Brevet FR2483478A1 — publié le 19811204

La présente invention concerne le traitement de matières en feuilles, en particulier d'étoffes textiles, par des compositions aqueuses de traitement qui sont sous forme d'une mousse de façon à réduire au minimum la quan- tité de liquide qui est appliqué et pour ainsi réduire au minimum l'énergie nécessaire à l'évaporation de la portion volatile de la composition et le format des fours néces- saires dans ce but. Il est bien connu de transformer en une mousse une composition aqueuse de traitement afin de faciliter son - application à une matière en feuille et réduire au minimum les exigences de séchage. On envisage particulièrement les étoffes textiles et les traitements préférés sont ceux qui impliquent l'application d'un liant résineux, surtout contenant une résine en dissolution, comme par exemple pour les finitions permanentes n'ayant.tpas i être Repassées. L'une des difficultés concernant l'application d'une mousse est qu'il est nécessaire d'obliger la mousse à s'affaisser complètement afin d'éviter la présence d'une structure de mousse dans le produit final. Ce problème est surtout difficile lorsque la composition qu'on applique contient un liant résineux. Une façon d'assurer l'affais- sement de la mousse consiste à utiliser une mousse insta- ble qui est spécialement composée de manière à s'affaisser d'une façon pratiquement instantanée lors de son contact avec l'étoffe. Malheureusement il est difficile de régler la quantité de matière appliquée à l'étoffe car cette quan- tité varie avec chaque changement de mousse, d'étoffe et de la vitesse d'application. Des appareils très sophistiqués et très coûteux sont nécessaires et on est obligé d'employer un ordinateur pour en contr8ler le fonctionnement. La mise en route et l'arrêt sont spécialement difficiles et peuvent provoquer des variations du traitement sur une longueur notable de l'étoffe en cours de traitement. On connatt également l'application d'une couche d'une mousse stable, par exemple l'application au couteau, et on utilise alors une pression appliquée dans la zone de pincement de rouleaix pour obliger la mousse à s'affaisser. Toutefois, ces mousses stables ne s'affaissent pas tou- jours complètement et une certaine quantité de mousse ou de fibres ou des deux peut s'accumuler sur les rouleaux de pression ppur ainsi perturber l'opération de traitement du textile. Dans le procédé selon l'invention, on applique sur une matière en feuille une composition aqueuse de mousse qui est suffisamment stable pour former une couche.et con- server cette forme de couche assez longtemps pour en per- mettre la manutention, et on effectue un affaissement de la mousse ou bien on achève cet affaissement par applica- tion de chaleur. On dispose ainsi d'un système de mousse réglable dans lequel l'affaissement de la mousse est assuré lors de l'application de la chaleur. Plus précisément, le procédé selon l'invention est un procédé de traitement de matières en feuilles par une composition aqueuse de traitement, caractérisé en ce qu'on incorpore des tensio-actifs ou surfactifs dans cette compo- sition pour permettre le moussage de la composition avec un gaz de façon à obtenir une mousse qui est stable sous forme d'une couche mince pendant un temps suffisant pour en permettre la manutention, cette mousse s'affaissant complètement quand elle est chauffée; on fait mousser la composition; on applique la mousse sur une surface de la matière en feuille pour établir une couche stable de mousse sur cette matière; et on chauffe cette mousse sur la ma- tière en feuille de façon à provoquer simultanément l'af- faissement de la mousse et le séchage de la composition., -30 Naturellement, on utilise normalement la chaleur dans le cadre de l'opération de séchage, si bien que le traitement est simplifié et que les exigences concernant l'appareillage sont réduites.-Par comparaison avec des sys- tèmes à atfaissement instantané, la simplification de l'ap- pareillage est évidente. Par comparaison avec l'affaisse- ment sous pression, on peut éliminer les rouleaux presseurs à réglage précis dont le'rôle est d'imposer une pression importante. A la différence de l'application d'une mousse à affaissement instantané, on peut- régler facilement et avec précision la quantité de la matière appliquée à l'étoffe et on peut réaliser facilement un changement de vitesse ainsi que la mise en route et l'arrêt avec une mo- dification minimale du traitement-lors d'un changement de la vitesse. Etant donné que l'opération même de séchage de la mousse provoque également son affaissement, la-struc- ture de mousse est éliminée de façon fiable du produit final dans lequel elle n'est pas désirée. Pour la m8me raison on réduit au minimum des accumulations de matière sur l'appareil de traitement. On peut utiliser un rouleau de pression dans