Brevet FR2329430A1 — publié le 19770527

La présente invention concerne la production de feuille élastique ayant une couche ou section supérieure de mousse de latex sans gel de polymère durci et une couche ou substrat inférieur de mousse de polyuréthane à cellule ouverte durcie , ces sections sont fixées L'une à l'autre sans 1'emploi d'une couche d'adhésif entre elles. Le procédé de la présente invention peut être réalisé d'une manière continue ou d'une manière discontinue. Le produit de la présente invention, dans ses aspects les plus vastes, est fabriqué en disposant une feuille, un ruban ou une bande de renfort d'une mousse à cellule ouverte complètement durcie dépourvue de peau de polymère coagulée telle que du polyuréthane sur une surface de support foramineuse ou perméable appropriée, en déposant la mousse de latex sans gel non durcie sur le renfort de mousse de polyuréthane, en déshydratant rapidement la mousse de latex sans gel par la chaleur simultaneusement appliquée au sommet de la surface de l'écume de latex déposée et de la base de la surface dans le renfort de mousse d'uréthane, et en continuant l'application de la chaleur 3usqu'à ce que la mousse de latex sans gel soit correctement durcie.Après que la mousse de latex sans gel ait été complètement durcie la feuille résultante est enlevée de la surface de support, après quoi elle peut, Si nécessaire, etre coupée et calibrée de manière appropriez en une configuration de produit final souhaité. La construction de la feuille de mousse nouvelle est caractérisée par une couche de mousse de latex sans gel liée à une couche de mousse de polyuréthane à cellule ouverte. La couche de mousse de latex sans gel possède une surface supérieure libre douce, déformable qui est sensiblement uniforme et dépourvue de peau de polymère coagulée. L'interface entre les couches de mousse, qui est dépourvue d'incrustation, est caractérisée par une migration ou pénétration de la mousse de latex sans gel dans la surface à cellule ouverte poreuse de la mousse de polyuréthane. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront plus clairement à l'aide de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés de plusieurs modes de réalisation selon l'inventinn dans lesquels - la figure 1 est un diagramme schématique simplifié d'un appareil de réalisation d'une opération continue de la présente invention; - les figures 2 à 6 sont des vues en coupe à plus grande échelle selon les lignes 2-2 à 6-6 respectivement de la figure 1; - la figure 7 est une vue à plus grande échelle de la partie 7 fragmentaire de la figure 6; - la figure 8 est une vue en coupe à plus grande échelle selon la ligne 8-8 de la figure ?;; - la figure 9 est un tronçon de mousse de polyuréthane à cellule ouverte étant plaqué en forme de feuille; - la figure 10 est une vue en coupe à plus grande échelle selon la ligne 10-10 de la figure 9; - la figure Il est un mode de réalisation d'une feuille de mousse illustrant la présente invention; - la figure 12 est une vue en coupe à plus grande échelle selon la ligne 12-12 de la figure 11; - la figure 13 est un diagramme schématique simplifié d'un appareil de réalisation d'une opération discontinue de la présente invention; - la figure 14 est une vue en coupe à plus grande échelle selon la ligne 14-14 de la figure 13; et - la figure 15 est un diagramme illustrant les opérations successives d'un procédé selon l'invention. Les caractères de référence correspondants indiquent des parties correspondantesRbnsidiverses vues des dessins. En référence aux dessins pour la description détaillée de la présente invention un appareil de réalisation d'une opération continue du procédé de fabrication d'une feuille de mousse est généralement indiqué par un nombre de référence 10 à la figure 1. L'appareil 10 inclutkn moyen de support 12 foramineux supportant une feuille 14 d'une mousse de polyuréthane à cellule ouverte complètement durcie qui reçoit une couche d'écume 16 de mousse de latex. Le moyen de support 12 comprend une courroie de transport 18 tiré dans une rainure à circuit. La courroie de transport 18 doit être capable de résister aux conditions d'humidité chaudes prévalent