Brevet FR2004358A1 — publié le 19691121

Pour le rembourrage de sièges, de banquettes d'automobiles ou comme noyau de matelas on utilise déjà diverses sortes de matériaux élastiques. En plus des rembourrages en matière mousse, qui sont fournis à une épaisseur quelconque et à une densité ou une 5 souplesse ou dureté quelconque, les corps de rembourrage comportant des ressorts métalliques conservent une grande importance surtout pour les matelas. Malgré leurstrès bonnes propriétés ces corps de rembourrage présentent l'inconvénient d'un nettoyage difficile. En outre, les rembourrages comportant des noyaux de ressorts métalli-10 ques et des éléments épais en matière mousse sont relativement lourds. La présente invention a pour objet un nouveau corps de rembourrage présentant des qualités élastiques qui comporte de nombreux avantages comparativement aux produits connus, ainsi que son 15 procédé de fabrication. Le corps de rembourrage conforme à l'invention est caractérisé par la présence d'un grand nombre de fils sensiblement amorphes en polymère synthétique, filés en fusion et se croisant, ces fils ayant un diamètre de 0,1 à 1,0 mm, de préférence de 0,3 à 0,5 20 mm, fils qui sont liés ensemble par collage superficiel aux points de croisement, chacun des fils ayant à l'intérieur du corps de rembourrage une forme sensiblement hélicoïdale. Le terme "sensiblement amorphe" se rapporte à des fils dont le taux de cristallinité n'est pas supérieur à 30 foa 25 On obtient d'une manière simple de tels corps de rembourrage élastiques en extradant à travers line buse à trous multiples, dont les trous ont des distances égales d'environ 3 à 10 mm et de préférence de 5 à 7,5 mm ou au moyen d'un nombre multiple de têtes de filage de ce genre qui sont placées les unes à côté des autres, une 30 masse fondue de polymère dans un liquide de refroidissement? la distance entre le fond de la buse et la surface du liquide de refroidissement étant comprise entre 2 et 30,cm et de préférence entre 4 et 20 cm, ce qui permet de retirer du liquide de refroidissement en continu un nombre multiple de fils hélicoïdaux et se croisant for— 35 mant par solidification le corps de rembourrage. Le corps de rembourrage conforme à l'invention et formant un noyau élastique peut être obtenu à partir de tous les polymères filables en fusion, mais on utilise de préférence des polyamides et surtout le polycaprolactame. Selon la nature et les propriétés du 40 polymère, différentes variations du procédé conforme à l'invention 69 04698 2 2004358 sont possibles ou appropriées. En outre, il est essentiel que l'on puisse influencer par certaines modifications du procédé les qualités du produit final» Cela est important car pour le rembourrage de meubles, de matelas, etc..; on exige souvent un rembourrage plus 5 ou moins mou ou dur. En plus de la nature du polymère utilisé pour la fabrication du corps de rembourrage les facteurs suivants influen cent d'une manière plus ou moins prononcée la qualité des produits obtenus : la distance réciproque des ouvertures d'extrusion, la distance entre la tête du filage et le bain, la vitesse de renvi&age et 10 aussi la température du liquide de refroidissements Comme on peut régler avec précision toutes ces conditions et les maintenir constantes pendant le procédé il est possible de fabriquer aussi bien des corps de rembourrage très mous, c'est-à-dire très compressibles, que des corps plus durs c'est-à-dire peu compressibles« 15 II est important, pour la fabrication des corps de rembourra ge conformes à l'invention de respecter avec précision les conditions appropriées. Ainsi la distance réciproque des ouvertures d*extrusion doit être située entre 3 et 10 mm, de préférence entre 5 et 7,5 mm pour que le corps de rembourrage prenne une eonfigura-20 tion suffisamment dense mais non pas trop compacte» Be mémo la distance entre le fond de la buse et la surface du bain ne doit varier qu'entre les limites indiquées qui sont dç 2 à 30 cm et de préférence de 4 à 20 cm, Une distance moindre est interdite en raison de la grandeadifférence de la température de refroidissements, tandis 25 que pour une distance supérieure à 30 cm on ne peut pas garantir la formation désirée des torons des fils. A l'intérieur des limitas non. désirables on ne peut pas obtenir dans tous les sas les résultats voulus, mais le procédé permet par la modification d'autres conditions, par exemple de la vitesse du filage, du xenyid&ga et/ou 30 de la température du bain d'obtenir même dans les zones