Brevet FR2006659A1 — publié le 19700102

-1- 2006659 L'invention concerne un procédé de fabrication de feutre aiguilleté dans lequel on travaille des nappes fibreuses avec des aiguilles ou des pointes, la fabrication de feutres aiguille-tés par ce procédé est connue dans la mesure où l'on utilise 5 comme matière première des nappes fibreuses de fibres filées. Le travail à l'aide d'aiguilles ou de chevilles assure une meilleure cohérence entre les fibres détachées. Les aiguilles sont munies de barbes et sont montées sur une machine (métier à aiguilles) au moyen de laquelle on fait monter et descendre des 10 rangées d * aiguillent facultativement, on les fait tourner autour de leur tige. Au lieu d'aiguilles barbelées, on peut aussi utiliser des aiguilles fendues. Souvent, on place l'une sur l'autre plusieurs nappes fibreuses et on les travaille à l'aide des aiguilles ou chevilles. 15 Lorsqu'on applique le procédé connu à des fibres de po- lypropylène obtenues au moyen d'une filière, on obtient un feutre piqué de solidité mécanique modérée et de stabilité dimen-sionnelle médiocre et même les propriétés de solidité modérée ne peuvent être réalisées que si les fibres filées sont soumises 20 à un traitement de crêpage avant d'être travaillées au moyen des aiguilles ou chevilles. On a trouvé maintenant que l'on obtient des feutres ai-guilletés présentant de très bonnes propriétés, en particulier une grande solidité mécanique et une grande stabilité dimension-25 nelle, si l'on effectue le traitement au moyen de chevilles ou aiguilles sur des nappes fibreuses que l'on a obtenues en fibril-lant un film dont la majeure partie, en poids, est formée de polypropylène. Ainsi, 1-'invention fournit un procédé de fabrication de 30 feutre aiguilleté consistant à travailler les nappes fibreuses à l'aide d'aiguilles ou de chevilles et dans lequel on utilise comme matière première une ou plusieurs nappes fibreuses que l'on a obtenues en fibrillant un film principalement formé de polypropylène. 35 la fibrillation est un procédé connu appliqué à des films orientés par étirage. L'orientation a pour effet que le film est facile à fendre. Dans le processus de fendage, l'orientation doit bien entendu être très prédominante dans une direction. Les 12404 -2- 2006659 bandelettes étroites résultant du processus de fendage peuvent remplacer des fibres naturelles ou synthétiques dans beaucoup d'applications. En général, le fendage forme initialement des réseaux, outre une minorité de fibres détachées. Une fibrilla-5 tion plus poussée a pour effet de désagréger ces réseaux, donnant finalement un produit qui est exclusivement formé de fibres détachées. On peut effectuer la fibrillation par frottement entre des rouleaux présentant une surface rugueuse et une vitesse cir-10 conférentielle différente ou entre des courroies de caoutchouc qui se meuvent également à des vitesses différentes. On peut encore renforcer l'effet de fibrillation des rouleaux par un mouvement de va-et-vient axial relatif entre les rouleaux. D'autres procédés de fibrillation consistent à battre la matière, à la 15 travailler avec des brosses ou des chevilles, à la tordre, à lui appliquer une fausse torsion et à l'exposer à de forts courants d'air. Dans la fabrication de feutre aiguilleté suivant l'invention, il est préférable de partir de nappes fibreuses formées 20 principalement des réseaux mentionnés. Les nappes fibreuses qui donnent des feutres aiguilletés ayant une densité d'au moins p 100 g/m sont préférables. En général, on obtient des propriétés optimales de solidité quand on appliqueau stade de 1'aiguilleta- 2 2 ge une densité de piqûres (exprimée en piqûres/cm par 100 g/m ) 25 comprise entre 5 et 20. Toutefois, il est possible aussi de partir de nappes fibreuses complètement