Brevet FR3012464A1 — publié le 20150501

- 1 - MOUSSE ADHESIVE SENSIBLE A LA PRESSION THERMOFUSIBLE DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne une mousse adhésive sensible à la pression thermofusible procurant un collage fort sur des surfaces polluées. L'invention trouvera de nombreuses applications et plus particulièrement dans le domaine de l'automobile pour permettre le collage d'un panneau d'étanchéité de portière de véhicules comportant des traces d'agents gras tels que de la cire anticorrosion, de la graisse, etc... ART ANTERIEUR Dans le domaine de l'automobile, il est bien connu de fixer des panneaux d'étanchéité sur des portières de véhicules notamment. Usuellement, un panneau de ce type est fixé par collage sur un support tel qu'une tôle de doublure intérieure de porte, au moyen d'un cordon de colle déposé sur la face libre de la feuille d'étanchéité et protégé par un ruban de papier siliconé ou analogue. A l'utilisation de ce panneau, on retire le ruban de papier protecteur, on applique le panneau à l'endroit voulu sur la tôle support et on passe une roulette sur la face libre du panneau, c'est-à-dire sur la couche d'insonorisation, au niveau du cordon de colle pour bien appuyer sur celui-ci et assurer un bon collage du panneau sur la tôle support. Ensuite, un panneau de revêtement d'aspect, tel qu'un panneau de finition de porte, est fixé sur le support notamment par clipsage, le panneau d'étanchéité se trouvant entre la tôle support et le panneau de finition. Un tel panneau d'étanchéité est notamment décrit dans la demande de brevet européen EP 1 859 978. Le panneau d'étanchéité comporte une feuille en matière thermoplastique ayant une face supportant un cordon d'une masse adhésive destinée à être appliquée contre une tôle d'un élément de carrosserie de véhicule. Le cordon de masse adhésive a une section circulaire ou approximativement circulaire et est sous forme de mousse pour s'écraser plus facilement quand il est appliqué sur la tôle. De cette manière le cordon de masse adhésive moussée procure une meilleure conformation sur la tôle. - 2 - La plupart des compositions adhésives moussées actuellement utilisées pour ces panneaux d'étanchéité sont à base d'élastomères tels que des copolymères bloc Styrène Isoprène Styrène (SIS) ou des copolymères bloc Styrène Butadiène Styrène (SBS). On peut citer notamment les colles commercialisées par la société SIKA® sous la référence Sikamelt® 9285HT ou la colle commercialisée par la société HENKEL® sous la référence Durotak® H2030. Ces compositions adhésives ne donnent pas entière satisfaction car elles présentent une adhésivité insuffisante sur les tôles polluées des véhicules. En effet, tout au long du cycle de fabrication d'un véhicule, de nombreux lubrifiants à consistance graisseuse, huileuse, savonneuse ou cireuse sont utilisés pour faciliter le montage serré de certaines pièces, pour lubrifier les éléments lors de leur usinage ou pour protéger les aciers de la corrosion. On peut citer notamment les agents anti-corrosion commercialisés par la société EFTEC® sous les référence EFCOAT WH 462 A6 et EFCOAT WH 516 Cl et l'agent anti-corrosion commercialisé par la société TOTAL® sous la référence FINAROL B 5746. Ces produits polluants, mouillants et anti-adhérents se retrouvent étalés sur des surfaces devant recevoir des pièces adhésives, comme les feuilles d'étanchéité collées à l'intérieur des portières ou des pads acoustiques collés sur des custodes par exemple. Ces agents gras se comportent comme des pollutions extrêmement préjudiciables au développement d'une adhésion forte et durable. Par exemple, dans le cas d'une couche de cire anti-corrosion projetée au pistolet pneumatique sur une grande surface et en quantité significative, toute fixation d'une pièce par collage devient délicate et peut conduire à un défaut partiel