Brevet FR2024270A1 — publié le 19700828

La présente invention a pour objet une nappe élastique qui est caractérisée par une multitude de fils essen tiellement amorphes , en polymères synthétiques filés à l'état de fusion, d'un diamètre de 0,1 à 1,5 mm placés sous la forme de boucles. de manière à se croiser et collés les uns aux autres aux points d'intersection. la nappe peut avoir une structure uniforme suivant toutes ses dimensions, c'est-à-dire que la densité de la nappe est uniforme dans le sens de la longueary de la largeur et de la hauteur, et la position des boucles est à peu près la méme sur toute la section transversale, donc également en direction des surfaces. Gependant., elle peut avoir également une structure telle que les boucles soient orientées horizontalement ou à peu près horizontalement sur le côté inférieur de la nappe et forment ici une texture solide, tandis que la densité des couches de boucles diminue en direction du caté supérieur et que les boucles forment ici un angle allant jusqu'à 90 avec l'ho rizontale Une autre structure conforme à l'invention de la nappe élastique est caractérisée par le fait que les boucles sont orientées horizontalement ou à peu près horizontalement sur le ceté inférieur et le côté supérieur de la nappe et forment ici une texture solides tandis que les boucles forment à l'intérieur de la nappe, un angle allant jusqu'à 90Q avec lthori- zontale La nappe élastique conforme à l'invention peut être fabriquée d'une manière simple par. le fait qu'on extrude une masse en fusion de polymères sous la forme d'un groupe de fils sur- un liquide de refroidissement, de préférence sur de l'eau, à travers les ouvertures d'une filière qui se trouvent à une distance uniforme les unes des autres en étant disposées en au moins trois. rangées décalées, les unes par rapport aux autres, la distance du fond de la filière à la surface du bain étant comprise entre 2 et 30 cm, de préférence entre et 20 cm, qu'on tire ensuite la nappe ainsi formée en continu à travers le liquide de refroidissement et qu'on la retire finalement de ce dernier. Suivant une variante de ce procédé, on- amène le groupe de fils qui se déposent sous la forme de boucles sur la surface du bain, simultanément en contact avec un corps à surface lisse qui coupe la surface du bain sous un angle d'environ 10 à 800, et cela de telle manière que les fils d'une des rangées extérieures du groupe de fils tombent à peu près dans la ligne d'intersection entre la surface du bain et ce corpus. On utilise, de préférence, un agencement tel que les fils d'une des rangées extérieures du groupe de fils tombent pratiquement de façon exacte dans la ligne d'intersection entre la surface du bain et le corps Dans ce cas1 des. boucles de fils particuliere ment uniformes se produisent à la surface de la nappe, entrant en contact avec le corps, ces boucles étant disposées horizontalement ou à peu près horizontalement et formant une texture solide. Si l'on déplace le point auquel les fils de la rangés extérieure du groupe de fils entrent en contact avec le corps lé- gèrement en dessous de la surface de l'eau, on obtient Egale- ment une nappe à surface lisse, dont les boucles de fils sont orientées à peu près horizontalement, mais suivant un agencement moins dense. On peut également amener les fils de la rangée extérieure de fils en contact avec le corps quelque peu au-dessus de la ligne d'intersection entre la surface du bain et le corps. Dans ce cas, il faut cependant envoyer en plus- du liquide de refroidissement sur le groupe de fils, en passant par le corps, et la distance linéaire des points auxquels les fila de la rangée extérieure entrent en contact avec corps, à la ligne d'intersection entre la surface du bain et le corps, doit être au plus égale à la distance linéaire de la rangée de filsextérieure à la rangée de fils voisine. Pour la mise en oeuvre des variantes décrites du procédé pour la fabrication de nappes ayant sur le côté in feriear une surface lisse, on utilise de préférence une plaque plane et lisse. On peut eependant-faire appel également à des plaques curvilignes ou à des cylindres mais la courbure de la plaque ou le diamètre du cylindre doit cependant être choisi de manière qu'après être entrés en contact avec le corps, les fils soient déviés sur une certaine distance à partir de l'horizontale, sous un angle le plus constant possible. -Pour produire une nappe présentant aussi bien sur le côté inférieur que sur le coté supérieur des boucles o rientées horizontalement ou à peu près horizontalement, on amène les fils de l'une des rangées extérieures de fils en contact avec une plaque ou un élément analogue, tandis que l'on exerce depuis le caté opposé, au moyen d'un cylindre tournant, Une légère pression sur la nappe en formation. Il faut veiller à ce que les fils gui entrent en contact avec le cylindre soient encore plastiquement déformables, mais ne soient plus collants. On obtient ce résultat avantageusement par le fait que l'on immerge le cylindre au moins partiellement dans le liquide du bain. En denors des caractéristiques qui ont