ou quasi-complètement formées de fibres détachées comme celles que l'on obtient par une fibrillation intense. Les nappes fibreuses de ce type peuvent être obtenues 30 très avantageusement sur des machines à carder. Une machine à carder comprend normalement un cylindre tournant qui coopère avec un certain nombre de rouleaux de petit diamètre tournant de façon similaire et appelés plats et peignes. Sur le cylindre et les rouleaux coopérants sont distribuées des aiguilles de 35 cardage qui assurent la fibrillation. La matière fibrillée quitte la machine à carder sous la forme d'une nappe. Pour augmenter l'uniformité de la nappe, il est possible de faire passer la nappe à travers une deuxième machine à carder et si cela est né b9 12404 ~3~ 2006659 cessaire ou désirable, à travers une série de machines à carder. Avant d'amener le film de polypropylène à la machine à carder, il est à conseiller de couper le film en morceaux ou bandes ayant par exemple une longueur de 5-20 cm et une largeur de 0,5-20 cm. 5 Si on le désire, on peut utiliser desnappes fibreuses dans lesquelles les fibres de polypropylène sont mélangées à un poids moindre d'autres fibres naturelles ou synthétiques. On peut aussi effectuer dans une machine à carder le mélange de divers types de fibres. 10 Pour obtenir des nappes isotropiques, c'est-à-dire des nappes dans lesquelles les fibres ne présentent aucune orientation, on peut utiliser un appareil dans lequel les fibres sont entraînées par un courant d'air et ensuite déposées à un endroit où ce courant devient plus lent. 15 L'épaisseur du film soumis à la fibrillation est habi tuellement comprise entre 0,01 et 0,2 mm. Avant l'étirage, une épaisseur de 0,02-0,6 mm est usuelle; Les rapports d'étirage appropriés du film de polypropylène avant la fibrillation sont compris entre 1:5 et 1:20, par-20 ticulièrement entre 1:5 et 1:1J?. Le traitement par des-aiguilles ou chevilles peut aussi s'appliquer à deux ou plusieurs nappes fibreuses placées l'une sur l'autre. On peut plier en zigzag une nappe amenée en continu et l'entasser de cette manière. 25 Si les nappes présentent une orientation, ce qui est très souvent le cas des réseaux mais aussi des nappes de cardage, il est avantageux de faire alterner les directions d'orientation des nappes fibreuses dans la pile. Ainsi, on peut croiser une. nappe fibreuse sur deux. On peut aussi obtenir une variation dans la 30 direction d'orientation de nappes fibreuses empilées si l'on enroule une bande de nappe autour d'une autre bande de la même nappe. On peut encore augmenter la solidité du feutre en utilisant des liants, ce qui fait que les fibres adhèrent entre elles 35 aux points de contact. On peut appliquer le liant aux nappes fibreuses avant le traitement par les aiguilles ou chevilles, ou encore, l'appliquer au feutre aiguilleté après.ce traitement. Beaucoup de substances couramment employées à cet. effet 12404 2006659 peuvent servir de liant. On peut les appliquer sous la forme de solutions, de préférence dans des solvants volatils pouvant être facilement éliminés de la nappe ou du feutre par évaporation. Un liant approprié est le polyéthylène pulvérulent. 5 On peut aussi réaliser le renforcement de la nappe fi breuse ou du feutre aiguilleté en frittant les fibres ensemble aux points de contact, par élévation de la température au voisinage du point de ramollissement. On peut omettre les'opérations de crêpage quand on ap-10 plique le procédé de 11 invention et il n'est pas essentiel non plus de partir de fibres, nappes ou réseaux qui se crêpent spontanément mais il peut arriver qu'us crêpage des fibres soit; désirable p par esemple pour doxmer au feutre me apparence extérieure particulière. Uh mode approprié â'obtentioa de fibres 15 crêpées consiste à fibriller des stratifiés comme décrit dans la demande de brevet hollandais n® 6.612.238 déposée par la Demanderesse le - .