Brevet FR2007206A1 — publié le 19700102

La pré sente invention concerne les produits à structure fibreuse ; elle est relative, plus partioulièrement, à un produit fibreux obtenu i partir de plusieurs natériaus différents, étroiteaent reliés les uns aux autres, si bien que le nouveau produit présente les caractéristiques avantageuse. de chacun des matériaux qui le forment. Les fibre. synthétiques habituelles sont fabriquées par extrusion d'une composition visqueuse à travers des filières. Les fibres ainsi formées peuvent @tre utilisées sous forme de filaments de grande longueur ou coupées en fibres courtes qu'on traite de manière usuelle pour former des filés. Dans les deux cas, la cohésion des produits obtenus dépend des forces de frotteent entre les filaments contigus dans le produit terminé. Si on désire associer les avantages de deux types de matériaux textiles dans un même produit filé, on doit mélanger les deux produits avant le filage final ou bien les extruder de manière à former des filaments mixtes. Ces procédés de fabrication de produits fibreux sont compliqués et exi- gent un appareillage important. Il a été proposé de fabriquer beaucoup plus simplement des produits fibreux à partir d'une pellicule relativement unes, fortement orientée, par étirage longitudinal par exemple, pour lui donner une unique direction de grande résistance. La résistance de la feuille étant ainsi unidirectionelle, avantag@usement dans la direction longitudinale, il se forme un grand no@bre de lignes de fractures potentielles parallèlement à cette direction.Quand la pellicule ainsi fortement orientée est soumise à un choc ou à une pression, elle a tendance à se fissurer en formant un fin réseau de fibrilles ou de filaments reliés les uns aux autres, ayant une épaisseur sensiblement régulière et une largeur variable. Les points de liaison sont répartis au hasard, oi bien que les fibres voi- sines sont assemblées les unes aux autres, de tanière désordonnée, en formant une sasse fibreuse cohérente, dont la cohésion st due aux connexions existant entre les fibres et pas seulement à de simples forces de frottesent. Suivant le degré d'orientation et la quantité de fissures qui en résulte, les pellicules ainsi fendillées présentent des applications variables, dé crites, notamment, au brevet français 1 383 309 et au brevet des Etats- Unis d'Amérique 2 980 982. Ces produits ont d'autres utilisations possibles: ils peuvent remplacer le jute, le sisal et les fibres analogues et servir à fabriquer des sacs pour le grain, le sable, les balles de laine, les céréales, etc... ; ils peuvent aussi servir à faire de. thibaudes et même des faces supérieures de tapis.Ces fibres peuvent autre utilisées à d'au- tres fins, notamment quand l'utilisation d'une matière de synthèse est avantageuse, par exemple quand la résistance à la rouille, à l'humidité, aux moisissures et aux insectes est primordiale Le choix de la matière utilisée pour fabriquer les produits de oe type est fixé par les caractéristiques considérées comme essentielles. Par exemple, on utilisera une pellicule de polypropylène pour obtenir une bonne résistance à la traction.Si l'aspect du produit fini est particulièrement importants ai on recherche, par exemple, une surface donnant au toucher la sensation d'une surface cirée, le polypropylène ne convient pas partaite- sent. Si on veut on veut obtenir un produit fortement coloré, le polypropylène n'est pas recommandable. Si on-veut obtenir simultanément un produit résistant, ayant un- toucher cireux et pouvant avoir une couleur vive, on se heurtera à une impossibilité, oar-la pellicule ayant une de ces propriétés à un haut degré, n'aura pas les deux autres s en fait, on est obligé dadop- ter un compromis suivant la qualité considérée comme la plus importante. Suivant l'invention, on remédie à cette difficulté en extrudant une pellioule composite laminée à partir d'une pluralité de matériaux polymères, plastiques, filmogènes, ayant, en association, les caractéristiques conve- nables. On oriente ensuite fortement le produit stratifié ainsi formé, puis on le fracture pour former une sasse de fibrilles reliées les unes aux au- tres, la plus grande partie de ces fibrilles étant formées de couches u- perposées des divers matériaux polymères.Par exemple, on peut extruder une pellicule formée d'un feuillet de polypropylène,apportant la résistance mé- canique, et d'un feuillet de polyéthylène, apportant un fini superficiel particulier i après fracture ou fissuration, le