Procédé pour fabriquer un produit en mousse plastique et produit obtenu par ce procédé
La présente invention a pour objet un procédé pour fabriquer un produit en mousse plastique syn thétique flexible et un produit obtenu par ce procédé, produit présentant notamment une porosité pour l'air et la vapeur d'eau et la propriété d'absorber de l'eau sous forme de liquide. Un tel produit peut présenter l'apparence et le toucher du cuir ou d'une étoffe for muée de fibres.
On sait que les mousses plastiques synthétiques solides, par exemple des matières plastiques cellulaires solides, peuvent être comprimées, dans un état de compression permanent de manière à former un produit qui soit perméable pour l'air et la vapeur d'eau et imperméable aux liquides tels que l'eau. Ces produits comprimés peuvent avoir l'apparence d'une étoffe ou du cuir et ont été proposés comme succédanés pour ces matières.
Toutefois, bien que ces produits comprimés puissent présenter un aspect satisfaisant, leur emploi est sévèrement restreint par suite Ide l'abscence des pro priétés physiques qui sont nécessaires à un succédané du cuir et d'une étoffe. C'est ainsi que ces produits sont faciles à déchirer et présentent une résistance à la traction insuffisante.
Le but de l'invention est de fournir des produits, supportés ou non, présentant des propriétés très amé- liorées par rapport aux produits simplement comprimés, particulièrment en ce qui concerne la résistance A la traction, et qui présentent encore une porosité pour l'air et la vapeur d'eau et absorbent les liquides, l'eau notamment. Dans de nombreux cas, ces produits présentent une résistance au déchirement supé- reure h celle obtenue par une simple compression.
Il est évidemment possible d'obtenir par le procédé envisagé ici des produits ayant les mêmes propriétés que les mousses comprimées connues en utilisant cependant sensiblement moins de mousse, c'est-à-dire un moindre poids de mousse par unité de volume.
Le procédé faisant l'objet de la présente invention est caractérisé en ce qu'on étire une feuille d'une mousse plastique synthétique dans une direction au moins pour étendre la surface de la feuille d'au moins 5 % dans cette direction, on applique une pression à la feuille étirée pour réduire son épaisseur d'au moins 25 /o tout en chauffant la feuille A une température d'au moins 50 C, on maintien la feuille sous pression et chauffée pendant une période ne dépassant pas une heure,
et on récupère le produit comprimé et étiré qui est poreux pour l'air et la vapeur d'eau.
La feuille étirée et comprimée peut être formée d'une mousse de polyuréthane ou de poly (chlorure de vinyle), ladite mousse ayant une structure cellulaire ouverte.
Par étirage de la feuille, on entend que l'on étire une partie au moins de la feuille dans une direction s'éloignant du centre de cette partie et dans une direction latérale par rapport a une ligne perpendicu laize à la surface ou aux surfaces de la feuille.
Il est préférable que l'étirage de la feuille, effectué dans une direction latérale à un bord de la feuille, soit suffisant pour étendre la surface d'au moins une par tie de la feuille de 5 /o au moins et de préférence d'au moins 10 /o par rapport h la surface avant l'étirage.
Dans la plupart des cas, il est avantageux d'étendre la surface d'au moins 15 /o et mieux encore d'au moins 25 /o. La compression de la feuille doit âtre suffisante pour réduire son épaisseur, par rapport à l'épaisseur avant compression, d'au moins 25 %, de préférence d'au moins 50 /o et même d'au moins 75 /o.
Il est important de chauffer le produit mousse pendant la compression afin d'assurer la permanence de l'tat de comgression. Ainsi, le produit mousse étiré peut étre chauffé pendant la compression h une température suffisante pour assurer un état perme nent de compression qui, une fois que la pression est relâchée, n'entraîne cependant pas une perte totale de la porosité pour l'air et la vapeur d'eau.
La tempera- ture à laquelle la compression est effectuée doit être en relation avec la période pendant laquelle le produit mousse subit la compression et avec le degré de cette compression afin d'obtenir un produit comprimé de façon permanente et présentant les propriétés recherchées. On étudiera plus loin la corrélation de ces facteurs, A savoir le temps, la température et le degré de compression.
Le produit mousse étiré et comprimé en perme nence est utile comme succédané du cuir et peut être utilisé pour des garnitures, des empeignes et des coiffures.
Les feuilles de mousse plastique flexibles et solides dont peuvent être formés les produits aérés recherchés doivent présenter de préférence une poro situe pour l'air, la vapeur d'eau et l'eau sous forme liquide. Les mousses présentant une porosité suffisante sont celles qui présentent une stucture pratiquement A cellules ouvertes. Celez veut dire que les parois de presque toutes les cellules sont ouvertes vers les cellules adjacentes et que les cellules sont définies par und réseau d'entretoises entremêtlées.
Les entretoises peuvent comprendre, des nappes de, plastique qui sont disposées aux jonctions des entretoises pour former une petite pellicule qui enferme partiellement l'aire ouverte entre les entretoises jointes. Les cellules de la mousse présentent pratiquement une forme gémoétrique.
Parmi ces mousses, on peut citer les mousses flexibles de poly (chloure de vinyle) et de polyruéthane, On préfère ces dernières. Ces mousses sont produites par la réaction d'un polyisocyaiiate et d'un composé contenant de l'hydrogène actif, selon la méthode de Zerewitinqff, Journal of american Chemical Society, Vol. 49, p. 3181 (1927).
Le dessin annexé illustre, à titre d'exemple, des mises en oeuvre du procédé objet de l'invention :
La figure 1 est une vue d'une feuille flexible utile sée dans une première mise en oeuvre,
la figure 2 est une vue de la même feuille orientée selon un axe dans un stade de cette mise en oeuvre,
la figure 3 est une vue par dessus de la feuille représentée à la fig. 2,
la figure 4a est une coupe d'un bloc chauffant cylindrique utilisé dans seconde mise en oeuvre,
la figure 4b est une vue semblable h celle de la fig.
4a montrant un autre stade de cette mise en oeuvre,
la figure 4c est une vue par dessus correspondant A la fig. 4b,
la figure 5 est une coupe d'un moule utilisé dans une troisième mise en oeuvre,
la figure 6 est une coupe correspondant à celle de la fig. 5 montrant un autre stade de cettte mise en oeuvrr.,
la figure 7 est une vue d'un article obtenu dans une quatrième mise en oeuvre,
la figure 8 est une coupe d'un moule utilisé dans cette quatrième mise en oeuvre, et
la figure 9 est une vue d'un moule utilisé dans une cinquième mise en oeuvre.
Dans une première mise en oeuvre du proeddé, und feuille 1 de mousse flexible (fig. 1) est maintenue en position fixe par des pinces 2. La force de serrage des pince sur la feuille est commandée par des bou
Ions 3 et des écrous 4.
La figure 2 montre cette feuille après qu'elle a été étirée dans une direction en écartant les pinces 2 l'une de l'aure à partir du centre de, la feuule, Des plateaux de chauffage 8 sont placés au-dessus et au-, dessous, de la feuille étirée 1 et peuvent être utili sés pour comprimer cette feuille étirée.