« Les stratifiés doivent comprendre au moins deux couches qui pré-20 sentent, à la même température, des courbes différentes de déformation en fonction de l'effort. Dans ce procédé, on utilise de préférence un stratifié ayant une épaisseur d'environ 0,01-3 et comprenant au moins deux couches qui, lorsqu'on les examine individuellement sous un effort croissant et à un taux d'étirage 25 constant qui est identique pour les couches individuelles, en partant d'une température égale pour les deux couches et se situant entre 10°C et le point de ramollissement de la couche qui a le point de ramollissement le plus bas, présentent dans leur pourcentage d'allongement une différence d'au moins 0,1 pour un ef-30 fort qui est égal pour les différentes couches et qui est atteint avant la rupture de l'une des deux couches, ce stratifié étant étiré et ensuite fibrillé. Les couches peuvent être toutes formées de polypropylène mais présentent une différence dans leur poids moléculaire, leur 35 distribution de poids moléculaire, leur configuration tridimensionnelle, leur cristallinité, leur orientation ou leurs additifs. On peut aussi utiliser des stratifiés dont une ou plusieurs couches sont formées de polypropylène et" une ou plusieurs autres b9 12404 -5- 2006659 couches d'une autre matière thermoplastique, par exemple de polyéthylène, de copolymères propylène/éthylène, de copolymères à blocs propylène/éthylène, de polyesters, de polyamides etc.. L'invention comprend aussi les feutres aiguilletés obte-5 nus par le procédé ci-dessus. Ces couches de feutre conviennent très bien aux applications techniques dans lesquelles on exerce de grandes forces, mécaniques, par exemple comme toile filtrante pour la filtration de liquides ou de gaz, pour l'agglomération de gouttelettes dans des dispersions, comme toiles à boues d'hui-10 les et comme meules de polissage. Ces couches de feutre peuvent aussi servir, si on le désire, de revêtement de sol sous forme de carreaux et dé doublage pour tapis. Sur un doublage de ce type, il est possible de fabriquer un tapis par piquage. Le procédé de la demande de brevet hollandais n° 6.7*1961 déposée 15 par la Demanderesse le peut très bien servir à la fabrication de tapis à l'aide du feutre suivant l'invention. Dans ee procédé, des bandes de films thermoplastiques orientées dans la direction longitudinale sont 20 fixées dans ou sur le substrat en tin certain nombre de points de manière à former des boucles que l'on fibrille ensuite et que l'on coupe, si on le désire, avant ou après la fibrillation. Exemple I On étire longitudinalement (donc dans la direction de 25 fabrication) un film de polypropylène isotactique (viscosité intrinsèque 2,9 dl/g) de 0,050 mm d'épaisseur, avec un rapport de 1:8, jusqu'à ce que l'épaisseur soit de 0,018 et ensuite on le fibrille pour former une structure en réseau. On étire cette structure à une largeur double de celle du film initial. On place 30 l'une sur l'autre plusieurs couches du produit de fibrillation, plus précisément 40 couches dont la direction longitudinale coïncide, contre une couche croisée. On soumet à trois reprises la nappe ainsi composée à un aiguilletage, dans les conditions suivanteâ : p 35 nombre d'aiguilles par cm 6 nombre de courses par minute 270 longueur de course des aiguilles : pendant le 1er aiguilletage 1,27 cm 12404 -6- 2006659 10 15 20 25 pendant le 2ème aiguilletage 0,95 cm pendant le J>ème aiguilletage 0,95 cm vitesse de la nappe 2,00 m/mn Après cette opération d1aiguilletage, on détermine certaines propriétés de deux échantillons (n° 1 et 2). On forme un troisième échantillon'de feutre aiguilleté à partir du même film de polypropylène que