LU83641A1 - RESIN-IMPREGNATED FIBROUS TABLECLOTH, PROCESS FOR PRODUCING THE SAME, APPLICATION TO THE PRODUCTION OF ARTIFICIAL LEATHER SHEET AND PRODUCT OBTAINED - Google Patents
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Description
·% ; La présente invention concerne des nappes fibreuses imprégnées de résine et elle a plus particulièrement trait à des nappes fibreuses imprégnées de résine de poids spécifique uniforme en tous points, ainsi que des produits 5 obtenus à partir de ces nappes.·%; The present invention relates to fibrous webs impregnated with resin and it relates more particularly to fibrous webs impregnated with resin of uniform specific gravity at all points, as well as products obtained from these webs.
Des matières en feuille imprégnées de résine telles que toile, nattes, papiers sans apprêt, etc. sont bien connues dans la pratique. Ces matières en feuille imprégnées de résine sont utiles à diverses fins, par exemple pour ’ 10 produire du cuir d'imitation sous forme de vinyles, etc., des feuilles de support telles que des courroies transporteuses , et des produits similaires.Resin-impregnated sheet materials such as canvas, mats, primed paper, etc. are well known in practice. These resin-impregnated sheet materials are useful for a variety of purposes, for example for producing imitation leather in the form of vinyls, etc., carrier sheets such as conveyor belts, and the like.
Les procédés connus d'imprégnation d'une nappe particulière impliquent l'imprégnation ou le revêtement 15 d’une matière poreuse avec une résine polymérique telle qu'un polyuréthanne, une matière vinylique ou une matière similaire. Les polyuréthannes ont été adoptés dans une large mesure comme composition de revêtement ou d'imprégnation en raison de la grande diversité de leurs proprié-20 tés chimiques et physiques, notamment leur flexibilité et leur résistance aux agents chimiques. Plusieurs techniques ont été utilisées pour l'imprégnation de la matière en feuille poreuse avec une résine polymérique. L'un de ces procédés de l'art antérieur implique l'utilisation de la 25 résine polymérique dans un système de solvants organiques, dans lequel la matière en feuille est plongée dans la solution et le solvant en est éliminé. Ces systèmes de solvants sont indésirables par ce que dans de nombreux cas, le solvant est toxique et doit être récupéré en vue de sa réutilisation, 30 ou bien jeté, ces systèmes de solvants sont coûteux et ne » donnent pas nécessairement un produit convenable, parce que lorsque le solvant est évaporé de la matière en feuille poreuse imprégnée, la résine tend à émigrer en produisant une imprégnation non homogène de la matière en feuille 35 poreuse en produisant un enrichissement en résine vers la surface de la matière en feuille, plutôt qu'en donnant une imprégnation uniforme.Known methods of impregnating a particular sheet involve impregnating or coating a porous material with a polymeric resin such as a polyurethane, a vinyl material or the like. Polyurethanes have been widely adopted as a coating or impregnating composition due to the wide variety of their chemical and physical properties, including their flexibility and resistance to chemical agents. Several techniques have been used for impregnating the porous sheet material with a polymeric resin. One of these prior art methods involves the use of the polymeric resin in an organic solvent system, in which the sheet material is immersed in the solution and the solvent is removed therefrom. These solvent systems are undesirable because in many cases the solvent is toxic and must be recovered for re-use, or else discarded, these solvent systems are expensive and do not necessarily yield a suitable product, because that when the solvent is evaporated from the impregnated porous sheet material, the resin tends to migrate, producing an inhomogeneous impregnation of the porous sheet material by producing a resin enrichment towards the surface of the sheet material, rather than giving a uniform impregnation.
Pour remédier aux problèmes liés aux systèmes de solvants, on a proposé certains systèmes polymériques aqueux.To overcome the problems associated with solvent systems, certain aqueous polymer systems have been proposed.
Λ 2 : Dans la formation de matières en feuilles imprégnées par imprégnation avec des polymères aqueux, la portion aqueuse doit être éliminée. Là encore, de la chaleur est nécessaire et on observe une migration du polymère vers les surfaces 5 de la matière en feuille imprégnée.Λ 2: In the formation of sheet materials impregnated by impregnation with aqueous polymers, the aqueous portion must be eliminated. Again, heat is required and migration of the polymer to the surfaces of the impregnated sheet material is observed.
Dans un procédé dans lequel des solutions de polyuréthannes sont associées avec des substrats poreux, le polymère est appliqué dans un solvant organique à un substrat tel qu'une natte en polyester piquée à l'aide 10 d'aiguilles. Le composite polymère-substrat est ensuite immergé dans un bain d'un mélange de solvant organique pour » le polymère et d'un non-solvant pour le polymère qui est au moins partiellement miscible au solvant, jusqu'à ce que la couche soit coagulée en formant une structure cellulaire 15 . de micropores anastomosés. Le solvant est chassé de la couche de revêtement en même temps que le non-solvant pour produire une couche microporeuse ne contenant pas de solvant. Bien que ce procédé donne des procédés acceptables de la part d'une étoffe imprégnée de polyuréthanne, il 20 présente l'inconvénient d'un système de solvants organiques, en partie lorsqu'on utilise des polyuréthannes à haute performance qui nécessitent des solvants relativement toxiques et de haut point d'ébullition. Un exemple d'un tel procédé est donné dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique’ 25 N° 3 208 875.In a process in which polyurethane solutions are combined with porous substrates, the polymer is applied in an organic solvent to a substrate such as a polyester mat stitched using needles. The polymer-substrate composite is then immersed in a bath of a mixture of organic solvent for the polymer and of a non-solvent for the polymer which is at least partially miscible with the solvent, until the layer is coagulated. by forming a cellular structure 15. of anastomosed micropores. The solvent is removed from the coating layer along with the non-solvent to produce a microporous layer containing no solvent. While this method gives acceptable methods for polyurethane impregnated fabric, it has the disadvantage of an organic solvent system, in part when using high performance polyurethanes which require relatively toxic solvents and high boiling point. An example of such a process is given in U.S. Patent No. 3,208,875.
Dans un autre procédé, des dispersions de polyuréthanne dans des véhicules organiques ont été proposées et utilisées pour revêtir des substrats poreux comme décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 3 100 721. Dans 30 ce système, une dispersion est appliquée à un substrat et coagulée par l'addition subséquente d'un non-solvant. Bien que cette approche ait été utilisée avec un certain succès, elle implique deux limitations principales : (1) le véhicule de la dispersion est sensiblement organique puisque des 35 quantités relativement faibles de non-solvant, de préférence l'eau, sont nécessaires pour former une dispersion ; et (2) il existe une plage utile étroite d'addition de non-solvant, en sorte que des résultats reproductibles sont difficiles à 'ΐ 3 obtenir.In another method, polyurethane dispersions in organic vehicles have been proposed and used to coat porous substrates as described in U.S. Patent No. 3,100,721. In this system, a dispersion is applied to a substrate and coagulated by the subsequent addition of a non-solvent. Although this approach has been used with some success, it involves two main limitations: (1) the vehicle of the dispersion is substantially organic since relatively small amounts of non-solvent, preferably water, are required to form a dispersion; and (2) there is a narrow useful range of non-solvent addition, so that reproducible results are difficult to obtain.
Un procédé particulièrement utile pour la préparation d'une matière en feuille composite par imprégnation d'un substrat poreux est décrit dans le brevet des Etats-5 Unis d'Amérique N° 4 171 391 cité en référence dans le présent mémoire. Dans ce système, une matière en feuille poreuse est imprégnée d'une dispersion ionique aqueuse d'un polyuréthanne et la matière d'imprégnation est coagulée en place. Le composite est ensuite séché pour former une ' 10, matière en feuille composite. La présente invention est un perfectionnement apporté à ce procédé de base et le cadre en est élargi dans quelques cas.A particularly useful process for the preparation of a composite sheet material by impregnation of a porous substrate is described in US Pat. No. 4,171,391 cited in reference herein. In this system, a porous sheet material is impregnated with an aqueous ionic dispersion of a polyurethane and the impregnation material is coagulated in place. The composite is then dried to form a composite sheet material. The present invention is an improvement made to this basic process and the framework is enlarged in some cases.
Des substrats poreux et des matières similaires imprégnés ont été proposés comme substituts du cuir en vue 15 de la préparation d'un produit ayant les mêmes caractéristiques que le cuir natürel.Porous substrates and similar impregnated materials have been proposed as substitutes for leather for the preparation of a product having the same characteristics as natural leather.
Le cuir naturel, ayant reçu le finissage correct, est apprécié pour sa durabilité et ses caractéristiques esthétiques pour diverses applications. A cause de la 20 pénurie de cuir et du coût élevé du traitement du cuir pour des applications particulières, des considérations d'ordre économique ont dicté le remplacement éventuel du cuir par des matières synthétiques dans certaines applications dans lesquelles des articles en cuir ont été utilisés. 25 Ces matières synthétiques ont été proposées et utilisées dans la réalisation dë tiges de chaussures, dans la tapisserie d'ameublement, le vêtement, la fabrication d'articles de voyage, la reliure et des applications similaires. Du fait que ces diverses applications nécessitent 30 des qualités physiques, chimiques et esthétiques différen-* tes, on doit utiliser des procédés différents mettant en oeuvre des matières différentes pour obtenir un produit acceptable qui soit comparable au cuir naturel ; toutefois, dans quelques cas, ces matières synthétiques sont faciles 35 à distinguer du cuir naturel.Natural leather, having received the correct finishing, is appreciated for its durability and its aesthetic characteristics for various applications. Because of the shortage of leather and the high cost of treating leather for particular applications, economic considerations have dictated the possible replacement of leather with plastics in certain applications in which leather articles have been used. . These synthetic materials have been proposed and used in the production of shoe uppers, in upholstery, clothing, the manufacture of travel articles, bookbinding and similar applications. Since these various applications require different physical, chemical and aesthetic qualities, different methods using different materials must be used to obtain an acceptable product which is comparable to natural leather; however, in some cases, these synthetic materials are easy to distinguish from natural leather.
