Brevet FR2795084A1 — publié le 20001222

Film adhésif réticulable et procédé d'assemblage utilisant un tel film La présente invention concerne un film adhésif réticulable à température déterminée en particulier pour l'assemblage par contre-collage, généralement par thermocollage, de substrats de nature identique ou différente entre lesquels ledit film thermocollant est interposé, ainsi queun procédé d'assemblage utilisant un tel film. L'utilisation d'adhésif se présentant sous forme de film thermocollant s'est développée ces dernières années. En effet, les films thermocollants présentent, par rapport aux adhésifs liquides ou pâteux, un certain nombre d'avantages. En particulier, l'épaisseur de la couche adhésive servant à l'assemblage de substrats de nature identique ou différente est régulière et précise. De même, les quantités de film thermocollant utilisées sont aisément mesurables. Par ailleurs, la température de fusion du film est déterminée pour correspondre aux caractéristiques des matériaux devant être liés. Enfin, la présentation sous forme de film d'un tel adhésif permet d'atteindre des vitesses de pose élevées tout en maintenant des investissements en machines relativement réduits. De tels films, qui sont aisément stockables pendant de longues périodes, présentent en outre l'avantage de ne pas nécessiter une préparation telle que la pose d'un revêtement primaire des substrats avant leur application et de ne pas générer l'émission de fumées ou de solvant dans l'environnement au moment de leur application. Toutefois, de tels films thermocollants présentent encore un inconvénient lié à leur tenue à la température. En effet, aujourd'hui de tels films perdent leur propriété de cohésion lorsqu'ils sont portés à nouveau à une température identique à celle qui a permis leur adhérence lors de l'opération de contre-collage. Il existe donc des risques de rupture d'une liaison obtenue à l'aide de tels films. La solution pour obtenir une meilleure tenue à la température de la liaison consiste à déclencher une réaction de réticulation insitu, c'est-à-dire lors de l'assemblage de l'adhésif aux substrats. Pour obtenir une réaction de réticulation in situ, on connaît des films dits mono-composants dans lesquels le durcisseur est bloqué chimiquement. Il en résulte l'obligation de disposer le film pendant au moins une heure dans une étuve afin de déclencher la réaction de réticulation. Du fait de la lenteur d'une telle réaction, une mise en oeuvre industrielle d'un tel film ne peut être envisagée. on connaît par ailleurs des adhésifs à deux composants, la mise en contact des deux composants permettant la formation d'un polymère réticulé ayant des propriétés adhésives. Tel est le cas de l'adhésif à deux composants décrit dans le brevet EP-A-0.300.847. En effet, dans le cas de cet adhésif se présentant sous forme de deux feuilles minces adhésives sensibles à la pression, on dispose l'un des films incorporant un composant sur l'un des éléments à assembler et l'autre film incorporant un deuxième composant sur l'autre élément à assembler et on assemble les éléments ainsi revêtus de façon que les deux couches viennent l'une contre l'autre, la réaction de réticulation s'opérant lors de la mise en contact des deux films entre eux. Si la réaction de réticulation est bien obtenue in situ, il en résulte toutefois des inconvénients au niveau de la mise en oeuvre d'un tel adhésif qui est constitué de deux films devant être stockés de manière indépendante avant leur pose. Un but de la présente invention est de proposer un film adhésif réticulable à température déterminée dont la conception permet une réticulation in situ lors de l'interposition du film thermocollant entre deux substrats de nature identique ou différente et le chauffage dudit film tout en autorisant, préalablement à cette réaction de réticulation, un stockage à température ambiante de ce film adhésif se présentant sous forme d'un stratifié constitué d'une pluralité de couches préassemblées sans déclencher aucune réaction de réticulation. un autre but de la présente invention est de proposer un film adhésif réticulable dont la tenue à la température de la liaison produite au moyen de ce film est améliorée sans nuire à la facilité de mise en oeuvre d'un tel film et sans modifier la présentation de ce film. Un autre but de la présente invention est encore de proposer un procédé d'assemblage de deux éléments quelconques simple à mettre en oeuvre et utilisant un tel film. A cet effet, l'invention a pour objet un film adhésif réticulable à température déterminée en particulier pour l'assemblage par contre-collage, généralement par thermocollage, de substrats de nature identique ou différente entre lesauels ledit film thermocollant est interposé, caractérisé en ce qu'il est constitué d'au moins une couche A sous forme de film comprenant au moins