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Procède pour obtenir une bonne adhérence entre un article en matière plastique et une couche de revêtement.
L'intérêt pratique porté 4 l'emploi des articles et particulièrement des feuilles de matière plastique, dâna le* domai- nes les plus variés, notamment dans des buts techniques est indé- niable. Il s'est souvent avéré souhaitable ou même nécessaire de soumettre les articles obtenus par les procédés connus de fabrica- tion et notamment parmi ces articles,les feuilles se soutenant par elles-mêmes qui ont une importance prépondérante surtout dans tous les domaines de la finition technique, à un traitement supplémentai- re, ou encore de combiner ces articles ou ces feuilles avec d'autres substances.
On parvient ainsi à améliorer les articles en matière
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plastique en vue des applications auxquelles ils sont destines ou à les rendre aptes à ces applications.
Pour bien des articles comprenant des feuilles de matière plastique un tel traitement supplémentaire suscite des dit- ficultés non négligeables qui découlent de leur faible aptitude réaotionnelle et de leurs propriétés physiques. C'est ainsi qu'il est souvent difficile de les utiliser comme supports de couches, par exemple comme supports des couches photosensibles utilisées dans la fabrication de matériel photographique, car la substance servant à l'enduction n'a pas suffisamment d'adhérence sur la surface de la matière plastique. Dans d'autres cas, il arrive souvent que le collage, la soudure ou le doublage d'articles en feuilles de matière plastique ne conduisent qu'à des résultats médiocres.
On a fait pour cette raison de nombreuses tentatives pour améliorer l'affinité des articles en matière plastique vis-à-vis d'autres substances.
On a maintenant trouvé que l'on obtient un excellent résultat lorsque, pour créer une liaison solide entre un article en matière plastique tel que notamment une feuille ou un fil et une couche de revêtement fait de la même ou d'une autre matière plastique, on soumet l'article, avant l'application du revêtement, à un traitement par le fluor.
Le traitement par le fluor des articles en matière plastique, tels que les feuilles, peut être effectué à la tempéra-* ture ambiante. Avant d'être traiter par le fluor, les feuilles de matière plastique peuvent être dégraissées, par exemple par un bref passage dans un bain de trichloréthylène. Le fluor pur réagit souvent très rapidement et très fortement avec les matières organi- ques en donnant lieu à un dégagement de chaleur, de sorte que ces matières fondent ou même brûlent, aussi dilue-t-on avantageusement le fluor avec un gaz inerte, tel que l'azote, par exemple. Le mélange gazeux aoit être sec.
Il peut être avantageux d'utiliser un mélange de 50 p.v. de fluor avec 50 p.v. d'azote ou d'un autre gaz inerte
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vis-à-vis du fluor. Dans un tel mélange, le fluor réagit encore si vite que la plupart des matières plastiques en feuille fixent en quelques secondes ou en quelques minutes une quantité de fluor telle que l'adhérence de la feuille est améliorée dans une grande mesure.
On a constaté que les feuilles ne fixent pas plus de 5 à 6 de fluor, même si celui-ci agit pendant des heures. One fixa- tion de fluor de l'ordre d'un dixième pour cent suffit cependant souvent pour améliorer déjà l'adhérence d'une feuille de matière plastique. On obtient en général une fluoration de l'article en matière plastique qui le rend apte à être utilisé suivant l'inven- tion lorsque l'on soumet le dit article à l'action de l'atmosphère fluorée pendant une durée de l'ordre de 1 seconde à 15 minutes.
Par action d'une atmosphère fluorée, on doit comprendre, par exemple, que les feuilles de matière plastique sont conduites en continu dans une chambre dans laquelle se trouve du fluor gazeux, ou éventuellement un mélange de fluor et d'un gaz inerte. La cham- bre est avantageusement réalisée en fer. Pour rendre étanches les ouvertures d'entrée et de sortie de la feuille de matière plastique, on peut utiliser des substances qui ne sont pas attaquées par le fluor, comme le polytétrafluoro étnylène et ses copolymères. Lorsque la feuille de matière plastique a quitté la chambre réactionnelle, il est avantageux de la faire passer dans de l'eau et de la sécher ensuite pour que la feuille ne contienne plus que du fluor fortement lié.
Une feuille de matière plastique fluorée traitée par l'eau et introduite dans une solution aqueuse de chlorure de calcium n'y produit pas de précipité de fluorure de calcium.