Le cuir naturel obtenu à partir des peaux de grands animaux se compose de deux surfaces : une surface définissant la fleur, qui est dans la plupart des cas laNatural leather obtained from the skins of large animals consists of two surfaces: a surface defining the flower, which is in most cases the
AAT
: 4 ? surface la plus appréciée du point de vue esthétique, et la surface opposée définissant la croûte. La fleur est l'épiderme de l'animal et est très lisse, tandis que la croûte est dans la plupart du cas rugueuse et fibreuse.: 4? most appreciated surface from the aesthetic point of view, and the opposite surface defining the crust. The flower is the skin of the animal and is very smooth, while the crust is in most cases rough and fibrous.
5 Un procédé de préparation d'une matière synthé tique comme substitut du cuir implique l'imprégnation et/ou le revêtement d'une matière poreuse, par exemple d'une toile, avec un polyuréthanne, une matière vinylique ou . une matière similaire. Les polyuréthannes ont été large- 10 ment adoptés comme compositions de revêtement ou d'imprégnation à cause de leur grande capacité de variation en r ce qui concerne les propriétés chimiques et physiques, notamment leur flexibilité et leur résistance chimique.A method of preparing a synthetic material as a leather substitute involves impregnating and / or coating a porous material, for example a canvas, with a polyurethane, a vinyl material or. a similar matter. Polyurethanes have been widely adopted as coating or impregnating compositions because of their great ability to vary with respect to chemical and physical properties, especially their flexibility and chemical resistance.
Les objectifs de la préparation des substituts 15 synthétiques du cuir résident dans le fait que ces substituts doivent donner (1) des feuilles utilisables spécialement pour le cuir d'imitation et la tapisserie d'ameublement ; (2) des feuilles de largeur uniforme comme on en utilise couramment dans l'industrie textile (contraire-20 ment aux produits naturels qui subissent des pertes importantes de poids et de surface lors du découpage et du finissage) ; (3) une "souplesse d'utilisation finale, par exemple dans diverses conditions d'exposition où certains traitements chimiques facilitent l'entretien et améliorent 25 la longévité des propriétés ; et, ce qui est très important, (4) un produit dont la résistance mécanique, la main, le drapé et la douceur sont comparables à ceux du cuir naturel.The objectives of the preparation of synthetic leather substitutes lie in the fact that these substitutes must give (1) sheets usable especially for imitation leather and upholstery; (2) sheets of uniform width as is commonly used in the textile industry (unlike natural products which undergo significant losses of weight and surface during cutting and finishing); (3) "end use flexibility, for example under various exposure conditions where certain chemical treatments facilitate maintenance and improve the longevity of the properties; and, most importantly, (4) a product whose mechanical resistance, hand, drape and softness are comparable to those of natural leather.
En outre, une matière en feuille simulant le 30 cuir doit être caractérisée, lorsqu'on l'utilise pour les tiges de chaussures, par sa ressemblance avec le cuir, sans aucune transparence indésirable d'étoffe, une bonne pénétration de la vapeur d'eau par le côté non revêtu de la tige, et un "break" de la fleur analogue au cuir (forma-35 tion minimale de rides grossières). Un "break de la fleur analogue au cuir", comme cela est bien connu dans l'industrie du cuir et l'industrie de la tapisserie d'ameublement, se manifeste dans le comportement d'un cuir convenablement s 5 fini lorsqu'il est plié ou froissé. Le pli du cuir est caractérisé par un profil à courbure lisse, souvent avec de nombreuses rides fines dans la région comprimée de l'aire de formation du pli. Cela est en contraste avec les plis 5 accentués ou les rides grossières qui sont formés lorsque des papiers ou des pellicules sont pliés ; ce type d'aspect indésirable constitue ce que l'on appelle la "formation de rides en épingle".In addition, a sheet material simulating leather should be characterized, when used for shoe uppers, by its resemblance to leather, without any undesirable fabric transparency, good penetration of vapor water by the uncoated side of the stem, and a "break" of the leather-like flower (minimum formation of coarse wrinkles). A "leather-like flower break", as is well known in the leather industry and in the upholstery industry, manifests itself in the behavior of properly finished leather when it is folded or crumpled. The fold of the leather is characterized by a smoothly curved profile, often with many fine wrinkles in the compressed region of the fold-forming area. This is in contrast to the accentuated folds or coarse wrinkles which are formed when papers or films are folded; this type of undesirable aspect constitutes what is called "hairpin wrinkle formation".
La "main" du cuir est un caractère très distinctif 10 et des cuirs synthétiques ont normalement un toucher caoutchouteux qui est en contraste avec celui du cuir.The "hand" of leather is very distinctive 10 and synthetic leathers normally have a rubbery feel which is in contrast to that of leather.
Des polymères du type polyuréthanne sont utilisés depuis longtemps comme couches de revêtement ou matières d'imprégnation pour une étoffe en vue de produire des substi-15 tuts du cuir. Par exemple, on peut préparer des polyuréthannes ayant une grande résistance aux solvants et à l'abrasion, conférant l'aptitude au nettoyage à sec et une remarquable durabilité aux étoffes revêtues. La chimie de base des polyuréthannes, impliquant des réactions entre les groupes 20 isocyanate et des molécules à multiples atomes réactifs d'hydrogène, comme des polyols et des polyamines, offre une grande souplesse et une grande variabilité des propriétés chimiques et physiques finales par le choix de composés intermédiaires pour réaliser l'aptitude au traitement et 25 l'équilibre avantageux de conditions requises pour la performance finale.Polymers of the polyurethane type have long been used as coating layers or impregnating materials for a fabric for the production of leather substitutes. For example, polyurethanes having high resistance to solvents and abrasion can be prepared, imparting dry cleaning ability and remarkable durability to coated fabrics. The basic chemistry of polyurethanes, involving reactions between isocyanate groups and molecules with multiple reactive hydrogen atoms, such as polyols and polyamines, offers great flexibility and great variability in the final chemical and physical properties by choice of intermediate compounds to achieve processability and the advantageous balance of conditions required for final performance.
Il existe divers moyens d'appliquer des solutions de polyuréthanne ou d'autres polymères liquides postmûr issables à des substrats poreux, qui sont bien connus 30 de l'homme de l'art. Un article paru dans le Journal of Coated Fabrics, volume 7 (Juillet 1977), pages 43 à 57, décrit quelques-uns des systèmes industriels de revêtement, par exemple revêtement au rouleau inversé, applicateur alimenté par un réservoir, gravure, etc. On peut aussi 35 appliquer des polyuréthannes à la brosse et par pulvérisation sur des substrats poreux. Ces solutions de polyuréthanne, après imprégnation ou application sur le substrat poreux, sont séchées ou mûries par exemple à l'air chaud, aux rayons 6 % infrarouges, etc. La caractéristique de ces procédés est le dépôt d'un polymère et d'une couche analogue à un film qui tend à produire une étoffe revêtue qui, lorsqu'elle est pliée, forme des plis indésirables en arête vive au 5 lieu d'un break ressemblant à la fleur de cuir. D'autres procédés de mélange de solutions polymériques et en particulier de solutions de polyuréthanne avec des substrats poreux sont illustrés dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique N° 3 208 875 et N° 3 100 721.There are various ways of applying polyurethane or other post-curing liquid polymer solutions to porous substrates, which are well known to those of skill in the art. An article in the Journal of Coated Fabrics, volume 7 (July 1977), pages 43 to 57, describes some of the industrial coating systems, for example inverted roller coating, applicator powered by a reservoir, engraving, etc. Polyurethanes can also be applied by brush and spray on porous substrates. These polyurethane solutions, after impregnation or application to the porous substrate, are dried or cured, for example with hot air, 6% infrared rays, etc. The feature of these processes is the deposition of a polymer and a film-like layer which tends to produce a coated fabric which, when folded, forms undesirable sharp edge folds instead of a break resembling the leather flower. Other methods of mixing polymer solutions and in particular polyurethane solutions with porous substrates are illustrated in US Patents 3,208,875 and 3,100,721.
10 Un procédé perfectionné d'imprégnation d'étoffes , est révélé dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 4 171 391 ; ce procédé implique certaines étapes qui sont nécessaires pour former du cuir artificiel en feuille conformément à l'invention.An improved process for impregnating fabrics is disclosed in United States Patent No. 4,171,391; this process involves certain steps which are necessary to form artificial leather sheet in accordance with the invention.
15 Conformément à la présente invention, on propose un procédé d'imprégnation de matières en feuille poreuses et notamment de nattes piquées à l'aiguille, procédé dans lequel une imprégnation uniforme est accomplie dans un système aqueux en donnant un produit de grande résistance 20 à la déchirure et de grande intégrité.According to the present invention, there is provided a method of impregnating porous sheet materials and in particular needle-quilted mats, method in which uniform impregnation is accomplished in an aqueous system giving a product of high resistance to tear and great integrity.
L'invention propose en outre une nappe fibreuse imprégnée à structure nouvelle et originale, apte à être utilisée telle que formée ou améliorée par un traitement subséquent.The invention further provides an impregnated fibrous web with a new and original structure, suitable for use as formed or improved by a subsequent treatment.
25 Selon une autre de ses particularités, l'inven tion propose une matière en feuille simulant le cuir qui a l'aspect et les propriétés du cuir naturel et qui possède en outre certaines similitudes physiques avec le cuir.According to another of its particularities, the invention proposes a sheet material simulating leather which has the appearance and properties of natural leather and which also has certain physical similarities with leather.
Une nappe fibreuse imprégnée de résine est formée 30 d'une natte fibreuse piquée à l'aiguille et d'une résine polymérique répartie sur cette natte. Le poids spécifique de la nappe imprégnée est uniforme en tous points, la densité apparente de la nappe étant inférieure à la masse volumique réelle de la nappe, de sorte que cette dernière 35 est poreuse. La nappe imprégnée comprend des filaments qui sont revêtus et non revêtus de la résine polymérique. L'invention décrit également un procédé pour former une nappe fibreuse imprégnée.A resin-impregnated fibrous web is formed from a needle-stitched fibrous mat and a polymeric resin distributed over this mat. The specific weight of the impregnated sheet is uniform at all points, the apparent density of the sheet being less than the real density of the sheet, so that the latter is porous. The impregnated web comprises filaments which are coated and not coated with the polymeric resin. The invention also describes a method for forming an impregnated fibrous web.