La figure 3 montre la feuille étirée de la fig. 2. La feuille est orientée selon un axe, la longueur de la feuille étant augmentée dans la direction de la force d'étirage tandis que la feuille diminue de largeur dans la direction : de non étirage. La feuille est rectangulaire et ses dimensions sont distordues lors de l'orientation monoaxiale comme le montre la fig. 3.
La feuille 1 pourrat être orientée biaxialement en utilisant Ides pinces supplémentaires sur les extrémi t6es non munie-s de pince h la fig. 3, De cette façon, la distorsion de la feuille pourrait être minimisée et le produit obtenu après compression présenterait encore une plus grande résistance.
Dans la seconde mise en oeuvre (fig. 4), un bloq chauffant 6 est recouver. t d'une feuille flexible Sa de mousse, la feuille étant maintenue sur le bloc par une pince circulaire 7. La feuille 5a est représentée à la fig. 4a dans la condition non étirée et elle est mainte nue légèrement sur le bloc 6 par la pince 7.
La feuille 6b (fig. 4b) est étirée en tirant ses ex- trmités vers le bas 4 distante de la surface supé- rieure du bloc 6. La feuille 5b est donc étirée biaxialement.
On voit A la fig. 4c que la feuille 5b est circulaire et que le bloc 6 est cylindrique. Après l'étirage de la feuffle 5b pour obteinri l'allongement désiré, la pince 7 est serrée pour maintenir la feuille Ldans un, e condi- tion d'étirage permanente. Comme tous les bords de la feuille 5b sont tirés vers le bas, l'emsemble de la feuille 5 b sur la surface du bloc 6 est orienté biaxialement. Un plateau chaffant 8'est Idisposé au-dessus : de la partie étirée de la feuille 5b.
Le plateau 8'peut être abaissé sur la surface de la partie étiére dela feuille avec une force suffisante pour effectuer la compression de la feuille étirée et pendant une période de temps suffisante pour assurer une compression permanente. Le bloc 6 et le plateau 8'sont portés à une température suffisante pour donner un produit comprimé en permanence, On verra plus loin la quantité, de chaleur qui doit être appliquée à la feuille 5b par le bloc 6 et le plateau 8'.
La figure 5 montre un moule 10 concave de forme hémisphérique, utilisé dans une troisème mise en oeuvre. Sur l'ouverture 10' du moule est disposée une feuille mousse flexible 9. Sur la surface supé- vieure de la feuille qui repose, sur le muole 10 est placé un anneau pesant 11. Au-dessus de la feuille 9, mais non en contact avec elle, est monté un plongeur 12 de forme hémisphérique. Le plongeur 12 est la contrepartie mâle de la cavité du moule 10.
Le plongeur 12 et le moule sont munis de moyens de chauf fage afin de transmettre une chaleur suffisante à la feuille 9 pour assurer sa compression permanente.
Quand le plongeur 12 est abaissé en contact avec la feuille 9, le poids du plongeur étine la partie non supportée de la feuille 9 dans l'espace 10' constituant la cavité du moule. Une partie importante de la partie supportée de la feuille 9 est également étirée dans l'espace 10' L'anneau 11 a un poids suffisant pour éviter qu'une partie notable sdes extrémités supportées do la feuille 9 soit étirée dans l'espace 10',
cet anneau agit comme une pince en permettant h la partie non supportée de la feuille 9 d'être étirée de faucon continue lors de l'abaissement du plongeur 12 dans le moule 10.
L'effet produit par l'abaissemen, t du plongeur 12 dans le moule 1Q est illustré à la fig. 7 qui montre la section étriée non suportée de la feuille 9 qui repose sur la surface concave du moule 10 et qui est compri- mée par la force exercée par le plongeur 12. Lors du retrait du plongeur et de l'anneau 11 de la feuille 9, on obteint une pièce moulée hémisphérique d'une mousse comprimée et orientée biaxialement.
La figure 7 montre un chapeau 13 qui peut être obtenu dans la mise en oeuvre du procédé. Les pro duits mousses peuvent done être formées pour donner une grande variété d'articles, notamment des cha peaux. Un tel, chapeau est frais à porter par suite de la porosité du prouite compirmé étié ; il ne se déchire pas et présente la flexibilité la plus favorable pour un chapeau.
La mise en oeuvre du procédé permettant d'obte nir oe chapeau est illustrée par la fig. 8 qui montre un moule concave 15 présentant une ouverture 15a. Une feuille de mousse flexible 14 repose sur les bords du moule, une partie de la feuille s'étendant au-dessus de l'ouverture 15a. Le moule 15 comprend des moyens do chauffage internes.
La configuration, du moule 15 et de l'ouverture 15a correspond à la configuration de la partie supérieure du chapeau 13 de la fig. 7. L'épaulement du moule, sur lequel repose la feuille 14 a une forme correspondant à celle del'aile du chapeau 13.
Un plongeur chauffé 17 est la contrepartie mâle de la cavité Idu moule 15. Une butée 17a s'étend autour de la périphérie de la partie supérieure du plongeur 17. Lors de l'introduction du plongeur 17 dans l'ouverture 15a, la butée 17a vient reposer sur l'épaulement du moule 15 pour former la face infé- rieure de l'aile du chapeau.
Lors de l'abaissement du plongeur 17 en contact avec la feuille 14, qui est maintenue librement en place par un anneau pesant 165 la section nun sup portée de la feuille 14 est étirée et entraînée dans l'uverture 15a. l'étirage se produit aussi sur la partie non serrée de la feuille reposant-sur 1'6paulement idu moule 15.
Par compression de la feuille dans le moule 15 et sur les épaulements de ce dernier, (? n obtient une feuille mousse totalement comprimée et orientée biaxialemen, t en permanence, cette feuille systnt la forme d'un chapeau, La partie non compri- mée de la feuille peut être coupée par tout moyen approprié.
Dans la fabrication d'un chapeau comme décAt ci-dessus, on peut comprimer diverses étoffes tissées ou non tissées en même temps que la feuille de mousse. Ces étoffes peuvent être faites de matières polymériques synthétiques ou non. On peut par exemple placer une couche de nylon sur la feuille 14 de la fig. 8 et la comprimer avec la feuille mousse en forme de chapeau. La chaleur fournie pour effectuer une compression permanente peut être suffisante pour obtenir une liaison entre le nylon et la mousse.
En outre, le tissu peut être recouvert de divers liants résineux, par exemple des homopolymères de chlorure de vinyle et ! des copolymères avec l'acétat de vinyle tel quel ou sous forme de latex, des polymères et copolymères d'acrylate ou de méthacrylate d'alcoyle (notamment méthyle, éthyle ou 2-éthylhexyle) avec un acétate de vinyle, un chlorure de vinyle QU une acrylamide, tels quels ou sous forme de latex, ou des résines alkydes, afin d'obtenir une liaison très résistante et permanente entre le tissu et la mousse.
