiée ayant un point de fusion de 50-51,60C. D'autres cires cristallines ou microcristallines et d'autres émulsions de cires donnent des résultats tout aussi bons. Dans une expérience cpécifique exécutée en laboratoire, on a obtenu des bons résultats avec une composition de latex répondant à la formulation suivante Parties en poids (sec) Latex styrène-butadiène, non modifié, avec système détergent et ayant 55,5 % en poids de solides totaux (dénomination commerciale "J3291) 30 00 Latex styrène-butadiène non modifié, avec un système détergent type acide gras et ayant 72,5 % en poids de solides totaux (dénomination commerciale::"J3902") 70,00 Anti-oxydant type phénol (dénomination commerciale "Nonox WSP") en dispersion aqueuse à 40% en poids. 1,00 Phosphate tétrasodique (dénomination commerciale "2étron") en solution aqueuse à 20% en poids. 1,00 n-octadécyl sulfosuccinamate disodique (dénomination commerciale "Alcopol FA") en dispersion aqueuse à 35% (agent d'expansion) 3,00 Charge de calcaire broyé (dénomination commerciale: "Calmote AD") 175,00 Mélange de 5 parties en poids de résine (dénomination commerciale BE 670), de 1 partie en poids de résine de mélamine (dénomination commerciale "BL34" et de 2 parties en poids d'eau. 0,25 Amidon réactif (amidon Amioca) 2,50 Ammoniac 2,00 Soufre en dispersion aqueuse à 50 % 1,50 Zinc dibutyl dithiocarbonate (accélérateur connu sous la dénomination commerciale "Butazate") en dispersion aqueuse à 50% en poids 1,00 Zinc mercaptobenzothiazole (accélérateur) en dispersion aqueuse à 50% en poids. 1,50 Oxyde de zinc (accélérateur) en dispersion aqueuse à 50% en poids 2,00 Produit connu sous la dénomination commerciale "Alcopol FA" (ajouté plus tard) 4,00 Epaississant type polyacrylate (dénomination commerciale "Texigel SPA 12") en solution Aqueuse à 15% 0,25 Solides totaux: 79 % ;Viscosité RVF Brookfield 5 Oa 10 = 6000 centipoises. Cette composition a été expansée et la viscosité de la substance expansée a été mesurée par un viscosimètre d'Ostwald modifié, mesurant la durée de descente d'une bille d'acier sur une distance prédéterminée dans un conteneur ou récipient normalisé rempli de ladite substance expansée, les paramètres étant les suivants Distance prédéterminée = 14 cm Diamètre du récipient = 11,7 cm Diamètre de bille = 1,385 cm Densité de la bille = 7,85 Poids de la bille = 10,9052 g Avec la substance expansée utilisée dans cette expérience, la durée nécessaire pour la descente de la bille était de 22 secondes.Après repos pendant environ 5 minus, la substance expansée humide a été gravée au moyen d'un moule ayant des distances de séparation de 7,9 mm entre les parties en saillie individuelles, la profondeur du moule étant de 19,2 mm ; le moule avait été revêtu de cire de paraffine par immersion dans un bain de cire fondue. ta substance expansée a été ensuite maintenue au repos pendant environ 5 minutes et traitée par chauffage infrarouge et vulcanisée la fusion de la cire permettant de dégager proprement la substance expansée gravée hors du moule. On a obtenu une bonne définition du motif gravé. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux modes d'exécution décrits et représentés qui n'ontXté donnes qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées selon l'esprit de l'invention et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. R E V E g D I a A T I O g S 1.- Procédé de gravure d'un latex de caoutchouc expansé non gélifié, à l'état humide, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant : à déplacer une feuille dudit latex expansé, avant toute formation d'une peau superficielle, en contact avec un moule revêtu de cire et présentant des parties en saillie séparées par des espaces ayant une largeur minimale de 3,1 mm, à vulcaniser au moins partiellement ledit latex'expansé, alors qu'il est encore en contact avec le moule, par chauffage du moule et dudit latex expansé à une température au-dessus du point de fusion de la cire, à séparer le moule de ladite feuille lorsqu'elle présente une cohésion suffisante pour conserver le motif gravé conféré par le moule, et à effectuerensuite toute vulcanisation résiduelle ou complémentaires de latex expansé. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la profondeur des espaces entre les parties en saillie consécutives du moule est au moins égale à 2,54 mm. 3.- Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la viscosité du latex expansé est au moins égale à 10 000 centipoises. 4.- Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le latex précité contient est épaissisant. 5.- Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on effectue une mise en forme pendant l'avancement linéaire ou rectiligne du moule et de la feuille de latex expansée. 6.- Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'on réalise l'avancement du moule et de la feuille de latex expansé par des moyens d'entraînement séparés, à la mêe vitesse linéaire. 7.- Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moule est constitué par des éléments supportés par des moyens de transport du type sans fin, et en ce qu'on applique un revêtement de cire auxdits éléments avant qu'ils viennent en contact avec la feuille de latex expansée. 8.- Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le revêtement de cire du moule est obtenu par immersion dudit moule dans de la cire fondue et durcissement de la cire sur ledit moule au moyen d'un courant d'air froid. 9.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le revêtement de cire du moule est obtenu en immergeant le moule dans une émulsion de cire et en exposant le moule revêtu de cette émulsion de cire à l'action de l'air très chaud pour évaporer l'eau de l'émulsion et laisser un dépôt de cire sur le moule. 10.- Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on.vulcanise partiellement le latex expansé précité par passage de celui-ci dans des dispositifs de chauffage infrarouge ou en regard de tels dispositifs. 11.- Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'on termine la vulcanisation du latex expansé dans un four. 12.- Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que le moule est séparé de la feuille de latex expansé avant que la vulcanisation dudit latex ne soit terminée. 13.- Feuille de latex expansée, munie d'un motif gravé, caractériséeen ce qu'elle est obtenue par le procédé selon l'une quelconque des revendications i à 12.