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Une matière en feuille simulant le cuir est produite à partir de la nappe imprégnée. La matière en feuille simulant le cuir est formée d'une masse fibreuse imprégnée d'un polymère, avec une couche "fleur" formant une surface 5 et une couche "croûte" formant la surface opposée. La couche "fleur" a une masse volumique réelle égale à sa densité apparente et la couche "croûte" a une densité apparente inférieure à sa masse volumique réelle. La matière en feuille a une masse volumique qui décroît de la couche 10 "fleur” à la couche "croûte".A sheet material simulating leather is produced from the impregnated tablecloth. The sheet material simulating leather is formed of a fibrous mass impregnated with a polymer, with a "flower" layer forming a surface and a "crust" layer forming the opposite surface. The "flower" layer has an actual density equal to its apparent density and the "crust" layer has an apparent density lower than its actual density. The sheet material has a density which decreases from the "flower" layer to the "crust" layer.
- L'expression "densité apparente" utilisée dans le présent mémoire désigne le poids spécifique de la matière y compris les espaces remplis d'air. L'expression "masse volumique réelle" utilisée dans le présent mémoire désigne 15 la masse volumique de la matière ne contenant pas d'air, c'est-à-dire son poids spécifique.- The expression "apparent density" used in the present specification designates the specific weight of the material including the spaces filled with air. The term "actual density" used herein refers to the density of the non-air-containing material, that is, its specific gravity.
La masse fibreuse utile dans la mise en oeuvre de la présente invention comprend des étoffes tissées et tricotées, un feutre et des étoffes non tissées, par exemple 20 des feuilles liées par filage, des nattes piquées à l'aiguille et des papiers sans apprêt.Des fibres convenables de support sont les fibres naturelles, notamment coton et laine ; des fibres synthétiques tels que polyester, "Nylon", matières acryliques, matières modacryliques et rayonne.The fibrous mass useful in practicing the present invention includes woven and knitted fabrics, felt and non-woven fabrics, for example, spunbonded sheets, needle-quilted mats and papers without sizing. Suitable support fibers are natural fibers, especially cotton and wool; synthetic fibers such as polyester, "Nylon", acrylic materials, modacrylic materials and rayon.
25 La masse fibreuse consiste très avantageusement en nattes fibreuses piquées à l'aiguille, formées de ces fibres naturelles et synthétiques. De préférence, les fibres ont un denier de 1 à 5 et une longueur qui convient au cardage, par exemple 2,54 à 15,24 cm et notamment 3,81 à 7,62 cm.The fibrous mass very advantageously consists of needle-pricked fibrous mats formed from these natural and synthetic fibers. Preferably, the fibers have a denier of 1 to 5 and a length which is suitable for carding, for example 2.54 to 15.24 cm and in particular 3.81 to 7.62 cm.
30 Les nattes fibreuses piquées à l'aiguille peuvent • avoir un poids spécifique élevé, intermédiaire ou faible.30 Needle-stitched fibrous mats can • have a high, intermediate or low specific weight.
Les nattes de haut poids spécifique ont un poids spécifique maximal de 0,5 g/cm3. Ces nattes de haut poids spécifique sont normalement formées de laine. Lorsqu'on utilise des 35 fibres synthétiques pour la réalisation des nattes, les nattes de haut poids spécifique atteignent 0,25 g/cm3. De préférence, dans la mise en pratique de l'invention, les nattes fibreuses ont un poids spécifique de 0,08 à 0,5 g/cm3.High specific weight mats have a maximum specific weight of 0.5 g / cm3. These high specific weight mats are normally made of wool. When synthetic fibers are used for making the mats, the mats of high specific gravity reach 0.25 g / cm 3. Preferably, in the practice of the invention, the fibrous mats have a specific weight of 0.08 to 0.5 g / cm 3.
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8 L'épaisseur des nattes peut atteindre 1,27 cm et se situe de préférence entre 3,05 et 10,16 mm, avec une épaisseur minimale de 0,76 mm. En outre, les nattes sont caractérisées comme étant des "nattes à saturation", qui ont une 5 grande intégrité due à l'opération de piquage à l'aiguille par opposition à des nattes liées légèrement, présentant quelques piqûres d'aiguille et d'intégrité faible ou nulle.8 The thickness of the mats can reach 1.27 cm and is preferably between 3.05 and 10.16 mm, with a minimum thickness of 0.76 mm. In addition, the mats are characterized as "saturation mats", which have great integrity due to the needle pricking operation as opposed to lightly bound mats, having some needle and needle bites. little or no integrity.
Les résines polymériques utiles à la mise en oeuvre de la présente invention sont de préférence des 10 résines polymériques qui sont capables de solubilisation, de dispersion ou de mise en émulsion dans l'eau et d'une coagulation subséquente dans le système aqueux avec un agent coagulant ionique.The polymeric resins useful for practicing the present invention are preferably polymeric resins which are capable of solubilization, dispersion or emulsification in water and subsequent coagulation in the aqueous system with an agent ionic coagulant.
Un système polymérique apprécié est un système 15 qui est synthétisé à partir de monomères acryliques tels que les acrylates et méthylacrylates d'alkyle, l'acrylo-nitrile, le méthylacrylonitrile et d'autres monomères acryliques bien connus. Ces monomères acryliques peuvent être polymérisés par polymérisation en émulsion pour for-20 mer un latex ou par d'autres mécanismes de polymérisation par radicaux libres et ils peuvent être ensuite solubilisés ou émulsionnés dans l'eau. Le système de mise en émulsion ou de solubilisation doit être choisi de manière que lorsque l'émulsion est mise en contact avec un acide concentré 25 ou une base concentrée, le polymère coagule dans le système aqueux et soit rendu sensiblement insoluble.A preferred polymeric system is one which is synthesized from acrylic monomers such as alkyl acrylates and methylacrylates, acrylonitrile, methylacrylonitrile and other well known acrylic monomers. These acrylic monomers can be polymerized by emulsion polymerization to form a latex or by other free radical polymerization mechanisms and they can then be solubilized or emulsified in water. The emulsion or solubilization system should be chosen such that when the emulsion is contacted with a concentrated acid or a concentrated base, the polymer coagulates in the aqueous system and is made substantially insoluble.
On utilise très avantageusement des polyuréthannes émulsionnés ou dispersés dans l'eau. Des exemples des polyuréthannes émulsionnés comprennent ceux qui sont révélés 30 dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 2 968 575, préparés et dispersés dans l'eau à l'aide de détergents sous l'action de grandes forces de cisaillement. Lorsque ces émulsions de polyuréthanne sont formées, l'agent émulsionnant ou détergent doit être une substance qui est de 35 nature ionique, de manière qu'un ion complémentaire puisse être ajouté au système aqueux pour coaguler le polymère.Polyurethanes emulsified or dispersed in water are very advantageously used. Examples of the emulsified polyurethanes include those disclosed in U.S. Patent No. 2,968,575, prepared and dispersed in water using detergents under the action of large shear forces. When these polyurethane emulsions are formed, the emulsifying agent or detergent must be a substance which is ionic in nature, so that a complementary ion can be added to the aqueous system to coagulate the polymer.
Les polyuréthannes utiles à la mise en oeuvre de l'invention sont très avantageusement ceux qui sont réputés susceptibles de dispersion ionique dans l'eau.The polyurethanes useful for the implementation of the invention are very advantageously those which are known to be capable of ionic dispersion in water.
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Le système de choix pour la préparation des dispersions aqueuses ioniques de polyuréthannes consiste à préparer des polymères qui portent des groupes acide libres, de préférence des groupes acide carboxylique en 5 liaison de covalence avec l'épine dorsale du polymère.The system of choice for the preparation of aqueous ionic dispersions of polyurethanes consists in preparing polymers which carry free acid groups, preferably carboxylic acid groups in covalent bond with the backbone of the polymer.
Par neutralisation de ces groupes carboxyle avec une amine, de préférence une mono-amine hydrosoluble, on obtient l'aptitude à la dilution par l'eau. Le composé portant le groupe carboxylique doit être convenablement choisi 10 parce que les isocyanates, composants nécessaires de tout système de polyuréthanne, sont généralement réactifs envers des groupes carboxyle. Toutefois, comme décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 3 412 054, que l'on pourra consulter, on peut faire réagir des acides carboxy-15 liques à substituants 2,2-hydroxyméthyle avec des polyiso-cyanates organiques sans réaction notable entre l'acide et les groupes isocyanate à cause de l'encombrement stérique du groupe carboxyle par les groupes alkyle adjacents. Cette approche permet d'obtenir le polymère carboxylique 20 désiré dont les groupes carboxyle sont neutralisés avec la mono-amine tertiaire, pour obtenir un sel d'ammonium quaternaire interne et, par conséquent, l'aptitude à la dilution par l'eau.By neutralizing these carboxyl groups with an amine, preferably a water-soluble mono-amine, the ability to dilute with water is obtained. The compound bearing the carboxylic group should be suitably chosen because the isocyanates, necessary components of any polyurethane system, are generally reactive towards carboxyl groups. However, as described in U.S. Patent No. 3,412,054, which may be consulted, 2,2-hydroxymethyl substituted carboxylic acids can be reacted with organic polyisocyanates without significant reaction between the acid and the isocyanate groups because of the steric hindrance of the carboxyl group by the adjacent alkyl groups. This approach makes it possible to obtain the desired carboxylic polymer, the carboxyl groups of which are neutralized with the tertiary mono-amine, in order to obtain an internal quaternary ammonium salt and, consequently, the ability to dilute with water.