De plus, on peut utiliser plus d'une couche de mousse, par exemple deux couches de mousse liées l'une à l'autre avec les résines mentionnées, ou deux couches de mousse avec une couche de tissu entre elles. Le produit comprimé et étiré présente une régi- stance mécanique notablement plus grande que celle des produits comprimés et étirés en l'abscence de telles matières additionnelles. On peut utiliser avec avantage, en association avec la mousse, pour la fabrication Ides chapeaux le tissu connu commercialement sous la marque déposée Dynel .
Ce produit est un copolymère Ide chlorure de vinyle et d'acrylonitrile et présente les caractéristiques de déformation à la chaleur nécessaires pour pouvoir être aisément moulé en articles divers, notamment des chapeaux. Il se lie également facilement à la mousse avec des liants pour donner une couffure attirante et agréable à porter.
La figure 9 montre un moule utilisé pour la fabrication d'empeignes sythétiques qui présentent beaucoup des caractéristiques du cuir, notamment la porosité pour l'air et la vapeur d'eau, la capacité d'absorption de l'eua, et le toucher et le maintien, du cuir.
Un moule 20 présente une cavité femelle de la forme, d'une empeigne. Ce moule peut être chauffé et peut en aluminium, en fer, en acier ou, en alliages de ces métaux. Un plongeur 21 disposé au-dessus du moule 20 est la contrepartie mâle de la cavité du moule et Idéfinit la partie internet de l'empeignet. Une feuille 18 de mousse flexible repose sur l'épaulement du moule 20 et ferme sa cavité concave, et sur cette feuille 18 est ; disposée une couche d'une étoffe 19 tissée ou non.
A la place del'étoffe 19, on pourrait aussi idisposer une autre feuille de mousse pour former un matériau à plusieurs couches, par exemple une couche Ide mousse et de tissu en contact avec la feuille 18. La mousse et le tissu peuvent être maintenus Légèrement en place par un anneau 22 ; de manière A pouvoir être moulés par étirage dans la cavité du moule 20.
Les empeignes sont formées par abaissement du plongeur 21 en contact avec la feuille mousse 18 et le tissu 19 associé, ce qui étire la feuille et le tissu dans la cavité du moule. Grâce aux moyens de chauffage montés dans le moule et le plongeur, la feuille, une fois comprimée, est fixée à chgaud et prend un état de compression permanent. La mousse comprimée résultante est orientée biaxialement, Elle possède, comme indiqué plus haut, le toucher et le maintien du cuir, ainsi que plusieurs autres propriété es particulières au cuir.
L'étoffe 19 peut etre un tissu de coton, de fibres de Nylon,, de Dacron (marque déposée, polyéthylènetéréphtalate), de fibres tissées contenant de l'acrylo- nitrile, de Dynel (copolymère de chlorure de vinyle et d'acrylonitrile), ou de triacétate de cellulose. L'étoffe 19 peut être aussi une matière non tissée faite des mêmes matières fibreuses synthétiques ou naturelles.
L'étoffe 19 peut être liée à la mousse 18 par l'application ; d'une résine à la surface de l'étoffe 19 ou de la feuille mousse 18 ou des deux. Parmi les li. ants rési- neux, on peut citer les polymères de chlorure de vinyle, les copolyméres polyéthylacrylatebutylacryl- ate, ou les latex copolymères caoutchouteux polybu- tadiène-sytr8ne.
L'empeigne obtenue de la façon illustrée par la fig. 9 peut être cousue ou collée à une semelle interne à raide des techniques connues dans la fabrication des chaussures. Elle peut être aussi cousue ou collée h une semelle extérieure en même. temps qu'à la semelle interne. Elle peut être utilisée dans la fabrication ¯ des souliers en utilisant toute technique usuelle.
Les produits comprimés et étirés sont facilement cousus, tout comme le cuir ou d'autres tissus et peuvent prendre diverses formes simplement par couture.
La forme obtenue de la façon illustrée par la fig. 9 ne présente par d'ouverture pour l'insertion du pied. Cette ouverture peut être ménagée simplement en coupant la forme, par exemple avec des cisleaux, à l'endroit voulu. Les produits comprimés, et étirés décrits ne perdent pas leur forme ni leur état de com pression lors Ide la coupe. Divers motifs peuvent être insérés dans la mousse comprimée en utilisant le modèle correspondant dans le moule ou en collant le motif A la surface des produits comprimés.
En outre, ces produits peuvent être recouverts de revêtements superficiels résineux, par exemple d'homo et de co- polymères de chlorure Ide vinyle tels quels ou sous forme de plastisols, et de polyruéthane.
Les mousses de polyur6thane flexi-bles A cellules ouvertes peuvent présenter un poids spécifique compris entre 12, 8 et 40 g/idml ou plus.
Le degré de compression de ces mousses ne doit pas être suffisant pour éliminer les entretoises des cellules, bien que ces entretoises puissent être défor muées. La chaleur appliquée à la mousse pendant la compression ne doit pas être telle qu'il en résulte la fusion totale des entretoises les unes aux autres. La fusion totale est indiquée par une perte totale de la porosité pour l'air et la vapeur deau dans le produit comprimé résultant.
La température à laquelle la compression est effectuée est d'au monis 50 C, et de préférence d'au moins 100 C. Dans la compression, des produits mousses mentionnés précédemment, la température , de la mousse pendant la compression ne dpasse gé néralement pas 300 C.
Cependant, si la compression est effectuée pendant und période extrêment courte, entre une et soixante secondes par exemple, la température lors de la compression peut, dépasser 300 C. la drée de la compression peut être inférieure à und seconde ou s'étendre jusqu'à une heure, bien que de préférence la compression soit effectuée en dix minutes. Dans les opérations industrielles, il est avantageux d'effectuer la compression pendant une période allant d'une seconde à cinq minutes. Celà nécessite ordinairement des températures dépassant 100'C-dans le cas des mousses de polyruéthane.
La préparation, du produit mousse comprimé est effectuée en étirant d'abord la mousse et ensuite en appliquant une pression sur ces surfaces. On suppose que l'orientation axiale produit un alignement de la structure cristalline dans la mousse et, en fait, on pense que l'étirage produit une augmentation de l'état cristallin dans le produit mousse comprimé. On admet que l'aumentration de l'état cristallin combi née avec l'alignement ordonné de la structure cellu- laire améliore notablement la résistance mécanique totale, du produit mousse.
La compression de la mousse peut être effectuée dans une presse h plateaux. Le produit comprimé est étiré à la main ou mécaniquement afin de produire une augmentation de la surface de la feuille de mousse, et la mousse peut être comprimée dans la presse. Cette technique est illustrée par les fig. 5 et 6.