de la fonction recherchée, c'est-à-dire l'étanchéité à l'eau ou au bruit par exemple, ou à une défaillance totale avec le détachement et la chute de la pièce adhésive de la surface polluée. Ce défaut d'adhérence est extrêmement critique dans les premiers instants du collage. En effet, les feuilles d'étanchéité de portière peuvent être soumises à des contraintes mécaniques locales provoquées par un faisceau de câble électrique traversant la feuille, par le passage sur une zone emboutie de la portière, par l'interférence avec un - 3 - clip de fixation, etc... Ces sollicitations mécaniques constantes s'exerçant sur la feuille dès le début du collage auront tendance à décoller celle-ci au cours du temps, d'autant plus que son adhésion instantanée sera plus faible si elle a été appliquée sur une surface polluée. Pour pallier ces difficultés de collage sur surfaces polluées, des actions de nettoyage sont actuellement mises en place sur les lignes de montage. Ce nettoyage est effectué manuellement avec des solvants et des chiffonnettes imprégnées ou par des décapages mécanique ou chimique. Ces opérations s'avèrent coûteuses et peu efficaces. Il existe également des solutions préventives de marouflage avec un ruban de masquage de la zone à adhésiver intervenant avant les opérations polluantes; ces opérations de protection donnent des résultats relativement satisfaisants, mais entraînent un surcoût très important de matières et de main d'oeuvre. Par ailleurs, on a déjà imaginé substituer les compositions adhésives moussées à base d'élastomères par des compositions adhésives moussées à base de Butyl. Comparés à des adhésifs thermofusibles, dits « hot melt », à base d'élastomère, les adhésifs « hot melt » à base de butyl sont généralement connus pour présenter une plus grande tolérance vis à vis des états des surfaces, c'est-à-dire vis-à-vis du niveau de pollution, sur lesquelles ils sont collés. Néanmoins, leur faible résistance à des températures supérieures à 30°C les rende extrêmement fluant. On entend par des adhésifs « fluants » des adhésifs coulants. En conséquence, les pièces sur lesquelles ces adhésifs « hot melt » à base de butyl sont extrudés s'avèrent difficiles à stocker et à manipuler ; en effet, les cordons d'adhésif à base de butyl ont tendance à "tirer des fils noirs", à la fois perturbant pour l'opérateur et générateur de défauts. De plus, la faible cohésion de ces adhésifs à base de butyl rend impossible tout repositionnement immédiat après la pose du panneau d'étanchéité ou toute démontabilité ultérieure dudit panneau d'étanchéité en cas d'intervention en concession ou chez le garagiste. De plus, comparés à des adhésifs « hot melt » à base élastomère, les adhésifs hot melt à base de butyle sont plus coûteux et leur faible cohésion ne permet pas de les mousser avec un gaz neutre tel que de l'azote afin d'en baisser le coût. - 4 - EXPOSE DE L'INVENTION L'un des buts de l'invention est donc de remédier à tous ces inconvénients en proposant une mousse adhésive thermofusible sensible à la pression de conception simple et peu onéreuse, permettant de coller de panneaux ou similaires sur des surfaces polluées. A cet effet et conformément à l'invention, il est proposé une mousse adhésive thermofusible sensible à la pression remarquable en ce qu'elle comprend au moins : i) de 10 à 70% en poids d'au moins un élastomère, ii) de 30 à 80% en poids d'un agent tackifiant polaire présentant un point de ramollissement inférieur ou égal à 110°C et un indice d'acide mg/g de KOH supérieur ou égal à 7, afin de permettre une adhésion sur une surface polluée. Le déposant a constaté que, de manière surprenante, cette plus grande polarité procure à la mousse adhésive suivant l'invention une grande affinité avec les polluants dont notamment les agents anti-corrosion commercialisés par la société EFTEC® sous