Brevet FR2356511A1 — publié le 19780127

La présente invention concerne un nouveau matériau complexe présentant au moins une surface rugueuse ainsi qu'un procédé pour son obtention. Elle a trait plus particulièrement un nouveau type de matériau complexe a base de matière thermoplastique et, plus spécialement, base de matière thermoformable ou déformable, dont au moins une surface présente une structure rugueuse. De telles matières sont utilisées dans de nombreuses applications, par exemple pour realiser des surfaces antidérapantes, des surfaces décoratives, des surfaces d'accrochage pour le dévelop perlent des bactéries, des surfaces d'accroches pour autres produits projetés ou trempés telles que surfaces pour l'accroche de mousse polyuréthane, phénolique, ou autre.. Jusqu'à ce jour, pour réaliser de telles surfaces, on procédit en deux étapes, la première consistant dans la réalisation d'un support, rigide ou non, par exemple à base de matière thermoplastique extrudée, et la seconde consistant à recouvrir ledit support au moyen d'une matière destinée à former la surface rugueuse, la liaison des deux couches étant obtenue par apport de matière liante. On peut également obtenir une surface rugueuse en déposant sur la surface à recouvrir une solution ou émulsion d'une composition par exemple à base de latex néoprène qui après traitement (séchage...) laisse subsister une couche irrégulière rugueuse. Cependant de tels matériaux sont complexes à réaliser, et d'un coût élevé, compte-tenu, d'une part, du coût des produits additionnels employés et d'autre part, de la mise en oeuvre délicate des procédés utilisés. En effet, suivant la technique mise en oeuvre, il faudra par exemple maintenir une pression pendant le séchage, évaporer des solvants, détruire des matériaux par des solvants, avoir un temps de séchage relativement long si l'on utilise des émulsions, utiliser un matériel spécial conçu de manière spécifique pour l'article réalisé. De plus, certains des matériaux ainsi obtenus ont des caractéristiques de rugosité assez faibles, qui font qu'ils ne conviennent pas pour certaines applications, telles que comme surfaces d'accrochage pour bactéries. Par ailleurs, il est connu de réaliser des complexes constitués par un support thermoplastique extrudé recouvert sur au moins une de ses faces par un film thermoplastique. De tels complexes1 sont obtenus en plaquant -un film sur la surface de la matière extrudée, c' est-à-dire encore à température relativement élevée, l'adhésion du film sur le support étant obtenue par passage dans une calandre à plusieurs cylindres. Enfin, il est connu de contrecoller de la mousse de polyuréthane sur un support textile, tel qu'un tissu, un tricot, soit par apport d'une colle, soit en chauffant superficiellement la couche de mousse avec un brûleur avant l'assemblage des deux éléments. Ces derniers procédés ne permettent cependant pas d'obtenir des complexes présentant un état de surface rugueux de faible épaisseur par rapport à l'épaisseur du support. Or on a trouvé un nouveau type de matériau complexe, facile à réaliser, économique, présentant au moins une surface rugueuse, dans lequel la liaison entre les différentes couches est obtenue sans apport de matière liante, et qui est avantageusement utilisable comme surface d'accrochage pour les bactéries, surface décorative, surface antidérapante1 surface d'accroche... Le matériau complexe selon l'invention est du type comportant un support en matière thermoplastique, de préférence thermodéformable, recouvert sur au moins l'une de ses faces d'une couche de matière rugueuse de faible épaisseur par rapport à l'épaisseur du support, et il se caracterise par le fait que la couche rugueuse se présente sous la forme d'un réseau continu d'alvéoles1 au moins partiellement remplies de matière cellulaire1 les parois des alvéoles étant également à base de matière cellulaire, ladite couche étant liée à la couche de base sans apport de matière liante ni traitement complémentaire. De préférence, selon l'invention le support et-le recouvrement rugueux sont de même nature chimique, le support ayant une structure homogène dense et, le recouvrement présentant une structure alvéolaire/cellulaire ; Par exemple, le support peut être constitué par une plaque de polystyrène choc, de PVC, de polyéthylène1... et, le recouvrement à base de polystyrène expansé de PVC cellulaire, de polyéthylène