Le traitement de fluoration rend hydrophile la surface initialement hydrophobe des feuilles de matière plastique, de sorte que ces feuilles deviennent mouillables par l'eau ou les solutions aqueuses. C'est ainsi, par exemple, que les solutions aqueuses de gélatine ou les dispersions aqueuses de matière plastique sont rapidement et facilement fixées par les feuilles de téréphtalate de
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polyéthylène glycol, après traitement préalable des dites feuilles par fluoration, et les revêtements obtenus après séchage adhèrent fortement, tandis que les mêmes feuilles non fluorées ne sont pra- tiquement pas mouillées par les solutions ou les dispersions aqueuses*
Les substances macromoléculaires également, par exemple, les résines artificielles collantes ou non collantes,
lorsqu'elles sont appliquées sous forme de solution dans des solvants organiques sur la surface des feuilles de matière plastique fluorées selon l'invention, fournissant, après séchage, des couches fortement adhé- rentes, alors quelles n'adhèrent pratiquement pas lorsque les substances macromoléculaires sont appliquées sur des feuilles de matière plastique non fluorées*
Deux feuilles de matière plastique différentes, toutes deux fluorées, ou dont l'une seulement a été fluorée, se soudent mutuellement lorsque l'on applique une feuille sur l'autre sous pression à chaud. On obtient ainsi une liaison solide, même dans les cas où aucune adhérence ne se manifeste, lorsque les feuilles ne sont pas fluorées.
L'action de la fluoration dans le sens de l'améliora- tion de l'adhérence est encore renforcée, si l'on adjoint à la fluoration un autre procédé connu de traitement des feuilles, lequel seul, c'est-à-dire en l'absence du traitement préalable de fluora- tion des articles en feuille, n'améliorerait pas l'adhérence ou ne l'améliorerait seulement que dans une mesure insuffisante.
Un tel post-traitement des feuilles fluorées peut, par exemple, consister en un étincelage des feuilles au cours duquel celles-ci sont soumises à l'action de décharges électriques silencieuses, ou bien on fait passer la feuille fluorée dans des bains chimiques, par exemple un bain acide ou alcalin.
Meuvent seules les feuilles fluorées sont attaquées pur de tels bains, ce qui améliore leurs propriétés d'ad- hérence. 'invention est intéressante dans la pratique en premier lieu pour les feuilles de matière plastique, mais elle peut être
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utilisée aussi pour d'autres articles en matière plastique*
Il est déjà connu de traiter par le fluor les feuilles de polyéthylène pour diminuer leur perméabilité aux gaz et aux matières odorantes, mais on no pouvait tirer de cela aucune conclu- sion en ce qui concerne les modifications des autres propriétés des feuilles de polyéthylène ou d'autres feuilles.
EXEMPLE 1.-
Une feuille de téréphtalate de polyéthylène glycol de 50 u d'épaisseur étirée biaxialement et fixée à chaud et une feuille de polyéthylène haute pression sont fluorées pendant 3 minutes à la température ambiante dans un mélange fluor/azote 50/50 (en vol). Les aeux feuilles sont réunies mutuellement en les faisant passer sur un cylindre rotatif. La feuille de polyester placée en dessous de la feuille de polyéthylène par dessus, le cylindre étant chauffé à une température suffisante pour que la feuille de poly- éthylène arrive jusqu'à la fusion au cours du passage des feuilles.
Les feuilles ainsi réunies adhèrent mutuellement et deviennent inséparables.
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On réunit à chaud, suivant la méthode de l'exemple 1. une feuille de téréphtalate de polyéthylène glycol avec une feuille da polyéthylène. La feuille de téréphtalate de polyéthylène glycol avait été, au préalable, fluorée durant 5 minutes à la température ambiante dans un mélange fluor-azote à 50/50 en volt; la feuille de polyéthylène n'avait pas été fluorée. Pour séparer les deux feuil- les dans un échantillon de 1 cm de largeur, 11 a fallu une force de traction de 400 g (mesurée au dynamomètre).
Lorsque les feuilles sont réunies de façon similaire, mais sans avoir été forées, la séparation pour rompre cette liaison n'exige qu'une force de traction de 10 à 30 g.
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Un réunit par pressage à chaud une feuille de téréphta- laie ue polyéthylène glycol d'une épaisseur de 50/u étirée blaxiale-
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ment et stabilisée à chaud qui a été fluorée à la température am- biante durant 5 minutes, dans un mélange fluor-azote 50/50 (en vol.) avec une feuille extrudée plastifiée de butyral polyvinylique de 400/u d'épaisseur.