La compression implique habituellement des pressions d'au moins 0, 35 kg/cm2, de préférence d'au moins 0, 7 kg/cm2, ou même 7, 0 kg/cm2, sans dépars- ser toutefois 525 kg/cm2. Par exemple, und feuille de mousse flexible de polyruéthane, de 12, 7 mm. d'épaiseur, obtenue à partir de composés polyols et de diisocyanate de toluène, peut être étirée de manière à étendre sa surface : de 25 %, et la feuille étirée est placée dans une presse cylindrique, telle que celle représentée aux fig. 4a, 4b et 4c, chauffée à 200 C.
La pression appliquée à la surface de la mousse dans ce cas doit être suffisante pour compri
Exemple If
On répète le procédé de l'exemple 1 en utilisant une mousse de polyuréthane flexible de 12, 7 mm d'épaisseur, d'un poids spécifique Ide 27, 2 g/dm3, obenue par réaction du mélange isomérique du di- isocyan, ate de tolyene et d'un mélange d'un phosphite organique hydroxyle et d'un polyol produit par la réaction du 1, 2-propylène-oxyde et de la glycérine, présentant un nombre d'hydroxyles Ide 70.
On obtint un échantillon de contrôle comprimé et trois échantillons étirés aynant les propriétés données dans le tab leau II suivant. La température des plateaux pendant la compression de chaque échantillon est pressé pendant 3 minutes.
Orientation biaxiale
Tableau 11
Echantillon Allongement% Augmen- Résistance Veriation Résistance Verition Module en longueru tation à la résistance à la résistance de traction
et largeur surface traction à la traction à la trac- 10%
en kg/cm2 traction% ajustée (1) tion ajustée
kg/cm2 %(2)
A (Contrôle) 0 0 6, 44 + 0 6, 44 0 10, 50
B 23, 0 51 7, 56 +17, 4 9, 45 31, 8 7, 56
C 33, 3 78 5, 81-9, 8 9, 73 34, 8 8, 12
D 6, 25 13 7, 70 +19, 6 8, 61 23, 0 8, 12 Eehantillon Rési, stanee au Variation Résistanceau Vaniation
déchirement, kg résistance au déchirement résistance au
déchirement % ajustée (3) kg déchirement (4) %
A (Contrôle) 0, 76 0 0, 76 0
B 0, 61-19, 7 0, 77 + 0, 595
C 0, 50-34, 5 0, 85 +11, 9
D 0,
86 +13, 1 0, 97 +26, 8
Poids contrôle x résistance déchirement 3) Résistance déchirement ajustée =
Poids échantillon
(Résistanc déchirement ajustée) -résistance déchirement) x 100 4) Variation résistance déchirement % =
Résistance déchirement
Exemple 111
On utilise un moule hémisphérique tel que celui représenté aux fig. 5 et 6 pour obtenir une mousse de polyuréthane comprimée, étirée et hémisphérique. La mousse a un poids spécifique 21, 6 g/cm3 et est con située par le produit de réaction du diisocyanate et du polyol décrit dans l'exemple 1.
Une feuille de mousse cylindrique de 31, 8 mm d'épaisseur et de 20, 4 cm, de diamètre est placée sur l'épaulement du moule 10 audessus de l'espace hémisphérique 10'.
Ce dernier a un rayon de 5, 08 cm. Le plongeur hémi- sphérique 12 a un rayon de 4, 92 cm. Le moule et le plongeur sont chauffés à 190 C. Un anneau pesant 11, suspendu sur la feuille, présente une épaisseur de 12, 7 mm, un diamètre intérieur Ide 12, 7 cm, un dia6- tre extérieur de 35, 5 cm et pèse 8, 15 kg. Quand le plongeur est abaissé, la feuille demousse vient d'abord en contact avec l'anneau 11 qui repose alors sur la feuille. Le plongeur 12 vient en contact avec la feuille et commence A pousser celle-ci dans l'espace 10', avec étirage.
Une fois totalemen, t inséré dans l'espace 10', le plongeur 12 comprime la feuille mousse h 1, 6 mm d'épaisseru. Après 3 minutes de compression, le plongeur 12 est soulevé et on obtient un hémisphère de mousse comprimé et étiré présetant une porosité pour l'air et la vapeur d'eau et absorbant l'eau.
Le procédé décrit est répété avec deux couches constituées par des feuilles de la même mousse d'une épaisseur de 19 mm chacune. Le produit comprimé et étiré résultant est pratiquement le même que le pré- cèdent.
Exemple IV
On répète le procédé de l'exemple 3 en utilisant , deux feuilles de 12, 7 mm d'épaisseur chacune de la même mousse disposées de par et d'autre d'une natte fibreuse non tissée contenant 85 g/m2 de Nylon étiré de 15 deniers (poly (hexaméthylèneadipamide)), imprégné de 33, 9 g/m2 d'un liant poly (chlorure de vinyle).
On obvient un hémisphère comprimé et étiré de mousse présentant une excellente résistance au céchirement, une excellente résistance à la traction et une excellente porosité pour l'air et la vapeur d'eau.
On répète ce procédé en utilisant la même na@@@ non tissée, sauf que chaque feuille de mousse con tirent, sur sa surface en contact avec la natte, mer la feuille à épaisseur de 2 mm et être maintenue pendant trois minutes. On obtient ainsi un produit comprimé, étiré en permanence, qui possède une porosité pour l'air et la vapeur Weau et qui absorbe l'eau.
La permanence de la compression dans le cas de oette mousse et pour d'autres mousses de polyuréthane compirmées en permanence est indiquée par la résistance au gonflement quand la mousse est immergée dans du perchoréthylène à 25 C pendant cinq, heures. Quand le produit est retiré du perchlor- éthylène et séché, son volume ne doit pas différer de plus de 20 /o en moins ou en plus par rapport au volume du produit compirmé avant l'immersion dans le solvant.
On décirt, ci-après, titre d'exemple, quelques mises en oeuvre du procédé.
Exemple 7
On utilise une mousse flexible A cellules ouvertes
I poids spécifique de 21, 6 g/cm3, obtenue par de polyuréthane d'un de 2, 4 et 2, résaction d'un mélange isomérique de tolyène, et d'un produit de réaction oxyde de propylène-glycérol présentant un nombre d'hydroxyles égal à 56.
On place une feuille plate de cette mousse de 20 x 20 cm. et de 12, 7 6-diisocyanate d'épaisseur sur un bloc cylindrique plein d'aluminium de 15, 2 cm de diamètre Net de 25, 4 mm d'épaisseur qui repose sur le plateau inférieur d'une presse hydraulique mm On comprime la feuille h une épaisseur de 2 mm sans chauffée à 205 C. lable, sous une pression suffisante pour comprimer la feuille à cette épaisseur. La pression est étriage préapendant 3 minutes tandis que la température des plateaux est maintenue A 205'C. On obtient ainsi un échantillon de contrôle.
On place six autres échantillons d'une feuille de la même mousse et mainteneue dimensions que précédemment, sur le même bloc d'aluminium de la manière illustrée par les fig. 4a, 4b et 4c. On étire chaque échantiXon sur le bloc cylindrique pour préentant les memes menter la surface de la fouille et celle-ci est fixée à l'état étiré par une pince.