Des acides carboxyliques convenables et, de pré-Suitable carboxylic acids and, for example,
AAT
25 férence, les acides carboxyliques à encombrement stérique, sont bien connus et faciles à obtenir. Par exemple, on peut les préparer à partir d'un aldéhyde qui porte en position alpha au moins 2 atomes d'hydrogène qui sont amenés à réagir en présence d'une base avec 2 équivalents de formaldéhyde 30 pour former le 2,2-hydroxyméthylaldéhyde. L'aldéhyde est * ensuite oxydé en l'acide par des opérations bien connues de l'homme de l'art. Ces acides sont représentés par la formule générale :In particular, sterically hindered carboxylic acids are well known and readily available. For example, they can be prepared from an aldehyde which carries in the alpha position at least 2 hydrogen atoms which are reacted in the presence of a base with 2 equivalents of formaldehyde to form 2,2-hydroxymethylaldehyde . The aldehyde is then oxidized to the acid by operations well known to those skilled in the art. These acids are represented by the general formula:
CHo0HCHo0H
I 2I 2
35 R - C - COOH35 R - C - COOH
CH 2 OHCH 2 OH
dans laquelle R représente l'hydrogène ou un radical alkyle ayant jusqu'à 20 atomes de carbone et de préférence jusqu'à 10 8 atomes de carbone. Un acide apprécié est l’acide 2,2-di-(hydroxyméthyl)-propionique. Les polymères portant les groupes carboxyle sont caractérisés comme étant des polymères anioniques du type polyuréthanne.in which R represents hydrogen or an alkyl radical having up to 20 carbon atoms and preferably up to 10 8 carbon atoms. A preferred acid is 2,2-di- (hydroxymethyl) -propionic acid. The polymers carrying the carboxyl groups are characterized as being anionic polymers of the polyurethane type.
5 En outre, conformément à la présente invention, une autre façon de conférer l'aptitude à la dilution par l'eau consiste à utiliser un polyuréthanne cationique porteur de deux groupes amino. De tels polyuréthannes cationiques sont décrits dans le brevet des Etats-Unis d'Améri-10 que N° 4 066 591, dont on pourra consulter notamment l'exemple XVII. Dans le contexte de la présente invention, il est préférable d'utiliser le polyuréthanne anionique.Furthermore, in accordance with the present invention, another way of imparting the dilutability with water is to use a cationic polyurethane carrying two amino groups. Such cationic polyurethanes are described in the patent of the United States of America 10 as No. 4,066,591, of which one can consult in particular Example XVII. In the context of the present invention, it is preferable to use the anionic polyurethane.
Les polyuréthannes utiles à la mise en oeuvre de la présente invention impliquent plus particulièrement 15 la réaction de di- ou de polyisocyanates et de composés porteurs de multiples atomes réactifs d'hydrogène, qui conviennent à la préparation de polyuréthannes. Ces diiso-cyanates et composés porteurs d’hydrogène réactif sont décrits en détail dans les brevets des Etats-Unis d'Amé-20 rique N° 3 412 034 et N° 4 046 729. En outre, les procédés de préparation de ces polyuréthannes sont bien connus et décrits par exemple dans les brevets mentionnés ci-dessus. Conformément à la présente invention, des diisocyanates aromatiques, aliphatiques et cyclo-aliphatiques ou leurs 25 mélanges peuvent être utilisés dans la formation du polymère. Ces diisocyanates sont, par exemple,le 2,4-diiso-cyanatotoluène ; le 2,6-diisocyanatotoluène ; le méta-phénylène-diisocyanate, le biphénylène-4,4-diisocyanate ; le méthylène-bis-(4-phénylisocyanate) ; le 4-chloro-1,3-30 phénylène-diisocyanate, le naphtylène-1,5-diisocyanate, ‘ le tétraméthylène-1,4-diisocyanate ; 1'hexaméthylène-1,6- diisocyanate ; le décaméthylène-1,10-diisocyanate ; le cyclohexylène-1,4-diisocyanate, le méthylène-bis-(4-cyclo-hexylisocyanate) ; le tétrahydronaphtylène-diisocyanate, 35 le diisocyanate d'isophorone, etc. Dans la mise en oeuvre de la présente invention, on utilise très avantageusement les diisocyanates d'arylène et les diisocyanates cycloaliphatiques .The polyurethanes useful in the practice of the present invention more particularly involve the reaction of di- or polyisocyanates and of compounds bearing multiple reactive hydrogen atoms, which are suitable for the preparation of polyurethanes. These diiso-cyanates and compounds carrying reactive hydrogen are described in detail in US Pat. Nos. 3,412,034 and 4,046,729. In addition, the processes for preparing these polyurethanes are well known and described for example in the patents mentioned above. In accordance with the present invention, aromatic, aliphatic and cycloaliphatic diisocyanates or mixtures thereof can be used in the formation of the polymer. These diisocyanates are, for example, 2,4-diiso-cyanatotoluene; 2,6-diisocyanatotoluene; meta-phenylene diisocyanate, biphenylene-4,4-diisocyanate; methylene-bis- (4-phenylisocyanate); 4-chloro-1,3-30 phenylene diisocyanate, naphthylene-1,5-diisocyanate, ‘tetramethylene-1,4-diisocyanate; Hexamethylene-1,6-diisocyanate; decamethylene-1,10-diisocyanate; cyclohexylene-1,4-diisocyanate, methylene-bis- (4-cyclo-hexylisocyanate); tetrahydronaphthylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, etc. In the implementation of the present invention, arylene diisocyanates and cycloaliphatic diisocyanates are very advantageously used.
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Les diisocyanates d'arylène comprennent de façon caractéristique ceux dans lesquels le groupe iso-cyanato est attaché au noyau aromatique. Les isocyanates que l'on apprécie le plus sont les isomères 2,4 et 2,6 du 5 diisocyanatotoluène et leurs mélanges, en raison de la facilité avec laquelle on les obtient et de leur réactivité. En outre, les diisocyanates cyclo-aliphatiques utilisés le plus avantageusement dans la mise en oeuvre de la pré-; sente invention sont le 4,4'-méthylène-bis-(cyclohexyl- 10 isocyanate) et le diisocyanate d'isophorone.Arylene diisocyanates typically include those in which the iso-cyanato group is attached to the aromatic ring. The most preferred isocyanates are the 2,4 and 2,6 isomers of diisocyanatotoluene and mixtures thereof, due to the ease with which they are obtained and their reactivity. In addition, the cycloaliphatic diisocyanates used most advantageously in the implementation of the pre-; The invention is 4,4'-methylene-bis- (cyclohexylisocyanate) and isophorone diisocyanate.
Le choix des diisocyanates aromatiques ou aliphatiques est basé sur l'application finale à laquelle on destine la matière particulière. Comme cela est bien connu de l'homme de l'art, les isocyanates aromatiques peuvent 15 être utilisés lorsque le produit final n'est pas exposé excessivement aux rayons ultraviolets, ce qui tend à faire jaunir de telles compositions polymériques ; tandis que les diisocyanates aliphatiques peuvent être plus avantageusement utilisés dans des applications extérieures et 20 ont moins tendance à jaunir par exposition aux rayons ultraviolets. Bien que ces principes forment une base générale pour le choix de l'isocyanate particulier à utiliser, les diisocyanates aromatiques peuvent encore être stabilisés par des agents bien connus de stabilisation à 25 la lumière ultraviolette, dans l'intérêt des propriétés finales de la matière en feuille imprégnée de polyuréthanne. En outre, des anti-oxydants peuvent être ajoutés dans les proportions admises en pratique pour améliorer les caractéristiques du produit final. Des exemples d'anti-30 oxydants sont les thio-éthers et les anti-oxydants phénoliques tels que le 4,4-butylidène-bis-méta-crésol et le 2,6-di-tertio-butyl-para-crésol.The choice of aromatic or aliphatic diisocyanates is based on the final application for which the particular material is intended. As is well known to those skilled in the art, aromatic isocyanates can be used when the final product is not excessively exposed to ultraviolet rays, which tends to yellow such polymeric compositions; while aliphatic diisocyanates can be more advantageously used in exterior applications and are less likely to turn yellow upon exposure to ultraviolet rays. Although these principles form a general basis for the choice of the particular isocyanate to be used, the aromatic diisocyanates can still be stabilized by well known ultraviolet light stabilizers, in the interest of the final properties of the material. sheet impregnated with polyurethane. In addition, antioxidants can be added in the proportions accepted in practice to improve the characteristics of the final product. Examples of antioxidants are thioethers and phenolic antioxidants such as 4,4-butylidene-bis-meta-cresol and 2,6-di-tertio-butyl-para-cresol.
On fait réagir l'isocyanate avec les composés portant plusieurs atomes réactifs d'hydrogène tels que 35 des diols, des diamines ou des triols. Dans le cas de diols ou de triols, il s'agit normalement d'éther-polyols polyalkyléniques ou de polyester-polyols. Un éther-polyol polyalkylénique constitue la matière polymérique contenant 12 de l'hydrogène actif que l'on préfère pour la formulation du polyuréthanne. Les polyglycols les plus utiles ont un poids moléculaire de 50 à 10 000 et aux fins de la présente invention, les plus appréciés ont un poids moléculaire 5 d'environ 400 à 7000. En outre, les polyéther-polyols améliorent la flexibilité proportionnellement à l'élévation de leur poids moléculaire.The isocyanate is reacted with compounds carrying more than one reactive hydrogen atom such as diols, diamines or triols. In the case of diols or triols, these are normally polyalkylene ether-polyols or polyester polyols. A polyalkylene ether polyol is the polymeric material containing 12 of the preferred active hydrogen for the formulation of the polyurethane. The most useful polyglycols have a molecular weight of 50-10,000 and for the purposes of the present invention the most preferred have a molecular weight of about 400-7000. In addition, polyether polyols improve flexibility in proportion to increase in their molecular weight.
Des exemples de polyéther-polyols comprennent, à titre non limitatif, un polyéthylène-éther-glycol, un 10 polypropylène-éther-glycol, un polytétraméthylène-éther-glycol, un polyhexaméthylène-éther-glycol, un polyocta- » méthylène-éther-glycol, un polydécaméthylène-éther-glycol, un polydodécaméthylène-éther-glycol et leurs mélanges. Des polyglycols contenant plusieurs radicaux différents dans 15 la chaîne moléculaire, tels que par exemple le composé de formule HOÎCE^CX^H^O) nH où n est un nombre entier supérieur à 1, peuvent aussi être utilisés.Examples of polyether polyols include, but are not limited to, a polyethylene ether glycol, a polypropylene ether glycol, a polytetramethylene ether glycol, a polyhexamethylene ether glycol, a polyethylene methyl ether- glycol, a polydecamethylene-ether-glycol, a polydodecamethylene-ether-glycol and mixtures thereof. Polyglycols containing several different radicals in the molecular chain, such as for example the compound of formula HOÎCE ^ CX ^ H ^ O) nH where n is an integer greater than 1, can also be used.