l'ins- tallation envisagée pour provoquer la pénétration de la mousse dans les interstices de l'étoffe en cours de trai- tement et un certain affaissement de la mousse peut en ré- sulter. Cependant, on se fie toujours à la chaleur pour éliminer la structure de mousse et il est inutile que-la pression du rouleau soit calculée en fonction d'un tel af- faissement de la mousse. Plus précisement, des pressions d'environ 1,4 à 4,2 kg/cm sont normalement nécessaires pour provoquer un affaissement à peu près complet des cel- lules, la pression nécessaire dans le cas.considéré étant beaucoup plus faible pour autant que le but recherché soit différent. Les mousses qui s'affaissent-sous l'effet de la chaleur sont différentes des mousses usuelles. Normalement une mousse peut être médiocrement stable et peut S'affais- ser rapidement quand on l'étale sur un substrat, ou bien la mousse peut être stable et persister pendant une longue durée ce qui oblige à la travailler mécaniquement, par exemple par application de pression, pour en provoquer l'affaissement. La Demanderesse a trouvé qu'on peut-produi- re des mousses qui sont relativement stables en ce sens qu'on peut leur donner la forme d'une couché qui reste intacte, en l'absence d'un affaissement perceptible pen- dant- le temps normal de travail sur l'appareil applicateur. Il s'agit d'une caractéristique avantageuse car la couche peut être formée de manière à contenir la quantité exacte de l'agent de traitement qu'on maintient à une valeur uni- forme dans le temps et indépendamment de la vitesse de la machine. Dans un bêcher, les mousses restent stables pen- dant une période allant d'environ 5 minutes à 5 heures, bien que ce facteur ne soit pas critique dans le présent contexte. Malgré une stabilité raisonnable a une tempéra- ture de 15 à 30oC, les mousses s'affaissent de plus en plus rapidement avec l'augmentation de la température. Pratique- ment, dans le procédé envisagé, on doit effectuer une cuis- son dans une étuve à une température d'au moins 66 C envi- ron et, de préférence, d'au moins 93 C. Pour provoquer l'affaissement de la mousse avec l'augmentation de la température, la Demanderesse incorpore dans la composition aqueuse de traitement qu'on fait mous- ser un surfactif soluble dans l'eau qui stabilise la mousse et aussi un agent de démoussage relativement insoluble dans l'eau. La présence de l'agent de dêmoussage à la tempéra- ture ambiante ne provoque-pas de rupture de la mousse car cet agent est médiocrement soluble, bien que les mousses produites ne soient pas à bulles fines uniformes comme on les obtient couramment dans cette technique. Au lieu de cela, quand on chauffe la mousse, l'agent de démoussage devient plus soluble et provoque la rupture chimique de la mousse. Cela est important car on peut rompre la mousse lorsque la pression mécanique n'a.pas été efficace. Les agents de démoussage sont avantageusement des agents tensio-actifs présentant un faible indice d'amphi- pathie d'environ 0,1 à 10,0 et, de préférence,de 0,1 à 7,0 et ces agents sont normalement des alcools gras ou leurs éthoxylates avec l'oxyde dt'éthylène en une faible propor- tion afin de préserver l'insolubilité dans l'eau. Les sur- factifs hydrosolubles qui maintiennent la mousse ont un indice d'amphipathie-de plus de 8,5 (et d'au moins 3,0 unités supérieur à celui de l'agent de démoussage), le plus souvent d'environ 12 à 40. Les proportions pondérales du 24834-78 surfactif hydrosoluble par rapport à l'agent de démoussage ne sont pas critiques, le rapport pouvant être de l:10 à :1 et même plus élevé dans certains cas. On doit utili- ser suffisamment de surfactif hydrosoluble ayant un indice d'amphipathie élevé pour fournir une mousse qui reste sta- ble sous forme d'une couche pendant un temps suffisant pour en permettre la manutention, alors que l'agent de dé- moussage insoluble dans l'eau doit être présent en une quan- tité permettant de rompre la mousse quand on la chauffe. L'incorporation de l'agent de démoussage détériore légè- rement la mousse mais ce facteur n'est pas davantage impor- tant. Normalement on effectue le moussage avec de l'air jusqu'à un volume de 2 à 20 fois le volume avant moussage. Les mélanges qui conviennent sont décrits, bien que dans des cas ne servant pas à former une mousse qui s'afais- se par l'effet de la chaleur, dans le brevet FR 2 433 606 au nom de Ciba-Geigy AG. Diverses autres caractéristiques de l'invention res- sortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Des formes de réalisation de l'objet de l'invention sont-représentées, à titre d'exemples non limitatifs, au dessin schématique annexé. La fig. 1 représente l'application au couteau d'une couehe de mousse qui peut être comprimée dans l'étoffe par des rouleaux facultatifs, et ensuite chauffée pour faire affaisser les reliquats éventuels de la structure de