des limites extrêmes encore des corps de rembourrage utilisables® La dépendance des qualités des produits conformes à l'invention des divers facteurs résulte des exemples ou tableaux qui vont suivre® La température du liquide de refroidissement n*est pas criti-35 que et n'exerce qu'une influence faible. On doit cependant l'adapter au polymère utilisé. Ainsi des températures de 20 à 45® conviennent parfaitement à des polyamides de caprolactame tandis que les polyamides d'acide adipique et d'hexaméthylènediamine doivent être filés avantageusement dans des bains de 40-50°. Pendant le procédé 40 on doit assurer par des moyens appropriés une température constante 69 04698 3 2004358 du bain» Comme liquide de refroidissement on utilise de préférence, surtout pour des raisons économiques, l'eau mais on peut aussi utiliser d'autres liquides inertes,, 5 Les vitesses de filage et de renvidage influencent également les qualités du corps de rembourrage formé. En général, on adapte les deux facteurs précités de manière à n'exercer pendant sa formation et pendant son passage dans le bain autant que possible aucune traction ou du moins seulement une faible traetione Eventuellement 10 il est avantageux, par exemple pour obtenir des produits moins denses, d'augmenter la vitesse de renvidage. La forme extérieure donnée au corps de rembourrage dépend de la dimension des buses, de leur nombre et de leur disposition réciproque et aussi de la répartition des trous sur une plaque de fila-15 ge. De cette manière, on peut obtenir des corps de rembourrage^ui ont une forme sensiblement cylindrique ou éventuellement rectangulaire» Le corps de rembourrage analogue à une carcasse que l'on retire tout d'abord du bain sous forme d'un matériau sans fin peut être découpé sans aucune difficulté à la hauteur voulue» Les objets à rem-20 bourrer par exemple des matelas, etc... sont bourrés à volonté avec un nombre multiple de corps de rembourrage plus petits ou avec un corps de rembourrage ayant une dimension importante qui correspond au modèle a garnir. Les objets bourrés avec le matériau conforme à l'invention sont légers et on peut aisément les laver dans des ma-25 chines spéciales. Ils sont remarquablement élastiques et conservent leur forme. Le procédé de fabrication selon l'invention des corps de rembourrage sera mieux compris à l'aide des exemples non limitatifs ci-après. 30 KX KlvfPLE 1 On extrude du polyamide de caprolactame ayant une viscosité en solution de re-^ = 2,6 à une température de filage de 280° à travers une tête de filage comportant 240 trous. Les trous de buses ont un diamètre de 250 yU/et sont placés à des distances régulières 35 de 6,5 mm les unes des autres. Le diamètre de la couronne extérieure des trous est d'environ 105 mm. On extrude la masse fondue à un débit de 760 g/min. A une distance de 16 cm du fond de la buse les fils extrudés ayant un diamètre de 0,35 mm plongent dans le bain d'eau maintenu à la température de 40°• Les fils prennent tout d'a-40 bord sur la surface de l'eau la forme de boucles, chacun de ces 69 04698 4 2004358 fils recevant une forme sensiblement hélicoïdale. Les fils voisins ou chacun des fils se collent en surface au point de croisement,, Progressivement le corps de rembourrage ainsi formé s'enfonce dans le bain d'eau et on le retire de ce bain à une vitesse de 2,75 m/min 5 ceci en n'exerçant pratiquement aucune traction sur le matériau. On obtient ainsi un corps sensiblement cylindrique que l'on peut découper à la hauteur voulue„ On a aussi répété le procédé en respectant les conditions précitées mais en maintenant la température du bain à 30—20°. L'in-10 fluence de la différence de la température de l'eau est indiquée sur le tableau I ci-après. Comme échantillon de mesure on a utilisé dans ces essais, ainsi que dans ceux qui vont suivre, un corps de rembourrage d'une hauteur de 18 cm que l'on a chargé d*un poids de 5 kg. La valeur A1 indique la variation de la hauteur sous la 15 charge précitée et constitue une mesure de souplesse, c*est-à-dire de la compressibilité du produit obtenu. TABLEAU 1 Débit g/min Renvidage m/min Température du bain ^1 cm 20 25 30 35 760 2,75 40° 1,5 760 2,75 30® 1,8 760 2,75 20® 2,8 BYRMPLE 2 L'influence des vitesses de filage différentes (débit) est indiquée sur le tableau 2. Ces essais ont été exécutés selon l'exemple 1, à part la modification du débit. TABLEAU II Débit g/min Renvidage m/min Température du bain A1 cm 760 2,75 40® 1,5 580 2,75 40® 3,0 330 2,75 40® 13,5 210 2,75 40® 16,0 Les résultats montrent qu'il n'est pas indiqué d'abaisser le débit à moins d'ènviron 400 g/min. EXEMPLE 3 On effectue l'essai en respectant les conditions de l'exemple 1 avec une distance entre la bnse et la surface de 2 à 6 cm et à des vitesses différentes de débit. 