Chaque ensemble comprenant un bloc d'aluminium et la feuille mousse ainsi étirée est placée sur le plateau inférieur de la presse décrite plus haut qui a été chauffée à 205 C. Les auf- 4échantillons étiràés sont comprimés jusqu'à 2 mm d'épaisseur comme l'échantillon de contrôle.
Des morceaux de chaque échantillon comprimé et étiré et de l'échantiUon, de contrôle sont soumis 6 essais pour déterminer la résistance à la traction et le module, de traction A 10 % (résistance à la traction en kg/cm2 pour un allongement de 10 %, multipliée par 10 en utilisant un morceau de 25, 4 mm étiré à une vitesse de 25, 4 cm/min avec un instrument d'essai de traction Instrom TTB). Comme chacun des échantil
Ions de mousse étirés présente un moindre poids par unité de volume que l'échantillon de contrôle,
la différence des propriétés entre la résistance à la traction réelle de l'échantillon de contrôle et des échantillons étirés. est déterminée par l'équation suivante : poids du contrôle
par unité de volume résistance à la traction résistance à la taction ajustée = x
de l'échantillon étrie
poids échantillon étrié
par unité de volume
Le tableau I suivant donne les propriétés physiques de chaque échantillon.
Orientation biaxiale
Tableau I
Echantillon allongement % Augmen- Résistance Variation Résistance Variation Module
enlogueur tation à la résistance à la résistance de traction
etlargeur surface traction à la traction à la trac- 10%
en % kg/cm2 traction% ajustée (1) tion ajus, tée
kg/cm2 % (2)
A (Contrôle) 0 0 8, 40 0 8, 40 0 7, 0
B 12, 5 27 8, 82 + 5 10, 08 20 7, 0
C longueur largeur 41 9, 10 + 8-1/3 10, 57 25, 8 8, 12
12, 5 x 25 (longueur)
D 12, 5 27 8, 30-1, 25 10, 08 20 9,91
E 25 56 5, 71-32, 1 9, 52 13, 3 7, 0
F 31, 25 72 7, 14-15 10, 78 28, 4 7, 0
G 31, 25 72 7, 91-5, 74 10, 92 30 7, 0
poids du contrôlex résistance à la traction échanillon 1)
Résistance à la traction ajustèe =
Poids échantillon
(Résistance à la traction ajustée échantillonrésistance à la traction contrôle) x 100 2) Variation de la résistance à la traxtion ajustée =
Résistance à la traction contrôle 33, 9 g/m2 d.'un liant latex copolymère de vinyl-acétate-2-éthylhexylacrylatc. L'hémispère comprimé et étiré est poreux pour l'air et la vapeur d'eau, il absorbe l'eau et présente une forte résistance au déci- rement.
Les mêmes feuilles de mousse et de Nylon pieu- vent être moulées, dans un moule tel que celui repré- enteé à la fig. 8 pour former un chapeau et utilisant les conditions et la mousse indiquées dans l'exemple 3, le chapeau est donc constitué par une mousse de 1, 6 m d'épaisseur. La dimension de la cavité du moule et du plongeur est choisie selon la dimension désirée pour le chapeau.
Exemple V
On utilise le moule représenté à la fig. 9 dont la cavité 20 A la forme d'une empeigne et dont le plan- geur 21 a une forme correspondante celle de la cavité avec un jeu de 1, 6 mm, et on moule par étirage le matériau de mousse et de natte liées avec un latex copolymère de chlorure de vinyle et de 2-éthylhexyl- acrylate décrit dans l'exemple 4. Le matériau est comprimé à 1, 6 mm d'épaisseur avec les conditions décrites dans l'exemple 3.
L'empeigne de mousse de polyuréthane comprimée et étirée obtenue de cette manière peut être cousue h semelle intérieure et h une semelle extérieure de cuir. L'empeigne est poreuse pour l'air et la vapeur, d'eau et absorbe l'eau.
Process for making a plastic foam product and product obtained by this process
The present invention relates to a process for manufacturing a flexible synthetic plastic foam product and a product obtained by this process, a product exhibiting in particular a porosity for air and water vapor and the property of absorbing water. water in liquid form. Such a product may have the look and feel of leather or a fiber-made fabric.
It is known that solid synthetic plastic foams, for example solid cellular plastics, can be compressed, in a permanent state of compression so as to form a product which is permeable to air and water vapor and impermeable to liquids. such as water. These compressed products may have the appearance of a fabric or leather and have been proposed as substitutes for these materials.
However, although these compressed products may present a satisfactory appearance, their use is severely restricted due to the absence of the physical properties which are necessary for a leather and fabric substitute. Thus, these products are easy to tear and have insufficient tensile strength.
The aim of the invention is to provide products, supported or not, exhibiting very improved properties compared to simply compressed products, particularly as regards tensile strength, and which still exhibit porosity for the material. air and water vapor and absorb liquids, especially water. In many cases, these products exhibit greater tear strength than that obtained by simple compression.
It is obviously possible to obtain, by the process envisaged here, products having the same properties as the known compressed foams while however using substantially less foam, that is to say a lower weight of foam per unit volume.
The method forming the object of the present invention is characterized by stretching a sheet of synthetic plastic foam in at least one direction to extend the surface of the sheet by at least 5% in that direction, applying a pressure on the stretched sheet to reduce its thickness by at least 25% while heating the sheet At a temperature of at least 50 C, the sheet is kept under pressure and heated for a period not exceeding one hour,
and recovering the compressed and stretched product which is porous to air and water vapor.
The stretched and compressed sheet may be formed from a polyurethane or poly (vinyl chloride) foam, said foam having an open cell structure.
Stretching of the sheet is understood to mean that at least part of the sheet is stretched in a direction away from the center of this part and in a lateral direction with respect to a line perpendicular to the width of the surface or to the surfaces of the sheet. leaf.
It is preferable that the stretching of the sheet, carried out in a lateral direction at one edge of the sheet, is sufficient to extend the area of at least a part of the sheet by at least 5% and preferably by at least 10% relative to the surface before stretching.
In most cases it is advantageous to extend the area by at least 15% and more preferably at least 25%. The compression of the sheet should be sufficient to reduce its thickness, relative to the thickness before compression, by at least 25%, preferably at least 50% and even at least 75%.
It is important to heat the foamed product during compression in order to ensure the permanence of the state of compression. Thus, the stretched foamed product can be heated during compression to a temperature sufficient to provide a permanent state of compression which, once the pressure is released, does not however result in a complete loss of porosity to the air and water vapor.
The temperature at which the compression is effected must be related to the period during which the foamed product undergoes the compression and with the degree of this compression in order to obtain a product which is permanently compressed and exhibiting the desired properties. The correlation of these factors, namely time, temperature and degree of compression, will be studied later.
The continuously stretched and compressed foam product is useful as a leather substitute and can be used for trims, uppers and headgear.
