<Desc/Clms Page number 1>
La présente invention concerne des matières élastiques du genre que l'on peut obtenir en agglutinant du crin, des poils ou d'autres fibres élastiques, qui conviennent de façon générale comme matières élastiques de rembourrage et d'amortissement des chocs.
Suivant la présente invention, une matière élastique agglutinée comprend une masse de fibres élastiques agglutinées par un produit de réaction solide flexible obtenu en faisant réa- gir (a) un composé organique ayant au moins deux radicaux-NCX dans sa molécule, X représentant dans le cas de chaque radical soit un atome d'oxygène soit un atome de soufre et (b) un ester monomère
<Desc/Clms Page number 2>
d'un poids moléculaire situé dans la gamme comprise entre 200 et
10000 et ayant dans sa molécule au moins deux groupes susceptibles de réagir avec des isocyanates, par exemple des groupes hydroxyle ,ou amino.
On .peut *tenir les nouvelles matières élastiques agglu-
EMI2.1
rjtinéeE endéposaittgblf-a-7en's-f-d-rmant sur une--masse de fibres lâches, et spécialement aux polies de contact des fibres individuelles/ un agent d'agglutination liquide provenant des composés "(a)" et "(b)" spécifiés plus haut, et en amenant et/ou en laissant ultérieurement l'agent d'agglutination liquide se convertir en un produit de réac- tion solide flexible.
Le composé organique "(a)" mentionné plus haut est de pré- férence un di-isocyanate tel qu'un di-isocyanate de toluène (di- isocyanate de toluylène), utilisé avec ou sans un tri-isocyanate tel qu'un tri-isocyanate de triphényl-méthane. L'isocyanate ou au- tre composé utilisé comme composé "(a)"peut., si on le désire, être obtenu à partir d'un composé en question dans lequel sont présents ce que l'on peut considérer comme des groupes "masqués" ou "bloqués" -NCO ou -NCS, des groupes libres -NCO ou -NCS étant obtenus à chaud à partir de ces groupes "masqués" ou "bloqués";
des exemples de composés envisagés de ce genre sont des diméres dissociables et d'autres polymères dissociables d'isocyanates (et isothiocyanates), et des produits d'addition dissociables d'isocyanates (et isothio- cyanates) avec du phénol. L'isocyanate ou autre composé utilisé com- me composé "(a)" peut également être fourni par un produit d'addition non dissociable d'un isocyanate (ou isothiocyanate) avec du diméthyl olpropane, du triméthylolpropane ou un autre composé poly-hydroxy aliphatique approprié ;
ces produits d'addition, certains grou- pes libres -NCO ou -NCS sont encore présents avec du diméthylpropa- ne et des matières analogues mais ils sont stériquement empêchés à un degré tel qu'ils ne réagissent en substance pas aux températures ambiantes ordinaires, quoiqu'ils puissent réagir à une vitesse util- si on chauffe la réaction. Les polymères dissociables et lesproduits d'adite
<Desc/Clms Page number 3>
dissociables et non dissociables peuvent servir à réduire les ris- ques toxiques ainsi que l'aptitude de l'agent d'agglutination li- quide à durcir prématurément.
L'ester monomère spécifié plus haut, c'est-à-dire le composé "(b)" peut être un triester monomère provenant de glycérol et d'un hydroxy-acide de poids moléculaire approprié, par exemple un poids moléculaire donnant un triester de glycérol de poids molécu- laire situé dans la gamme comprise entre 200 et 10000, spécifiée plus haut. Un exemple spécifique d'un triester monomère de ce genre @ est celui provenant de glycérol et d'acide ricinoléique, qui est évidemment le constituant principal de l'huile de ricin. Des ties- ters monomères appropriés-peuvent également être fournis par de l'huile d'arachides, qui. contient des triesters monomères de gly- cérol de certains hydroxy-acides gras à longues chaînes saturés et non saturés.
L'ester monomère constituant le composé tt(b)" peut également être un diester monomère provenant de glycérol, ou un gly- col,et un hydroxy-acide (par exemple) de poids moléculaire appro- @ prié. On peut obtenir un diester de glycérol de ce genre par hydro- lyse partielle contrôlée du triester de glycérol correspondant.
