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"Procédé de préparation de mousses thermoplastiques"
On connaît déjà des mousses thermoplastiques en chlorure de polyvinyle possédant des cellules ouvertes ou fermées. La préparation de ces moussas nécessitant des pression- .élevées, non seulement la fabrication des mousses de chlorure de polyvinyle est dangereuse mais encore elle nécessite des pres- ses à haute pression et des moules d'acier ou des machines mélan- geuses compliquées dans lesquelles du gaz est mélangé à basse
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température avec la pâte de chlorure de polyvinyle à travailler, appareils qui coûtent tous très cher,
d'où d'importans frais d'investissement qui grèvent la préparation de ces m@sses. Un autre inconvénient de la fabrication de mousser de @@ orure de polyvinyle réside dans le fait que chaque mousse ne pout être . produite qu'avec une structure cellulaire déterminée,(chaque structure cellulaire supposant donc un procédé de préparation spécial. En un seul et même procédé de préparation, Al est donc difficile ou, en général, impossible de modifier lee cellules des mousses thermoplastiques.
Hormis les mousses de chlorure de polyvinyle a @ thermoplastiques on connaît aussi des mousses artificielles a ba- se de poly-uréthanes qui, en comparaison des mousses artificiel- les thermoplastiques, sont plus légères et meilleur.marché, peu- vent être préparées plus simplement et dont on peut faire varier la dimension des pores à son gré et sans difficulté. Ces mousses ne sont toutefois pas thermoplastiques et ne peuvent donc être moulées ou être soudées à d'autres matières ou à elles-mêmes si ce n'est difficilement.
Unautre inconvénient des mousses arti- ficielles à base de polyuréthanes, qui se manifeste surtout lors de leur utilisation comme matelassures, réside dans le fait que, lorsqu'on les charge, elles ont une dureté initiale relati- vement élevée, qui, en particulier pour des matelas, conduit à un rembourrage solide et très dur.
Selon la présente invention, on évite les in- convénients des mousses mentionnées ci-dessus, tout en conser- vant leurs bonnes propriétés, en traitant les mousses non ther- moplastiques, comme par exemple les mousses à base de polyurétha- nea, le caoutchouc mousse ou les mousses d'urée-formaldéhyde etc- avec une matière thermoplastique, comme le chlorure de polyvi- nyle, ce traitement pouvant consister par exemple en une im- prégnation ou en une projection de matières.
D'après une par-
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ticularité de l'invention, les pores de la mousse non thermo- plastique peuvent être ouverts, avant le traitement avec la ma- tière plastique, mécaniquement, par exemple par calandrage, ou chimiquement, par exemple par traitement avec des plastifjants alcalins ou des solvants, les parois cellulaires des pores peuvent être éliminées par dissolution de façon qu'il ne reste, dans le dernier cas, que le squelette cellulaire. Il est bon de traiter la mousse non thermoplastique avec une matière plastique mise en dispersion. Si l'on doit faire une moasse du- re, alors on utilise, pour traiter la mousse non thermoplasti- que, une dispersion d'une matière thermoplastique, plus ou moins exempte de plastifiant, de façon qu'en agissant sur la quantité du plastifiant utilisé, on puisse régler la dureté du produit final.
Pour unir les bonnes propriétés d'une mousse non thermoplastique, comme par exemple des mousses de polyurétha- nes, des mousses de condensats urée-formaldéhyde ou du caout- chouc-mousse etc...,à celles d'une mousse de chlorure de poly- vinyle ou d'une autre mousse thermoplastique, on traite selon l'invention la mousse citée en premier lieu avec le corps de départ servant à l'obtention d'une des mousses thermoplastiques.
A cette fin, on imprègne avec du chlorure de polyvinyle la. mous- se à base par exemple de polyuréthanes, par plongement, pressage, projection ou selon un autre procédé connu. Il est bon de mettre préalablement le chlorure de polyvihyle sous forme d'une disper- sion ou d'une pâte. On a constaté qu'il était avantageux d'uti- liser un mélange de chlorure de polyvinyle et d'un plastifiant apte à la élification, comme par exemple le phtalate de dioc- tyle ou le phtalate de dibutyle etc... Il est important de bien incorporer ce mélange dans la mousse non thermoplastique.