cellulaire... Eventuellement on peut utiliser des matériaux de nature différente, par exemple un support à base d'A B S et un recouvrement en polystyrène expansé. Un matériau selon l'invention qui donne des résultats particu fièrement intéressants en temps que surface d'accrochage des bactéries, ou autres, est constitué par un complexe formé de polystyrène nechoc recouvert sur au moins l'une de ses faces d'une feuille de polystyrène expansé. La feuille de recouvrement expansé peut être soit extrudée, soit de préférence tranchée. L'invention concerne également un procédé d'obtention d'un tel complexe, procédé qui consiste de manière connue - à extruder une matière thermoplastique, - à recouvrir, à la sortie de l'extrudeuse, au moins une face de la plaque extrudée avec une feuille thermoplastigue, - à presser le complexe ainsi formé et il se caracteYSse par le fait que la matière de recouvrement est une matière alvéolaire cellulaire, la liaison entre les deux couches étant obtenue sans apport de matière liante, par simple pressage effectué sensiblement à froid, le pressage étant tel qu'il écrase partiellement la couche de recouvrement et provoque éventuellement un effondrement de la structure d'au moins une partie des cellules, par montée en température. Dans un mode préferentiel de mise en oeuvre du procédé de 1 'in- vention , la matière de recouvrement est amenée en contact avant calandrage, ce qui fait que les deux couches sont pratiquement liées au passage entre lescylindres calandreurs. Selon une variante, la liaison et l'écrasement se font de manière pratiquement simultanée. Selon l'invention, le pressage est un calandrage, réalisé pratiquement à froid, c'est-à-dire aux environs de cinquante degrés Celsius (500C) pour du polystyrene expansé. I1 est indispensable, selon l'invention, que le pressage soit effectué à une température nettement inférieure à la température qu'a la couche de matière support à la sortie de l'extrudeuse. L'invention sera cependant mieux comprise grâce à l'exemple de réalisation donné ci-après, et illustré par les schémas annexés dans lesquels - les figures I et 2 montrent respectivement en coupe transversale et en vue de dessus un produit cornplexe conforme à 11 invention, - la figure 3 illustre schématiquement en vue de dessus la structure d'une alvéole de la surface en relief, - la figure 4 est une coupe transversale selon l'axe A B de la figure 3, - la figure 5 illustre schématiquement un mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Ainsi qu'on peut le voir sur les figures I et 2, le produit complexe selon l'invention se compose d'un support I, de structure dense, homogène, à base d'une matière thermoplastique, de préférence thermodéformable, recouvert sur l'une de ses faces d'une couche 2 rugueuse, se présentant sensiblement sous la formed'un réseau d'alvéoles 3 remplies de matière cellulaire. Ainsi que cela est mieux montré sur les figures 3 et 4, ces alveoles 3 forment un réseau constitué d'une série de parois 4,5, 6,7,8,9 cellulaires reliées entre elles, et qui sont comblées au moins partiellement de matière cellulaire. Cette couche rugueuse 2 comme déjà dit, présente des parties en creux IO et des parties en relief IIt formées de matière cellulaire, et possède donc une très grande surface de contact, qui permet un bon accrochage des bactéries ou autres matériaux sur ladite surface, de très bonnes propriétés antidérapantes dùes à une très bonne résistance. aux glissements, et qui de plus présente un aspect original et décoratif. Un tel matériau complexe est réalisé selon un procédé qui fait également partie de l'invention. Ainsi que cela est représenté sur la figure 4, selon un procédé classique on extrude une plaque de matière thermoplastique I2 au moyen d'une extrudeuse I3, par exemple une boudineuse à vis. Après extrusion cette plaque passe entre une série de cylindres calandreurs, en général trois cylindres 14,IS,16, la température de ces cylindres étant nettement inférieure à la température de la plaque à la sortie de l'extrudeuse. Ainsi, dans le cas de llex- trusion de polystyrène choc, la température de la plaque extrudée est d'environ deux cents degrés Celsius (2000 C) à la sortie de llextrudeuse-I3 et les cylindres sont chauffés à soixante-dix degrés Celsius (700C) pour le cylindre supérieur I4 et à cinquante degrés Celsius (500pour les cylindres 15-et I6. Le refroidissement de la plaque