Brevet FR2738839A1 — publié le 19970321

PROCÉDÉ D'ACCROCHAGE D'UNE SURFACB EN PoLYURÊTKBNB 8VB UNE SURFACE EN POLYCHLORURB DB VIXYLB. L'invention se rapporte à un procédé d'accrochage d'une surface en polyuréthanne bicomposant sur une surface en polychlorure de vinyle. Ce procédé s'applique au domaine du collage de deux polymères, plus particulièrement au collage du polyuréthanne (PU) sur du polychlorure de vinyle (PVC), notamment pour la fabrication de cartes à puces avec et/ou sans contacts affleurants. Les procédés actuels de collage de polyuréthanne (PU) sur une surface en polychlorure de vinyle (PVC) nécessitent une étape préliminaire de traitement de surface. Cette étape permet de modifier l'état de la surface du PVC, c'est-à-dire de modifier les tensions de surface, de manière à obtenir un accrochage satisfaisant entre les deux polymères. Un tel traitement de surface est réalisé soit au moyen d'un dégraissant, tel que la méthyl éthyl cétone (M.E.K.) ou l'acétone par exemple, soit par flamage, soit par traitement plasma ou enfin par traitement corona. Tous ces différents traitements permettent la création de radicaux libres à la surface du PVC. Ces radicaux libres sont réactifs vis-à-vis d'espèces polymérisables par voie radicalaire, donc principalement vis-à-vis de composés porteurs de doubles liaisons. Cependant, ils ne sont pas réactifs vis-à-vis des composés polymérisables par polycondensation. Or, les polyuréthannes sont obtenus par polycondensation.En conséquence, un accrochage entre une surface PVC et une surface PU réalisé après avoir procédé à un pré-traitement, en vue de créer des radicaux libres à la surface du PVC, présente une mauvaise qualité et est très difficilement reproductible. De plus, de tels traitements de surface posent de nombreux problèmes de sécurité, de mise en oeuvre, et de court. En effet, les produits utilisés sont souvent toxiques et la mise en oeuvre de cette étape préliminaire est longue et fastidieuse. En outre, cette étape lourde entraine un court de fabrication élevé. La présente invention permet de remédier à tous ces inconvénients puisqu'elle propose un procédé d'accrochage d'une surface en polyuréthanne bicomposant sur une surface en polychlorure de vinyle, consistant à placer, sur une surface en PVC, une résine comportant les deux composants nécessaires à la formation du polyuréthanne, et à opérer un pressage, sans traitement de surface préalable. Pour cela, une caractéristique du procédé selon l'invention consiste à incorporer, lors du pressage, un plastifiant dans le polyuréthanne en formation. Selon une autre caractéristique de l'invention, le plastifiant est choisi parmi les plastifiants compatibles à la fois avec le polychlorure de vinyle (PVC) et avec le polyuréthanne (PU). Selon une autre caractéristique de l'invention, le plastifiant est incorporé, dans le polyuréthanne en formation, dans des proportions comprises entre 2 et 12% en poids, de préférence entre 3% et 8% en poids. Le procédé selon la présente invention permet de supprimer tous les inconvénients liés à l'étape préliminaire de traitement de surface. De ce fait, la sécurité des manipulateurs est assurée, puisqu'il n'y a plus de nécessité d'utiliser un produit dangereux. De plus, le temps de réalisation ainsi que le court de mise en oeuvre sont considérablement amoindris. Enfin, l'accrochage entre le PVC et le PU est de meilleure qualité que celui obtenu par les techniques antérieures et présente une bonne reproductibilité. Le procédé selon l'invention facilite donc la mise en oeuvre industrielle du collage du PU sur du PVC. Les plastifiants sont généralement utilisés pour augmenter la flexibilité d'un polymère. Cependant, ils n'ont jamais été utilisés, jusqu'à présent, dans des formulations adhésives pour améliorer l'adhésion entre deux polymères. En effet, les plastifiants de type phtalates par exemple, dont les groupes alkyles possèdent généralement un nombre de carbones compris entre 4 et 11, c'est-à-dire les plastifiants de type di-butyl phtalate, di-octylphtalate ou encore le diisoundécyl phtalate , sont utilisés pour modifier les propriétés physiques du polyuréthanne, ctest-à-dire pour modifier sa flexibilité, son aspect physique et sa stabilité à l'environnement.Les plastifiants comportant deux groupes alkyles à longues chaines, c'est-à-dire de sept à onze carbones sont préférés car ils migrent moins dans le PU et sont par conséquent moins volatiles que les plastifiants comportant des groupes alkyles à chaînes courtes. D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description faite à titre d'exemple illustratif et non limitatif. Un mode de réalisation du procédé selon la présente invention consiste, lors du pressage des surfaces de PVC et de PU, à incorporer un plastifiant dans l'un de ces polymères. Les raisons de cette incorporation et la manière dont elle est réalisée sont expliquées ciaprès. La compatibilité entre le polychlorure de vinyle et un polyuréthanne quelconque est généralement très faible. Ceci est du au fait que, contrairement au polyol initial de composition du PU qui est légèrement compatible avec le PVC, l'isocyanate, c'est-à-dire l'agent durcisseur du PU, est totalement incompatible avec le PVC. De plus, comme il a été expliqué précédemment, des réactions radicalaires entre la surface du PVC et le PU, qui est un matériau polymérisable par polycondensation, ne sont pas envisageables. Pour toutes ces raisons, un bon accrochage entre le PVC et le PU est très difficile à obtenir. Il a donc fallu trouver un moyen permettant notamment d'augmenter la compatibilité entre les deux polymères, c'est-à-dire entre le PVC et le PU, afin