Le polyol peut aussi être un polyester terminé par un groupe hydroxy ou à groupe hydroxy latéral, qui 20 peut être utilisé à la place des polyalkylène-ether-glycols ou en association avec eux. Des exemples de ces polyesters sont ceux qui sont formés par réaction d'acides, d'esters ou d'halogénures d'acides avec des glycols. Des glycols convenables sont des polyméthylène-glycols tels que l'éthy-25 lène-, le propylène-, le tétraméthylène- ou le décaméthylène-glycol ; des méthylène-glycols substitués tels que le 2,2-diméthyl-1,3-propane-diol, des glycols cycliques, tels que le cyclohexane-diol et des glycols aromatiques. Des glycols aliphatiques sont généralement préférés lorsque la flexibi-30 lité est une propriété désirée. Ces glycols sont amenés à réagir avec des acides dicarboxyliques aliphatiques, cycloaliphatiques ou aromatiques ou des esters alkyliques inférieurs ou des dérivés formant des esters pour produire des polymères de poids moléculaire relativement bas, ayant de 35 préférence un point de fusion inférieur à environ 70°C et un poids moléculaire tel que ceux qui sont indiqués pour les polyalkylène-éther-glycols. Des acides utiles à la préparation de ces polyesters sont, par exemple, les acides » 13 phtalique, maléique, succinique, adipique, subérique, séba-cique, téréphtalique et hexahydrophtalique et les dérivés alkylés et halogénés de ces acides. On peut aussi utiliser, en outre, une polycaprolactone terminée par des groupes 5 hydroxyle.The polyol can also be a polyester terminated with a hydroxy group or a side hydroxy group, which can be used in place of or in combination with polyalkylene ether glycols. Examples of these polyesters are those which are formed by the reaction of acids, esters or acid halides with glycols. Suitable glycols are polymethylene glycols such as ethylene, propylene, tetramethylene or decamethylene glycol; substituted methylene glycols such as 2,2-dimethyl-1,3-propane diol, cyclic glycols, such as cyclohexane diol and aromatic glycols. Aliphatic glycols are generally preferred when flexibility is a desired property. These glycols are reacted with aliphatic, cycloaliphatic or aromatic dicarboxylic acids or lower alkyl esters or ester-forming derivatives to produce polymers of relatively low molecular weight, preferably having a melting point below about 70 ° C. and a molecular weight such as those indicated for polyalkylene ether glycols. Acids useful in the preparation of these polyesters are, for example, phthalic, maleic, succinic, adipic, suberic, sebacic, terephthalic and hexahydrophthalic acids and the alkylated and halogenated derivatives of these acids. It is also possible to use, in addition, a polycaprolactone terminated with hydroxyl groups.
Un polyuréthanne particulièrement utile est le polyuréthanne réticulé qui est décrit en détail dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 947 544 déposée le 2 Octobre 1978 au nom de Andrea Russiello et 10 intitulée "Crosslinked Polyurethane Dispersions".A particularly useful polyurethane is the crosslinked polyurethane which is described in detail in United States patent application No. 947,544 filed October 2, 1978 in the name of Andrea Russiello and entitled "Crosslinked Polyurethane Dispersions".
L'expression "agent dispersant ionique" utilisée dans le présent mémoire désigne un acide ou une base ioni-sable capable de former un sel avec l'agent solubilisant.The expression "ionic dispersing agent" used in the present specification designates an ionisable acid or base capable of forming a salt with the solubilizing agent.
Ces "agents dispersants ioniques" sont des amines et de 15 préférence des amines hydrosolubles telles que la triéthyl-amine, la tripropylamine, la N-éthylpipéridine, etc. ; ainsi que des acides de préférence hydrosolubles tels que les acides acétique, propionique, lactique, etc. Naturellement, un acide ou une amine est choisi en fonction du 20 groupe solubilisant attaché à la chaîne du polymère.These "ionic dispersing agents" are amines and preferably water-soluble amines such as triethylamine, tripropylamine, N-ethylpiperidine, etc. ; as well as preferably water-soluble acids such as acetic, propionic, lactic, etc. Naturally, an acid or an amine is chosen depending on the solubilizing group attached to the polymer chain.
Le comportement élastomérique désiré nécessiterait en général environ 25-80 % en poids de polyol à chaîne longue (c'est-à-dire un poids équivalent de 700 à 2000) dans le polymère. Le degré d'allongement et d'élasticité 25 peut varier largement d'un produit à l’autre selon les propriétés désirées du produit final.The desired elastomeric behavior would generally require about 25-80% by weight of long chain polyol (i.e., an equivalent weight of 700 to 2000) in the polymer. The degree of elongation and elasticity can vary widely from one product to another depending on the desired properties of the final product.
Pour former les polyuréthannes utiles à la mise en oeuvre de l'invention, on fait réagir le polyol et un excès molaire de diisocyanate pour former un polymère à 30 terminaison isocyanate. Bien que des conditions réactionnelles et des durées et températures de réaction convenables varient selon l'isocyanate et le polyol particuliers que l'on utilise, le spécialiste connaît bien ces variations. L'homme de l'art est conscient de ce que la réactivité 35 des ingrédients impliqués nécessite l'équilibre de la vitesse de réaction avec des réactions secondaires indésirables entraînant une altération de la couleur et du poids moléculaire. Normalement, la réaction est conduite sous 14 agitation entre environ 50 et environ 120°C pendant environ 1 à 4 heures. Pour créer des groupes carboxyle latéraux, on fait réagir le polymère à terminaison isocyanate avec une quantité molaire insuffisante d'un dihydroxyacide, 5 pendant 1 à 4 heures à une température de 50 à 120°C pour former un prépolymère à terminaison isocyanate. L'acide est avantageusement ajouté sous la forme d'une solution, par exemple dans la N-méthyl-1,2-pyrrolidone et le N,N-diméthylformamide. Le solvant de l'acide ne dépasse norma-10 lement pas environ 5 % de la charge totale, en vue de minimiser la concentration en solvant organique dans la composition de polyuréthanne. Lorsque le dihydroxyacide a été incorporé par réaction à la chaîne du polymère, les groupes carboxyle latéraux sont neutralisés avec une amine 15 à environ 58-75°C pendant environ 20 minutes et l'allongement de chaîne et la dispersion sont effectués par addition d'eau sous agitation. Une diamine hydrosoluble peut être ajoutée à l'eau comme agent additionnel d'allongement de chaîne. L'allongement de chaîne implique la réaction des 20 groupes isocyanato restants avec l'eau pour former des groupes urée et pour polymériser davantage la matière polymérique et il résulte que la totalité des groupes isocyanato ont réagi du fait de l'addition à un grand excès stoechiométrique d'eau. Il y a lieu de remarquer que les poly-25 uréthannes de l'invention sont de nature thermoplastique, c'est-à-dire qu'ils ne sont pas capables d'une post-maturation prolongée après leur formation, excepté par l'addition d'un agent externe de maturation. De préférence, aucun agent de ce genre n'est ajouté pour former la feuille composite.To form the polyurethanes useful for carrying out the invention, the polyol and a molar excess of diisocyanate are reacted to form an isocyanate-terminated polymer. Although suitable reaction conditions and reaction times and temperatures will vary depending on the particular isocyanate and polyol that is used, those skilled in the art are well aware of these variations. Those skilled in the art are aware that the reactivity of the ingredients involved necessitates the equilibrium of the reaction rate with undesirable side reactions leading to an alteration in color and molecular weight. Normally, the reaction is carried out with stirring between about 50 and about 120 ° C for about 1 to 4 hours. To create side carboxyl groups, the isocyanate-terminated polymer is reacted with an insufficient molar amount of a dihydroxy acid for 1 to 4 hours at a temperature of 50 to 120 ° C to form an isocyanate-terminated prepolymer. The acid is advantageously added in the form of a solution, for example in N-methyl-1,2-pyrrolidone and N, N-dimethylformamide. The acid solvent normally does not exceed about 5% of the total charge, in order to minimize the concentration of organic solvent in the polyurethane composition. When the dihydroxy acid has been incorporated by reaction into the polymer chain, the side carboxyl groups are neutralized with an amine at approximately 58-75 ° C for approximately 20 minutes and the chain extension and the dispersion are carried out by addition of water with stirring. A water-soluble diamine can be added to water as an additional chain extender. Chain extension involves the reaction of the remaining 20 isocyanato groups with water to form urea groups and to further polymerize the polymeric material and as a result all of the isocyanato groups have reacted due to the addition to a large excess water stoichiometric. It should be noted that the poly-urethanes of the invention are of a thermoplastic nature, that is to say that they are not capable of prolonged post-maturation after their formation, except by addition of an external ripening agent. Preferably, no such agent is added to form the composite sheet.
30 On utilise une quantité suffisante d'eau pour disperser le polyuréthanne à une concentration d'environ 10 à 40 % en poids de matières solides et avec une viscosité en dispersion dans la plage de 10 à 1000 mPa.s. On peut ajuster la viscosité conformément aux propriétés par-35 ticulières d'imprégnation que l'on désire et par la composition particulière en dispersion, comme dicté dans chaque cas par les caractéristiques du produit final. Il y a lieu de remarquer qu'aucun émulsionnant ni épaississant n'est 1 15 désiré pour la stabilité des dispersions.Sufficient water is used to disperse the polyurethane at a concentration of about 10 to 40% by weight of solids and with a viscosity in dispersion in the range of 10 to 1000 mPa.s. The viscosity can be adjusted in accordance with the particular impregnation properties desired and by the particular composition in dispersion, as dictated in each case by the characteristics of the final product. It should be noted that no emulsifier or thickener is desired for the stability of the dispersions.