déjà été décrites au sujet du procédé et qui ont une influence sur le produit final, il existe un grand nombre d'autres possibilités pour fabriquer des nappes ayant des propriétés très différentes. Cependant, dans chaque cas, il faut veiller à ce que pendant la formation des boucles, les fils se trouvent encore dans un état tel qu'ils se collent superficiellement les uns aux autres aux points d'intersection. En premier lieu, il faut mentionner le diamètre des fils. Ce diamètre peut varier dans une large mesure, entre0,l et 1,5 mm. Il est évident que l'épaisseur des fils dépend en premier lieu de l'alimentation .en matière en fusion, du nombre de trous de la filière et du diamètre de ces trous. En outre, le diamètre des fils est influencé, bien que dans une plus faible mesure, par la distance du fond de 1a filière à la surface du bain. En général, des fils plus minces donnent des nappes plus souples. En passant par le biais du diamètre du fil, on peut agir également sur la densité et l'élasticité de la nappe. Indépendamment des autres facteurs qui ont une influence à ce sujet, il faut noter que des fils plus minces forment généralement une texture plus dense, tandis qu'avec liaccroissement du diamètre des fils, on obtient des boucles plus grandes qui forment une nappe plus raide, les autres conditions de mise en oeuvre du procédé restant les mêmes. La distance du fond de la filière à la surface du bain peut varier entre 2 et 30 cm, mais il est préférable de choisir cette distance entre les limites de 4 et 20cm. Les boucles de fils se déposent d'une manière d'autant plus plate et donc également plus dense que cette distance est faible. On comprendra facilement que dans le cas de fils à titre relativement important, il n'est généralement pas judicieux de choisir Une distance se trouvant à la limite inférieure de la plage indiquée. Par ailleurs, dans le cas de fils très fins,la distance du fond de la filière et la surface du bain ne doit pas être supérieure à environ 15 cm.Le dépassement des limites indiquées est à proscrire dans tous les cas, Si l'on approchait la filière à moins de 2 cm de la surface du bain, l'évaporation du liquide de refroidissement serait trop importante, en raison de la température élevée de la filière, Les distances supérieures à 30 cm sont à proscrire, car il se produirait dans ce cas , déjà au-dessus de la surface du bain, un refroidissement trop intense des fils et le dépôt des fils sous la forme de boucles ainsi que le collage aux points d'intersection ne pourraient plus être assurés ou seraient insuffisants0 Le type et les propriétés de la nappe sont, en outre, fonction du nombre de rangées de fils et de la distance des troua de la filière entre eux.Il est étonnant que l'on obtient déjà des nappes-ayant une cohérence suffisante en extrudant uniquement trois rangées de.fils, à condition évidemment que dans un tel cas, la distance des trous. de la filière entre eux ne soit pas trop importante et que les différents fils ne soient pas trop minces. Des'nappes d'épaisseur relativement faible et de structure relativement ouverte peuvent être utilisées, par exemple, comme matière d'amortissement lors de l'expédition de produits sensibles aux chocs, En enduisant les nappes après leur fabrication d'une masse de caoutchoutage, on peut les utiliser également comme sous-couches de protection contre le glissement pour des tapis ou à des fins analogues. Les variantes décrites ci-dessus du procédé de fabrication, dans lesquelles on place une plaque ou élément analogue dans le bain de refroidissement sont utilisées notamment pour la fabrication de nappes épaisses. La position de la plaque, c'est-à-dire son inclinaison par rapport à la surface du bain, permet de produire des nappes de types très divers Suivant un mode de mise en oeuvre particulier de l'invention, on amène les fils d'une rangée extérieure du groupe de fils en contact avec la plaque à peu près dans la ligne d'intersection entre la surface du bain et la plaque.Les fils de cette rangée extérieure, qui sont encore très plastiques lorsqu'ils touchent la plaque et la surface du bain, sont "mis à plat" par leur contact avec la plaque, c'est-à-dire que les boucles de fils ainsi formées sont orientées horizontale- ment ou à peu près horizontalement sur ce côté de la nappe, tourné vers la plaque. En outre, ces boucles sont reliées de façon plus solide les unes aux autres que les autres boucles de fils, du fait que les points d'intersection sont rapprochés davantage les uns des autres. La position des autres boucles de fils est influencée d'autant plus fort que l'angle que forme la plaque avec la surface du bain est faible.Tandis qu'une nappe produite sans utilisation d'une plaque ou d'un élément analogue présente une structure uniforme et la même densité sur toute la section transversale, des nappes produites suivant cette variante spéciale du procédé présentatdes densités différentes. En effet, la densité augmente en direction du caté inférieurs c'est-à-dire en direction de la surface qui entre en contact avec la plaque au cours de la fabrication. En outre, les