Brevet FR2617494A1 — publié le 19890106

COMPOSITION POUR COLLER UN REVETEMENT TEXTILE SUR DES PIECES EN MATIERE PLASTIQUE. L'invention concerne une nouvelle composition pour coller un revêtement textile sur des pièces en polyoléfine ; elle se rapporte plus particulièrement à une colle pour le collage des moquettes sur les pièces en polyoléfine, telle que polypropylène. Lorsque l'on désire faire adhérer de tels produits entre eux, on doit actuellement faire appel à la technique de soudage,soit par la chaleur, soit par ultra-sons. Cette technique de soudage est parfaitement adaptée lorsque l'on désire réaliser un collage par points ou sur des lignes. Malheureusement, cette technique ne permet pas de souder efficacement entre elles des surfaces appréciables spécialement lorsque celles-ci ne sont pas plates. Or un tel besoin existe, notamment dans l'industrie automobile, où pour différentes raisons, tant fonctionnelles qu'esthétiques, on recherche de plus en plus à revêtir dès pièces en matière plastique par un revêtement décor textile, notamment par une moquette. L'invention pallie ces inconvénients. Elle se rapporte à une composition pour coller un revêtement textile sur des pièces en polyoléfine, formé de deux parties destinées à être mélangées lors de l'emploi, qui soit facile à mettre en oeuvre, donne d'excellents résultats, même avec des pièces de formes et de dimensions très variées. Cette composition selon l'invention se caractérise: - en ce que la première partie, contenant les matières actives, est constituée par un premier système solvant comprenant en pourcent en poids de 3 à 10 % de caoutchouc polychloroprène, de 3 à 10 % de résine terpenephenolique, de 5 à 15 % d'un plastomère polyuréthanne, de 0,1 à 10 % d'une polyoléfine chlorée, contenant en poids de 20 à 35 '/ de chlore - et en ce que la seconde partie, contenant l'agent de polymérisation, est constituée par un second système solvant, miscible au premier système solvant, contenant ledit agent de polymérisation du plastomère polyuréthanne. Dans la description et dans les revendications, sauf indications contraires, les pourcentages sont donnés en poids. En d'autres termes, l'invention réside dans le choix de composants particuliers de la composition, composants qui réagissent entre eux pour donner les meilleurs résultats. Le premier de ces composants est le caoutchouc chloroprène. Celui-ci a essentiellement pour fonction de favoriser l'adhérence immédiate. Comme déjà dit, sa proportion doit être comprise entre 3 et 10 % et de préférence au voisinage de 7%. En effet, on a observé que si cette proportion était inférieure à 3 %, le collant de surface est diminué ; il faudra alors chauffer les pièces lors de la mise en contact, ce qui entraine un surcoût inutile. De même, si cette proportion excède 10 %, le collant de surface devient trop fort et les pièces ainsi traitées deviennent difficiles à manipuler à température ambiante. Avantageusement, la plasticité exprimée en viscosité MOONEY ML4 (10Q de ce caoutchouc chloroprène doit être compris entre 35 et 55.En effet, si la plasticité est inférieure à 35, la composition devient trop thermoplastique, ce qui affecte les propriétés thermiques et en revanche, si la plasticité excède 55, on n'est plus assez thermoplastique et la mise en solution devient difficile. Le second composant:à savoir la résine terpenephenolique a essentiellement pour fonction de participer avec le caoutchouc polychloroprène à l'obtention de l'adhérence immédiate. Les proportions de ce composant doivent être également comprises entre 3 et 10 % et avantageusement pour les mêmes raisons voisines de 6 à 7 %. En outre, on a observé que si la proportion de résine alkylphenol excèdait 10 %, on avait un risque de recristallisation de la résine à température ambiante, ce qui entraîne une diminution, voire une perte, des propriétés de celle-ci.En pratique, il faut que le point de fusion des résines terpenephenolique soit compris entre 120 et 150 C. En effet, si le point de fusion est inférieur à 1200C, on devient alors trop sensible à la température donc trop thermoplastique en revanche, si cette température excède 1500C, on obtient une perte de collage. Le troisième composant: à savoir le plastomère polyuréthanne a pour fonction essentielle de lier la composition de collagé et ainsi d'obtenir un film résistant au pelage. La proportion de ce composé essentiel doit être compris entre 5 et 15 %, de préférence au voisinage de 10 %. On a observé que si la proportion est inférieure à 5 %, la résistance à l'arrachement devient trop faible. En revanche, si la proportion excède 15 %, la composition manque de souplesse. De même, la viscosité en solution à 15 % en poids