Lorsqu'on utilise un diester monomère, il faut habituellement ajou- ter (ou au moins assurer la présence de) un composé qui assure une réticulation suffisante (voir plus loin) par exemple de l'éthylène glycol. Différents autres types d'esters monomères que l'on peut uti- liser dans la présente invention sont certains produits de transesté- rification ou d'interchangement d'esters; ce sont des produits que l'on peut obtenir par hydrolyse partielle de différents glycérides de matières analogues en présence d'acides carboxyliques ou ces ma- tières analogues elles-mêmes, cette hydrolyse étant suivie d'une ré-estérification qui donne des glycérides ou des matières analogues d'une nouvelle espèce.
Quel que soit le type de composé que l'on utilise comme composé "(b)", il est souhaitable que des deux ou pluieurs groupes susceptibles de réagir avec des isocyanates présents dàns la mole-
<Desc/Clms Page number 4>
cule, il y en ait un qui soit situé à chaque extrémité de la molé- cule ou aussi près que possible de ces extrémités, ou au moins que deux ou plusieurs groupes susceptibles de réagir avec des isocyana- tes soient largement séparés. le poids moléculaire du composé "(b)" doit, comme exposé plus haut., être situé dans la gaulée comprise en- tre 200 et 10000, :nais il est préférable que ce poids moléculaire soit situé dans la gemme comprise entre 200 et 2000.
D'agent d'agglutination est de préférence un liquide de viscosité peu élevée, niais il est égale¯cent possible d'utiliser une matière de viscosité assez élevée, pourvu que, lorsqu'elle doit être appliquée aux fibres à agglutiner, elle soit absorbée dans un sol- vant ou dans un autre émollient, par exemple de l'acétate d'éthyle.
Il est clair que l'émollient ne doit pas être une substance qui soit susceptible de réagir avec des isocyanates.
Comme déja exposé, l'agent d'agglutination liquide peut être formé sur les fibres elles-mêmes et il est ainsi possible de pulvériser séparément les composés "(a)" et "(b)" spécifiés plus haut (ainsi que toutes les substances supplémentaires utilisées) sur les fibres, soit simultanément soit successivement. Cependant, il est préférable de mélanger au préalable les différentes substan- ces d'ou provient l'agent d'agglutination liquide, et de déposer l'agent liquide ainsi obtenu sur les fibres en une phase homogène.
La matière déposée sur les fibres comprend dans ce cas de préfé- rence un produit de réaction qui a partiellement réagi, mais qui n'est en substance pas réticulé des composés "(a)" et "(b)" men- tionnés plus haut, ou un "pré-polymére" comme on l'appelle couram- ment.
On peut obtenir ur. pré-polymére de ce genre simplement en mélangeant les composés en question à froid, ou suivant le cas à chaud, quoique d'autre part il puisse être nécessaire d'ajouter un agent retardateur de manière à éviter un durcissement prématuré du mélange de réaction. Des exemples d'agents retardateurs que l'on peut utiliser dans différents cas sont l'acide adipique, l'acide ,stéarique et d'autres acides organiques, ainsi que des chlorures
<Desc/Clms Page number 5>
d'acides organiques.
Lorsque l'agent d'agglutination liquide a été déposé ou formé sur les fibres, sa conversion en un produit de réaction fle- xible est effectuée à chaud s'il le faut et/ou par l'addition, s'il le faut, d'un catalyseur, d'un réactif auxiliaire ou d'un produit analogue. On peut ajouter le catalyseur, le réactif auxiliaire ou autre produit analogue, s'il y en a, à l'agent d'agglutination ou à un ingrédient de cet agent peu avant le dépôt ou la formation de l'agent d'agglutination sur les fibres, ou en variante l'appliquer séparément, soit peu après, soit simultanément.
Les catalyseurs ré- actifs auxiliaires et produits analogues que l'on peut utiliser com- prennent des agents de réticulation, par exemple des diamines pri- maires,, des glycols et des matières analogues; ils comprennent éga- lement de la pyridine, de l'urée et d'autres bases organiques, ain- si que du naphténate de cobalt et d'autres catalyseurs contenant des métaux. Il est clair que les termes catalyseur, réactif auxi- liaire, ou matières analogues" utilisés, comprennent des composés qui neutralisent tout agent retardateur incorporé à une phase pré- cédente.