mousse. La fig. 2 est similaire à la fig. 1 sauf qu'on uti- lise un couteau flottant pour appliquer la mousse et forcer cette mousse dans les interstices de l'étoffe prêtée. La fig. 3 montre la mousse appliquée à l'étoffe au cours d'une passe verticale entre des rouleaux disposés horizontalement. La fig. 4 représente la couche de mousse transférée à une tuile ou dalle à revêtir. Sur la fig. 1, une étoffe 10 est déroulée d'un rou- leau d'alimentation 11 et elle passe sur une table de sup- port 12 au-dessous d'un couteau 13 situé à distance au-dessus de l'étoffe. La mousse est placée derrière le couteau o elle s'empile comme on peut le voir en 14 et cette mousse passe sous le couteau pour établir une couche 15. L'étoffe 10 portant la couche de mousse 15 peut passer directement dans une étuve 16 o se produisent simultané- -ment l'affaissement de la mousse et le séchage, après quoi l'étoffe traitée est enroulée sur un rouleau de reprise 17. Dans certains cas il est souhaitable de permettre à une composition de traitement de pénétrer de façon plus uniforme dans l'étoffe 10 et on obtient ce résultat en uti- lisant des rouleaux facultatifs 18 qui sont représentés en -traits'mixtes. La pression nécessaire est très faible et normalement la mousse ne 8'affaisse pas entièrement sous l'effet de la pression des rouleaux. On obtient cependant une pénétration plus uniforme quand cela est nécessaire et l'affaissement de la mousse est achevé par l'effet de la chaleur dans l'étuve 16. Sur la fig. 2, l'étoffe 10 passe sous tension contre le tranchant du couteau 13. De cette façon une plus petite quantité de mousse est forcée à pénétrer dans l'étoffe et cette mousse est séchée et aplatie dans l'étuve 16. On re- marquera que sur les deux figures on a utilisé les mimes références numériques pour désigner des éléments équivalents, ce qui facilite la compréhension de l'invention. La fig. 3 représente une passe verticale de l'étoffe entre des rouleaux 19 qui sont montés horizontalement. La mousse peut s'empiler sur un c8té ou les deux côtés de l'étoffe selon que l'étoffe doit être traitée sur une face seulement ou sur les deux. Ici encore la pression appliquée par les rouleaux n'a pas besoin de provoquer d'affaissement complet de la mousse et l'étuve (non représentée sur la fig. 2) assure simultanément le séchage de la mousse et son affaissement de sorte que le gonflement provoqué par le résidu de-la structure mousseuse n'existe plus dans le pro- duit final. La fig. 4 représente un procédé de transfert dans lequel la mousse 20 est empilée au-dessus des rouleaux 21 -2483478 et 22, dont le rouleau 21 est en un matériau non adhésif de sorte que la couche de mousse formée adhère au rouleau 22. Cette couche de mousse 23 est alors transférée à une tuile qu'on fait passer sous un rouleau 22 sur une cour- roie 24 qui est entraînée de manière à passer sur les rouleaux 25 et 26. Un rouleau 27 supporte la tuile 28 lors de.son passage sous le rouleau 22 o cette tuile est revu- tue avec la couche de mousse transférée 23. La tuile revê- tue est alors cuite pour provoquer l'affaissement de la mousse dans-un four6-* Dans cette dernière installation, étant donné que la mousse est séchée-et aplatie en même temps, sa pénétration dans la tuile poreuse est réduite au minimum. Il s'agit d'une caractéristique spécialement avan- tageuse dans l'application de revêtement et de couches d'adhésif. Il convient, de souligner que de'nombreuses modifica- tions peuvent être apportées à la technique décrite. C'est ainsi que la mousse peut être limpide, colorée ou pigmentée. La surface en cours de traitement peut être non perforée, comme un papier ou elle peut être une étoffe textile ordi- naire. Les opérations peuvent impliquer un blanchiment, une teinture et divers autres traitements, surtout une finition permanente sans repassage et dans ce cas la composition aqueuse de traitement comprend une résine aminoplaste dis- soute. L'exemple concret ci-après décrit une application de finition permanente sans repassage, constituant le domai- ne dans lequel le procédé décrit présente vraisemblablement le maximum d'intérêt. EXEMPLE Ci-aprèson indique une composition représentative qu'on peut faire mousser et appliquer à des draperie1s et à des étoffes pour nappes afin de conférer à ces étoffes des propriétés d'utilisation après lavage sans repassage. Composant 1 - Copolymère en émulsion aqueuse d'éthylène et d'acétate-de vinyle, contenant 75 parties d'acétate de vinyle, 25 parties d'éthylène, 3 parties d'allyl-carbamate de N-méthylol et 2 parties d'acrylamide, la teneur en matières solides étant de 45 %..................... 2- Diméthylol-dihydroxy-éthylène- urée (40 % de matières solides dans l'eau)......................... 3 - Adoucisseur en polyéthylène de densité élevée (25 % de matières solides dans l'eau)......... 