une base thermo-adhésive incluant au moins un polymère présentant des fonctions réactives nucléophiles et/ou électrophiles, au moins un durcisseur présentant des fonctions réactives complémentaires des fonctions de la base polymère et au moins une couche B contenant au moins un catalyseur de la réaction de réticulation entre polymère et durcisseur de la couche A, lesdites couches A et B étant assemblées à une température inférieure à la température de réaction de réticulation entre durcisseur et polymère de la couche A. Grâce à la conception d'un tel film, la réaction de réticulation s'opère in situ, après interposition du film thermocollant entre des substrats de nature identique ou différente devant être collésf lors d'une montée en température du film. Une telle conception du film permet une réaction de réticulation immédiate sans nuire toutefois aux propriétés de stockage de ce film à température ambiante avant mise en oeuvre. Grâce à la conception de ce film adhésif, la réaction de réticulation sopère in situ au moment du contre-collage des substrats de nature identique ou différente devant être assemblés au moyen dudit film, bien que l'ensemble des composants du film nécessaires à la réaction de réticulation aient été introduits dans le film lors de la fabrication du film. Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, le film est constitué d'au moins deux couches latérales de type A et d'au moins une couche centrale de type B. L'invention a encore pour objet un procédé d'assemblage par collage de deux éléments, caractérisé en ce qu'on réalise un empilement comprenant les deux éléments et interposé entre ceux-ci au moins un film adhésif et en ce qu'on chauffe de telle sorte qu'au moins le film est porté à une température supérieure à la température de fusion du durcisseur. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 représente de manière schématique les étapes d'un procédé de fabrication pour la réalisation d'un film adhésif conforme à l'invention et la figure 2 représente de manière schématique les étapes d'un autre procédé de fabrication permettant l'obtention d'un film conforme à l'invention. Comme cela a d'ores et déjà été mentionné ci-dessus, le film adhésif réticulable, représenté en 1 aux figures et objet de l'invention, est destiné à l'assemblage par contre-collage de substrats SI et S2 de nature identique ou différente entre lesquels le film thermocollant 1 est interposé. Pour cet assemblage, on réalise un empilement comprenant les deux éléments ou substrats Si, S2 à assembler et interposé entre ceux-ci ledit film adhésif dont les caractéristiques seront décrites ci-après. Bien évidemment, l'ensemble de cet empilement est porté à une température suffisante pour déclencher la réaction de réticulation et l'adhérence du film aux substrats. Pour aboutir à cette étape dite de contre-collage, il convient dans un premier temps de fabriquer un film adhésif. Ce film est constitué d'au moins une couche A sous forme de film comprenant au moins une base thermo-adhésive incluant un polymère et au moins un durcisseur et au moins une couche B contenant au moins un catalyseur de la réaction de réticulation entre polymère et durcisseur. Les couches A et B peuvent être obtenues par divers moyens. Ces couches A et B sont, une fois réalisées, assemblées à une température inférieure à la température de réaction de réticulation entre durcisseur et polymère de la couche A. Un premier exemple de réalisation de la couche A est décrit à la figure 1. Dans ce cas, la couche A est obtenue -oar extrusion. L'installation d'extrusion soufflage classique est représentée à l'étape 1 de la figure 1. Pour permettre l'obtention d'un tel film monocouche, un mélange d'un polymère présentant des fonctions réactives, nucléophiles et/ou électrophiles et d'un durcisseur présentant des fonctions réactives complémentaires des fonctions de la masse polymère est introduite dans la vis puis extrudée à travers une filière jusqu'à obtention d'un film monocouche conforme à la couche A. Le durcisseur est alors présent dans la couche A à l'état solide sous forme d'une dispersion homogène dans la base polymère(s) de telle sorte que ce durcisseur est bloqué physiquement. Dans une seconde étape, la couche B est saupoudrée à la surface de la couche A, cette couche A étant formée sous forme de film extrudé. Cette étape de saupoudrage est représentée à l'étape 2 de la figure 1. Dans cette étape, de préférence, le film est constitué d'au moins deux couches latérales de type A et d'au moins une couche centrale de type B. La couche B est donc saupoudrée entre les couches latérales de type A puis l'ensemble est assemblé par exemple par pressage pour former le film adhésif 1 conforme à l'invention. Bien évidemment, les couches A et B sont assemblées à une température inférieure à la température de réaction de