On peut arriver à ce résultat par exemple en étendant le mélange cité de chlorure de polyvinyle et de plastifiant, qui est sous
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forme de dispersion liquide ou sous forme de pâte, sur la mous- se non thermoplastique et en soumettant ensuite cette mousse avec l'enduit à un laminage multiple qui a pour effet de faire pénétrer le mélange à l'intérieur de la mousse. On peut égale- ment déposer le mélange de chlorure de polyvinyle et de plasti- fiant par projection sur la mousse non thermoplastique. On peut accélérer la pénétration du mélange thermoplastique dans la mousse à traiter par application d'une pression réduite. On peut aussi imprégner d'une autre façon la mousse non thermoplastique avec le mélange thermoplastique.
Par exemple, le mélange ther- moplastique peut être envoyé par centrifugation dans la mousse -non thermoplestique qui se trouve ainsi imprégnée. Pour tout trai tement de la mousse, la régularité avec laquelle est réparti le mélange thermoplastique sur le squelette cellulaire, joue un rôle important.
Au cours de l'imprégnation de la mousse non thermoplastique, par exemple d'une mousse à base de polyuréthanes, avec le mélange à base de chlorure de polyvinyle, par suite du laminage ou de l'application du vide, les parois cellulaires de la mousse, encore au moins partiellement fermées, sont ouvertes mécaniquement et il en résulte une mousse ayant un pouvoir d'ab- sorption bien supérieur. Mais on peut également ouvrir les cel-
Iules de la mousse à traiter, avant son traitement, en soumet- tant la mousse à un prétraitement mécanique ou chimique. A cette fin, on peut faire passer la mousse entre des cylindres (calan- drage), ce qui fait éclater les cellules, ou bien on peut plon- ger et imbiber la mousse avec des agents alcalins qui attaquent les fines parois des pores.
Si l'on ajoute un plastifiant al- câlin par exemple au chlorure de polyvinyle cité, alors on peut , aussi réaliser l'ouverture chimique des parois cellulaires en même temps que le traitement de la mousse non thermoplastique av@e le corps thermoplastique (chlorure de polyvinyle). Dans chaque cas, en ouvrant les parois cellulaires de la mousse non thermo-
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plastique à traiter, on améliore et facilite l'imprégnation.
Les mousses ainsi traitées selon l'invention ont la grande per- méabilité à l'air souhaitée, en particulier pour les matelassu- res, et, grâce au chlorure de polyvinyle incorporé dans la mousse de polyuréthanes, elles ont une élasticité considérable- ment accrue.
Lorsque par exemple la mousse à base de polyu- réthanes a été imprégnée avec le mélange de chlorure de ployvi- nyle et de plastifiant, on la traite à la chaleur, le mélange à base de chlorure de polyvinyle se gélifiant alors à l'inté- rieur de la mousse et sur la mousse. On n'effectue pas de trai- tement thermique lorsqu'on utilise une matière thermoplastique se gélifiant à froid, comme par exemple l'acide polyacrylique.
La mousse à base de polyuréthanes traitée-avec du chlorure de polyvinyle selon l'exemple conforme à l'invention,' est alors facile à mouler à chaud (propriétés d'une mousse ther- moplastique), elle a un squelette plus élastique et produit ain- si un meilleur effet de rembourrage, elle a une perméabilité à l'air supérieure, une stabilité au vieillissement plus élevée, une meilleure résistance aux acides et aux alcalis et une adhéren-, ce particulièrement élevée. En outre, la mousse traitée n'émet plus, lorsqu'on la charge, le bruit de paille qui lui est pro- pre en l'absence de traitement.
Grâce à sa meilleure résistance vis-à-vis des acides et des alcalis, elle peut alors être égale- ment utilisée dans l'industrie chimique.
