Brevet FR2719050A1 — publié le 19951027

La présente invention concerne une composition destinée à la fabrication de surfaces de glissement, notamment de semelles de ski ou similaires. Il est connu de réaliser des semelles de ski par extrusion de polyéthylène à haut poids moléculaire, ctest-à-dire dont la masse moléculaire ne dépasse généralement pas 5.105 grammes par mole, et reste en tout cas inférieure à 106 grammes par mole. Ce polyéthylène peut être extrudé dans des machines classiques, de type monovis, ce qui permet l'obtention de semelles ayant un court modéré. Toutefois, les qualités de glisse et de résistance, notamment à l'abrasion, de ces semelles sont moyennes voire faibles. On connait également de réaliser ces semelles en polyéthylène dit "à ultra haut poids moléculaire", c'est-a-dire de masse moléculaire supérieure ou égale à 106 grammes par mole. A cause de sa masse molaire et de sa viscosité élevées, l'écoulement de ce polyéthylène est très difficile voire impossible, ce qui empeche sa transformation par des procédés d'extrusion classiques. Pour cette raison, ce type de polyéthylène, qui se présente sous forme de poudre, est actuellement soit fritté par compactage de la poudre sous pression et température élevées, soit fondu et moulé à la forme désirée, soit usiné après compactage ou moulage. Ces procédés présentent les inconvénients d'être longs à mettre en oeuvre et de nécessiter une installation complexe et coûteuse, ce qui grève notablement le prix de revient des semelles. La présente invention propose une composition de polymères pour la fabrication de surfaces de glissement, notamment de semelles de ski ou similaires, pouvant être extrudée sur des machines classiques et permettant d'obtenir, à un coût acceptable, des semelles présentant de bonnes caractéristiques de glisse et de résistance mécanique. Cette composition comprend, d'une part, au moins une polyoléfine à haut poids moléculaire, c'est-à-dire ayant un poids moléculaire qui reste inférieur à 106 grammes par mole et, d'autre part, une polyoléfine A ultra haut poids moléculaire, c'est-à-dire ayant un poids moléculaire supérieur ou égal à 106 grammes par mole. Avantageusement, la composition comprend une proportion majoritaire de polyoléfine à haut poids moléculaire et une proportion minoritaire, au moins egale à 20 % en poids de la composition finale, de polyoléfine à ultra haut poids moléculaire. Des essais ont en effet révélé que le mélange d'une polyoléfine à ultra haut poids moléculaire avec une polyoléfine à haut poids moléculaire tel que défini ci-dessus n'entrainait pas, de manière surprenante, d'augmentation du couple nécessaire à l'extrusion de la composition, notamment au-delà de la proportion de 15 % en poids précitée, et même une diminution de ce couple. Cette diminution pourrait être expliquée par la présence dans la composition d'une petite quantité de poudre de polyoléfine à ultra haut poids moléculaire qui reste à l'état non fondu et qui joue le rôle d'un lubrifiant sec. L'ajout, par exemple, de 10 à 30 % en poids de polyéthylène à ultra haut poids moléculaire à du polyéthylène à haut poids moléculaire permet d'améliorer sensiblement les propriétés de glisse et de résistance à l'abrasion des semelles extrudées à partir de telles compositions comparativement à celles obtenues uniquement à partir de polyéthylène à haut poids moléculaire (3.105 grammes par mole) classiquement extrudé, et ceci avec un accroissement de couple encore acceptable pour l'extrusion. Avantageusement, la composition comprend un polymère à cristaux liquides, de préférence à proportion de 3 à 12 % en poids de la composition finale. L'addition d'un tel polymère à cristaux liquides à la composition permet de diminuer fortement la viscosité de celle-ci, et donc de faciliter notablement sa transformation. De plus, les propriétés mécaniques des semelles obtenues sont grandement améliorées. En effet, d'une part, ce polymère à cristaux liquides constitue une phase de renforcement de la matrice thermoplastique et, d'autre part, l'extrusion de la composition conduit à la formation de fibrilles de ce polymère à cristaux liquides dans le sens de l'extrusion, et donc dans celui de la glisse. L'exemple ci-dessous permet d'illustrer les avantages et caractéristiques de la composition selon l'invention, en référence au dessin schématique annexé, dans lequel la figure 1 est un diagramme représentant l'évolution du couple de malaxage (en Nm) en fonction de l'évolution du taux pondéral de polyoléfine à ultra haut poids moléculaire dans trois compositions selon l'invention ; et la figure 2 est un diagramme représentant l'évolution de la valeur du