réticulation entre durcisseur et polymère de la couche A. Généralement, ces couches A et B sont assemblées à une température inférieure à la température de fusion du durcisseur. Plus précisément, les couches A et B sont assemblées à une température au moins inférieure de 10*C à 30'C à la température de fusion du durcisseur. Les températures d'assemblage entre couches A et B sont généralement comprises dans la plage [50 - 100*C]. Généralement, l'épaisseur de la couche A est comprise dans la plage [10 - 30 Mm] tandis que l'épaisseur de la couche B est comprise dans la plage [5 - 15 Mm]. Dans le cas d'une couche B se présentant sous forme d'une couche appliquée par saupoudrage à la surface de A et dans le cas où le film est constitué d'au moins trois couches, en particulier de deux couches latérales A et d'une couche centrale B, l'assemblage des couches latérales A peut s'effectuer au moyen d'un système de micro-perforations. Une autre solution consiste à laisser une bande de chaque côté du film constitutif de la couche A qui n'est pas recouverte de poudre. Par chauffage de ces deux bandes, on assemble ensuite les deux films sans risque de faire entrer en action le catalyseur incorporé à la couche B. Une fois le film réalisé, ce dernier peut être stocké pendant plusieurs mois, voire plusieurs années. Lors de son utilisation, correspondant à l'étape 3 de contre-collage des deux substrats SI et S2, de nature identique ou différente, le film est interposé entre les deux substrats SI et S2 et peut être adhéré au substrat soit au moyen d'un dispositif de calandrage à cylindres chauffés, soit au moyen d'une presse à plat dont les éléments presseurs sont chauffés. Dans le cas d'un dispositif de calandrage à cylindre, le film est chauffé à une température proche de la température de fusion du polymère et du durcisseur, ce chauffage provoquant une diffusion du catalyseur dans la couche polymère contenant la base polymère réactive et le durcisseur. Un tel chauffage déclenche la réaction de réticulation entre durcisseur et polymère et permet l'obtention d'une liaison entre lesdits substrats dont la tenue à la température est supérieure à celle obtenue dans le cadre de films thermocollants classiques. La figure 2 illustre un autre exemple de réalisation du film dans lequel les couches A et B sont assemblées par coextrusion. Dans ce cas, le polymère et le durcisseur, constitutifs de la couche A, sont introduits dans une trémie et sont extrudés au moyen d'une vis à travers une filière. Parallèlement, le catalyseur et éventuellement une base polymère non réactive sont introduits dans une autre trémie et sont extrudés de la même manière au moyen d'une autre vis. Après passage à travers la tête de coextrusion multicouches, le film est constitué des couches A et B. Il est également possible d'obtenir un film constitué d'au moins deux couches latérales de type A et d'au moins une couche centrale de type B. Dans ce cas, on utilise une troisième vis d'extrusion, comme cela est représenté à la figure 2 (étape 1), dans laquelle on introduit les composants constitutifs de la couche A. Une fois le film 1 obtenu, l'opération de contre-collage à des substrats Si, S2 de nature identique ou différente peut seffectuer de manière analogue à ce qui a été décrit dans la f igure 1 soit par calandrage au moyen d'un dispositif de calandrage à cylindre, soit au moyen d'une presse à plat. A nouveau lors de l'étape 1, les températures d'extrusion ou de coextrusion mises en oeuvre sont inférieures à la température de fusion du durcisseur. A l'inverse, lors de l'étape 2 de contre-collage, le film 1 est porté à une température supérieure à cette température de fusion du durcisseur. Une autre solution, non représentée, aurait consisté à réaliser les couches A et B sous forme de deux films, puis à assembler ces couches A et B soit par laminage, soit directement à chaud, soit par l'intermédiaire d'un adhésif. Pour la réalisation de la couche A, la base polymère est constituée d'un composant ou d'un mélange de composant(s) choisi(s) dans le groupe des composants constitués de copolymères à base d'éthylène contenant au moins une fonction nucléophile du type amine primaire ou secondaire ou du type hydroxyle et/ou de copolymères à base d'éthylène contenant au moins une fonction électrophile du type acide carboxylique, anhydride d'acide, époxyde, isocyanate. Le durcisseur incorporé également à la couche A est quant à lui constitué d'un composant ou d'un mélange de composants choisi(s) dans le groupe des composants constitués par les composants multifonctionnels comprenant au moins une fonction acide et/ou anhydride d'acide et/ou amine et/ou époxyde et/ou hydroxyle et/ou isocyanate. Le durcisseur et la base polymère sont généralement présents en quantité stoechiométrique dans la couche A. Le catalyseur constitutif de la couche B est quant à