Si l'on utilise une dispersion de chlorure de polyvinyle sans plastifiant pourtraiter une mousse élastique à base de polyuréthanes, alors on peut, sans avoir besoin d'une installation spéciale, fabriquer une mousse dure de polyuréthale susceptible d'être utilisée en particulier pour des éléments de construction, pour l'insonorisation, l'isolement thermique, comme dalles légères, et pour la filtration dans l'industrie
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chimique. On peut effectuer l'imprégnation de mousses élastiques à base de polyuréthanes avec des dispersions aqueses de matière thermoplastique, simplement par plongement, projection ou lavage.
Il convient alors de signaler que l'utilisation de dispersions aqueuses, à l'encontre de l'utilisation de pâtes ci-dessus men- tionnées, rend nécessaire l'élimination de l'eau de la mousse imprégnée, par séchage.
Les mousses thermoplastiques fabriquées selon l'invention ont des applications multiples, par exemple dans l'in- dustrie automobile, dans l'industrie de la chaussure, du vête- ment et des matelas,ainsi que pour les articles de cosmétique et pour les articles ménagers.
Le dessin annexé donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant bien entendu partie de ladite invention.
La figure 1 représente une vue schématique en coupe d'une installation permettant de préparer, selon l'inven- tion, des mousses thermoplastiques à partir de mousses non ther- moplastiques.
La figure 2 est un détail à échelle agrandie deµ la figure 1.
La plaque de mousse 1 à traiter, en polyurétha- ne ou en un polyéther ou en une autre matière non thermoplasti- que, d'une épaisseur d'environ 5 mm, est tirée d'un rouleau 2, . passe par les cylindres d'enduction 3, 3' et par les cylindres , de pressage 4,5 et est entraînée par une bande de circulation
6 qui fait .passer la plaque de mousse par un tunnel chauffant 7, puis sur un dispositif de refroidissement 8 d'où elle est tirée par le rouleau 9 sur lequel elle s'enroule.
Les cylindres d'enduction mentionnés 3, 3' sont munis chacun latéralement d'un réservoir 3b, 3'b destiné à recevoir la pâte 3d, 3'd thermoplastique à incorporer, d'un ti-
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roir 3c, 4'c permettant de régler l'écoulement de la pâte d'un couteau enducteur réglable 3a, 3'a. En traversant les cy- lindres d'enduction 3, 3', la plaque de mousse 1 est revêtue sur ses deux faces avec la pâte thermoplastique, à l'épaisseur voulue et cette pâte est déjà à ce stade partiellement incorporée dans la plaque de mousse.
Lors de la traversée des cylindres 4, 5 le re- vêtement est mécaniquement incorporé plus à fond dans la plaque de mousse, la pénétration de la pâte dans la plaque de mousse étant favorisée par les charges et les décharges alternatives dues aux cylindres 4 et 5. La plaque de mousse imprégnée de cet- . te façon pratiquement régulièrement et totalement, arrive en- suite par la bande 6 dans le tunnel chauffant 7 dans lequel se produit la gélification de la masse de chlorure de polyvinyle, et elle passe ensuite par le dispositif de refroidissement 8, où la plaque, qui est maintenant devenue une plaque de mousse thermoplastique, est refroidie; après quoi elle s'enroule sur le cylindre 9.
Le tunnel chauffant 7 est conçu de façon qu'il ' puisse créer une température de 160 à 170 dans la plaque de mousse 1 imprégnée. On a constaté que, pour cela, l'application : de rayonnement infra-rouge constituait le mode de chauffage le plus rationnel. La plaque de refroidissement 8 est munie d'un refroidissement à eau. La vitesse de passage de la mousse dépend de la longueur du tunnel chauffant 7: on la règle de façon que la plaque de mousse imprégnée 1 soit chauffée à 160 pendant au moins 1 minute.
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"Process for the preparation of thermoplastic foams"
There are already known thermoplastic polyvinyl chloride foams having open or closed cells. Since the preparation of these foams requires high pressure, not only is the manufacture of polyvinyl chloride foams dangerous but also it requires high pressure presses and steel molds or complicated mixing machines in which gas is mixed at low
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temperature with the polyvinyl chloride paste to work, devices which are all very expensive,
hence the significant investment costs that burden the preparation of these m @ sses. Another disadvantage of making polyvinyl oride foam is that not every foam can be. produced only with a specific cell structure, (each cell structure therefore supposing a special preparation process. In one and the same preparation process, Al is therefore difficult or, in general, impossible to modify the cells of thermoplastic foams.