The flexible and strong plastic foam sheets from which the desired aerated products can be formed should preferably have a porosity for air, water vapor and water in liquid form. Foams exhibiting sufficient porosity are those exhibiting a substantially open cell structure. This means that the walls of almost all cells are open to adjacent cells and that the cells are defined by a network of interlocking struts.
The struts may include plies of plastic which are disposed at the junctions of the struts to form a small film which partially encloses the open area between the joined struts. The cells of the moss have a practically gemometric shape.
Among these foams, there may be mentioned flexible foams of poly (vinyl chloride) and of polyurethane. The latter are preferred. These foams are produced by the reaction of a polyisocyanate and a compound containing active hydrogen, according to the method of Zerewitinqff, Journal of American Chemical Society, Vol. 49, p. 3181 (1927).
The appended drawing illustrates, by way of example, implementations of the method which is the subject of the invention:
FIG. 1 is a view of a flexible sheet which is useful in a first embodiment,
FIG. 2 is a view of the same sheet oriented along an axis in a stage of this implementation,
FIG. 3 is a view from above of the sheet shown in FIG. 2,
Figure 4a is a sectional view of a cylindrical heating block used in a second implementation,
FIG. 4b is a view similar to that of FIG.
4a showing another stage of this implementation,
FIG. 4c is a view from above corresponding to FIG. 4b,
FIG. 5 is a section of a mold used in a third implementation,
FIG. 6 is a section corresponding to that of FIG. 5 showing another stage of this implementation,
FIG. 7 is a view of an article obtained in a fourth implementation,
FIG. 8 is a section of a mold used in this fourth implementation, and
FIG. 9 is a view of a mold used in a fifth implementation.
In a first implementation of the process, a sheet 1 of flexible foam (fig. 1) is held in a fixed position by clamps 2. The clamping force of the clamps on the sheet is controlled by bou
Ions 3 and nuts 4.
Figure 2 shows this sheet after it has been stretched in one direction by pulling the grippers 2 apart one of the aure from the center of the sheet. Heating trays 8 are placed above and above. , below, of the stretched sheet 1 and can be used to compress this stretched sheet.
Figure 3 shows the stretched sheet of fig. 2. The sheet is oriented along an axis, the length of the sheet being increased in the direction of the stretching force while the sheet decreases in width in the direction of non-stretching. The sheet is rectangular and its dimensions are distorted during the monoaxial orientation as shown in fig. 3.
Sheet 1 could be biaxially oriented using additional clamps on the non-clamped ends in fig. 3, In this way, the distortion of the sheet could be minimized and the product obtained after compression would have even greater strength.
In the second implementation (Fig. 4), a heating block 6 is covered. t of a flexible sheet Sa of foam, the sheet being held on the block by a circular clamp 7. The sheet 5a is shown in FIG. 4a in the unstretched condition and it is held lightly bare on block 6 by clamp 7.
Sheet 6b (Fig. 4b) is stretched by pulling its ends downward 4 away from the upper surface of block 6. Sheet 5b is therefore biaxially stretched.
We see in fig. 4c that the sheet 5b is circular and that the block 6 is cylindrical. After stretching the sheet 5b to achieve the desired elongation, the clamp 7 is tightened to hold the sheet L in a permanent stretching condition. Since all edges of sheet 5b are drawn down, the assembly of sheet 5b on the surface of block 6 is biaxially oriented. A heating plate 8 is placed above: the stretched part of the sheet 5b.
The platen 8 'may be lowered onto the surface of the back portion of the sheet with sufficient force to effect compression of the stretched sheet and for a period of time sufficient to provide permanent compression. The block 6 and the plate 8 'are brought to a temperature sufficient to give a permanently compressed product. We will see below the quantity of heat which must be applied to the sheet 5b by the block 6 and the plate 8'.
Figure 5 shows a hemispherically shaped concave mold 10 used in a third embodiment. On the opening 10 'of the mold is disposed a flexible foam sheet 9. On the upper surface of the sheet which rests, on the muole 10 is placed a ring weighing 11. Above the sheet 9, but not contact with it, is mounted a plunger 12 of hemispherical shape. The plunger 12 is the male counterpart of the mold cavity 10.
The plunger 12 and the mold are provided with heating means in order to transmit sufficient heat to the sheet 9 to ensure its permanent compression.
When the plunger 12 is lowered into contact with the sheet 9, the weight of the plunger pushes the unsupported part of the sheet 9 into the space 10 'constituting the mold cavity. A substantial part of the supported part of the sheet 9 is also stretched in the space 10 'The ring 11 has sufficient weight to prevent a significant part of the supported ends of the sheet 9 from being stretched into the space 10'. ,
this ring acts as a clamp by allowing the unsupported part of sheet 9 to be continuously stretched as plunger 12 is lowered into mold 10.
The effect produced by the lowering of the plunger 12 in the mold 1Q is illustrated in FIG. 7 which shows the unsupported stirrup section of the sheet 9 which rests on the concave surface of the mold 10 and which is compressed by the force exerted by the plunger 12. When removing the plunger and the ring 11 from the sheet 9, a hemispherical molded part is obtained of a compressed and biaxially oriented foam.
FIG. 7 shows a cap 13 which can be obtained in the implementation of the method. The foamed products can therefore be formed to give a wide variety of articles, especially hats. Such a hat is cool to wear owing to the porosity of the compressed air; it does not tear and has the most favorable flexibility for a hat.
The implementation of the method making it possible to obtain a hat is illustrated in FIG. 8 which shows a concave mold 15 having an opening 15a. A flexible foam sheet 14 rests on the edges of the mold, part of the sheet extending above the opening 15a. The mold 15 includes internal heating means.
The configuration of the mold 15 and the opening 15a corresponds to the configuration of the upper part of the cap 13 of FIG. 7. The shoulder of the mold, on which the sheet 14 rests, has a shape corresponding to that of the wing of the cap 13.
A heated plunger 17 is the male counterpart of the mold cavity Idu 15. A stopper 17a extends around the periphery of the upper part of the plunger 17. When inserting the plunger 17 into the opening 15a, the stopper 17a comes to rest on the shoulder of the mold 15 to form the lower face of the wing of the cap.
On lowering the plunger 17 into contact with the sheet 14, which is held freely in place by a weighing ring 165, the supported section of the sheet 14 is stretched and drawn into the opening 15a. stretching also occurs on the loose portion of the sheet resting on the shoulder of the mold 15.
By compressing the sheet in the mold 15 and on the shoulders of the latter, (? N obtains a fully compressed and permanently biaxially oriented foam sheet, this sheet is in the form of a cap, the uncompressed part of the sheet can be cut by any suitable means.
In making a hat as above, various woven or non-woven fabrics can be compressed together with the foam sheet. These fabrics may or may not be synthetic polymeric materials. One can for example place a layer of nylon on the sheet 14 of FIG. 8 and compress it with the hat-shaped foam sheet. The heat supplied to effect permanent compression may be sufficient to achieve a bond between the nylon and the foam.