En plus des catalyseurs, des réactifs auxiliaires et ma- tières analogues mentionnés plus haut, on peut s'il le faut ajou- ter à l'agent d'agglutination, liquide (ou à un ingrédient de cet agent), peu avant son dépôt ou sa formation sur les fibres, un agent favorisant une réticulation du type composé organe-métallique.. par exemple un alcoolate, un ester ou un composé de chélate d'alca- lonamine provenant de titane, de vanadium, de zirconium, d'alumi- nium ou d'antimoine; un agent de ce type convient particulièrement lorsque l'agent d'agglutination liquide doit être durci à chaud et lorsqu'on veut augmenter le module d'élasticité de l'agent d'agglu- tination durci et complètement réticulé et ainsi du produit final considéré dans son entier.
Après le durcissement de l'agent d'agglu- tination liquide, on laisse murir le produit agglutiné pendant quelques semaines de manière à lui donner l'occasion de développer des propriétés mécaniques.
<Desc/Clms Page number 6>
Lorsque l'agent d'agglutination liquide est déposé sur les fibres, au lieu d'être formé sur ces dernières, il peut être déposé par exemple par pulvérisation, coulage et immersion. On peut façonner les fibres garnies d'agent d'agglutination liquide, par exemple en les tassant dans un moule, si l'agent d'agglutina- tion liquide est¯ déposé sur les fibres, ou s'il est formé' sur cas dernières.
Les fibres qui peuvent.être agglutinées suivant l'inven- tion, comprennent des poils d'animaux droits ou bouclés. (spéciale- ment des soies de porc ou du crin de cheval), des fibres de coco,.,., des fibres de caséine, des monofils de nylon, et des fibres de cac- tus. En général, la proportion en poids de l'agent d'agglutination utilisé (sans les constituants volatils) par rapport au poids des fibres elles-mêmes peut varier entre 1:5 et 1 :1. dépôt de l'a- gent d'agglutination sur les fibres peut être suivi par un calan- drage, un cardage ou l'équivalent, lorsqu'une opération de ce gen- re est nécessaire pour assurer une répartition appropriée, cette opération étant réalisée normalement avant de tasser la matière dans des moules.
On peut, si on le désire, incorporer des garnitures qui augmentent l'élasticité dans des moules ou d'autres masses des nouvelles matières agglutinées. Des exemples de ces garnitures sont des bandes d'acier élastique droites, des bandes d'acier élas- tique cintrées, des bandes d'acier hélicoïdales, et des nasses en caoutchouc mousse. Il est clair que des garnitures de ce genre peu,. vent être incorporées lorsque la matière en fibres agglutinées de l'invention peut présenter une élasticité insuffisante et là où cela se produit. En particulier, les garnitures peuvent être pla- cées transversalement dans le dos d'un coussin de façon à réduire 'toute tendance de ce dernier à prendre une forme incurvée après un usage prolongé.
Un avantage particulier des garnitures en acier qui augmentent l'élasticité réside dans le fait que des agents d'agglutination liquides du genre utilisés dans ce cas-ci peuvent @
<Desc/Clms Page number 7>
de façon générale former des liens très tenaces de manière à main- tenir ces garnitures convenablement en place.
La présente invention procure un procédé qui permet l'obtention d'une agglutination résistante, et qui, en particu- lier si on utilise de l'huile de ricin ou une huile analogue pour fournir l'ester monomère mentionné plus haut, présente les avan- tages suivants :
1) l'agent d'agglutination peut être un liquide de vis- cosité raisonnablement élevée, même sans émollient et peut ainsi être facile à appliquer et d'un emploi économique (il se rassemble plus facilement aux points de croisement des fibres, et n'est pas inutilement consommé à recouvrir- d'autres parties des fibres):
2) la vitesse de la réaction qui permet aux fibres d'être agglutinées ne doit pas s'élever au point où le laps de temps dis- ponible ne serait pas suffisant pour appliquer l'agent d'agglutina- tion aux fibres et pour les tasser dans un moule ou l'équivalent si le produit doit être une pièce moulée;
3) la substance mise en réaction avec l'isocyanate ou l'isothiocyanate peut être raisonnablement peu coûteuse.