les référence EFCOAT WH 462 A6 et EFCOAT WH 516 Cl et l'agent anti-corrosion commercialisé par la société TOTAL® sous la référence FINAROL B 5746 de sorte que lesdits agents anti-corrosion pénètrent dans les alvéole de la mousse suivant l'invention favorisé par sa mollesse mécanique (bas point de ramollissement) et son acidité. En pénétrant dans les alvéoles de la mousse, les polluants ne limitent pas l'adhésivité de la mousse sur la tôle. De préférence, l'agent tackifiant polaire présente un point de ramollissement compris entre 80 et 110°C et l'agent tackifiant polaire présente un indice d'acide mg/g de KOH compris entre 8 et 15. Avantageusement, la mousse adhésive suivant l'invention présente une polarité de surface supérieure ou égale à 10% et, de préférence, supérieure ou égale à 13% et une viscosité comprise entre 40 et 250 Pa.s à une température comprise entre 120 et 140°C. - 5 - De préférence, l'agent tackifiant polaire consiste dans une résine d'ester de Pentaérythritol et/ou dans une résine d'ester de colophane hydrogénée ou non. Par ailleurs, l'élastomère consiste dans un copolymère bloc Styrène Isoprène Styrène (SIS) et/ou dans un copolymère bloc Styrène Butadiène Styrène (SBS). De préférence, la mousse adhésive suivant l'invention comporte au moins : i) de 20 à 30% en poids d'un copolymère bloc Styrène Isoprène Styrène (SIS), ii) de 10 à 15% en poids d'un copolymère bloc Styrène Butadiène Styrène (SBS), iii) de 50 à 60% en poids d'une résine d'ester de Pentaérythritol, iv) de 4 à 7% en poids d'une huile minérale, v) de 0 à 2% en poids d'un anti-oxydant primaire phénolique vi) de 0 à 2% en poids d'un agent stabilisant de la chaleur. Un autre objet de l'invention concerne un panneau d'étanchéité d'une portière d'un véhicule constitué d'une feuille plastique formant support recouvert sur tout ou partie de sa surface d'une mousse adhésive thermofusible sensible à la pression suivant l'invention et un protecteur anti-adhérent recouvrant la mousse adhésive thermofusible sensible à la pression. De préférence, ladite mousse adhésive thermofusible sensible à la pression est déposée sous la forme d'un cordon continu ou discontinu à la périphérie de la feuille plastique. DESCRIPTION SOMMAIRE DES FIGURES D'autres avantages et caractéristiques ressortiront mieux de la description qui va suivre de plusieurs variantes d'exécution, données à titre d'exemples non limitatifs, de la mousse adhésive thermofusible sensible à la pression conforme à l'invention, en référence à la figure 1 qui est une représentation graphique de la viscosité brookfield en fonction de la température de la mousse adhésive thermofusible suivant l'invention en comparaison avec des mousses adhésives thermofusibles sensibles à la pression de l'art antérieur. - 6 - DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION La mousse adhésive thermofusible sensible à la pression suivant l'invention comprend au moins de 10 à 70% en poids d'au moins un élastomère et de 30 à 80% en poids d'un agent tackifiant polaire présentant un point de ramollissement inférieur ou égal à 110°C et un indice d'acide mg/g de KOH supérieur ou égal à 7, Avantageusement, ladite mousse présente une viscosité comprise entre 40 et 250 Pa.s à une température comprise entre 120 et 140°C. On notera à cet égard que la courbe de la viscosité de la mousse suivant l'invention en fonction de la température, en référence à la figure 1, présente un profil très différent de celle des mousses adhésives de l'art antérieur. On entend par « agent tackifiant polaire » un agent tackifiant ayant un moment dipolaire résultant non nul. On notera que la mesure du moment dipolaire d'une molécule, bien que délicate, est effectuée à partir de la dépendance de la constante diélectrique e d'une solution avec le moment dipolaire des molécules selon la formule : 2 dE p =A