produit fibreux obtenu présente les caractéristiques avantageuses des produits fabriqués à partir de chacun de ces deux polymères, considérés isolément. Le produit fibreux suivant l'invention peut être défini cosse un objet manufacturé formé d'une sasse de filaments, ayant une épaisseur sensible- sent uniforme, ayant une même direction générale, et à peu près parallèles les uns aux autres, reliés entre eux en des points séparés les uns des au tres, formés de matière filmogène organique caraotérisée en ce que cette sasse est formée de plusieurs couches superposées de matières filmogènes, au moins une de ces matières ayant une forte orientation moléculaire dans la direction générale des filaments, tandis que certaines au moins des oaraotéristiques d'au moins l'une des couches sont différentes des caractéristiques des autres couches. Suivant un mode de réalisation, chaque filament contient chacune des couches. Les divers matériaux plastiques filmogènes utilisables dans l'invention sont les divers matériaux plastiques filmogènes susceptibles d'orientation, tels que les polyéthylènes, les polypropylènes, les poly(téréphtalates d'éthylèneglycol), les poly(téréphtalates de 1,4-cyclohexane-diméthanol) susceptibles d'orientation. Les produits suivant l'invention ont un grand nombre d'utilisations For- mant une masse continue de filaments, ils peuvent remplacer un produit filé, une ficelle, un-ruban, et être tissés pour fabriquer des sacs, des housses, des thibaudes de moquettes et des objets analogues. Ils peuvent servir sous forme de feuille non tissée, de filtre pour la fumée de tabac, de matériau filtrant pour l'industrie, etc... D'autres utilisations sont évidentes pour le apécialiste. L'invention a donc pour objets s - un produit cohérent ayant l'aspect d'une fibre, formé à partir d'une pellicule composite, formée d'au moins deux matériaux différents, ayant des caractéristiques différentes, Si bien que les caractéristiques les plus avantageuses de chaque constituant se trouvent rassemblées dans le produit final ;; - un produit fibreux formé de deux matériaux superposés, dont au moins un peut acquérir une grande résistance mécanique dans une direction privi- légiée, tel que, sous l'action d'un choc ou d'une pression, ce produit se fracture en une masse de filaments ayant cette direction et reliés les uns aux autres en des points répartis au hasard 3 - une pellicule fibreuse fibrillée ayant des qualités supérieures de résistance, d'aspect de surface, d'aptitude à la teinture ou aux autres qualités particulières à un des éléments composants ; et un procédé simple de fabrication de tels produits fibreux. Au dessin annexé, la figure unique représente, à très grande échelle, un fragment de pellicule fracturée et fissurée suivant l'invention La référence 10 désigne, d'une manière générale, une pellicule fissurée formée de trois feuillets 12, 14 et 16 de matériaux filmogènes dont l'un au moins a des propriétés différentes des deux autres.La pellicule fissurée est formée d'une pluralité de filaments 18, 20, 22, 24 et 26, discontinus, reliés les uns aux autres ; ces filaments ont sensiblement la maie épais seur, mais ont des largeurs variant de manière désordonnée. Bien qu'ils soient interrompus aux points d'interconnexion, les filaments 18 à 26 sont grossièrement parallèles les uns aux autres et forment une masse de filaments, ayant une forte cohérence.La fabrication de la pellicule composite, formée de trois feuillets, est en elle-même hors de l'invention, et on peut utiliser tout moyen oonnu de fabrication d'une pellicule à multiples feuil- lets, par extrusion sous forse plane, par extrusion d'un tube (extrusion et soufflage) ; on peut, notamment, utiliser les procédés décrits aux brevets des Etats-Unis d'Amérique 3 315 306 ou 3 t96 195.- L'orientation de ces pellicules peut être faite suivant un quelconque des procédés bien connus d'orientation, tels que ceux du brevet des Etats-Unis d'Amérique 3 293 844 ou du brevet français 1 383 309.Le fendillement ultérieur, donnant au produit l'aspect représenté au dessin, peut être obtenu par le procédé utilisant un fluide décrit à ces deux brevets ou bien par un procédé mécanique décrit au brevet des Etats-Unis d'Amérique 2 980 982, par exemple i d'autres procédés équivalents sont, d'ailleurs, utilisables. On peut utiliser n'importe quelle association de matériaux filmogènes, sous la seule condition qu'ils permettent de fabriquer une pellicule à feuillets multiples adhérant entre eux. On a