Les exemples suivants illustrent l'invention: EXEMPLE 1. -
On mélange 100 g d'un produit de réaction de di-isocva- nate de toluylène et de propane de triméthylol (moins le di-isocya- nate qui n'est pas mis en réaction avec le prop.ane de triméthylol) intimement avec 100 g d'huile de'ricin. On pistole le mélange sur 200 g de soies de porc, on tasse les soies traitées dans un moule métallique fermé mais perforé et on chauffe dans un four à 80 C pen dent 20 minutes. Ce processus donne un échantillon satisfaisant de soies agglutinées.
EXEMPLE¯¯ 2.-
On pistole 200 g de soies de porc de façon uniforme dans un moule métallique. On pistole 50 g d'un produit de réaction de di-isocyanate de toluylène et de propane de triméthylol ainsi que
<Desc/Clms Page number 8>
150 g d'huile d'arachides séparément mais simultanément sur les soies, et on chauffe les soies traitées pendant 30 minutes à 90 C On ob- tient ainsi un échantillon satisfaisant de soies collées..
REVENDICATIONS.
1.- Matière élastique agglutinée, caractérisée en ce qu'ell comprend une masse de fibres élastiques agglutinées par un produit de réaction solide flexible obtenu en faisant réagir (a) un composé or- i ganique ayant au moins dans sa molécule deux radicaux -NCX, X repré- sentant dans le cas de chaque radical soit un atome d'oxygène soit un atome de soufre,et (b) un ester monomère ayant un poids molécu- laire situé dans la gamme comprise entre 200 et 10000 et ayant dans sa molécule au moins deux groupes susceptibles de réagir avec des isocyanates.
<Desc / Clms Page number 1>
The present invention relates to elastic materials of the kind obtainable by agglutinating horsehair, hair or other elastic fibers, which are generally suitable as elastic cushioning and shock-absorbing materials.
According to the present invention, an agglutinated elastic material comprises a mass of elastic fibers agglutinated by a flexible solid reaction product obtained by reacting (a) an organic compound having at least two radicals-NCX in its molecule, X representing in the case of each radical either an oxygen atom or a sulfur atom and (b) a monomeric ester
<Desc / Clms Page number 2>
with a molecular weight in the range between 200 and
10000 and having in its molecule at least two groups capable of reacting with isocyanates, for example hydroxyl or amino groups.
The new elastic materials can be held together.
EMI2.1
rjtinéeE deposited on a mass of loose fibers, and especially to the contact polishes of the individual fibers / a liquid agglutinating agent from the compounds "(a)" and "(b)" specified above, and causing and / or subsequently allowing the liquid agglutinator to convert to a flexible solid reaction product.
The organic compound "(a)" mentioned above is preferably a di-isocyanate such as toluene di-isocyanate (toluene di-isocyanate), used with or without a tri-isocyanate such as a tri. -triphenyl-methane isocyanate. The isocyanate or other compound used as compound "(a)" can, if desired, be obtained from a compound in question in which are present what may be regarded as "masked" groups. "or" blocked "-NCO or -NCS, free groups -NCO or -NCS being obtained hot from these" masked "or" blocked "groups;
examples of such contemplated compounds are dissociable dimers and other dissociable polymers of isocyanates (and isothiocyanates), and dissociable adducts of isocyanates (and isothiocyanates) with phenol. The isocyanate or other compound used as compound "(a)" can also be provided by an undissociable adduct of an isocyanate (or isothiocyanate) with dimethyl olpropane, trimethylolpropane or other poly-hydroxy compound. suitable aliphatic;
these adducts, some free groups -NCO or -NCS are still present with dimethylpropane and the like but are sterically hindered to such an extent that they do not substantially react at ordinary ambient temperatures, although they can react at a useful rate if the reaction is heated. Dissociable polymers and adite products
<Desc / Clms Page number 3>
separable and non-separable can serve to reduce toxic risks as well as the ability of the liquid agglutinator to harden prematurely.