Les deux feuilles réunies l'une à l'autre sont placées entre deux plaques de verre et l'empilage ainsi réalisé est pressé à chaud dans une presse à plateaux pendant 15 à 30 min. à une température de 130 sous une pression de 15 kg/cm Jusqu'à ce que la feuille butyral polyvinylique se ramollisse ou fonde (ce qui demande environ 30 m). Après refroidissement de l'ensemble, les feuilles ne peuvent plus être séparées. Si la feuille de téréph- talate de polyéthylène glycol n'avait pas été fluorée, les deux feuilles n'adhéreraient pas mutuellement.
EXEMPLE 4.-
On traite par le fluor une feuille de polyéthylène haute pression de 100 u d'épaisseur pendant 1 minute à la tempéra- ture ambiante à l'aide d'un mélange fluor azote 50/50 (en vol.).
On réunit ensuite à chaud cette feuille, suivant la méthode décrite à l'exemple 3, avec une feuille extrudée de 400/u d'épaisseur en butyral polyvinylique plastifié. Les feuilles de matière plastique adhèrent mutuellement et ne peuvent plus être séparées.
EXEMPLE 5. -
Un soumet à la fluoration, à la température ambiante, séparément, deux feuilles de 300/u d'épaisseur en polyéthylène basse pression, durant 30 sec. dans un mélange fluor/azote 50/50 (en vol.). On interpose entre les deux fouilles une feuille de copolymère de chlorure de vinylidène et on réunitles troisfeuilles par pressage à chaud à 100 environ dans une presse à plateaux.
Pour séparer les feuilles aans un écnantillon de 1 cm de large, il faut recourir à une force de traction de 1000 g, tandis que les feuilles n'adhèrent pas entre elles si les feuilles de polyéthylène basse pression n'ont pas été préalablement fluorées.
EXEMPLE 6.-
Une feuille de polyéthyléne basse pression de 600 u
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d'épaisseur est fluorée à la température ambiante pendant 3 minutes dans un mélange fluor-azote 50/50. La feuille est revêtue d'une solution acétonique renfermant 10% d'un copolymère de chlorure de vinyliuène et 0,1% d'un produit préparé par réaction de 1-méthyl- 2.4-phényl-dlisocyanate et de polyalcool en quantité telle que le produit renferme dans la mélacule encore au mains deux groupements isocyanate libres. On peut utiliser, par exemple, le produit vendu actuellement dans le commerce sous la marque déposée "Desmodur T H'.
Après avoir séché à l'étuve à 180 , pendant 4 minutes, la couche de copolymère déposée, on ne peut plus la séparer de la feuille de polyéthylène. La couche adhère encore fortement sur le support après un bouillissage dans l'eau pendant une demi-heure de la feuille revêtue. Si on avait utilisé une feuille de polyéthylène basse pres- sion non fluorée on ne serait pas parvenu à y faire adhérer la cou- che de copolymère de chlorure de vinylidène.
EXEMPLE 7.-
Une feuille d'une épaisseur de 40/u, constituée par un polycarbonate résultant de l'action de 4.4' dioxydiphényl-2.2'- propane sur du phosgène, est fluorée pendant un quart d'heure à la température ambiante dans un mélange 50/50 (en vol. ) de fluor et d'azote, puis on l'enduit d'une couche d'une solution aqueuse à 5% de gélatine-glycérine 50/50. La solution aquessede gélatine déposée mouille bien la feuille fluorée de polycarbonate et adhère fortement sur celle-ci après séchage, si l'on ne soumet pas la feuille de support à la fluoration, la feuille est très difficilement mouillable par la solution aqueuse de gélatine et la couche de gélatine, après séchage, n'adhère pas du tout sur la feuille.
EXEMPLE 8. -
Une feuille de polyéthylène basse pression de 300/u d'épaisseur est fluoràeà la température ambiante pendant 1 minute dans un mélange 50/50 (en vol.) fluor-azote. On enduit la feuille fluorée d'une émulsion aqueuse de colle, par exemple d'une disper- sion contenant un copolymère d'acrylate de méthyle et d'acrylate de
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butyle. On enduit également de cette dispersion une feuille de tôle. lorsque la colle est sèche sur la feuille ae polyéthylène et sur la tôle, les deux feuilles sont appliquées l'une contre l'autre par leur face revêtue de colle et on les presse ensemble à chaud au moyen d'une calendre à cylindre de caoutchouc.
Pour séparer la feuille de polyéthylene de la feuille detôle, pour un échantillon de 1 cm de large, il est nécessaire de déployer une force de trac- tion de 1500 g. Si la feuille de polyéthylène basse pression n'avait pas été fluorée, la colle n'aurait pas adhéré sur elle et il n'au- rait pas été possible de réaliser l'assemblage ci-dessus décrit, avec une feuille ne tôle.