couple de malaxage (en Nm) en fonction de l'évolution du pourcentage de polymère à cristaux liquides dans trois compositions selon l'invention. I1 a été préparé des compositions destinées à la fabrication de surfaces de glissement, notamment de semelles de ski ou similaires, par mélange des produits suivants Composition 1 : le polyéthylène haute densité à poids moléculaire de 4,9.105 grammes par mole, vendu sous la dénomination "HOSTALEN GR7255", de la société HOECHST, et le polyéthylène haute densité à poids moléculaire de 4,4.106 grammes par mole, vendu sous la dénomination "HOSTALEN GUR212", de la société HOECHST ; ComDosition 2 : ce même polyéthylène "HOSTALEN GR7255" et le polyéthylène haute densité à poids moléculaire de 5,6.106 grammes par mole, vendu sous la dénomination "HOSTALEN GUR4131,, de la société HOECHST ; ComDosition 3 : ce même polyéthylène "HOSTALEN GR7255" et le polyéthylène haute densité à poids moléculaire de 8.106 grammes par mole, vendu sous la dénomination "HOSTALEN GUR416", de la société HOECHST. Des agents stabilisants anti-oxygène ont été ajoutés, à savoir 0,2 % en poids d"'IRGANOX" et 0,2 % d"'DLDTP", et l'ensemble a été mélangé à une température de 2400C. L'évolution de la valeur du couple, déterminée après dix minutes de malaxage à 30 tours par minute, en fonction de l'évolution du pourcentage d'"HOSTALEN GUR416", d"'HOSTALEN GUR413" ou d"'HOSTALEN GUR212" dans les trois compositions est représentée par les trois courbes de la figure 1. Ces courbes montrent qu'en deça d'un taux d'environ 20 % à 30 % d'"HOSTALEN GUR416", à'HOSTALEN GUR413" ou d"'HOSTALEN GUR212", le couple croît avec l'augmentation de ce taux, du fait de la forte viscosité de ces polyéthylènes à ultra haut poids moléculaire. Au-delà de ce taux, de manière surprenante, il n'y a pas d'augmentation du couple et on peut même constater une diminution significative de celui-ci. Les compositions obtenues peuvent s'écouler à 240OC et donc être extrudées dans des machines classiques. La figure 2 montre l'évolution du couple de malaxage (en Nm) en fonction de l'évolution du taux pondéral de polymère à cristaux liquides vendu sous la dénomination "VECTRA A950", de la société HOESCHT, dans les trois compositions précitées, celles-ci comprenant 80 % d"'HOSTALEN GR7255" et 20 % d"'HOSTALEN GUR416", d' "HOSTALEN GUR413" ou d' "HOSTALEN GUR212". Les mélanges ont été réalisés dans les mêmes conditions que précédemment. Pour un taux de 5 t de polymère à cristaux liquides, les courbes montrent une diminution importante et surprenante du couple nécessaire à l'extrusion des trois compositions, un taux de polymère à cristaux liquides compris entre 5 et 10 t permettant d'abaisser la valeur de couple de l'ordre de 35 à 40 %. REVENDICATIONS 1 - Composition destinée à la fabrication de surfaces de glissement, notamment de semelles de ski ou similaires, caractérisée en ce qu'elle comprend, d'une part, au moins une polyoléfine à haut poids moléculaire, c'est-à-dire ayant un poids moléculaire qui reste inférieur à 106 grammes par mole et, d'autre part, une polyoléfine à ultra haut poids moléculaire, c'est- & -dire ayant un poids moléculaire supérieur ou égal à 106 grammes par mole. 2 - Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend une proportion majoritaire de polyoléfine à haut poids moléculaire et une proportion minoritaire, au moins égale à 20 t en poids de la composition finale, de polyoléfine à ultra haut poids moléculaire. 3 - Composition selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comprend un polymère à cristaux liquides. 4 - Composition selon la revendication 3, caractérisée en ce que la proportion de polymère à cristaux liquides est de 3 à 12 % en poids de la composition finale. 5 - Composition selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comprend - le polyéthylène haute densité à poids moléculaire de 4,9.105 grammes par mole, vendu sous la dénomination "HOSTALEN GR7255", de la firme HOECHST ; - au moins un des polyéthylènes haute densité à poids moléculaire allant de 4,4.106 à 8.106 grammes par mole, vendu sous la dénomination "HOSTALEN GUR212", "HOSTALEN GUR413" et "HOSTALEN GUR416" de la société HOECHST. 6 - composition selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisée en ce qu'elle comprend le polymère à cristaux liquides connu sous la dénomination "VECTRA A950" de la société HOESCHT. 7 - Composition selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle comprend des agents stabilisants anti-oxygène. 8 - Composition selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle comprend 0,2 % en poids d"'IRGANOX" et 0,2 t d"'DLDTP" en tant qu'agents stabilisants anti-oxygène.