pendant le traitement de l'écume 16 de mousse de latex, et Etre perméable à la vapeur d'eau pour permettre à la vapeur d'eau de s'échapper en passant à travers la mousse de polyuréthane à cellule ouverte pendant la déshydratation de l'écume 16 de mousse de latex. De même, la courroie de transport 18 peut comprendre tout matériau perméable à la vapeur d'eau appropriée tel qu'un filet métallique. La taille maximale des ouvertures du filet métallique dans la courroiede transport 18 n'est pas critique aussi longtemps que la courroie de transport supporte de manière adéquate la feuille 14 de mousse de polyuréthane et écume 16 de mousse de latex. La feuille 14 de mousse de polyuréthane, qui circule le long de la courroie de transport 18, fonctionne comme un matériau de renfort pour l'écume 16 de mousse de latex sans gel et évite à l'écume 16 de latex d'entrer en contact avec la courroie de transport 18. La feuille 14 de mousse de polyuréthane est complètement durcie avant d'entre employée comme couche de renfort et ainsi ne se lie pas à la courroie de transport 18 pendant le traitement et la déshydratation de l'écume 16 de mousse de latex sans gel. La feuille 14 de mousse de polyuréthane assure ainsi facilement le dégagement de la feuille de mousse résultante de la courroie de transport 18. L'épaisseur de la feuille 14 de mousse de polyuréthane est essentiellement une affaire de choix dépendant, parmi d'autres choses, de l'emploi souhaité de la feuille de mousse, de la température de traitement et de la durée du cycle de traitement. Puisque la feuille 14 de mousse de polyuréthane et la courroie 18 de transport foramineuse permettent à l'écume de mousse de latex sans gel de se déshydrater à sa surface inférieure supportée aussi bien qutà sa surface libre supérieure on obtient un traitement relativement rapide de la mousse de latex sans gel en comparaison à une opération de traitement où la déshydratation se produit seulement à une surface de l'écume de latex. On peut employer toute mousse d'uréthane à cellule ouverte appropriée pourvue quelle ne réagisse pas avec l'écume 16 de latex sans gel de telle façon qu'elle interfère avec le traitement ou affecte défavorablement le développement d'une feuille de mousse satisfaisante. Une mousse d'uréthane désignée pour l'emploi selon la présente invention peut se composer comme suit : (toutes les parties et les pourcentages sont en poids sauf spécification contraire) un polymère ayant des groupes isocyanate réactifs est fabriqué par réaction du diisocyanate de toluène ( mélange d'isomère 30 , 2,4 et 2osa, 2,6) avec un polyol préparé en condensant de l'oxyde de propylène sur du triméthyloîpropane en un poids moléculaire approprié de 4000. Le diisocyanate de toluène est mis en réaction avec le polyol en une proportion équivalente à 5,3 équivalents de diisocyanate de toluène par équivalent de polyol.Ce produit de réaction diisocyanate-polyol, qui peut être référencé comme prépolymère, est stabilisé pour moussage par l'addition de quatre parties d'une huile de silicone appropriée, tel qu'un polysiloxane modifié organique produit par "Union Carbide Corporation" sous la désignation L-520, pour cent parties de polyol. Après la stabilisation, le prépolymère est transformé en mousse en additionnant à cent parties de celui-ci cinq parties de trichloromonofluorométhane, cinq parties de diisocyanate de toluène, et cinq parties de didécylphthalate. La mousse de prépolymère est amenée comme courant sépare en tête dtun mélangeur oùelleest mélangéeavec un mélange de catalyseur-eau comprenant 0,5 parties de triéthylamine, une partie d'octoate stanneux, 1,0 partie de n-éthylmorpholine, et 2,8 parties d'eau pour former un mélange de mousse. Tout appareil connu approprié de conversion du mélange de mousse résultant en une feuille plastique continue peut être employé, tel que l'appareil du brevet Américain NO 3 188 296. La mousse est ensuite plaquée, fendue ou incisée d'une manière connue pour enlever toute peau de polymère coagulée aux parties supérieure et inférieure de la feuille.Si l'on veut la mousse de polyuréthane peut Qtre formée sous la forme générale d'un cylindre 20 (figure 9) et plaquée