dans la.méthyléthyice- tone à 20"C exprimée en mPas de ce plastomère polyuréthanne doit être compris entre et 600-1000 mPas .Si la viscoité est inférieure à 600 mPas, la composition devient trop liquide et si elle excède 1000 mPas, le composant devient trop visqueux, donc difficile à dissoudre. Le quatrième composant caractéristique de l'invention, la polyoléfine chlorée,a pour fonction essentielle d'assurer le mouillage de la surface à traiter. Comme déjà dit, il importe que la proportion en poids soit comprise entre 0,1 et 10 %, et avantageusement au voisinage de 7 %. On a constaté que si la proportion est inférieure à 0,1 voire 0,5 %, l'efficacité est réduite en revanche, si elle excéde 10 %, cela entraîne un surcoût totalement inutile. Avec du polypropylène isotactique, il importe également que le poids de chlore soit compris entre 20 et 35 %. En deça et en delà de cette fourchette, on obtient une mauvaise adhérence. Avantageusement, la proportion de chlore est voisine de 27 %. Le système solvant des matières actives doit présenter des plages d'évaporation adaptées au matériel d'application. Le système solvant n'est utilisé que comme un véhicule. Sa fonction principale est d'obtenir la viscosité appropriée. Afin de bien étaler ces plages d'évaporation, on utilise avantageusement un mélange ternaire. De préférence, celui-ci représente en poids trois fois le poids des composants actifs de la première partie. Le mélange ternaire préféré du premier système solvant contient trois parties égales en poids de méthyléthylcétone, de toluène, et de trichloroethane 1,1,1, ce dernier composant ayant la propriété de remonter le point éclair du système. La proportion du premier système solvant par rapport au poids des matières actives est compris entre 0,1 et 0,2. Ce rapport peut être modifié en fonction des besoins et du matériel d'application dont on dispose, notamment pour obtenir une viscosité adaptée au matériel d'application. Avantageusement, la première partie contient également des agents de protection,tels que des agents antioxydants, des fongicides.., et ce par exemple à raison de 0,15 à 2 % en poids du total de cette première partie. L'agent de polymérisation de la seconde partie est de préférence un isocyanate, aliphatique, ou encore mieux aromatique pour obtenir une polymérisation plus rapide. Pour des raisons de sécurité, il importe d'utiliser des isocyanates dont le taux de monomère libre est inférieur à 0,5 % en poids. La proportion du second système solvant par rapport à l'agent polymérisant est également usuelle. De préférence, cette proportion est de 60 % de solvant pour 40 % d'isocyanate, ce qui permet d'obtenir une viscosité satisfaisante pour le mélange et pour l'application finale. Le second système solvant est avantageusement du type binaire,par exemple acétate d'éthyle/méthyléthylcétone à raison de une partie d'acétate d'éthyle pour cinq de méthyléthylcétone en poids. Le rapport en poids entre la première et la seconde parties dépend essentiellement des groupements hydroxyles libres du plastomère polyréthanne susceptible de réagir avec les groupements carboxyles des isocyanates. Avantageusement, cette proportion est voisine de un pour dix en poids. La préparation de cette composition s'effectue de manière usuelle. On prépare tout d'abord le premier système solvant dans lequel on dissout à température ambiante et sous agitation les matières actives solides, dans l'ordre : - le mélange caoutchouc polychloroprène et résine terpenephenolique, - puis, le mélange plastomère polyuréthanne et polyoléfine chlorée. En fin de dissolution, on ajoute éventuellement les agents de protection. Dans une forme de réalisation avantageuse, particulièrement adaptée au collage des moquettes textiles sur des pièces moulées en forme en polypropylène isotactique destinée-à l'industrie de l'automobile, la composition de collage est formée de deux parties destinées à être mélangées lors de l'emploi à raison de dix parties de la première partie pour une partie de la seconde partie - la première partie contenant les matières actives, constituée de 75 % d'un système solvant ternaire à part égale de méthyléthylcétone, de toluène, et detrichloroéthane 1,1,1 ; d'un mélange de matières actives contenant * 5,4 % de caoutchouc polychloroprène, * 4,5 % de résine terpenephenolique, * 7,6 % de plastomère polyuréthanne, * 6 % de polyoléfine chlorée à 27 % de chlore, le solde : 1,5 % étant constitué par un mélange d'agents anti-oxydants et de fongicides - la deuxième partie, contenant l'agent de polymérisation, est constituée par un mélange dans un système solvant binaire comprenant 10 % d'acétate d'éthyle et 50 % de méthyl éthylcétone, 40 % d'isocyanate