69 04698 5 2004358 Débit g/min 760 760 _ ABLEA.U Température du bain Reavidage m/min r 2,75 40° 4,10 40» EXEMPLE 4 Al cm 0,8 2,4 10 Le tableau IV indique les résultats d'une série d'essais effectués selon l'exemple 1 mais en utilisant une buse dont les trous ont une distance de 7,5 mm et une autre buse dont les trous ont une distance de 5,0 mm. Les autres variations du procédé résultent du tableau. TABLEAU IY Eenvidage Température Distance Al m/min du bain Débit g/min tête de filage-bas cm Distanee entre les tzoas 15 20 25 780 2,75 40° 4 cm 4,0 600 2,75 40° 4 cm 8,5 400 2,75 40° 4 cm 12,0 180 2,75 40° 4 cm 16,5 780 2,75 40° 16 cm 1,0 600 2,75 40° 16 cm 2,5 400 2,75 40» 16 cm 13,5 190 2,75 40® 16 cm 15,0 780 2,75 40® 4 cm 2,5 600 2,75 40® 4 cm 3,5 400 2,75 40® 4 cm 11,0 180 2,75 40® 4 cm 12,5 780 2,75 40® 16 cm 6,0 600 2,75 40® 16 cm 8,5 400 2,75 40® 16 cm 12,5 180 2,75 40® 16 cm 16,5 7,5 mm 5,0 mm 30 EXEMPLE 5 Le tableau Y ci-après montre la variation des qualités du corps de rembourrage en fonction de la vitesse de débit. Dans ces essais on utilise les conditions de l'exemple 1, sauf mentions contraires indiquées sur le tableau. 69 04698 6 2004358 TABLEAU Y Débit g/min Renvidage m/min Al cm 600 1,2 6,5 600 1,5 6,5 600 1,9 8,0 600 2,5 8j0 600 3,3 11,0 600 4,2 13,5 600 5,8 15,0 600 7,8 16,0 Les résultats montrent que dans les conditions ei-dessus il n'est pas recommandé d'augmenter sensiblement la vitesse de renvi dage par rapport au débit et d'exercer ainsi une traction sur le corps de rembourrage en cours de formation, à moins qu*on veuille 15 obtenir un produit particulièrement mou et fortement compressible# EXEMPLE 6 Selon l'exemple 1 on extrude un polyamide d'acide adipiqrae-hexaméthylènediamine (viscosité en solution = 2,20} s tra vers une tête de filage à 398 trous (diamètre des ouvertures de 20 150 /A/}5 la distance entre les trous étant de 5 mm. Les amtres conditions de traitement sont indiquées sur le tableau 6© TABLEAU VI . Débit Renvidage T e mp e r axur e Distance ù1 ©m g/min m/min du bain Tête de filage-bas 780 2,75 45° 4 cm 130 25 600 2,75 45° 4 cra 2y5 400 2,75 45° 4 ©m 129Q 180 2,75 45° 4 cm 16,5 780 2,75 45° 16 ea 1,0 600 2,75 45° 16 cm 4*0 30 400 2,75 45° 16 ea t295 180 2,75 45° 16 ©a 16,0 EXEMPLE 7 On recouvre 9 corps de rembourrage cylindriques obtenus selon l'exemple 1 par rangées de 3 et placés debout d'un tissu de recouvre— 35 ment habituel. On soumet les corps de rembourrage ainsi obtenus à 10.000 charges alternantes d'un poids de 75 kg et on constate une déformation permanente de 10 $. 69 04698 7 2004358 REVENDICATIONS 1. Elément ou corps de rembourrage analogue à une carcasse à ressorts, caractérisé par la présence d'un nombre multiple de fils de polymère synthétique amorphes filés en fusion et se croi- 5 sant, ces fils ayant un diamètre de 0,1 à 1,0 mm, de préférence de 0,3 à 0,5 mm, fils qui sont liés ensemble par collage superficiel aux points de croisement, chacun des fils ayant à l'intérieur du corps de rembourrage une forme sensiblement hélicoïdale® 2. Procédé de fabrication de-corps de rembourrage selon la ■JO revendication 1 caractérisé par le fait qu'on extrude à travers une buse à trous multiples dont les trous ont des distances égales d'environ 3 à 11 mm, et de préférence de 5 » 7,5 mm au moyen d'un nombre multiple de têtes de filage de ce genre qui sont placées les unes à côté des autres, une masse fondue de polymère dans un liqui-15 de de refroidissement, la distance entre le fond de la buse et la surface du liquide de refroidissement étant comprise entre 2 et 30 cm, de préférence entre 4 et 20 cm, ce qui permet de retirer du liquide de refroidissement en continu un nombre multiple de fils hélicoïdaux et se croisant formant par solidification le corps de 20 rembourrage. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'on utilise comme polymère un polyamide, de préférence du poly-caprolactame• 4. Procédé selon les revendications 2 et 3, caractérisé par 25 le fait qu'on règle la vitesse de sortie du corps de rembourrage du liquide de refroidissement de manière à n'exercer pratiquement aucune traction sur le matériau. 5* Procédé selon les revendications 2 à 4, caractérisé par le fait qu'on utilise l'eau comme liquide de refroidissement.