In addition, the fabric can be coated with various resinous binders, for example vinyl chloride homopolymers and! copolymers with vinyl acetate as it is or in the form of a latex, polymers and copolymers of acrylate or of alkyl methacrylate (in particular methyl, ethyl or 2-ethylhexyl) with a vinyl acetate, a vinyl chloride QU an acrylamide, as such or in latex form, or alkyd resins, in order to obtain a very strong and permanent bond between the fabric and the foam.
In addition, more than one layer of foam can be used, for example two layers of foam bonded to each other with the mentioned resins, or two layers of foam with a layer of fabric between them. The compressed and stretched product exhibits significantly greater mechanical regency than that of the compressed and stretched products in the absence of such additional materials. The fabric known commercially under the trademark Dynel can be advantageously used in association with the foam for the manufacture of hats.
This product is a copolymer of vinyl chloride and acrylonitrile and exhibits the heat distortion characteristics necessary for it to be easily molded into sundries, especially hats. It also easily bonds to the foam with binders to provide an attractive and wearable cushion.
Figure 9 shows a mold used in the manufacture of synthetic uppers which exhibit many of the characteristics of leather, including porosity to air and water vapor, absorption capacity of eua, and feel and feel. support, leather.
A mold 20 has a female cavity in the form of an upper. This mold can be heated and can be made of aluminum, iron, steel or alloys of these metals. A plunger 21 disposed above the mold 20 is the male counterpart of the mold cavity and Idefines the internet part of the upper. A sheet 18 of flexible foam rests on the shoulder of the mold 20 and closes its concave cavity, and on this sheet 18 is; disposed a layer of a fabric 19 woven or not.
Instead of the fabric 19, one could also arrange another sheet of foam to form a multi-layered material, for example a layer of foam and fabric in contact with the sheet 18. The foam and fabric can be held lightly. in place by a ring 22; so that it can be stretch-molded in the mold cavity 20.
The uppers are formed by lowering the plunger 21 into contact with the foam sheet 18 and the associated fabric 19, which stretches the sheet and fabric within the mold cavity. Thanks to the heating means mounted in the mold and the plunger, the sheet, once compressed, is fixed to chgaud and takes a permanent state of compression. The resulting compressed foam is biaxially oriented. It has, as indicated above, the feel and hold of leather, as well as several other properties peculiar to leather.
The fabric 19 may be a fabric of cotton, nylon fibers, Dacron (registered trademark, polyethyleneterephthalate), woven fibers containing acrylonitrile, Dynel (copolymer of vinyl chloride and acrylonitrile) , or cellulose triacetate. The fabric 19 can also be a nonwoven material made from the same synthetic or natural fibrous materials.
The fabric 19 can be bonded to the foam 18 by application; of a resin on the surface of the fabric 19 or the foam sheet 18 or both. Among the li. As resinous, mention may be made of vinyl chloride polymers, polyethylacrylatebutylacrylate copolymers or polybutadiene-sytr8ne rubbery copolymer latex.
The upper obtained in the manner illustrated in FIG. 9 can be sewn or glued to a stiff insole using techniques known in the manufacture of footwear. It can also be sewn or glued to an outsole at the same time. time than at the insole. It can be used in the manufacture of shoes using any conventional technique.
Compressed and stretched products are easily sewn, just like leather or other fabrics, and can take various shapes simply by sewing.
The shape obtained as illustrated in FIG. 9 has no opening for inserting the foot. This opening can be made simply by cutting the shape, for example with scissors, at the desired location. The compressed and stretched products described do not lose their shape or their state of compression during cutting. Various patterns can be inserted into the compressed foam by using the corresponding pattern in the mold or by gluing the pattern A to the surface of the compressed products.
In addition, these products can be coated with resinous surface coatings, for example homo and vinyl chloride copolymers as such or in the form of plastisols, and polyurethane.
Open cell flexible polyurethane foams can have a specific gravity of between 12, 8 and 40 g / ml or more.
The degree of compression of these foams should not be sufficient to remove the spacers from the cells, although these spacers may be deformed. The heat applied to the foam during compression should not be such as to result in the total fusion of the struts to each other. Total melting is indicated by a total loss of porosity for air and water vapor in the resulting compressed product.
The temperature at which the compression is carried out is at least 50 C, and preferably at least 100 C. In the compression, of the foamed products mentioned above, the temperature of the foam during the compression generally does not exceed 300 C.
However, if the compression is performed for an extremely short period, between one and sixty seconds for example, the temperature during compression may exceed 300 ° C. the amount of compression may be less than one second or extend up to one second. at one hour, although preferably the compression is carried out in ten minutes. In industrial operations, it is advantageous to perform compression for a period ranging from one second to five minutes. This usually requires temperatures in excess of 100 ° C in the case of polyurethane foams.
The preparation of the compressed foam product is accomplished by first stretching the foam and then applying pressure to these surfaces. It is believed that the axial orientation produces an alignment of the crystal structure in the foam and, in fact, it is believed that the stretching produces an increase in the crystalline state in the compressed foam product. It is believed that the concentration of the crystalline state combined with the orderly alignment of the cellular structure significantly improves the overall mechanical strength of the foamed product.
Compression of the foam can be carried out in a plate press. The compressed product is stretched by hand or mechanically to produce an increase in the area of the foam sheet, and the foam can be compressed in the press. This technique is illustrated by Figs. 5 and 6.
The compression usually involves pressures of at least 0.35 kg / cm2, preferably at least 0.7 kg / cm2, or even 7.0 kg / cm2, without however shifting 525 kg / cm2. For example, a flexible polyurethane foam sheet, 12.7 mm. thickness, obtained from polyol compounds and toluene diisocyanate, can be stretched so as to extend its surface: by 25%, and the stretched sheet is placed in a cylindrical press, such as that shown in Figs. 4a, 4b and 4c, heated to 200 C.
The pressure applied to the surface of the foam in this case must be sufficient to compri
If Example
The process of Example 1 is repeated using a flexible polyurethane foam 12.7 mm thick, with a specific weight of 27.2 g / dm3, obtained by reaction of the isomeric mixture of di-isocyan, ate. of tolyene and a mixture of a hydroxylated organic phosphite and a polyol produced by the reaction of 1, 2-propylene oxide and glycerin, exhibiting a hydroxyl number of 70.
A compressed control sample and three stretched samples were obtained according to the properties given in the following Table II. The temperature of the trays during compression of each sample is pressed for 3 minutes.