lui constitué d'un composant ou d'un mélange de composants choisi(s) dans le groupe constitué par les composés organo- métalliques à base d'étain, de zinc ou de titane, les composés à base de dicyandiamide, les composés phosphorés, les amines tertiaires ou les hétérocycles azotés. Ainsi, à titre d'exemple, le durcisseur peut être constitué d'une diamide ou d'un diacide. Le catalyseur sera quant à lui choisi en fonction de la nature de la base polymère. La couche B pourra être constituée de ce catalyseur seul ou de ce catalyseur en mélange avec une base polymérique non réactive. A titre d'exemple de la base polymérique, on peut citer un terpolymère éthylène-acrylate-métacrylate de glycidyle ou un polymère éthylène-acrylate-anhydride maléique. Avec de tels composants des couches A et B, la réaction de réticulation s'opère généralement à une température comprise dans la plage [120 - 180'CI. REVENDICATIONS 1. Film (1) adhésif réticulable à température déterminée en particulier pour l'assemblage par contre-collage, généralement par thermocollage, de substrats (Sl, S2) de nature identique ou différente entre lesquels ledit film thermocollant est interposé, caractérisé en ce qu'il est constitué d'au moins une couche (A) sous forme de film comprenant au moins une base thermo- adhésive incluant au moins un polymère présentant des fonctions réactives nucléophiles et/ou électrophiles, au moins un durcisseur présentant des fonctions réactives complémentaires des fonctions de la base polymère et au moins une couche (B) contenant au moins un catalyseur de la réaction de réticulation entre polymère et durcisseur de la couche (A), lesdites couches (A et B) étant assemblées à une température inférieure à la température de réaction de réticulation entre durcisseur et polymère de la couche (A). 2. Film selon la revendication 1, caractérisé en ce que les couches (A et B) sont assemblées à une température inférieure à la température de fusion du durcisseur. 3. Film selon la revendication 2, caractérisé en ce que les couches (A et B) sont assemblées à une température au moins inférieure de 10*C à 30*C à la température de fusion du durcisseur. 4. Film selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est constitué d'au moins deux couches latérales de type (A) et d'au moins une couche centrale de type (B). 5. Film selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le durcisseur est présent dans la couche (A) à l'état solide sous forme d'une dispersion homogène dans la base polymère(s) de telle sorte - que ce durcisseur est bloqué physiquement. 6. Film selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la couche (A) est une couche sous forme de film extrudé tandis que la couche (B) est saupoudrée à la surface de la couche (A). 7. Film selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les couches (A et B) respectivement sous forme de film sont assemblées par laminage soit directement à chaud, soit par l'intermédiaire d'un adhésif. 8. Film selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les couches (A et B) sont assemblées par coextrusion. 9. Film selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'épaisseur de la couche (A) est comprise dans la plage [10 - 30 Mm] et en ce que l'épaisseur de la couche (B) est comprise dans la plage [5 - 15 MM]. 10. Film selon l'une des revendications 1 à 9r caractérisé en ce que la base polymère est constituée d'un composant ou d'un mélange de composants choisis dans le groupe de composants constitué de copolymères à base d'éthylène contenant au moins une fonction nucléophile du type amine primaire ou secondaire, ou du type hydroxyle et/ou de copolymères à base d'éthylène contenant au moins une fonction électrophile du type acide carboxylique, anhydride d'acide, époxyde, isocyanate. il. Film selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le durcisseur est' constitué d'un composant ou d'un mélange de composants choisi(s) dans le groupe des composants constitué par les composants multifonctionnels comprenant au moins une fonction acide et/ou anhydride d'acide et/ou amine et/ou époxyde et/ou hydroxyle et/ou isocyanate. 12. Film selon l'une des revendications 1 à il, caractérisé en ce que le catalyseur est constitué d'un composant ou d'un mélange de composants choisi(s) dans le groupe constitué par les composés organo-métalliques à base d'étain, de zinc ou de titane, les composés à base de dicyandiamide, les composés phosphorés, les amides tertiaires ou les hétérocycles azotés. 13. Procédé d'assemblage par collage de deux éléments, caractérisé en ce qu'on réalise un empilement comprenant les deux éléments et, interposé entre ceux-ci, au moins un film adhésif conforme à l'une des revendications 1 à 12 et en ce qu'on chauffe de telle sorte qu'au moins le film est porté à une température supérieure à la température de fusion du durcisseur.