ci-dessus, par un traitement qui diffère de celui qu'on vient de décrire en ce sens que l'on effectue la fibrillation sur une machine à carder, jusqu'au stade des soies, et que l'on place toutes les couches l'une sur l'autre dans la direction de fabrication. Les fibres ne sont pas soumises à un crêpage. Aux fins de comparaison, on prépare un quatrième échantillon de feutre aiguilleté (non conforme à l'invention) à partir de fibres de polypropylène filées et crêpées de 15 deniers. On fabrique la nappe sur une machine à carder. On place toutes les couches l'une sur l'autre dans la direction de fabrication. Les résultats d'essais sont récapitulés au tableau suivant. La "résistance à la traction dans la direction de fabrication" est exprimée en kg par cm linéaire de largeur de l'échantillon, la "résistance à la traction dans la direction transversale" en kg par cm linéaire de longueur de l'échantillon. Les chiffres montrent que suivant l'invention, et en particulier si la matière première est constituée par des réseaux formés par fibrillation, on obtient des feutres qui ont une solidité et une stabilité dimensionnelle supérieures. Echan Poids, Résistance à la kg/cm traction, Allongement à la rupture, % 30 tillon n° g/m2 dans la direction de fabrication dans la direction transversale longitudinal transversal 1 260 4,7 0,1 20 80 2 290 5,5 0,1 20 90 35 3 290 4,0 1,5 40 100 4 280 2,1 1,1 90 170 b9 12404 -7" 2006659 10 Exemple II On répète les procédés décrits à l'exemple I et à la suite desquels on a obtenu les échantillons 2, 3 et 4 mais dans le cas présent, on entasse les nappes alternativement dans la direction de fabrication et dans la direction transversale, de sorte que l'orientation est neutralisée, les résultats sont indiqués ci-après. Ils montrent que, lorsqu'on fait une moyenne complète des propriétés longitudinales et transversales, le feutre piqué obtenu selon l'invention et spécialement celui qui est tiré de réseaux est également supérieur, pour la solidité aussi bien que pour la stabilité dimensioruielle. ,oaan-P.XlûZL Poids; , 2 S/m |Résistance à j :tioa dans les directions j, Allongement à la rupture dans les deux I direa'èioîxs,, % 15 2a 290 2,6 I 20 3a 290 2,5 40 4a 280 1,8 I - 9° 20 25 Exemple III On répète le procédé de l'exemple I par lequel on a obtenu les échantillons 1 et 2, mais dans le cas présent on entasse les couches de produit fibrillé de façon telle que quatre couches présentent des directions longitudinales coïncidantes contre une couche croisée. Les essais du feutre donnent les résultats suivants î Echan Poids, Résistance à la traction, kg/cm Allongement à la rupture, % tillon n° g/m2 dans la direction de fabrication dans la direction transversale longitudinal transversal 5 480 9,3 1,4 14 21 6 580 13,9 2,6 12 18 30 35 Bien entendu, la solidité et la stabilité dimensionnelle de ce feutre plus lourd sont supérieures à celles du feutre léger des exemples I et II. En outre, on a trouvé qu'il est possible d'adapter le rapport des solidités longitudinale et transversale pour répondre aux besoins, en faisant varier la façon dont les nappes sont empilées. 69 12404 O 'O® 2006659 - RaYËMjjICATIONS - 1 - Procédé ae fabrication de feutre aiguilleté dans lequel on travaille des nappes fibreuses au moyen d'aiguilles ou de chevilles et caractérisé par le fait que l'on utilise comme 5 matière première une ou plusieurs nappes fibreuses que l'on a obtenues en fibrillant un film principalement formé de polypropylène . 2 - Procédé selon 1, caractérisé par le fait que l'on utilise des nappes dans lesquelles les fibres sont principalement 10 reliées en un réseau. 3 - Procédé selon 1 ou 2, caractérisé par le fait que la matière première est une nappe de fibres crêpées. 4 - Feutre aiguilleté obtenu par un procédé selon 1 à 3.