Apart from thermoplastic polyvinyl chloride foams there are also known artificial foams based on polyurethanes which, in comparison with thermoplastic artificial foams, are lighter and cheaper, can be prepared more simply. and whose pore size can be varied at will and without difficulty. However, these foams are not thermoplastic and therefore cannot be molded or welded to other materials or to themselves except with difficulty.
Another disadvantage of polyurethane-based artificial foams, which manifests itself especially when used as padding, is that when loaded they have a relatively high initial hardness which, in particular for mattresses, leads to a strong and very hard padding.
According to the present invention, the drawbacks of the foams mentioned above are avoided, while retaining their good properties, by treating non-thermoplastic foams, such as for example foams based on polyurethane, rubber. urea-formaldehyde foam or foams etc with a thermoplastic material, such as polyvinyl chloride, this treatment possibly consisting for example of an impregnation or a projection of materials.
According to a par-
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As a peculiarity of the invention, the pores of the non-thermoplastic foam can be opened, before treatment with the plastic material, mechanically, for example by calendering, or chemically, for example by treatment with alkaline plasticizers or solvents. , the cell walls of the pores can be removed by dissolution so that, in the latter case, only the cell skeleton remains. It is good to treat the non-thermoplastic foam with a dispersed plastic. If it is necessary to make a long mass, then one uses, to treat the non-thermoplastic foam, a dispersion of a thermoplastic material, more or less free of plasticizer, so that by acting on the quantity of the foam. plasticizer used, the hardness of the final product can be adjusted.
To combine the good properties of a non-thermoplastic foam, such as for example polyurethane foams, urea-formaldehyde condensate foams or rubber-foam, etc., with those of a chloride foam. polyvinyl or another thermoplastic foam, the first mentioned foam is treated according to the invention with the starting body serving to obtain one of the thermoplastic foams.
To this end, it is impregnated with polyvinyl chloride 1a. foam based, for example, on polyurethanes, by dipping, pressing, spraying or according to another known process. It is good to first put the polyethyl chloride in the form of a dispersion or a paste. It has been found to be advantageous to use a mixture of polyvinyl chloride and a plasticizer capable of elicitation, such as, for example, diocytyl phthalate or dibutyl phthalate, etc. It is important to incorporate this mixture into the non-thermoplastic foam.
This can be achieved, for example, by expanding the cited mixture of polyvinyl chloride and plasticizer, which is under
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as a liquid dispersion or in paste form, on the non-thermoplastic foam and then subjecting this foam with the coating to multiple rolling which has the effect of making the mixture penetrate the interior of the foam. The mixture of polyvinyl chloride and plasticizer can also be sprayed onto the non-thermoplastic foam. The penetration of the thermoplastic mixture into the foam to be treated can be accelerated by applying a reduced pressure. The non-thermoplastic foam can also be impregnated with the thermoplastic blend in another way.
For example, the thermoplastic mixture can be sent by centrifugation into the non-thermoplastic foam which is thus impregnated. In any foam treatment, the regularity with which the thermoplastic mixture is distributed over the cell skeleton plays an important role.
During the impregnation of the non-thermoplastic foam, for example a polyurethane foam, with the polyvinylchloride mixture, as a result of lamination or the application of vacuum, the cell walls of the foam, still at least partially closed, are opened mechanically and the result is a foam having a much higher absorbency. But you can also open the cells
Iules of the foam to be treated, before its treatment, by subjecting the foam to a mechanical or chemical pretreatment. For this purpose, the foam can be passed between rolls (calender), which bursts the cells, or the foam can be immersed and soaked with alkaline agents which attack the fine walls of the pores.
If one adds a soft plasticizer, for example to the polyvinyl chloride mentioned, then one can also achieve chemical opening of the cell walls at the same time as the treatment of the non-thermoplastic foam with the thermoplastic body (chloride polyvinyl). In each case, by opening the cell walls of the non-thermo-foam
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plastic to be treated, it improves and facilitates the impregnation.