4 - Polymère en émulsion aqueuse d'acide méthacrylique (25 % de matières solides)......................... - Laurylsulfate de sodium (30 % de matières solides dans l'eau)........ 6 - Emulsion d'un stabilisant hydro- soluble de mousse et d'un agent de - démoussage-insoluble dans l'eau (voir note 1) 2...... % en poids Note 1 On obtient ce mélange en émulsionnant 65 parties d'amide d'acide gras de coprah et 65 parties d'alcool cétylique dans 865 parties d'eau à l'aide de 5 parties d'alcool stéarylique éthoxylé avec 20 moles d'oxyde d'éthylène par mole d'alcool. On fait mousser cette composition aqueuse jusqu'à un poids de 200 g/litre (rapport de gonflement d'environ 4:1) et on l'applique à une étoffe à l'aide de deux rou- leaux qui ne développent qu'une très faible pression pour forcer la mousse à pénétrer dans l'étoffe. 2483478 - Lt'étoffe humide imprégnée contient des cellules non aplaties et on la sèche par cuisson qui assure éga- lement l'achèvement de l'affaissement des cellules. Deux programmes de cuisson sont typiques: 4 minutes à 138 C ou 30 secondes à 1820C, - REVENDICATIONS 1 - Procédé de traitement de matières en feuilles avec une composition aqueuse de traitement, caractérisé en ce qu'on incorpore des surfactifs dans cette composi- tion pour permettre le moussage de la composition avec un gaz de façon à obtenir une mousse qui est stable sous forme d'une couche mince pendant un temps suffisant pour en permettre la manutention, cette mousse s'affaissant complètement quand elle est chauffée; on fait mousser la composition; on applique la mousse sur-une surface de la matière en feuille pour établir une couche stable de mousse sur cette matière; et on chauffe cette mousse sur la ma- tière en feuille de façon à provoquer simultanément l'affais- sement de la mousse et le séchage de la composition. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on applique la composition en mousse à ladite matière en feuille de manière à former une couche stable de mousse sur au moins une surface de la feuille. 3 - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on presse mécaniquement cette couche de mousse contre la feuille de matière pour obliger la composition aqueuse à pénétrer dans les interstices de la feuille. 4 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la composition aqueuse comprend un surfactif soluble dans l'eau pour stabiliser la mousse et un agent de démoussage insoluble dans l'eau pour rompre la mousse lors de l'application de la chaleur. - Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la composition aqueuse contient un liant. 6 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière en feuille est poreuse et en ce que le séchage et l'affaissement simultanés limitent la péné- tration de la composition de traitement dans cette matière en feuille. 7 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière en feuille est une étoffe textile. 8 - Procédé selon la revendication 1, caractérise- en ce qu'on formi, lIa 'ouche de mousse sur une première surface et on la transfère de cette première surface sur la surface de la matière en feuille à traiter. 9, Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche demousse est formée d'une mousse ayant subi le moussage à l'air jusqu'à un volume de 2 à fois son volume avant moussage. - Procédé-selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite composition aqueuse de traitement com- prend un adhésif et en ce que la feuille de matière portant la couche de mousse est pressée contre une autre feuille de matière avant le chauffage pour effectuer simultanément le séchage et l'affaissement de la mousse, de sorte que l'adhésif est empêché de migrer depuis la lignede collage dans le stratifié résultant. 1.1l - Procédé de traitement d'une étoffe textile avec une composition aqueuse de traitement contenant un liant hydrosoluble, caractérisé en cequ'on incorpore dans la composition un surfactif hydrosoluble ayant un indice d'amphipathie supérieur à 8,5 pour permettre le moussage de cette composition avec un gaz afin d'obtenir une mousse qui est stable sous forme d'une couche mince pendant un temps suffisant pour en permettre la manutention, et un agent de démoussage insoluble dans l'eau ayant un indice d'amphipathie de 0,1 à 7,0 pour obliger l'affaissement complet de la mousse lors de son chauffage; on fait mousser ladite composition; on applique ladite mousse sur une sur- face de l'étoffe pour établir une couche de mousse stable sur celle-ci; et-on chauffe la mousse sur l'étoffe pour provoquer simultanément l'affaissement de la mousse et le séchage de la composition. 12 - Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'indice d'amphipathie du surfactif hydrosoluble est de 12 à 40. 13 - Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que le surfactif et l'agent de démoussage sont présents dans un rapport pondérai de 1:10 à 10:1.