dc où u est le moment dipolaire, A est une constante qui dépend du solvant employé et de la température et c2 est la concentration du composé. Le procédé consiste à mesurer la capacité d'une cuve contenant la solution à étudier, ladite solution étant maintenue à une température constante. En effet, la capacité est proportionnelle à la constante diélectrique, et la constante de proportionnalité ne dépend que de la géométrie de la cuve. La mesure est répétée plusieurs fois pour plusieurs concentrations, et on en déduit le moment dipolaire des molécules. La mesure de la capacité est effectuée à l'aide d'un pont RLC de précision, à une fréquence donnée. On notera que le moment dipolaire est généralement exprimé en unité Debye ( 1 D = 3,33-30 C.m. ).30 - 7 - Toutefois, dans la suite de la description, la polarité mesurée est la polarité de surface de la mousse adhésive qui peut être mesurée au moyen d'un goniomètre, tel que le goniomètre DIGIDROP commercialisé par la société GBX. Ce dernier permet, de manière bien connue de mesurer la polarité de surface au moyen de l'équation de OWENS-WENDT qui s'écrit de la manière suivante : crL (COS 0 ± 1) eS eL,P 2 JCFD D Et qui est une équation linéaire de la forme y=mx+b dans laquelle b = D x = \lei? , ct Y = trL (c080 +1) 2 Ainsi, la polarité de surface de la mousse adhésive est exprimée en pourcentage, la valeur mesurée étant le pourcentage de la composante polaire de l'énergie de surface mesurée par le goniomètre. De préférence, l'agent tackifiant polaire consiste dans une résine d'ester de Pentaérythritol, telle que la résine commercialisée par la société Eastman Chemical Company sous la référence ForalynTM 110 ou la résine commercialisée par la société Eastman Chemical Company sous la référence Foral 105E par exemple, et/ou dans une résine d'ester de colophane hydrogénée ou non. Il est bien évident que la résine d'ester de Pentaérythritol et/ou une résine d'ester de colophane hydrogénée ou non pourront être substituées par tout autre agent tackifiant polaire présentant un point de ramollissement compris entre 80 et 120°C sans pour autant sortir du cadre de l'invention. Par ailleurs, l'élastomère consiste dans un copolymère bloc Styrène Isoprène Styrène (SIS) tel que commercialisé par la société KRATON® sous la référence Kraton® 30 D1111 par exemple et/ou dans un copolymère bloc Styrène Butadiène Styrène (SBS) tel - 8 - que commercialisé par la société ENI® sous la référence Europrène® Sol TE 6414 par exemple. Dans un mode de réalisation préféré, la mousse adhésive suivant l'invention comporte au moins : i) de 20 à 30% en poids d'un copolymère bloc Styrène Isoprène Styrène (SIS), ii) de 10 à 15% en poids d'un copolymère bloc Styrène Butadiène Styrène (SBS), iii) de 50 à 60% en poids d'une résine d'ester de Pentaérythritol, iv) de 4 à 7% en poids d'une huile minérale, v) de 0 à 2% en poids d'un anti-oxydant primaire phénolique vi) de 0 à 2% en poids d'un agent stabilisant de la chaleur. Ledit anti-oxydant primaire phénolique pourra consister dans tout anti-oxydant primaire phénolique bien connu de l'homme du métier tel qu'un anti-oxydant primaire phénolique choisis parmi les mono-, bis- et thiobisphénols alkylés. A titre d'exemples de monophénols alkylés, on peut citer le 2,6-di-tert-butyl-p-crésol et le (3'5'-di-tert-buty)-4-- hydroxyphényl) propionate de n-octadécyle. A titre d'exemples de bisphénols alkylés, on peut citer le 2,2'méthylène-bis(4-méthyl-6-tert-butylphénol) et le di-(2,6-di-tert-buty1-4- méthylphényl) pentaérythritol. A titre d'exemples de thiobisphénols alkylés, on peut citer le 4,4'-thiobis-6-tert-butyl-m-crésol, le 4,4'-thiobis-6-tert-butyl-o-crésol et le thiodiéthylène bis-(3,5-di-tert-butyt-4-hydroxy)hydrocinnamate. L'agent stabilisant de la chaleur pourra consister dans tout agent stabilisant de la chaleur bien connu de l'homme