est lent au niveau des cylindres du fait de la vitesse de passage. Conformément à l'invention, on amène une feuille I7 de polystyrène expansé en contact avec la matière fraichement extrudée. Suivant le résultat recherché, on peut par exemple amener la feuille 17, comme cela est représenté en traits pleins, en contact avec la matière avant son passage entre les deux derniers cylindres I5 et I6. De cette manière, la matière alvéolaire est amenée en contact avec la surface chaude de la matière extrudée, et se lie à cette dernière par simple échange thermique avant même que l'ensemble ne passe entre les cylindres. L'ensemble passe ensuite entre les cylindres de calandrage, le cylindre en contact avec la matière alvéolaire étant relativement froid, cinquante degrés Celsius (500 C), par rapport à la température de la feuille extrudée, ce qui empêche l'é- croulement total des cellules de la matière alvéolaire, par fusion de la matière, qui se produirait si le cylindre était relativement chaud. Ainsi qu'on peut le voir sur la figure 5, dans certains cas, il est possible, ainsi que cela est représenté en pointillés -sur cette figure, de mettre la matière alvéolaire en contact avec le support extrudé juste avant le passage entre la première paire de rouleaux. Dans ce cas, on obtient une surface beaucoup plus fermée et moins rugueuse, du fait que la matière est soumise à deux écrasements successifs et qu'il se produit une fusion plus importante, le polystyrène choc étant à température plus élevée que dans le cas précédent Comme dit précédemment, comme matière formant le complexe on utilisera du polystyrène choc pour former le support, et du polystyrène expansé pour former la surface rugueuse. Par ailleurs, comme polystyrène expansé il est avantageux d'utiliser une feuille de polystyrène obtenue par tranchage, ce qui permet d'obtenir une surface rugueuse aux cellules éclatées du fait que les cellules sont sectionnées ce qui facilite une structuration superficielle. Eventuellement, on peut utiliser une feuille de polystyrène expansé obtenue directement par extrusion mais dans ce cas, la surface finale du complexe selon l'invention sera moins rugueuse. L'exemple suivant illustre de manière plus précise la mise en oeuvre de l'invention et montre bien les avantages qu'elle apporte. Exemple Au moyen d'une boudineuse, du type Saufman à vis, de diamètre cent vingt / trente-trois D (I20/33 D), équipée d'une filière de un virgule sept millimètres (I,7 mm) d'epaisseur et de sept cents millimètres (700 mm) de large, on extrude de manière classique, sous forme de plaque, du polystyrène chargé de butadiène. Une telle extrudeuse peut produire environ cinq cent cinquante kilos (550 kgs) /heure de plaques. Après extrusion, la plaque passe entre une série de trois rouleaux I4,I5,I6, chauffés respectivement à soixante-dix degrés Celsius (700 C) pour le rouleau supérieur I4, et cinquante degrés Celsius (500 C) pour les rouleaux I5 et 16. A la sortie de l'extrudeuse I3 et avant passage entre les rouleaux 14 et 15 la température de la plaque extrudée est d'environ deux cents degrés Celsius (200 C). Avant passage entre les rouleaux I5 et I6, on amène en contact avec la surface de la plaque une feuille de polystyrène expansé I7 provenant d'un rouleau d'alimentation I8. Cette feuille a une epaisseur de trois millimètres (3mm3 et est obtenue par tranchage. La température de la plaque extrudée n'ayant que faiblement diminuée par rapport à la sortie de l'extrudeuse, il se produit un échange thermique avec la feuil le de polystyrène expansé, qui provoque la liaison permanente des deux éléments entre eux et ce sans apport de matière liante additionnelle. De suite après la jonction, l'ensemble est passe entre les deux cylindres I5 et I6, dont l'écartement est légèrement supErieur fl l'épaisseur de la plaque I2, Le complexe formé est ensuite récupéré de manière classique après passage sur le cylindre 16. Dans ce complexe, l'épaisseur du polystyrène expansé est d'en viron zéro virgule un (O,I) à zéro virgule sept (0,7) millimeresr alors que la feuille au départ avait une épaisseur de trois milii- mètres (3 mm) Ceci est dû notamment à la température du matériau contre lequel il est dépose, cette température provoquant, an moment de la jonction un écroulement partiel des cellules du -polysty- rène expansé. Le produit résultant présente une surface rugueuse, semblable à pelle illustrée