aromatique. Comme déjà dit, avantageusement, le rapport entre cette première partie contenant les matières actives et la seconde partie contenant l'agent de polymérisation (isocyanate aromatique) dissout dans un second système solvant (binaire) est de l'ordre de dix. Un procédé pour coller un revêtement textile sur une pièce en polyoléfine, notamment en polypropylène isotactique, se caractérise - tout d'abord, en ce que l'on dépose à la fois au verso du revêtement textile et sur la face appropriée de la pièce en matière plastique, une couche de la composition de collage selon l'invention, à raison de 50 à 200 grammes au mètre carré - puis, on fait évaporer les deux systèmes solvants de la composition - et enfin, on applique les deuxfaces enduites lune contre l'autre, éventuellement sous une légère pression de contact. Dans une forme de réalisation préférée, particulièrement adaptée au collage sur des pièces en polypropylène propre, préalablement au dépôt de la composition de collage caractéristique de l'invention, on pulvérise sur la pièce une compositon de vernis de.pontage riche en polyoléfine chlorée. Dans ce cas, il importe que la somme de la polyoléfine chlorée contenue à la fois dans la première partie de la composition de collage et celle contenue dans le vernis de pontage soit toujours comprise dans la fourchette définie ci-dessus, c'est-à-dire entre 0,1 et 10 % du total, et de préférence voisine de 6 à 7 %. Comme déjà dit, la dépose des compositions s'effectue par tout moyen connu, tels que pistolet, pinceau, pulvérisation et ce, en fonction des moyens dont on dispose. Dans une version perfectionnée, comme déjà dit, préalablement au dépôt de la couche de composition col -lante caractéristique de l'invention, on applique une composition de pontage au verso du revêtement textile et sur la face appropriée de la pièce en matière plastique. Cette composition de pontage est constituée de deux ensembles destinés également à être mélangés lors de l'emploi, à savoir - un premier ensemble contenant un mélange de po lyoléfine chlorée et de résine epoxydique dissout dans un système solvant - un second ensemble contenant un agent de polymé risation de ladite polyoléfine chlorée également dissout dans un système solvant miscible au système solvant du premier ensemble la somme en poids de la polyoléfine chlorée contenue à la fois dans la première partie de la composition de collage et de celle contenue dans le premier ensemble de la composition de vernis de pontage étant toujours comprise entre 0,1 et 10 % en poids du poids des deux compositions de pontage et de collage. Dans cetté hypothèse, la polyoléfine chlorée est de préférence la même que dans la composition de collage et de pontage. Dans la composition de pontage, cette polyoléfine chlorée est avantageusement additionnée d'une résine époxydique destinée à la stabliser dans le temps et éviter les phénomènes de détrempe lors de la pulvérisation de la colle, De préférence, le poids en équivalent époxy est compris entre 175 et 450. En effet, si ce poids excède 450, on obtient un mélange hétérogène. Comme déjà dit, si l'on n'utilise pas de composition préalable de vernis de pontage, il suffit d'augmenter la proportion de polypropylène chloré pour l'amener dans la fourchette préalablement définie de l'ordre de 5 à 10 %, nptamment au voisinage de 6 % ,en ajustant les proportions des autres composants. Dans une forme de réalisation avantageuse, avec composition de pontage - on pulvérise tout d'abord sur la pièce en polyoléfine une première composition de pontage comprenant deux ensembles, à savoir un premier ensemble contenant dissout dans 47 % de toluène : 15 % de polyoléfine chlorée à 27 %, et 8 % d'une résine époxydique un deuxième ensemble de polymérisation con tenant 26,5 % de toluène et 3,6 % d'une amine-cycloaliphatique - après séchage à température ambiante, on pulvérise sur la surface ainsi traitée une composition de collage contenant 75 % d'un mélange ternaire de solvants à part égale de méthyléthylcétone, de toluène, et de trichloroethanne 1,1,1 . 7 % de caoutchouc polychloroprène 6 6 % de résine terpenephenolique, 10 % de plastomère polyuréthane, . 0,5 % de polyoléfine chlorée à 27 % en poids de chlore, . 0,8 % d'agents antioxydants, . 