du métier tel que le Didodecyl 3,3' - thiodipropionate ou le Zinc dibutyl dithiocarbamate par exemple. Par ailleurs, l'huile minérale peut consister dans une huile commercialisée par la société SHELL® sous la référence Edelex 956. Le déposant a constaté que la mousse adhésive thermofusible sensible à la pression suivant l'invention portant la référence HMI-2522 dans le tableau ci-dessous présente une polarité nettement supérieure à la polarité des mousses de l'art antérieur ayant les références Durotak® H2030, Sikamelt® 9285HT et KI-28. De préférence, la mousse adhésive thermofusible sensible à la pression présente une polarité supérieure ou égale à 10% et, de préférence, supérieure ou égale à 13%. - 9 - Durotak Sikameit KI-28 HMI- HMI-2522 H2030 9285HT (HMI-461) 238 Objet de 4 l'invention Famille chimique! Elastomère/ Elastomère/ Elastomère/ Elastomère/ Hot melt Elastomère/ Hot melt Hot melt Hot melt Hot melt Technologie d'enduction Formulation Sans résine Sans résine Sans résine Avec résine polaire Avec résine polaire polaire polaire polaire Energie de surface (mJ/m2) 31.7 35.6 32 30.1 30 Polarité (%) 5 3.4 6.3 15.9 15.7 Composante polaire (mJ/m2) 1.6 1.2 2 4.8 4.7 Cette plus grande polarité procure à la mousse adhésive suivant l'invention une grande affinité avec les polluants et notamment avec les agents anti-corrosion 5 commercialisés par la société EFTEC® sous les référence EFCOAT WH 462 A6 et EFCOAT WH 516 Cl et l'agent anti-corrosion commercialisé par la société TOTAL® sous la référence FINAROL B 5746 de sorte que lesdits agents anti-corrosion pénètrent dans les alvéole de la mousse suivant l'invention favorisé par sa mollesse mécanique (bas point de ramollissement) et son acidité. En effet, lesdits agents anti-corrosion EFCOAT 10 WH 462 A6 et EFCOAT WH 516 Cl contiennent tous les 2 du bis(2-éthylhexanoate) de cobalt. Or le Cobalt bis(2-ethylhexanoate) présent dans les cires anti-corrosion est polaire et possède un caractère acide plus ou moins marqué. Bien que le Cobalt bis(2- ethylhexanoate) semble être présent en faible quantité dans les 2 cires anti corrosion, ledit Cobalt bis(2-ethylhexanoate) semble avoir une forte affinité (polaire-polaire et acide- 15 acide) avec les résines tackifiantes d'ester de colophane hydrogénée elles-mêmes polaires et possédant un caractère acide marqué. Par ailleurs, la mousse adhésive thermofusible suivant l'invention (Référence HMI2522) présente un point de ramollissement (Softening point) nettement inférieur à celui 20 des adhésifs thermofusibles à base élastomère (Hot Melt) de l'art antérieur. On notera que le point de ramollissement (Softening point Ring and Ball) est mesuré par la méthode Bille&Anneau, le point de ramollissement étant la température à laquelle un produit (par exemple une résine tackifiante) atteint un certain degré de ramollissement. Par ailleurs, la - 10 - température de transition liquide/liquide (T Cross Over), qui est mesurée par Analyse Thermo Mécanique Différentielle (DTMA), est la température pour laquelle le module élastique G' est égal au module plastique G", c'est-à-dire lorsque Tangente (G"/G') = 1: tangente Delta. Elle représente la température à partir de laquelle l'adhésif hot melt va commencer à avoir un comportement liquide et commence à fluer (zone d'écoulement). Référence Hot Melt Famille Softening point (°C) T Cross Over Chimique (°C) HMI-2522 Elastomère 86-96 88 KI-28 Elastomère 125 120 Durotak H2030=HMI-2250 Elastomère 128 123 Sikamelt 9285HT = HMI-2264 Elastomère 120-140 120 Sikamelt 9289 = HMI-2391 Elastomère 127 120 TLH-2299 = HMI-2384 Elastomère 125-135 132 Une application de la mousse adhésive suivant l'invention consiste dans un panneau d'étanchéité d'une portière d'un véhicule constitué d'une feuille plastique formant support recouvert sur tout ou partie de sa surface d'une mousse adhésive thermofusible