d'améliorer la qualité et la reproductibilité de leur accrochage. De manière surprenante, il a été constaté qu'un plastifiant, qui est à la fois compatible avec le PVC et avec le PU, peut permettre d'obtenir le résultat recherché. En effet, le plastifiant étant compatible avec les deux polymères, il pénètre dans leur structure et entraîne avec lui des molécules de chacun des deux polymères. De cette manière, les deux polymères, PVC et PU, s'interpénètrent et des liaisons intermoléculaires de types Hydrogène et Van der Walls se créent. Ainsi, le plastifiant utilisé joue le rôle d'un solvant puisque, du fait de sa viscosité et de sa structure, il augmente la compatibilité entre le PVC et le PU au moment de la mise en contact des deux surfaces polymères. De plus, le plastifiant présente un avantage par rapport aux solvants généralement utilisés dans les procédés connus de l'art antérieur, tels que la méthyl éthyl cétone par exemple. En effet, il permet de rendre compatibles entre-eux deux polymères sans modifier leurs propriétés physiques, alors que les solvants traditionnels détruisent l'état de surface d'au moins un polymère par solubilisation. De manière avantageuse, le plastifiant utilisé appartient à la famille des phtalates. Le nombre de carbones des groupes alkyles du phtalate considéré n'a pas d'influence notable sur l'interpénétration des polymères et donc sur la qualité de l'accrochage. Par conséquent, le plastifiant utilisé est avantageusement choisi parmi les phtalates dont les groupes alkyles comportent 4 à 11 carbones, par exemple le Di-n octyl phtalate (D.I.O.P.). Selon une variante de réalisation, il est également possible de choisir le plastifiant parmi les polyesters aliphatiques. Le procédé d'accrochage selon l'invention consiste donc dans un premier temps à placer successivement, sur une surface en PVC, d'une part une fine couche de plastifiant, tel que le Di-n octyl phtalate par exemple, et d'autre part une résine comportant les deux composants nécessaires à la formation du réseau polyuréthanne par polycondensation, c'est-à-dire une résine comportant un polyol et un diisocyanate. Dans un deuxième temps, la résine, le plastifiant et le PVC sont pressés pendant quelques minutes. Le plastifiant agit alors à l'interface entre les deux surfaces polymère, au moment de la création du réseau polyuréthanne. En effet, lors de la création du PU, le plastifiant est incorporé dans ce-dernier et il migre simultanément dans la structure PVC, si bien qu'il entraine des molécules de chacun des deux polymères de manière à ce qu'ils s'interpénètrent. De manière avantageuse, le plastifiant est incorporé, dans le polyuréthanne en formation, dans des proportions comprises entre 2 et 12% en poids, de préférence entre 3% et 8% en poids. En effet, lorsque le plastifiant est incorporé en trop faibles quantités, c'est-à-dire dans des quantités inférieures à 2% en poids, l'effet du plastifiant est peu visible et pas assez significatif pour que l'accrochage puisse présenter une bonne qualité. En revanche, lorsque la quantité de plastifiant est trop élevée, c'est-à-dire supérieure à 12% en poids, les interactions entre les réactifs sont plus difficiles à créer alors que, toutes les conditions étant égales par ailleurs, la cinétique demeure identique.De plus, l'excédent de plastifiant est rejeté vers l'extérieur de l'interface située entre les deux surfaces de polymère, si bien qu'il nuit à la qualité de l'accrochage entre le PVC et le PU et, par conséquent, à la qualité du produit obtenu par le procédé d'accrochage selon l'invention. Le procédé selon l'invention permet donc de supprimer l'étape préliminaire de traitement de surface et par conséquent l'utilisation de produits dangereux. Le temps et le court de réalisation du procédé sont de plus considérablement amoindris. Le procédé selon l'invention peut bien sur être élargi au collage de tout type de polymères. Pour cela, il suffit de choisir un plastifiant spécifique qui soit compatible avec les deux polymères à coller, afin d'augmenter leur compatibilité. Ainsi par exemple, le PVC peut être remplacé par tout autre polymère, apte à créer des liaisons Hydrogène avec le PU, tel que 1'ABS (Acrylonitril-Butadiène-Styrène) ou le PC (polycarbonate). REVENDICATIONS 1. Procédé d'accrochage d'une surface en polyuréthanne bicomposant (PU) sur une surface en polychlorure de vinyle (PVC), consistant à placer, sur la surface en PVC, une résine comportant un polyol et un diisocyanate nécessaires à la formation du PU, et à opérer un pressage, caractérisé en ce qu'il consiste en outre à incorporer, lors du pressage, un plastifiant dans le polyuréthanne en formation. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le plastifiant est placé à l'interface entre la résine et la surface en PVC. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que le plastifiant est choisi parmi les plastifiants compatibles à la fois avec le polychlorure de vinyle et avec le polyuréthanne. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le plastifiant appartient à la famille de phtalates. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le plastifiant est choisi parmi les phtalates dont les groupes alkyles comportent quatre à onze carbones. 6. Procédé selon l'une des revendications 4 à 5, caractérisé en ce que le plastifiant est le di-n octyl phtalate. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le plastifiant est choisi parmi les polyesters aliphatiques. 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le plastifiant est incorporé, dans le polyuréthanne, dans des proportions comprises entre 2% et 12% en poids, de préférence entre 3% et 8% en poids.