L'homme de l'art connaît des moyens de modifier la dispersion primaire de polyuréthanne conformément aux usages auxquels le produit final est destiné, par exemple 5 l'addition d'agents colorants, de dispersions de polymères vinyliques compatibles, de composés filtrant les rayons ultraviolets, d'agents de stabilisation contre l'oxydation, etc.Those skilled in the art are aware of means of modifying the primary dispersion of polyurethane in accordance with the uses for which the final product is intended, for example the addition of coloring agents, dispersions of compatible vinyl polymers, compounds filtering the rays. UV stabilizers, stabilizers against oxidation, etc.
La caractérisation des dispersions préparées con-10 formément à l'invention est effectuée par des mesures de la teneur en substances non volatiles, du diamètre des particules, par des mesures de viscosité et par les propriétés d'effort-déformation déterminées sur des bandes d'une pellicule coulée.The characterization of the dispersions prepared in accordance with the invention is carried out by measurements of the content of non-volatile substances, of the diameter of the particles, by measurements of viscosity and by the stress-strain properties determined on strips of 'a cast film.
15 La plage de concentrations qui est utile à la mise en oeuvre de 1'invention est régie par le pourcentage désirable d'addition de polymère à la natte piquée à l'aiguille.The range of concentrations which is useful for practicing the invention is governed by the desired percentage of polymer addition to the needle quilted mat.
La viscosité en dispersion se situe généralement 20 dans la plage de 10 à 1000 mPa.s. La faible viscosité par rapport à celle de polymères identiques à la même teneur en matières solides dans des solutions de ces polymères dans un solvant organique, facilite une pénétration rapide et totale de la dispersion aqueuse et la pénétration subsé-25 quente du coagulant. Des solutions utiles de polyuréthannes ont généralement, en revanche, des viscosités de plusieurs milliers de mPa.s, pouvant atteindre 50 000 mPa.s à des concentrations de 20 à 30 %.The viscosity in dispersion is generally in the range of 10 to 1000 mPa.s. The low viscosity compared to that of polymers identical to the same solids content in solutions of these polymers in an organic solvent, facilitates rapid and total penetration of the aqueous dispersion and subsequent penetration of the coagulant. Useful solutions of polyurethanes generally have, on the other hand, viscosities of several thousand mPa.s, which can reach 50,000 mPa.s at concentrations of 20 to 30%.
Les polymères doivent être imprégnés dans la 30 natte de fibres en proportion d'au moins 70 % en poids de matière ajoutée sur la base du poids de la natte fibreuse, cette proportion pouvant aller jusqu'à environ 400 % en poids. De préférence, la résine polymérique est imprégnée en proportion d'environ 200 à 300 % en poids sur la base 35 du poids de la natte fibreuse.The polymers should be impregnated into the fiber mat in a proportion of at least 70% by weight of added material based on the weight of the fibrous mat, this proportion being up to about 400% by weight. Preferably, the polymeric resin is impregnated in a proportion of about 200 to 300% by weight based on the weight of the fibrous mat.
La coagulation est effectuée par contact du substrat imprégné avec une solution aqueuse d'un milieu ionique destiné à remplacer ioniquement l'ion solubilisant.Coagulation is carried out by contact of the impregnated substrate with an aqueous solution of an ionic medium intended to ionically replace the solubilizing ion.
5 16 ' Théoriquement, bien qu'on ne désire pas s'attacher à une telle théorie, dans le cas d'un polymère solubilisé par voie anionique, l'amine qui neutralise le polyuréthanne porteur de groupes carboxyle est remplacée par un ion 5 hydrogène qui rétablit l'ion carboxyle anionique, en ramenant ainsi le polymère à son état initial "non susceptible de dilution". Cela provoque la coagulation du polymère dans la structure du substrat.5 16 'Theoretically, although no such theory is desired, in the case of an anionically solubilized polymer, the amine which neutralizes the polyurethane carrying carboxyl groups is replaced by a hydrogen ion which restores the anionic carboxyl ion, thereby bringing the polymer back to its initial "not susceptible to dilution" state. This causes the polymer to coagulate in the structure of the substrate.
Dans le cas du polymère anionique, des solutions 10 aqueuses d'acide acétique à des concentrations de 0,5 à environ 75 % constituent un coagulant ionique convenable pour les dispersions anioniques et sont préférables à des acides plus forts à cause de la relative facilité de manipulation, du faible pouvoir corrosif et de la possibilité 15 d'élimination.In the case of the anionic polymer, aqueous solutions of acetic acid at concentrations of 0.5 to about 75% constitute an ionic coagulant suitable for anionic dispersions and are preferable to stronger acids because of the relative ease of handling, low corrosiveness and the possibility of elimination.
Un "relargage" destiné à coaguler la dispersion par l'addition du sel neutre est réalisable, mais n'est pas apprécié à cause de la grande quantité de sel nécessaire, environ 10 fois la concentration de l'acide, et des 20 problèmes de contamination du produit qui en découlent.A "release" intended to coagulate the dispersion by the addition of the neutral salt is achievable, but is not appreciated because of the large amount of salt required, about 10 times the concentration of the acid, and the problems of contamination of the resulting product.
Pour imprégner la natte cousue avec la résine polymérique comme indiqué dans le présent mémoire, la natte est immergée dans une émulsion ou dispersion ionique aqueuse à une concentration suffisante pour qu'il y ait une intro-25 duction d'au moins 70 % en poids. Lors de l'immersion de la natte dans l'émulsion ou dispersion aqueuse, la natte peut être pressée pour chasser l'air de manière que l'émulsion ou la dispersion s'imprègne totalement dans la natte. Cette dernière, à présent entièrement imprégnée de la dis-30 persion ou de l'émulsion aqueuse, passe entre des rouleaux essuyeurs ou similaires qui enlèvent la dispersion ou l'émulsion en excès à la surface de la natte imprégnée.To impregnate the sewn mat with the polymeric resin as indicated in the present specification, the mat is immersed in an aqueous ionic emulsion or dispersion at a concentration sufficient for there to be an introduction of at least 70% by weight. . When the mat is immersed in the emulsion or aqueous dispersion, the mat can be pressed to expel the air so that the emulsion or dispersion is completely impregnated in the mat. The latter, now fully impregnated with the dispersing agent or the aqueous emulsion, passes between wiping rollers or the like which remove the excess dispersion or emulsion on the surface of the impregnated mat.
La natte est ensuite plongée dans un bain contenant 1 ' ion complémentaire pour produire la coagulation, la matière 35 contenant l'ion complémentaire pénétrant dans la natte par diffusion et produisant la coagulation de la résine dans la structure fibreuse. Après la coagulation, la natte est essorée pour éliminer l'eau en excès et elle est séchée » = 17 pour former la nappe imprégnée.The mat is then immersed in a bath containing the complementary ion to produce coagulation, the material containing the complementary ion penetrating into the mat by diffusion and producing the coagulation of the resin in the fibrous structure. After coagulation, the mat is wrung out to remove excess water and it is dried "= 17 to form the impregnated sheet.
Ce procédé constitue un perfectionnement par rapport au procédé décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 4 171 391 précité, en ce qui concerne l'obten-5 tion de produits particuliers. Les différences qui existent entre le procédé dudit brevet et le procédé de la présente invention résident dans le fait que la natte est entièrement saturée, c'est-à-dire qu'elle ne retient pas d'air, la dispersion ou émulsion aqueuse étant ainsi finalement 10 ajoutée en proportion d'au moins 70 % en poids de résine polymérique sur la base du poids de la natte. En raison de ces différences,on obtient une structure nouvelle dans laquelle la natte présente en tous points un poids spécifique uniforme et la densité apparente de la nappe est inférieure 15 à sa masse volumique réelle.This process constitutes an improvement compared to the process described in the aforementioned patent of the United States of America No. 4,171,391, as regards the obtaining of particular products. The differences which exist between the process of the said patent and the process of the present invention reside in the fact that the mat is completely saturated, that is to say that it does not retain air, the aqueous dispersion or emulsion being thus finally added in proportion of at least 70% by weight of polymeric resin based on the weight of the mat. Owing to these differences, a new structure is obtained in which the mat has a uniform specific gravity at all points and the apparent density of the sheet is less than its actual density.
Lorsque la nappe imprégnée a été formée, un gradient de poids spécifique y est conféré de manière à former une matière en feuille simulant le cuir. Lors de la formation de la matière en feuille simulant le cuir, 20 la composition d'imprégnation de la nappe consiste de préférence en polymères qui, sous la forme de particules, sont capables de se souder les uns aux autres dans des conditions mettant en oeuvre la chaleur et la pression. Normalement, ces polymères sont thermoplastiques. Toutefois, 25 certains polymères réticulés capables de coalescence peuvent aussi être utilisés. Plus particulièrement, des polyuréthannes décrits dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 947 544 précité se sont montrés spécialement utiles à la mise en oeuvre de la présente invention pour 30 développer le gradient désiré de poids spécifique dans toute l'épaisseur de la matière.When the impregnated sheet has been formed, a specific weight gradient is imparted thereto so as to form a sheet material simulating leather. When forming the sheet material simulating leather, the impregnation composition of the web preferably consists of polymers which, in the form of particles, are capable of being welded to each other under working conditions heat and pressure. Normally, these polymers are thermoplastic. However, certain crosslinked polymers capable of coalescence can also be used. More particularly, the polyurethanes described in the aforementioned United States patent application No. 947,544 have been found to be especially useful in the practice of the present invention for developing the desired density gradient throughout the material thickness.
Les caractéristiques de la matière en feuille simulant le cuir, conformément à la présente invention, sont principalement des particularités physiques selon 35 lesquelles un gradient de poids spécifique est créé d'un côté de la matière en feuille jusqu'au côté opposé de cette matière. De préférence, le gradient de poids spécifique est uniforme. Une surface de la masse fibreuse imprégnée 4 18 définit une couche "fleur", qui a une masse volumique réelle égale à sa densité apparente.The characteristics of the leather-like sheet material in accordance with the present invention are mainly physical features whereby a density gradient is created from one side of the sheet material to the opposite side of that material. Preferably, the specific gravity gradient is uniform. An area of the impregnated fibrous mass 4 18 defines a "flower" layer, which has an actual density equal to its apparent density.