par les figures I à 4. Ce produit, du fait de sa structure, convient particulièrement bien comme surface d'accrochage pour le développement des bactéries. Comme déjà dit, il est obtenu de manière simple et économique, du fait que le procédé ne nécessite aucun autre produit que les deux matériaux formant le support et la surface rugueuse ; et du fait qu'il peut être mis en oeuvre sur un matériel classique, par exemple celui utilisé pour le placage de films transparents. I1 est évident que l'exemple précédent n'est pas limitatif et que l'invention couvre également toutes les réalisations faites dans le même esprit. Ainsi, comme déjà dit, si l'on désire une surface moins rugueuse, le polystyrène expansé peut être incorporé avant passage entre les deux premiers cylindres. De plus, en fonction des résultats recherchés, on peut former d'autres types de complexes en partant de matières différentes par exemple en combinant - du PVC cellulaire avec une plaque de PVC non-cellulaire, - du polyéthylène cellulaire avec du polyéthylène normal. On peut également combiner des matières chimiquement différentes entre elles la seule condition étant que ces matières puissent se lier par simple échange thermique. Ainsi, on peut combiner une feuille de polystyrène expansé avec une plaque de résine A.B.S.. Enfin, si dans le cas présent, l'invention a été décrite plus spécifiquement pour un matériau ne comportant qu'une seule face rugueuse, il est évident que l'on ne sort pas du cadre de l'invention en réalisant les matériaux dont les deux faces sont rugueuses. REVENDICATIONS I) Matériau complexe, à base de matière thermoplastique, rigide, çons,tituée par un support recouvert sur au moins l'une de ses faces pas une couche de matière rugueuse,. de faible épaisseur par rapport à l'épaisseur du support,' caractérisé par le fait que la couche rugueuse se présente sous la forme d'un réseau continu d'alvéoles, au moins partiellement remplies de matière cellulaire, les parois des alvéoles étant également à base de matière cellulaire, ladite couche rugueuse étant liée à la couche de base sans apport de matière liante. 2) Matériau complexe selon la revendication I caractérisé par le fait que le support est une plaque de matière thermoplastique extrudée, la couche rugueuse de recouvrement étant de même nature chimique que ledit support mais présentant une structure alvéolaire cellulaire. 3) Matériau complexe selon l'une des revendications I et 2, caractérisé par le fait que le support est une plaque de polystyrè- ne choc, et que la couche de recouvrement rugueuse est à base de polystyrène expansé. 4) Matériau complexe selon l'une des revendications I à 3 caractérisé par le fait que le support a une épaisseur comprise entre un virgule cinq tu,5) et deux millimètres (2 mm), et que 1'S- paisseur de la couche de recouvrement est comprise entre zéro virgule un (O,I) et zéro virgule sept 5) Procédé pour l'obtention d'un matériau complexe selon l'une des revendications I à 4 qui consiste - à extruder sous forme de plaque une matière thermoplastique, - à recouvrir au moins une face de ladite plaque avec une feuille de matière thermoplastique, - à presser le complexe ainsi formé caractérisé par le fait que la matière de recouvrement est une matière alvéolaire/cellulaire, la liaison entre les deux couches étant obtenue par fusion de la face de matiere cellulaire en contact avec la plaque extrudée, sans l'apport de matière liante, par pressage effectué sensiblement à froid, le pressage étant tel qu'il écrase partiellement la couche de recouvrement alvéolaire et provoque éventuellement un effondrement d'2u-moins une partie des cellules, par montée en température. 6) Procédé selon la revendication 5 caractérisé par le fait que le pressage est un calandrage à froid réalisé au moyen d'une calandre à trois cylindres. 7) Procédé selon la revendication 5 caractérisé par le fait que la matière cellulaire est amenée cn contact avec la matière extrudée entre le premier et le deuxième cylindre de la calandre. 81 Procédé selon la revendication 6 caractérisé par le fait que la matière cellulaire est amenée en contact avec la matiere extrudée entre le deuxième et le troisieme cylindre de la calandre. 9) Procédé selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé par le fait que les rouleaux calandreurs sont relativement froids par rapport à la température de la feuille de matière extrudée.