sensible à la pression suivant l'invention, telle que décrite précédemment, et un protecteur anti-adhérent recouvrant la mousse adhésive thermofusible sensible à la pression. De préférence, ladite mousse adhésive thermofusible sensible à la pression est déposée sous la forme d'un cordon continu ou discontinu à la périphérie de la feuille plastique par tout procédé bien connu de l'homme du métier. Enfin, il est bien évident que les exemples que l'on vient de donner ne sont que des illustrations particulières en aucun cas limitatives quant aux domaines d'application de l'invention. REVENDICATIONS1 - Mousse adhésive thermofusible sensible à la pression caractérisée en ce qu'elle comprend au moins : i) de 10 à 70% en poids d'au moins un élastomère, ii) de 30 à 80% en poids d'un agent tackifiant polaire présentant un point de ramollissement inférieur ou égal à 110°C et un indice d'acide mg/g de KOH supérieur ou égal à 7, afin de permettre une adhésion sur une surface polluée. 2 - Mousse adhésive thermofusible sensible à la pression suivant la revendication 1 caractérisée en ce que l'agent tackifiant polaire présente un point de ramollissement compris entre 80 et 100°C. 3 - Mousse adhésive thermofusible sensible à la pression suivant l'une quelconque des revendication 1 ou 2 caractérisée en ce que l'agent tackifiant polaire présente un indice d'acide mg/g de KOH compris entre 8 et 15. 4 - Mousse adhésive thermofusible sensible à la pression suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisée en ce qu'elle présente une polarité de surface supérieure ou égale à 10% et, de préférence, supérieure ou égale à 13%. 5 - Mousse adhésive thermofusible sensible à la pression suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisée en ce qu'elle présente une viscosité comprise entre 40 et 250 Pa.s à une température comprise entre 120 et 140°C. 6 - Mousse adhésive thermofusible sensible à la pression suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisée en ce que l'agent tackifiant polaire consiste dans une résine d'ester de Pentaérythritol. 7 - Mousse adhésive thermofusible sensible à la pression suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisée en ce que l'agent tackifiant polaire consiste dans une résine d'ester de colophane.- 12 - 8 - Mousse adhésive thermofusible sensible à la pression suivant la revendication 7 caractérisée en ce que l'agent tackifiant polaire consiste dans une résine d'ester de colophane hydrogénée. 9 - Mousse adhésive thermofusible sensible à la pression suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisée en ce que l'élastomère consiste dans un copolymère bloc Styrène Isoprène Styrène (SIS) et/ou dans un copolymère bloc Styrène Butadiène Styrène (SBS). 10 - Mousse adhésive suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9 caractérisée en ce qu'elle comporte au moins : i) de 20 à 30% en poids d'un copolymère bloc Styrène Isoprène Styrène (SIS), ii) de 10 à 15% en poids d'un copolymère bloc Styrène Butadiène Styrène (SBS), iii) de 50 à 60% en poids d'une résine d'ester de Pentaérythritol, iv) de 4 à 7% en poids d'une huile minérale, v) de 0 à 2% en poids d'un anti-oxydant primaire phénolique vi) de 0 à 2% en poids d'un agent stabilisant de la chaleur. 11 - Panneau d'étanchéité d'une portière d'un véhicule constitué d'une feuille plastique formant support recouvert sur tout ou partie de sa surface d'une mousse adhésive thermofusible sensible à la pression suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10 et un protecteur anti-adhérent recouvrant la mousse adhésive thermofusible sensible à la pression. 12 - Panneau d'étanchéité suivant la revendication 11 caractérisé en ce que la mousse adhésive thermofusible sensible à la pression est déposée sous la forme d'un cordon continu ou discontinu à la périphérie de la feuille plastique.30