en une feuille continue de toute manière connue appropriée comme par exemple en employant une lame ou scie 22 à bande continue. Comme de nombreux procédés bien connus existent pour la formation d'une feuille de mousse de polyuréthane à cellule ouverte ayant des cellules ouvertes aux surfaces supérieure et inférieure la sélection d'une autre version de procédé est essentiellement une affaire de choix. Un latex désigné pour l'emploi selon la présente invention se compose d'ingrédients exposés dans le tableau suivant Ingrédient parties en poids à l'état sec Copolymère styrène-butadiène (LPF-3757, Goodyear) 100,00 Antioxydant non tachant phénol alcoyle (NAUGAWHITE, Uniroyal Chemical) 1,00 Hexamétaphosphate de sodium (CALGON, Calgon Corp.) 0,50 N-Octadécyl du sodium sulfosuccinate (AEROSOL 18, American Cyanamid Corp.) 2,50 Sel de sodium de monoester de sulfate d'un mélange de divers alcools gras, principalement l'alcool de lauryle (AQUAREX WAQ, Dupont) 1,14 Ingrédient parties en poids à l'état sec Néphéline syénite de terre séche (MINEX 3, American Syenite Corp.) 70,0 Trihydrate d'alumine (HYDRAL 710, Alcoa) 70,0 Hydroxyde de potassium 0,25 Sel de zinc de 2-mercaptobenzothiazole (OXAF, Uniroyal Chemical) 1,25 Soufre 1,65 Oxyde de zinc 1 ,25 Charbon noir - type goulotte 1,10 Zinc diéthyl dithiooarbamate, (ETHAZATHE, Uniroyal Chemical) 0,75 Polyacrylate de sodium (MODICOL VD, Nopco Chemical 0,11 Le latex de caoutchouc de styrène-butadiène (SBR) possède les propriétés physiques suivantes solides totaux 69,5% pH 10,2 Tension superficielle 33 dynes par centimètre Viscosité (température ambiante) 1540 centipoises La composition de latex SBR, sans l'addition de tout agent gélifiant, est transformée en écume par un appareil approprié tel que révélé dans les brevets U.S. NO 2 695 246, NO 2 706 108 ou N 2 731 253. L'écume de latex 16 est ensuite versée ou par ailleurs déposée sur le moyen de support 12 par dessus la feuille 14 de polyuréthane par une goulotte ou buse 24 transversale connue appropriée telle que rOvélésdans le brevet U.S. N0 2 774 106. Une disposition de racloir 26 peut être employée si l'on veut pour faciliter le dépôt de l'écume de latex 16 en une épaisseur uniforme sur la feuille 14 de mousse de polyuréthane. La structure cellulaire de l'écume 16 de latex sans gel n' est pas résistante à l'affaissement malgré la présence de stabilisateurs mousse non gélifiant. Il est préférable de limiter l'épaisseur de la couche 14 d'écume de latex à environ 2,54-0,635 centimètres puisque la densification cellulaire, l'affaissement cellulaire et d'autres problèmes semblables deviennent manifestes dans la mousse de latex sans gel durcie lorsque cette épaisseur de couche est dépassée.Pour minimiser la possibilité d'affaissement cellulaire ou de densification cellulaire l'écume 16 de mousse de latex sans gel, indépendamment de l'épaisseur de couche, devrait Qtre déshydratée et durcie rapidement et aussi tOt que possible après qu'elle ait été déposée sur la feuille 14 de mousse de polyuréthane déJà durcie-. Cependant lorsque l'écume 16 de mousse de latex est soumise à un cycle de traitement rapide de petites fissures ou défectuosités par ailleurs connues comme échec de surface (non montré) peuvent se former dans la surface de la mousse. Cette condition n'est pas généralement inacceptable mais peut être sensiblement éliminée en préchauffant l'écume 16 de latex avant de la soumettre à un traitement rapide de durcissement. Le préchauffage est de préférence accompli par tout moyen connu approprié de chaleur rayonnante tel qutun groupe d'appareils de chauffage 28 Calrod proche du moyen de support 12, de préférence directement au-dessus de l'écume 16 de latex immédiatement avant une zone de traitement 30. La température de surface de écume de latex sans gel est habituellement environ de 21,10C avant d'entre préchauffée et d'environ 930C après Etre préchauffée par, par exemple, un groupe d'appareils de chauffage 28 Calrod de 1,52 m de long. L'élévation de la température de surface de 21,1 C à 930C peut se produire dans une période de temps d'environ 25 secondes à environ 200 secondes, dépendant de la composition du latex, de l'épaisseur