The foams thus treated according to the invention have the desired high air permeability, in particular for padding, and, thanks to the polyvinyl chloride incorporated in the polyurethane foam, they have a considerably increased elasticity. .
When, for example, the polyurethane-based foam has been impregnated with the mixture of polyvinyl chloride and plasticizer, it is heat treated, the mixture based on polyvinyl chloride then gelling internally. laughing at the foam and on the foam. Heat treatment is not carried out when using a cold gelling thermoplastic material, such as, for example, polyacrylic acid.
The polyurethane-based foam treated with polyvinyl chloride according to the example according to the invention is then easy to heat-mold (properties of a thermoplastic foam), it has a more elastic backbone and produces As well as better cushioning effect, it has higher air permeability, higher aging stability, better resistance to acids and alkalis and particularly high adhesion. In addition, the treated foam no longer emits, when loaded, the straw noise which is characteristic of it in the absence of treatment.
Thanks to its better resistance to acids and alkalis, it can then also be used in the chemical industry.
If a dispersion of polyvinyl chloride without a plasticizer is used to process an elastic foam based on polyurethanes, then one can, without the need for special installation, make a hard polyurethane foam which can be used in particular for applications. construction elements, for soundproofing, thermal insulation, as lightweight slabs, and for filtration in industry
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chemical. The impregnation of elastic foams based on polyurethanes with aqueous dispersions of thermoplastic material can be carried out simply by dipping, spraying or washing.
It should then be pointed out that the use of aqueous dispersions, unlike the use of pastes mentioned above, makes it necessary to remove the water from the impregnated foam by drying.
The thermoplastic foams produced according to the invention have multiple applications, for example in the automotive industry, in the footwear, clothing and mattress industry, as well as for cosmetic articles and for articles. household.
The appended drawing, given by way of non-limiting example, will make it clear how the invention can be implemented, the features which emerge both from the text and from the drawing, of course, forming part of said invention.
FIG. 1 shows a schematic sectional view of an installation for preparing, according to the invention, thermoplastic foams from non-thermoplastic foams.
FIG. 2 is a detail on an enlarged scale of in FIG. 1.
The sheet of foam 1 to be treated, made of polyurethane or of a polyether or other non-thermoplastic material, with a thickness of about 5 mm, is drawn from a roll 2,. passes through the coating rolls 3, 3 'and through the pressing rolls 4,5 and is driven by a circulation belt
6 which makes the foam plate pass through a heating tunnel 7, then onto a cooling device 8 from where it is pulled by the roller 9 on which it winds.
The coating rolls mentioned 3, 3 'are each provided laterally with a reservoir 3b, 3'b intended to receive the paste 3d, 3'd thermoplastic to be incorporated, with a ti-
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roir 3c, 4'c for adjusting the flow of the dough with an adjustable coating knife 3a, 3'a. Passing through the coating cylinders 3, 3 ', the foam sheet 1 is coated on both sides with the thermoplastic paste, to the desired thickness and this paste is already at this stage partially incorporated into the foam sheet. .
When passing through the rolls 4, 5 the coating is mechanically incorporated more fully into the foam plate, the penetration of the paste into the foam plate being favored by the alternating charges and discharges due to the rolls 4 and 5. The foam plate impregnated with this. you practically regularly and completely, then arrives through the strip 6 in the heating tunnel 7 in which the gelation of the mass of polyvinyl chloride takes place, and it then passes through the cooling device 8, where the plate, which has now become a thermoplastic foam sheet, is cooled; after which it wraps around cylinder 9.
The heating tunnel 7 is designed so that it can create a temperature of 160 to 170 in the impregnated foam plate 1. It has been found that, for this, the application of infra-red radiation constitutes the most rational method of heating. The cooling plate 8 is provided with water cooling. The speed at which the foam passes depends on the length of the heating tunnel 7: it is adjusted so that the impregnated foam plate 1 is heated to 160 for at least 1 minute.