Cette couche "fleur" simule étroitement la couche "fleur" du cuir naturel. Du côté opposé de la matière en 5 feuille se trouve une surface qui définit la couche "croûte" dont la densité apparente est inférieure à la masse volumique réelle, un gradient de masse volumique, de préférence uniforme, existant en tous points de la matière. La couche "croûte" est un peu plus fibreuse et simule la couche 10 "croûte" du cuir naturel.This "flower" layer closely simulates the "flower" layer of natural leather. On the opposite side of the sheet material is a surface which defines the "crust" layer whose bulk density is less than the actual density, a density gradient, preferably uniform, existing at all points of the material. The "crust" layer is a little more fibrous and simulates the "crust" layer 10 of natural leather.
Le polymère est présent dans la feuille simulant le cuir en proportion d'au moins 70 % en poids par rapport au poids de la masse fibreuse.The polymer is present in the sheet simulating the leather in a proportion of at least 70% by weight relative to the weight of the fibrous mass.
Normalement, la masse volumique de la couche 15 "croûte" représente jusqu'à environ 75 % de celle de la couche "fleur" pour créer une couche "fleur" poreuse simulant la couche "fleur" du cuir. De même, il y a lieu de remarquer que le polymère est uniformément distribué dans toute la masse fibreuse de telle manière que le rapport 20 fibre:polymère est en tous points uniforme.Normally, the density of the "crust" layer is up to about 75% of that of the "flower" layer to create a porous "flower" layer simulating the "flower" layer of leather. Likewise, it should be noted that the polymer is uniformly distributed throughout the fibrous mass so that the fiber: polymer ratio is uniform in all respects.
La matière en feuille simulant le cuir est produite par traitement de la masse fibreuse imprégnée et de préférence d'une feuille non tissée imprégnée, de la manière indiquée ci-dessus.The sheet material simulating leather is produced by treating the impregnated fibrous mass and preferably an impregnated nonwoven sheet, as indicated above.
25 Le polymère utilisé comme matière d'imprégnation est très avantageusement l'un de ceux ou du type de ceux qui sont décrits dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 947 544 précitée.The polymer used as impregnation material is very advantageously one of those or of the type described in the aforementioned United States patent application No. 947,544.
Dans un procédé de traitement de la matière en 30 feuille non tissée imprégnée pour former la feuille simu-‘ lant le cuir, la matière en feuille non tissée imprégnée est placée dans une presse et elle est traitée à la chaleur et à la pression sur ses deux côtés. La chaleur et la pression sont suffisantes pour souder le polymère à lui-35 même dans la composition d'imprégnation au niveau des surfaces de la matière, mais encore insuffisantes pour souder complètement le polymère à l'intérieur de la matière en feuille. Ce procédé développe un gradient de poids spé- 19 cifique de l'intérieur de la matière en feuille non tissée vers les deux surfaces extérieures. Les dimensions d'épaisseur de la feuille traitée par la chaleur et la pression peuvent être réglées par la pression appliquée pendant les 5 opérations de chauffage et de pressage ou par l'insertion de pièces d'espacement entre les plateaux de la presse ou par l'utilisation d'une presse à charge morte.In a method of treating the impregnated non-woven sheet material to form the leather-like sheet, the impregnated non-woven sheet material is placed in a press and is heat treated and pressurized thereon. two sides. The heat and pressure are sufficient to weld the polymer to itself in the impregnation composition at the surfaces of the material, but still insufficient to completely weld the polymer to the interior of the sheet material. This method develops a specific weight gradient from the interior of the nonwoven sheet material to the two exterior surfaces. The thickness dimensions of the heat treated sheet and the pressure can be adjusted by the pressure applied during the heating and pressing operations or by the insertion of spacers between the platens of the press or by the use of a dead load press.
En outre, les plateaux de la presse peuvent être gaufrés pour conférer à la surface de la matière un motif 10 final particulier. Après le traitement par pression, la matière en feuille est fendue par le milieu pour former deux feuilles simulant le cuir, ayant chacune une couche fleur et une couche croûte.In addition, the press platens can be embossed to give the surface of the material a particular final pattern. After the pressure treatment, the sheet material is split through the middle to form two sheets simulating leather, each having a flower layer and a crust layer.
Dans un autre procédé de formation d'une feuille 15 simulant le cuir, la matière de départ non tissée imprégnée dont il a été question ci-dessus peut être introduite dans une presse dont un seul des plateaux est chauffé pour former la couche fleur, tandis que le côté opposé s'appuyant sur la plaque froide forme la couche croûte.In another method of forming a sheet simulating leather, the impregnated nonwoven starting material discussed above can be introduced into a press in which only one of the platens is heated to form the flower layer, while that the opposite side resting on the cold plate forms the crust layer.
20 Dans une autre variante de formation de la matière en feuille simulant le cuir, deux morceaux de la matière de départ non tissée imprégnée dont il a été question ci-dessus peuvent être disposés l'un sur l'autre dans une presse et on peut faire agir la chaleur et la pression dans 25 une mesure suffisante pour souder le polymère à lui-même dans la composition d'imprégnation à la surface externe de chaque morceau. Après l'action de la pression, les morceaux individuels sont séparés et on obtient ainsi deux feuilles de cuir d'imitation.In another variant of forming the sheet material simulating leather, two pieces of the impregnated nonwoven starting material discussed above can be arranged one on top of the other in a press and one can causing the heat and pressure to act to an extent sufficient to weld the polymer to itself in the impregnation composition on the outer surface of each piece. After the pressure has been applied, the individual pieces are separated and two sheets of imitation leather are thus obtained.
3° Après la formation, le cuir simulé peut être poncé, enduit ou traité d'une autre façon conformément aux techniques bien connues de finissage du cuir.3 ° After training, the simulated leather can be sanded, coated or otherwise treated in accordance with well-known techniques for finishing leather.
Dans un autre procédé, le développement de la couche fleur peut être effectué sur des bandes dévidées de 35 matière de départ non tissée imprégnée que l'on déroule de leurs emballages et que 1'on fait passer entre deux rouleaux dans une opération de calandrage. De préférence, l'un des rouleaux est métallique, lisse ou convenablement gaufré, 20 chauffé à une température de 145 à 204°C ; l'autre rouleau est en une matière élastique plus molle, par exemple en caoutchouc. La couche fleur est développée sur le côté de la feuille au contact du rouleau métallique. Un calandrage 5 efficace peut être effectué généralement avec une charge de 5,6 à 16,7 tonnes/m de largeur de la feuille passant entre les rouleaux. Un mouillage de la feuille, avant le calandrage, jusqu'à l'addition de 50 à 100 % en poids d'eau, peut favoriser le calandrage.In another method, the development of the flower layer can be carried out on unwound strips of impregnated nonwoven starting material which is unrolled from their packages and passed between two rollers in a calendering operation. Preferably, one of the rollers is metallic, smooth or suitably embossed, heated to a temperature of 145 to 204 ° C; the other roller is made of a softer elastic material, for example rubber. The flower layer is developed on the side of the sheet in contact with the metal roller. Effective calendering can generally be carried out with a load of 5.6 to 16.7 tonnes / m of width of the sheet passing between the rollers. Wetting the sheet, before calendering, until the addition of 50 to 100% by weight of water, can promote calendering.
10 Les structures de la nappe imprégnée et de la matière en feuille simulant le cuir sont illustrées avec plus de détail sur les dessins annexés qui représentent des microphotographies de sections d'une nappe imprégnée et d'une matière en feuille simulant le cuir, préparée 15 conformément à la présente invention.The structures of the impregnated sheet and of the leather-like sheet material are illustrated in greater detail in the appended drawings which represent micrographs of sections of an impregnated sheet and of a leather-like sheet material, prepared. in accordance with the present invention.
La figure 1 est une vue en plan de la nappe imprégnée de résine préparée conformément à l'exemple 1, avant le refendage ; la figure 2 est une microphotographie de l'épais-20 seur de la nappe de la figure 1 suivant la ligne II-II ; la figure 3 est une microphotographie au grossissement 100x de la section III de la figure 2 ; la figure 4 est une microphotographie au grossissement 100x de la section IV de la figure 2 ; 25 la figure 5 est une microphotographie au grossis sement 100x de la section V de la figure 2 ; la figure 6 est une microphotographie au grossissement 100x d'une natte imprégnée de résine préparée conformément à l'exemple 1 après le refendage ; et 30 la figure 7 est une microphotographie au grossis sement 100x d'une coupe transversale dans l'épaisseur d’une matière en feuille simulant le cuir réalisée à partir de la natte suivant la figure 6.Figure 1 is a plan view of the resin-impregnated web prepared according to Example 1, before slitting; Figure 2 is a photomicrograph of the thickness of the web of Figure 1 taken along line II-II; Figure 3 is a photomicrograph at 100x magnification of section III of Figure 2; Figure 4 is a photomicrograph at 100x magnification of section IV of Figure 2; Figure 5 is a 100x magnification photomicrograph of section V of Figure 2; Figure 6 is a photomicrograph at 100x magnification of a resin-impregnated mat prepared according to Example 1 after slitting; and Figure 7 is a 100x magnification photomicrograph of a cross section through the thickness of a sheet material simulating leather made from the mat according to Figure 6.
Les figures 1 à 5 représentent une nappe 10 impré-35 gnée de résine préparée conformément à l'exemple 1. Plus particulièrement, les figures 2 à 5 représentent une coupe transversale, à travers l'épaisseur de la nappe 10. Cette dernière comprend une surface supérieure 12 et une surface * 21 inférieure 14. La nappe 10 présente dans son ensemble un nombre important de fibres 16 non revêtues, des concentrations de résine 20, des vides 18 et des fibres 22 revêtues de résine. La structure et, par conséquent, la densité 5 apparente sont sensiblement uniformes dans toute l'épaisseur de la matière, bien qu'à l'échelle microscopique, la structure ne soit pas homogène.Figures 1 to 5 show a sheet 10 impregnated with resin prepared in accordance with Example 1. More particularly, Figures 2 to 5 show a cross section through the thickness of the sheet 10. The latter comprises a upper surface 12 and a lower surface * 21 14. The ply 10 as a whole has a large number of uncoated fibers 16, resin concentrations 20, voids 18 and fibers 22 coated with resin. The structure and therefore the bulk density are substantially uniform throughout the thickness of the material, although at the microscopic scale the structure is not homogeneous.