de la couche 16 d'écume déposée et de la densité désirée de la mousse de latex sans gel durcie , dont la totalité détermine la vitesse de déplacement de la courroie de transport 18 pass le groupe d'appareils de chauffage 28 Calrod. Par exemple une écume de latex de SBR de 1,27 cm est préchauffée pendant environ 30 secondes. Le préchauffage réalise une déshydratation préliminaire de l'écume 16 de latex sans gel à une profondeur d'approximativement 0,158 à 0,316 cm à partir de la surface libre supérieure de l'écume. Dans bien des cas si la vérification de surface est une condition tolérable dans la mousse de latex sans gel durcie l'étape de préchauffage peut Etre éliminée. L'écume 16 de mousse sans gel et la feuille de polyuréthane 14 sont transportées par la courroie de transport 18 à la zone de traitement 30 pour être soumises à une chaleur sensiblement sèche à une température qui peut être comprise dans le domaine allant d'environ 1270C à environ 2040C dépendant de la composition du latex, de l'épaisseur de la couche 16 d'écume déposée, de la densité désirée de la mousse traitée et de la tolérance à la chaleur du renfort 14 de polyurethane. La durée du cycle de traitement pour l'écume 16 de mousse de latex sans gel est essentiellement dépendante de ltépais- seur de la couche d'écume et n'est pas sensiblement affectée par ltépaisseur de la couche 14 de renfort de la mousse de polyuréthane. Par exemple une couche d'écume de latex sans gel de SBR d'environ 1,56 cm d'épaisseur, renforcée par une couche de mousse de polyuréthane complètement durcie de 1,27 cm d'épaisseur peut être déshydratée et durcie à environ 1770C pendant environ 25 minutes. Les propriétés de la mousse de polyuréthane ne sont pas généralement affectées par la déshydratation et le traitement de la couche d'écume de latex sans gel.La couche de mousse de latex sans gel durcie est caractérisée par les propriétés suivantes : Densité 60,9 g/dm3 Compression 2,2410 -2 kg/cm Déformation par compression 9% (22 h à 70 C-50% de flexion déformation calculée sur la hauteur incurvée Arrachement 0,089 kg/cm2 Bien que tout appareil de traitement connu approprié puisse être employé, on préfère un four à air chaud de type tunnel à extrémitbuverte schématiquement indiqué par le nombre de référence 32.Un traitement relativement rapide de écume 16 de latex sans gel est accompli puisque la chaleur appliquée pendant le traitement provoque la déshydratation de l'écume 16 de latex sans gel à sa surface supportée inférieure à travers la mousse 14 d'uréthane à cellule ouverte et le moyen de support 12 foramineux aussi bien que dans sa surface supérieure comme montré à la figure 6. La possibilité d'affaissement cellulaire ou de densification cellulaire dans la mousse de latex sans gel durcie est ainsi minimisée. Pendant le cycle de traitement du latex sans gel la couche 34 de mousse de latex sans gel durcie est liée à la couche 14 de polyuréthane à cellule ouverte en vue de la nature adhésive de l'écume 16 de mousse de latex sans gel. Les couches 14 et 34 de mousse liées définissent une feuille 36 de mousse qui est transportée dans la courroie de transport 18 hors du four 32 et laissée suffisament refroidir pour permettre une manipulation ultérieure. Lorsque la feuille 36 est enlevée de la courroie de transport 18 elle est calibrée, coupée, enroulée, et accumulée ou par ailleurs manipulée en préparation de son emploi prévu. D'une manière semblable la feuille de mousse de latex sans gel peut être formée par un procédé discontinu plutôt que par un procédé cnntinu comme précédemment décrit. De meme dans le procédé discontinu un moyen de support 40 (figure 14) comprend une plaque ou écran métallique 42 foramineux d'aire définaeIiéepar une structure périphérique 44 de toute forme et de matériau approprié montée sur une courroie de transport 46 foramineuse (figure 13) semblable à la courroie de transport 18. Un rebord 48 pourvu autour de la structure 44 retient toute écume 16 de latex s'écoulant par dessus les confins de la structure 44. Le moyen de support 40 foramineux est couvert avec une couche 50 de renfort de polyuréthane à cellule ouverte préformé semblable à la feuille 