0,8 % de fongicides. La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront mieux des exemples de réalisation qui suivent donnés à titre indicatif et non limitatif. Exemple 1 A température ambiante, sous agitation, on mélange: - 25 kilos de méthyléthylcétone, - 25 kilos de toluène, - 25 kilos de trichloroéthane 1,1,1. Toujours sous agitation, on dissout dans ce système solvant, à température ambiante, 5,4 kilos d'un caoutchouc polychloroprène de plasticité 45 commercialisé par BAYER sous la dénomination BAYPREN-210 (marque déposée) et 4,5 kilos d'une résine terpenephenolique de point du fusion 120-130"C ayant un indice d'acide de 565 mg de KOH/g, commercialisée par HOESCHT sous la dénomination ALRESEN PK 500 (marque déposée). Lorsque la composition est homogène, on ajoute ensuite,toujours sous agitation et à température ambiante, 7,6 kilos d'un plastomère polyuréthanne de viscosité de 800 mPas', commercialisé par BAYER sous la dénomination DESMOCOL 400 (margue déposée) et 6 kilos d'un polypropylène isotactique chloré à 27 %. en poids de chlore, commercialisé par SIBER HEGNER sous la dénomination HARDLEN 14 LLB (marque déposée). Lorsque la composition est homogène, on ajoute 750 grammes d'un agent anti-oxydant commercialisé par CIBA-GEIGY sous la dénomination IRGANOX 1010 (marque déposée) et 750 grammes d'un fongicide commercialisé par PROGIVEN sous la marque déposée VERBO VG. La composition liquide a une viscosité voisine de mille millipascals. Parallèlement, dans un mélange binaire solvant contenant un kilo d'acétate d'éthyle et cinq kilos de méthyléthylcétone, on ajoute quatre kilos d'un isocyanate aromatique commercialisé par BAYER sous la dénomination DESMODUR L75 (marque déposée). Au moment de l'emploi, l'utilisåteur mélange les deux compositions ci-dessus sous agitation, soit dans un récipient commun, soit encore mieux.en les introduisant dans la proportion d' une partie de la seconde composition de polymérisation pour dix parties de la composition de matières actives dans les pompes d'oseuses alimentant la tête du pistolet de pulvérisation. On dépose sur le verso de la moquette textile et sur la face appropriée de la pièce en polypropylène isotactique moulée disposée côte à côte sur un tapis transporteur environ cent grammes au mètre carré de ce mélange de compositions. Par passage dans un tunnel de ventilation pendant deux minutes environ, on laisse s'évaporer les sytèmes solvants. On obtient alors un fin revêtement dont le temps ouvert est d'environ quinze minutes, c'est-à-dire le temps pendant lequel'on peut appliquer les deux pièces l'une contre l'autre pour pouvoir les coller efficacement. On rapproche alors les deux faces enduites puis on applique une légère pression manuelle ou mécanique pendant quelques secondes pour bien assurer le contact, notamment au moyen d'un gabarit ayant la forme de la pièce appropriée. On obtient un excellent collage. Exemple 2 On prépare tout d'abord une composition de vernis de pontage de la manière suivante. Dans 47 kilos de toluène, on dissout sous agitation à température ambiante, 15 kilos de la même polyoléfine chlorée à 27 % que précédemment et 8 kilos d'une résine époxydique de poids moléculaire moyen de 370 et d'équivalent expoxyde 190, commercialisé par E.M.S. sous la dénomination GRILONIT 1605 (marque déposée). Parallèlement, on dissout dans 26,4 kilos de toluène, 3,6 kilos d'une amine-cycloaliphatique d'indice d'amine 305 mg KOH/g. On mélange ces deux compositions que l'on applique sur la pièce à traiter (face envers du revêtement textile et face endroit de la pièce en polypropylène) à raison de cinquante grammes au mètre carré. On laisse sécher pendant vingt-quatre heures à température ambiante pour que la polymérisation soit bien amorcée. Parallèlement, on prépare la même composition de collage qu'à l'exemple 1 en modifiant simplement la proportion des. quatre composants du système actif comme suit - caoutchouc polychloroprène : 7 kilos - résine terpenephenolique : 6 kilos - plastomère polyuréthane : 10 kilos - polyoléfine chlorée à 27 % en chlore : 0,5 kilo. On applique ensuite cette composition de collage dans les mêmes conditions que précédemment. On obtient une excellente adhérence. La technique selon l'invention permet de coller sur des pièces en polyoléfine, notamment en polypropylène importe quel type de moquette textile : tissée, non tissée ou analogue, notamment en "spunbonded", en fibres naturelles ou chimiques, même en fibres polyoléfines, en polyéthylène ou encore mieux en polypropylène, ce que l'-on ne savait faire jusqu'alors. En d'autres termes, l'invention permet de coller les moquettes les plus diverses sur des pièces moulées en polypropylène, ce que l'on ne savait faire économique-ment, alors que de tels ensembles sont de plus en plus recherchés par l'industrie automobile où un grand nombre d'éléments sont réalisés en polypropylène moulé, notamment afin d'améliorer le décor, le toucher, le pouvoir isolant, l'absorption des vibrations et surtout un prix nettement plus réduit. De la sorte, la composition selon l'invention peut recevoir de nombreuses applications pour la confection de pièces de