indiqué ci-dessus une liste de tels matériaux fil@ogènes. Comme il a été dit, au moins un des feuillets doit être orientable, si bien que, une fois étiré, il acquiert une résistance beaucoup plus grande dans la direction de l'étirage, ce qui amorce les lignes de fissuration parallèlement à la direction d'étirage. Quand on soumet ensuite la pellicule composite à l'action d'un choc, comme indiqué au brevet des Etats-Unis d'Amérique 3 293 844, à un brossage mécanique, comme indiqué au brevet des Etats-Unis d'Amérique 2 980 982, ou à un traitement équivalent, les fentes, indiquées en 28, 50, 32, 34 par exemple, se forment, ce qui produit les filaments séparés 18 à 26 reliés les une aux autres en des points répartis au hasard. Les exemples suivants illustrent l'invention. EXEMPLE 1 On fabrique une pellicule plastique épaisse de 63 par extrusion de deux f@uillets, épais de 13 et formés de polyéthylène ayant un indice d'écoulement de 1,7 (m@suré suivant la norme A.S.T.M. D 1238) et une densité de 0,920 (mesurée suivant la nor@e A.S.T.M. D 1505) sur les deux faces d'une pellicule de propylène, ayant un indice d'écoulement de 9 et une épaisseur de 37 . On fabrique cette pellicule en utilisant deux extrudeuses, l'une pour le polyéthylène et l'autre pour le polypropylène.Les polymères fondus sont introduits dans la filière d'extrusion-soufflage, de manière à former un ensemble de trois couches fondues de matières polymères. Les polymères fondus restent séparés dans la filière, parce que l'écoulement est laminaire et qu'il ne se produit pas de turbulence qui les mélangerait. On fend la pellicule triple obtenue, en bandes de 29 @@ de largeur, et on fait passer ces bandes dans une étuve comprenant un dispositif d'étirage, le rapport d'étirage étant voisin de 10:1. La pellicule quittant l'étuve d'étirage est soumise à l'action d'une tuyère de fibrillation, du type décrit au brevet des Etats-Unis d'Amérique 3 293 844, alimentée @n air sous une pression relative de 560 kPa environ. On obtient ainsi une pellioule fondillée, telle que représente la figure, ayant un titre total voisin de 890 tex, ayant une main caractéris tique du polyéthylène. La pellicule fissurée est formée de filaments plats, de largeur variable, formés des trois feuillets superposés, n'ayant pratiquement pas de bouts libres. Le faisceau de filaments est essentiellement formé de filaments reliés les uns aux autres, ayant un titre variant de 5,5 tu à 55 tex, la valeur moyenne étant de 22 tu environ. EXEMPLE 2 On opère comme à l'exemple 1 en extrudant des feuillets épais de 13 et formés de poly(téréphtalate d'éthylèneglycol) ayant une viscosité inhé rente de 0,6. On obtient un produit fissuré qu'on peut teindre avec un des colorante bien connus des polyesters, en donnant un produit moiré, d'aspect particulier, parce que le polyester prend la teinture et que le polypropylène ne la prend pas. Il est évident, d'après ce qui précède, que l'invention permet d'obtenir un produit fibreux associant les propriétés de ses composants. Ce produit est simple à fabriquer, dans Les oonditions beaucoup plus avantageuses que les produits analogues connus. REVENDICATIONS 1 - Objet manufacturé formé d'une masse de filaments, ayant une épaisseur sensiblement uniforme, ayant une même direction générale, et à p@u près parallèles les uns aux autres, reliés entre eux en des points sé- parés les uns des autres, formés de matière filmogène organique carac- térisée en ce que cette masse est formée de plusieurs couches superpo- sées de matières filmogènes, au moins une de ces matières ayant une forte orientation moléculaire dans la direction générale des filaments, tandis que certaines au moins des caractéristiques d'au moins une des couches sont différentes des caractéristiques des autres couches. 2 - Objet manufacturé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que chaque filament contient chacune des couches. 3 - Objet manufacturé conforme à la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est formé de matières plastiques choisies dans le groupe fer mé par les polyéthylènes, les polypropylènes, les poly(téréphtalates d'éthylèneglycol), les poly(téréphtalates de 1,4-cyclohexanedimétha nol) - susceptibles d'orientation. 4 - Objet manufacturé conforme à l'une quelconque des revendications précé dentes, caractérisé en ce qu'il est formé de trois couches. 5 - Objet manufacturé conforme à la revendication 4, caractérisé @n ce qu'il est formé dune tie de polypropylène entre deux couches de polyéthylène.