14 de polyuréthane.La structure 44, avant son emploi, est traitée avec un lubrifiant ou un agent de dégagement de moulage -conventionnel approprié tel qu'un type MR-214 fabriqué par "Green Chemical Products of Illinois". Une buse 52 dépose des quantités prédéterminées d'écume 16 de mousse de latex comme précédemment formulée sur le moyen de support 40 par dessus la couche de renfort de mousse 50 de polyuréthane dans les limites de la structure 44. L'écume 16 de mousse de latex sans gel déposée est traitée si l'on veut pas une lame 54 et transportée par la courroie de transport 46 dans un four 56 à air sec semblable au four 32. Cette disposition permet la déshydratation de la surface inférieure de l'écume 16 de mousse de latex à travers la mousse 50 de polyuréthane, l'écran métallique 42 foramineux et la courroie de transport 46. La déshydratation également se produit à la surface libre supérieure de l'écume 16 de mousse de latex sans gel.Les temps et les températures de traitement sont comme précédemment décrits et si l'on veut, l'écume de mousse 16 peut également être préchauffée par les appareils de chauffage 28 Calrod comme précédemment décrit. Après que le traitement soit complet, on lie une couche 58 de mousse de latex sans gel durcie à la couche 46 de polyuréthane pour former une feuille 60. La feuille 60 est enlevée du moyen de support 40 pour son emploi telle qu'elle est, ou bien elle peut Etre calibrée ou par ailleurs manipulée en préparation à la formation d'un article fini. La liaison entre la couche de mousse de latex sans gel et la couche de mousse de polyuréthane est totale et inclue un peu de pénétration de l'écume de mousse de latex sans gel dans les cellules de surface de la mousse de polyuréthane comme on le voit plus clairement à la figure 12. L'interface entre la couche de mousse de latex sans gel et la couche de mousse de polyuréthane est dépourvue de toute ligne ou d'incrustation adhésive. La feuille de mousse inclue une surface ayant le toucher à la main doux de la mousse de latex sans gel et est de plus caractérisée par l'élasticité et l'extensibilité de la mousse de polyuréthane. Comme il sera apparent à l'homme de l'art les procédés révélés peuvent être employés avec diverses autres-formulations de latex sans gel et de polyuréthane. Par exemple des latex basés sur le néoprène, le caoutchouc naturel et des mélanges de caoutchouc naturel peuvent étre employés pour former écume de mousse de latex sans gel en accord avec la présente invention. Les polyuréthanes à cellule ouverte de type éther ou ester peuvent être employés pourvu qutils ne réagissent pas avec l'écume de latex composée de telle façon qu'ils interfèrent avec le traitement ou affectent défavorablement le développement d'un produit satisfaisant. Un avantage du nouveauprocédé pour la formation d'une feuille de mousse de latex sans gel consZb en ce'que le produit résultant est extensible et aisément dégagé du moyen de support foramineux après le traitement. Un autre avantage consisteen ce que le latex sans gel, tandis qu'il est traité, se lie au substrat de mousse de polyuréthane déja durci sans exiger l'agent adhésif séparé et le produit durci n'a pas de lignes ou d'incrustations adhésives apparentes entre les couches de mousse respectives. De plus la feuille, bien que transmettant des caractéristiques de texture de surface de mousse de latex sans gel est pourvue de propriétés de résistance élastique et de résistance à l'arrachement attribuable à la couche de mousse de polyuréthane.Un autre avantage consiste en ce que le toucher à la main doux de la mousse de latex sans gel est transmis à la feuille de mousse ayant une épaisseur qui peut excéder sensiblement ltépaisseur d'une couche unique de mousse de latex sans gel. L'épaisseur totale de la feuille qui peut être réalisée est par essence seulement dépendante de l'épaisseur de la mousse de polyuréthane employée. A la figure 15, les lettres A à H ont la signification suivante A Mettre une couche d'une feuille durcie de mousse à cellule ouverte sur une surface de support foramineux; B Déposer une couche d'écume de mousse de latex sans gel sur la feuille durcie de mousse à cellule ouverte. C Niveller l'écume de mousse (éventuellement). D Préchauffer l'écume de mousse (éventuellement). E Déshydrater et durcir l'écume de mousse. F Enlever la feuille de mousse de la surface de support foramineux. G Opération de découpage, calibrage, enroulage (selon nécessité). H Article fini. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donné qu'à titre d'exemples. En particulier elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons,si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'une feuille de mousse caractérisé en ce qu'il comprend des étapes de a) déposer une écume de mousse de latex sans gel non durcie sur une couche de renfort de mousse à cellule ouverte durcie, et b) chauffer écume de mousse de latex pour déshydrater, et durcir écume de mousse et former la feuille de mousse. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérise en ce que la mousse à cellule ouverte durcie est foramineuse. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la mousse à cellule ouverte durcie est perméable à la vapeur. 4. Procédé selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la mousse à cellule ouverte durcie est perméable à la vapeur d'eau. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la mousse à cellule ouverte durcie est supportée sur une courroie de transport et dans laquelle la courroie de transport se déplace dans une rainure à circuit et d'une manière consécutive continuellement transporte une feuille de mousse à cellule ouverte durcie, continuellement reçoit le dépôt de l'écume de mousse de latex sans gel par dessus la feuille de mousse à cellule ouverte durcie, et l'écume de mousse de latex sans gel est continuellement chauffée pour déshydrater, durcir et former la feuille de mousse d'une manière continue. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la mousse à cellule ouverte durcie' est une mousse de polyuréthane. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la mousse de polyuréthane est d'un type ester. 8. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la mousse de polyuréthane est d'un type éther. 9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche de mousse à cellule ouverte durcie est dépourvue de peau de surface coagulée. 10. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'écume de latex est à base d'un copolymère de styrène et de butadiène. 11. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'écume de latex est à base d'un latex de caoutchouc naturel ou des mélanges de latex de caoutchouc naturel. 12. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'écume de latex est à base d'un polymère de néoprène. 13. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'après que l'écume de latex soit déposée sur la couche de renfort de mousse à cellule ouverte elle est soumise à un préchauffage. 14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'écume de latex est préchauffée à une température allant de environ 21, 10C à environ 930C. 15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que la durée du préchauffage est d'environ 25 secondes à environ 200 secondes. 16. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on réalise le traitement de l'écume de mousse de latex dans un domaine de température allant d'environ 1270C à environ 2040C. 17. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on réalise le traitement de écume de mousse de latex à une température d'environ 1770C pendant environ 25 minutes. 18. Produit mousse caractérisé en ce qu'il est produit par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1à17. 19. Feuille mousse, caractérisée en ce qu'elle comprend une première couche de mousse de latex sans gel et une seconde couche de mousse à cellule ouverte durcie 20. Feuille de mousse selon la revendication 19, caractérisée en ce que la première couche de mousse de latex sans gel pénètre partiellement la seconde couche de mousse à cellule ouverte à une surface et adhère à la seconde couche de mousse à cellule ouverte par contact avec la mousse à cellule ouverte. 21. Feuille de mousse selon la revendication 20, caractérisée en ce que la seconde couche de mousse à cellule ouverte est une mousse de polyuréthane.