La structure représentée sur les figures 2 à 5 est considérée comme pouvant être attribuée à l'imprégna-10 tion totale de la natte cousue avec l'émulsion ou la dispersion aqueuse, avec coagulation subséquente du polymère, tandis que la natte est totalement imprégnée avec la composition aqueuse à base de résine.The structure shown in FIGS. 2 to 5 is considered to be attributable to the total impregnation of the mat sewn with the emulsion or aqueous dispersion, with subsequent coagulation of the polymer, while the mat is completely impregnated with the aqueous resin-based composition.
La figure 6 reproduit une microphotographie au 15 grossissement de 100x:, qui représente une natte cousue 24 imprégnée et refendue ayant un poids spécifique uniforme en tous points, telle que celle qui est représentée sur les figures 1 à 5. La natte imprégnée 24 renferme une quantité importante de fibres 26 non revêtues, des masses 20 de polymère 28, des fibres revêtues 32 et des vides 30.Figure 6 shows a photomicrograph at 100x magnification :, which shows a sewn mat 24 impregnated and slit having a uniform specific weight at all points, such as that shown in Figures 1 to 5. The impregnated mat 24 contains a significant quantity of uncoated fibers 26, masses of polymer 28, coated fibers 32 and voids 30.
Il y a lieu de remarquer que bien que la natte imprégnée ne soit pas homogène à l'échelle microscopique, elle présente en tous points une densité apparente uniforme.It should be noted that although the impregnated mat is not homogeneous on the microscopic scale, it has in all points a uniform apparent density.
La figure 7 reproduit une microphotographie au 25 grossissement de 100x, qui représente une matière en feuille 32 simulant le cuir conformément à l'exemple 4.Figure 7 shows a photomicrograph at 100x magnification, which shows a sheet material 32 simulating leather in accordance with Example 4.
La matière 32 a une couche fleur 34 comportant un minimum de vides et la densité apparente au niveau de la couche fleur 34 est égale à la masse volumique réelle. Au niveau 30 de la couche fleur 34, un composite 36 de fibres est formé dans une matrice continue de résine comme conséquence de l'application de la chaleur et de la pression. Dans la direction de la flèche A, on constate que les vides 30 croissent à mesure qu'on se rapproche de la couche croûte 35 38. Au niveau de la couche croûte 38, il existe un nombre important de vides 30, de fibres 26 non revêtues et de masses de polymère 28. La structure de la couche croûte 38 se rapproche de la structure qui est représentée sur la % 22 * figure 6.The material 32 has a flower layer 34 comprising a minimum of voids and the apparent density at the flower layer 34 is equal to the actual density. At level 30 of the flower layer 34, a composite 36 of fibers is formed in a continuous matrix of resin as a result of the application of heat and pressure. In the direction of arrow A, it can be seen that the voids 30 increase as we approach the crust layer 35 38. At the crust layer 38, there are a large number of voids 30, fibers 26 not coated and with polymer masses 28. The structure of the crust layer 38 approximates the structure which is shown in% 22 * Figure 6.
Les exemples suivants illustrent les produits préparés conformément à l'invention.The following examples illustrate the products prepared in accordance with the invention.
Exemple 1 5 Une natte piquée qui a été formée à la chaleur et qui a un poids surfacique de 1200 g/m2 , composée de fibres de polyester, de polypropylène et de rayonne et qui a une épaisseur de 7,62 mm, avec une densité apparente de 0,16 g/cm3, est plongée dans un polyuréthanne préparé con-10 formément à l'exemple III de la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 947 544 précitée. La dispersion polymérique a une teneur totale en matières solides de 22 %, ce qui fait une addition de 120 % sur la base du poids de la natte. Cette dernière est plongée dans la dispersion de 15 polyuréthanne pendant -10 minutes à la température ambiante jusqu'à ce que tout l'air ait été chassé de l'intérieur de la natte et qu'elle ait été entièrement imprégnée. La surface de la natte est essuyée à l'aided'une règle des deux côtés pour enlever la dispersion aqueuse en excès, et la natte 20 est immergée dans un bain à 10 % d'acide acétique pendant 10 minutes à la température ambiante. L'immersion dans l'acide coagule complètement le polyuréthanne dans la structure des fibres. L'acide acétique en excès est éliminé par lavage de la natte et la natte imprégnée de résine est 25 essorée pour chasser l'eau en excès. La natte imprégnée de résine est refendue en quatre tranches dans son épaisseur et chaque partie est séchée à une température de 149 à 177°C dans un four à circulation d'air pour former quatre nappes imprégnées de résine ayant une densité apparente 30 de 0,41 g/cm3. La microphotographie du produit final est reproduite sur les dessins.EXAMPLE 1 A quilted mat which has been heat formed and which has a surface weight of 1200 g / m2, composed of polyester, polypropylene and rayon fibers and which has a thickness of 7.62 mm, with a density apparent of 0.16 g / cm3, is immersed in a polyurethane prepared con-10 formally in Example III of the aforementioned US patent application No. 947,544. The polymer dispersion has a total solids content of 22%, which makes an addition of 120% based on the weight of the mat. The latter is immersed in the polyurethane dispersion for -10 minutes at room temperature until all the air has been expelled from the interior of the mat and has been completely impregnated. The surface of the mat is wiped with a ruler on both sides to remove excess aqueous dispersion, and the mat is immersed in a 10% acetic acid bath for 10 minutes at room temperature. Immersion in the acid completely coagulates the polyurethane in the fiber structure. The excess acetic acid is removed by washing the mat and the resin impregnated mat is wrung out to remove excess water. The resin-impregnated mat is split into four thick slices and each part is dried at a temperature of 149 to 177 ° C. in an air circulation oven to form four layers impregnated with resin having an apparent density 30 of 0, 41 g / cm3. The micrograph of the final product is reproduced on the drawings.
Exemple 2Example 2
On répète le mode opératoire de l'exemple 1, à la différence qu'une natte à 100 % de polyester ayant un 35 poids spécifique de 0,13 g/cm3 et une épaisseur de 5,08 mm est imprégnée avec la dispersion à 22 % de matières solides de l'exemple 1. La nappe imprégnée résultante a une masse volumique uniforme en tous points, une grande intégrité et * 23 une densité apparente de 0,38 g/cm3.The procedure of Example 1 is repeated, except that a 100% polyester mat having a specific gravity of 0.13 g / cm 3 and a thickness of 5.08 mm is impregnated with the dispersion at 22 % solids of Example 1. The resulting impregnated sheet has a uniform density at all points, great integrity and an apparent density of 0.38 g / cm 3.
Exemple 3Example 3
On répète le mode opératoire de l'exemple 1, à la différence qu'une natte piquée à 100 % de polyester, 5 d'une épaisseur de 5,59 mm et de masse volumique égale à 0,23 g/cm3, est imprégnée avec une dispersion à 32 % de matières solides pour former une nappe fibreuse cousue imprégnée de résine ayant une densité apparente de 0,56 g/cm3. Le produit conforme à l'exemple 3 est utilisé comme tampon 10 à reluire et il est tenace, il a une grande résistance à la déchirure, une grande résistance au choc et une reprise totale après compression.The procedure of Example 1 is repeated, with the difference that a quilted mat made of 100% polyester, 5 with a thickness of 5.59 mm and a density equal to 0.23 g / cm 3, is impregnated with a 32% solids dispersion to form a sewn fibrous web impregnated with resin having an apparent density of 0.56 g / cm3. The product according to Example 3 is used as a pad 10 to be polished and it is tenacious, it has a high resistance to tearing, a high impact resistance and a total recovery after compression.
Par conséquent, le procédé et le produit conformes à la présente invention offrent une nappe fibreuse impré-15 gnée de grande intégrité et utile comme produit tel quel et pour la formation d'autres produits. En outre, la nappe fibreuse imprégnée peut être poncée pour acquérir un fini appréciable.Consequently, the process and the product according to the present invention provide an impregnated fibrous web of great integrity and useful as a product as it is and for the formation of other products. In addition, the impregnated fibrous web can be sanded to acquire an appreciable finish.
Exemple 4 20 Deux refentes de 1,78 mm d'épaisseur de la nappe imprégnée non tissée préparée conformément à l'exemple 1 sont superposées et placées entre les plateaux d'une presse chauffée à 149°C sous pression de 3,5 MPa pendant 30 secondes. Les deux refentes sont ensuite écartées l'une 25 de l'autre, ce qui donne deux feuilles d'une matière simulant le cuir. La couche fleur des feuilles correspond aux surfaces qui se trouvaient au contact des plateaux chauffés de la presse. Les côtés intérieurs des feuilles gardent une texture fibreuse semblable à celle de la feuille non 30 pressée. L'examen microscopique montre que la matière en ’ feuille simulant le cuir a un gradient de masse volumique allant de la couche fleur à la couche croûte comme indiqué sur la figure 7.EXAMPLE 4 Two 1.78 mm thick slits of the nonwoven impregnated sheet prepared in accordance with Example 1 are superimposed and placed between the plates of a press heated to 149 ° C. under pressure of 3.5 MPa for 30 seconds. The two slits are then separated from each other, which gives two sheets of a material simulating leather. The flower layer of the leaves corresponds to the surfaces which were in contact with the heated plates of the press. The inner sides of the sheets retain a fibrous texture similar to that of the unpressed sheet. Microscopic examination shows that the sheet material simulating leather has a density gradient from the flower layer to the crust layer as shown in Figure 7.
La matière en feuille simulant le cuir, après 35 sa formation, peut être soumise à un traitement subséquent avec d'autres polymères pour le finissage de sa surface conformément à des techniques connues.The leather-like sheet material, after its formation, can be subjected to a subsequent treatment with other polymers for the finishing of its surface in accordance with known techniques.
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