The monomeric ester specified above, i.e. the compound "(b)" may be a monomeric triester derived from glycerol and a hydroxy acid of suitable molecular weight, for example a molecular weight giving a triester. of glycerol with a molecular weight in the range between 200 and 10,000, specified above. A specific example of such a monomeric triester is that derived from glycerol and ricinoleic acid, which is obviously the main constituent of castor oil. Suitable monomeric esters can also be provided by peanut oil, which. contains glycerol monomeric triesters of certain saturated and unsaturated long chain hydroxy acids.
The monomeric ester constituting the compound tt (b) "may also be a monomeric diester derived from glycerol, or a glycerol, and a hydroxy acid (for example) of the appropriate molecular weight. A diester can be obtained. of such glycerol by controlled partial hydrolysis of the corresponding glycerol triester.
When a monomeric diester is used, it is usually necessary to add (or at least ensure the presence of) a compound which provides sufficient crosslinking (see below), for example ethylene glycol. Various other types of ester monomers which can be used in the present invention are certain ester transesterification or interchange products; they are products which can be obtained by partial hydrolysis of different glycerides of analogous materials in the presence of carboxylic acids or these analogous materials themselves, this hydrolysis being followed by re-esterification which gives glycerides or analogous materials of a new species.
Whatever type of compound is used as compound "(b)", it is desirable that two or more groups capable of reacting with isocyanates present in the mole-
<Desc / Clms Page number 4>
cule, there is one located at or as close to each end of the molecule as possible, or at least two or more groups capable of reacting with isocyanates are widely separated. the molecular weight of the compound "(b)" must, as explained above., be situated in the gaule comprised between 200 and 10,000, but it is preferable that this molecular weight be situated in the gem comprised between 200 and 2000 .
The agglutinating agent is preferably a liquid of low viscosity, but it is also possible to use a material of fairly high viscosity, provided that when it is to be applied to the fibers to be bonded it is absorbed. in a solvent or other emollient, for example ethyl acetate.
It is clear that the emollient must not be a substance which is capable of reacting with isocyanates.
As already stated, the liquid agglutinator can be formed on the fibers themselves and it is thus possible to separately spray the compounds "(a)" and "(b)" specified above (as well as all the substances. used) on the fibers, either simultaneously or successively. However, it is preferable to first mix the various substances from which the liquid agglutinating agent comes, and to deposit the liquid agent thus obtained on the fibers in a homogeneous phase.
The material deposited on the fibers in this case preferably comprises a reaction product which has partially reacted, but which is not substantially crosslinked of the compounds "(a)" and "(b)" mentioned above. , or a "prepolymer" as it is commonly called.
We can get ur. such prepolymer simply by mixing the compounds in question cold, or as appropriate hot, although on the other hand it may be necessary to add a retarding agent so as to avoid premature curing of the reaction mixture. Examples of retarding agents which can be used in different cases are adipic acid, acid, stearic and other organic acids, as well as chlorides.
<Desc / Clms Page number 5>
organic acids.
When the liquid agglutinating agent has been deposited or formed on the fibers, its conversion to a flexible reaction product is effected by hot if necessary and / or by addition, if necessary, a catalyst, an auxiliary reagent or the like. The catalyst, auxiliary reagent or the like, if any, may be added to the agglutinator or an ingredient thereof shortly before the deposition or formation of the agglutinator on the agglutinator. fibers, or alternatively apply it separately, either shortly thereafter or simultaneously.
Auxiliary reactive catalysts and the like which can be used include crosslinking agents, for example, primary diamines, glycols and the like; they also include pyridine, urea and other organic bases, as well as cobalt naphthenate and other catalysts containing metals. It is clear that the terms catalyst, auxiliary reagent, or the like used, include compounds which neutralize any retarding agent incorporated in a preceding phase.