Biaxial orientation
Table 11
Sample Elongation% Increase- Resistance Veriation Resistance Verition Modulus in length at tensile strength
and tensile tensile tensile surface width - 10%
in kg / cm2 tension% adjusted (1) tion adjusted
kg / cm2% (2)
A (Control) 0 0 6, 44 + 0 6, 44 0 10, 50
B 23, 0 51 7, 56 +17, 4 9, 45 31, 8 7, 56
C 33, 3 78 5, 81-9, 8 9, 73 34, 8 8, 12
D 6, 25 13 7, 70 +19, 6 8, 61 23, 0 8, 12 Resi sample, stanee au Variation Résistanceau Vaniation
tear, kg tear resistance resistance to
tear% adjusted (3) kg tear (4)%
A (Control) 0.76 0 0.76 0
B 0, 61-19, 7 0, 77 + 0, 595
C 0, 50-34, 5 0, 85 +11, 9
D 0,
86 +13, 1 0, 97 +26, 8
Check weight x tear resistance 3) Adjusted tear resistance =
Sample weight
(Adjusted tear resistance) - tear resistance) x 100 4) Tear resistance variation% =
Tear resistance
Example 111
A hemispherical mold such as that shown in FIGS. 5 and 6 to obtain a compressed, stretched and hemispherical polyurethane foam. The foam has a specific weight of 21.6 g / cm3 and is formed by the reaction product of the diisocyanate and the polyol described in Example 1.
A cylindrical foam sheet 31.8 mm thick and 20.4 cm in diameter is placed on the shoulder of the mold 10 above the hemispherical space 10 '.
The latter has a radius of 5.08 cm. The hemispherical plunger 12 has a radius of 4.92 cm. The mold and the plunger are heated to 190 C. A ring weighing 11, suspended on the sheet, has a thickness of 12.7 mm, an internal diameter of 12.7 cm, an external diameter of 35.5 cm and weighs 8, 15 kg. When the plunger is lowered, the foam sheet first comes into contact with the ring 11 which then rests on the sheet. The plunger 12 comes into contact with the sheet and begins to push the latter into the space 10 ', with stretching.
Once fully inserted into the space 10 ', the plunger 12 compresses the foam sheet h 1, 6 mm thick. After 3 minutes of compression, the plunger 12 is lifted and a hemisphere of compressed and stretched foam is obtained which has porosity for air and water vapor and absorbs water.
The process described is repeated with two layers consisting of sheets of the same foam with a thickness of 19 mm each. The resulting compressed and stretched product is substantially the same as the above.
Example IV
The process of Example 3 is repeated using two sheets of 12.7 mm thick each of the same foam placed on either side of a non-woven fibrous mat containing 85 g / m2 of stretched nylon. 15 denier (poly (hexamethyleneadipamide)), impregnated with 33.9 g / m2 of a poly (vinyl chloride) binder.
This results in a compressed and stretched hemisphere of foam exhibiting excellent tear resistance, excellent tensile strength and excellent porosity for air and water vapor.
This process was repeated using the same non-woven fabric, except that each foam sheet had, on its mat contacting surface, the sheet 2 mm thick and held for three minutes. This gives a compressed product, continuously stretched, which has a porosity for air and water vapor and which absorbs water.
The permanence of compression in the case of this foam and other permanently compressed polyurethane foams is indicated by the swelling resistance when the foam is immersed in perchorethylene at 25 ° C. for five hours. When the product is removed from the perchlorethylene and dried, its volume should not differ by more than 20% less or more than the volume of the product confirmed before immersion in the solvent.
Some implementations of the process are described below by way of example.
Example 7
A flexible open cell foam is used
I specific weight of 21.6 g / cm3, obtained by polyurethane of one of 2, 4 and 2, the reaction of an isomeric mixture of tolyene, and of a reaction product of propylene oxide-glycerol having a number of d 'hydroxyls equal to 56.
We place a flat sheet of this foam 20 x 20 cm. and 12.7 6-diisocyanate thickness on a cylindrical block full of aluminum 15.2 cm in net diameter 25.4 mm thick which rests on the lower plate of a hydraulic press mm. sheet h a thickness of 2 mm without heated to 205 C. lable, under sufficient pressure to compress the sheet to this thickness. The pressure is sorted out for 3 minutes while the temperature of the trays is maintained at 205 ° C. This gives a control sample.
Six other samples of a sheet of the same foam and maintained in size as above are placed on the same aluminum block as illustrated in FIGS. 4a, 4b and 4c. Each sample is stretched on the cylindrical block to present the same lying surface of the excavation and the latter is fixed in the stretched state by a clamp.
Each assembly comprising a block of aluminum and the foam sheet thus stretched is placed on the lower platen of the press described above which has been heated to 205 C. The additional drawn samples are compressed to 2 mm thickness as the control sample.
Pieces of each compressed and stretched sample and of the control sample are subjected to 6 tests to determine the tensile strength and modulus, tensile at 10% (tensile strength in kg / cm2 for an elongation of 10 %, multiplied by 10 using a 25.4mm piece stretched at a speed of 25.4cm / min with an Instrom TTB tensile test instrument). Like each of the samples
Drawn foam ions have a lower weight per unit volume than the control sample,
the difference in properties between the actual tensile strength of the control sample and the drawn samples. is determined by the following equation: control weight
per unit volume tensile strength adjusted tensile strength = x
of the drawn sample
squeezed sample weight
per unit of volume
The following Table I gives the physical properties of each sample.
Biaxial orientation
Table I
Sample elongation% Augmen- Resistance Variation Resistance Variation Modulus
dragging resistance to tensile strength
and tensile tensile surface width - 10%
in% kg / cm2 tension% adjusted (1) tion adjusted
kg / cm2% (2)
A (Control) 0 0 8, 40 0 8, 40 0 7, 0
B 12, 5 27 8, 82 + 5 10, 08 20 7, 0
C length width 41 9, 10 + 8-1 / 3 10, 57 25, 8 8, 12
12.5 x 25 (length)
D 12, 5 27 8, 30-1, 25 10, 08 20 9.91
E 25 56 5, 71-32, 1 9, 52 13, 3 7, 0
F 31, 25 72 7, 14-15 10, 78 28, 4 7, 0
G 31, 25 72 7, 91-5, 74 10, 92 30 7, 0
weight of the test sample tensile strength 1)
Adjusted tensile strength =
Sample weight
(Sample adjusted tensile strength control tensile strength) x 100 2) Adjusted tensile strength variation =
Tensile strength control 33.9 g / m2 of a latex binder copolymer of vinyl-acetate-2-ethylhexylacrylate. The compressed and stretched hemisphere is porous to air and water vapor, it absorbs water and exhibits strong resistance to decay.
The same sheets of foam and nylon can be molded in a mold such as that shown in FIG. 8 to form a hat and using the conditions and the foam indicated in Example 3, the hat is therefore constituted by a foam of 1.6 m thick. The size of the mold cavity and the plunger is chosen according to the size desired for the cap.
Example V
The mold shown in FIG. 9, the cavity 20 of which has the shape of a vamp and the glider 21 of which has a shape corresponding to that of the cavity with a clearance of 1.6 mm, and the material of foam and mat bonded with it is stretch-molded. a copolymer latex of vinyl chloride and of 2-ethylhexylacrylate described in example 4. The material is compressed to a thickness of 1.6 mm with the conditions described in example 3.
The compressed and stretched polyurethane foam upper obtained in this way can be sewn to an insole and a leather outsole. The upper is porous to air and vapor, water and absorbs water.