matière plastique moulée, notamment en polypropylène, destinées à être revêtues de moquette. On peut citer le garnissage de véhicules,tel que le garnissage de portes, de planches et de tableaux de bord, de consoles, de pavillons, de planchers, de coffres, de garniture de sièges. REVENDICATIONS 1/ Composition pour coller un revêtement textile sur des pièces en polyoléfine, formée de deux parties destinées à être mélangées lors-de l'emploi, caractérise - en ce que la première partie, contenant les matières actives, est constituée Far un premier système solvant comprenant en pourcent en poids de 3 à 10 % de caoutchouc poychloroprène, de 3 à 10 % de résine terpenephenolique, de 5 à 15 % d'un plastomère polyuréthanne, de 0,1 à 10 % d'une polyoléfine chlorée con tenant en poids de 20 à 35 % de chlore - et en ce que la seconde partie, contenant l'agent de polymérisation, est constituée par un second système solvant, miscible au premier système solvant, contenant l'agent de polymérisation du plastomère polyuréthanne. 2/ Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que le premier système solvant est un mélange ternaire de solvants à part égale en poids de méthyléthylcetone, de toluène, et de trichloroethane 1,1,1, le premier système solvant représentant en poids trois fois le poids des composants actifs de la première partie. 3/ Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que la première partie contient également des agents de protection : anti-oxydants, fongicides, à raison de 0,15 à 2 % en poids du poids total de cette première partie. 4/ Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'agent de polymérisation de la seconde partie est un isocyanate aromatique dissout dans un système solvant binaire comprenant 10 % d'acétate d'éthyle et 50 % de méthyléthylcétone. 5/ Composition selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la seconde partie contenant l'agent de polymérisation représente en poids le dixième de la première partie comprenant le mélange de matières actives. 6/ Composition de collage d'un revêtement textile sur des pièces en polyoléfine selon la revendication 1, caractérisée - en ce que la première partie, contenant les matières actives, est constituée en poids Far 75 % d'un système ternaire comprenant à part égale de la méthyléthylcétone, du to luène, du trichloroéthane 1,1,1 5,4 % de caoutchouc polychloroprène, 4,5 % de résine terpenephenolique, . 7,6 % de plastomère polyuréthanne, . 6,0 % de polyéfine chlorée à 27 % en poids de chlore, . 0,75 % d'agents anti-oxydants, . 0,75 % de fongicides, - et en ce que la seconde partie contenant l'agent de polymérisation est constituée par un système solvant binaire contenant 10 % d'acétate d'éthyle et 50 % de méthyléthylcétone, dans lequel est dissout 40 % d'isocyanate aromatique. 7/ Procédé pour coller un revêtement textile sur une pièce en polyoléfine, notamment en polypropylène isotactique, caractérisé en ce qu'il consiste - tout d'abord, t déFoser à la fois au verso du revêtement textile et sur la face. appropriée de la pièce en matière plastique, une couche de la composition de collage selon l'une des revendications I à 6, à raison de 50 à 200 grammes au mètre carré ; - puis, à laisser s' évaporer les deux systèmes solvants - et enfin, à appliquer les deux faces ainsi enduites l'une contre l'autre, éventuellement sous une légère pression de contact. 8/ Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que préalablement au dépôt de la couche de composition collante selon l'une des revendications 1 à 6, on applique une première composition de pontage au verso du revêtement textile et sur la face appropriée de la pièce en matière plastique, ladite composition de pontage étant constituée de deux ensembles destinés à être mélangés lors de l'emploi, à savpir - un premier ensemble contenant un mélange de po lyoléfine chlorée et de résine epoxydique dissout dans un système solvant - un second ensemble contenant un agent de polymé risation de ladite polyoléfine chlorée également dissout dans un système solvant miscible au système solvant du premier ensemble, la somme de la polyoléfine chlorée contenue dans la première partie de la composition de collage et dans le premier ensemble de la composition de pontage étant comprise entre 0,1 et 10 % en poids du poids des deux compositions de pontage et de collage. 9/ Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la composition de pontage préalable comprend deux ensembles mélangés - un premier ensemble contenant 47 % de toluène dans lequel est dissout 15 % de polyoléfine chlo rée et e % d'une résine époxydique - un second ensemble contenant 26,4 % de toluène dans lequel est dissout 3,6 % d'amine-cylcoali phatique.