In addition to the catalysts, auxiliary reagents and the like mentioned above, the agglutinating agent, liquid (or an ingredient of this agent), can if necessary be added shortly before its deposition. or its formation on the fibers, an agent promoting crosslinking of the organ-metallic compound type, for example an alcoholate, an ester or an alkalonamine chelate compound originating from titanium, vanadium, zirconium, aluminum. - nium or antimony; such an agent is particularly suitable when the liquid agglutinator is to be heat cured and when it is desired to increase the modulus of elasticity of the cured and fully crosslinked agglutinator and thus of the final product under consideration in its entirety.
After the liquid agglutinator has hardened, the agglutinated product is allowed to mature for a few weeks so as to give it the opportunity to develop mechanical properties.
<Desc / Clms Page number 6>
When the liquid agglutinating agent is deposited on the fibers, instead of being formed on the latter, it can be deposited for example by spraying, casting and immersion. Fibers filled with liquid agglutinator can be shaped, for example by packing them in a mold, if the liquid agglutinator is deposited on the fibers, or if it is formed on later cases. .
Fibers which can be clumped according to the invention include straight or curly animal hair. (especially pork bristles or horsehair), coconut fibers,.,., casein fibers, nylon monofilaments, and coconut fibers. In general, the proportion by weight of the agglutinating agent used (without the volatile components) relative to the weight of the fibers themselves can vary between 1: 5 and 1: 1. deposition of the agglutinating agent on the fibers can be followed by calendering, carding or the like, when such an operation is necessary to ensure proper distribution, this operation being carried out. normally before packing the material into molds.
If desired, gaskets which increase elasticity may be incorporated into molds or other masses of the new agglutinated materials. Examples of such gaskets are straight elastic steel bands, curved elastic steel bands, helical steel bands, and foam rubber traps. It is clear that toppings of this kind little ,. can be incorporated when and where the bonded fiber material of the invention may exhibit insufficient elasticity. In particular, the pads may be placed transversely in the back of a cushion so as to reduce any tendency of the latter to assume a curved shape after prolonged use.
A particular advantage of steel gaskets which increase elasticity is that liquid bonding agents of the kind used in this case can be used.
<Desc / Clms Page number 7>
generally form very tenacious bonds so as to hold these linings properly in place.
The present invention provides a process which enables the achievement of resistant agglutination, and which, in particular if castor oil or the like oil is used to provide the aforementioned ester monomer, has the advantages. - following floors:
1) the agglutinator can be a liquid of reasonably high viscosity, even without an emollient, and can thus be easy to apply and economical to use (it gathers more easily at the crossing points of fibers, and n is not unnecessarily consumed to cover other parts of the fibers):
2) the rate of the reaction which allows the fibers to agglutinate should not rise to the point where the time available would not be sufficient to apply the agglutinator to the fibers and for them. tamp in a mold or equivalent if the product is to be a molded part;
3) the substance reacted with the isocyanate or isothiocyanate can be reasonably inexpensive.
The following examples illustrate the invention: EXAMPLE 1. -
100 g of a reaction product of toluylene di-isocvanate and trimethylol propane (minus the di-isocyanate which is not reacted with trimethylol propane) is mixed thoroughly with 100 g. g de'ricin oil. The mixture is sprayed onto 200 g of pig bristles, the treated bristles are packed in a closed but perforated metal mold and heated in an oven at 80 ° C. for 20 minutes. This process gives a satisfactory sample of clumped bristles.
EXAMPLE¯¯ 2.-
200 g of pork bristles are sprayed uniformly in a metal mold. 50 g of a reaction product of toluylene di-isocyanate and trimethylol propane are sprayed as well as
<Desc / Clms Page number 8>
150 g of peanut oil separately but simultaneously on the bristles, and the treated bristles are heated for 30 minutes at 90 ° C. This gives a satisfactory sample of stuck bristles.
CLAIMS.
1.- Agglutinated elastic material, characterized in that it comprises a mass of elastic fibers agglutinated by a flexible solid reaction product obtained by reacting (a) an organic compound having at least two radicals -NCX in its molecule. , X representing in the case of each radical either an oxygen atom or a sulfur atom, and (b) a monomeric ester having a molecular weight in the range between 200 and 10,000 and having in its molecule at least two groups capable of reacting with isocyanates.