boucles de fils sont orientées différemment. l'angle que ces boucles forment avec le côté inférieur lisse de la nappe augmente en direction du côté supérieur.Tandis que les boucles sont toujours orientées ho- rizontalement ou à peu près horizontalement sur le c8té inférieur de la nappe, quelle- que soit l'inclinaison de la plaque, l'angle que forment les boucles de fils par rapport à l'horizontale augmente en direction du cStS supérieur en fonction de- l'incli- naison de la plaque, Pour un angle environ 750. entre la surfa- ce du bain et la plaque, l'angle que forment les boucles de fils par rapport à l'horizontale peut aller jusqu'à 90 , à condition que la position des boucles de fils ne soit pas influencée d'une autre manière.En effet, il est possible d'agir, par exemple, sur la position des boucles de fils en amenant les fils du côté opposé en contact avec un cylindre tournant, par lequel une certaine pression est exercée sur la nappe. Gela permet non seulement d'opérer une compression de la structure, mais également, comme indiqué ci-dessus d'agir de la manière recherchée sur la position des boucles de fils.- Il est ainsi possible de produire des nappes dont le c8té supérieur et le c8té inférieur ont un aspect lisse. Pour mieux me-ttre en évidence le procédé con forme à l'invention, on va donner ci-après- plusieurs exemples pour la description desquels on va se référer au dessin annexé. exemple 1 On file une masse en fusion polyamide à l'aide d'une filière dont les trous ont un diamètre de 250 3 et se trouvent disposés à des intervalles réguliers de 0,6 cm les uns des autres, en cinq rangées décalées, sur un bain d'eau dont la température est maintenue à 400. La distance du fond de la filière à la surface du bain s'élève à 15 cm. Ce dispositif est représenté schématiquement sur la figure lo Les fils fratche- ment filés se déposent sous la forme de boucles à la surface du bain et collent les uns aux autres aux points d'intersection.- Les fils ont un diamètre de 0,3 Inin et sont essentiellement amor- phes. La nappe en formation s'enfonce lentement dans le liquide de refroidissement et se solidifie ainsi complètement.Après l'avoir fait passer sur une longueur de 100 cm à travers le bain, on la retire de ce dernier. Les boucles de fils sont entremblées au hasard, mais les boucles sont en majeure partie orientées de préférence perpendiculairement à la direction d'avancement de la nappe. La nappe présente un poids par mètre carry de 1 900 g pour une épaisseur d'environ 30 mm. La densité et la structure sont pratiquement les mêmes sur toute la section transversale et toutes les surfaces présentent des boucles de fils saillantes. Exemples 2 à 10 On procède de la même manière que pour l'exemple l, en modifiant certaines conditions, et on obtient ainsi des nappes ayant des propriétés indiquéessur le tableau ci-après. Les exemples 2 à 5 mettent en évidence l'influence de l'écartement des trous de la filière, les exemples 6 à 8 l'influence de la vitesse d'extraction et les exemples 9 et 10 l'influence de la distance de la surface du bain au fond de la filière0 T A B L E A U 1 Ex. Aliment. Extract. Ecart. des Nombre Dist. filière 0 des Poids de la Epais. de Elasticité (g/mn) (m/mn) trous de surf. bain fils nappe la nappe = perte (mm) trous (cm) (mm) (g/m) (mm) d'épais. (%) 1 600 3,5 6 240 15 0,3 1 900 30 26,6 2 600 3,5 15 36 10 1,0 1 800 12 16,5 3 600 3,5 12 60 10 0,9 1 750 15 20,0 4 600 3,5 6 122 10 0,4 1 800 20 25,0 5 600 3,5 5 168 10 0,2 1 800 22 27,1 6 600 4,8 5 168 10 0,25 1 450 15 20,0 7 600 6,2 5 168 10 0,25 1 170 12 16,5 8 600 9,0 5 168 10 0,25 900 8 12,5 9 600 3,5 5 168 12 0,25 1 850 22 22,7 10 600 3,5 5 168 14 0,25 1 900 19 21,0 Sur ce tableau, on a exprimé l'élasticité comme étant la perte d'épaisseur en pour cent, déterminée en chargeant un échantillon de 10 cm par un poids de 10 kg et en le déchargeant de nouveau par la suite. Pour ces essais, on a maintenu constants: le diamètre des trous de la filière (250 #) et le nombre de rangées de trous (5). Exemples ll à 16 Comme pour l'exemple 1, on file une masse en fusion de polyamide, en modifiant différentes conditions de mise en oeuvre du procédé, sur un bain d'eau renfermant une plaque métallique polie. Cet agencement est représenté sur la figure 2 . Les fils de la rangée extérieure 1 du groupe de fils tombent dans la ligne d'intersection de la surface du bain et de la plaque 6.L'angle que forme la plaque 6 avec la surface du bain s'élève à 450 Les boucles de fils ainsi formées sont déviées par la plaque de leur direction de chutez Les boucles de la rangée extérieure de fils 1 s' orientent horizontalement et procurent au caté inférieur une surface lisse, tandis que les boucles des rangées 2 à 4 ou 5 forment un angle croissant avec lthorizontale, l'angle des boucles de la rangée de fils 4 ou 5 se trouvant sur le c8té supérieur étant compris entre 45 et 850, selon les conditions demise en oeuvre du procédé. Les détails de mise en oeuvre des essais sont portés sur le ta bleau 2. T A B L E A U 2 Nr. Aliment. Extract. Ecart. Nombre Nombre Dist. filière- 0 fils Poids Epais. Elas- Angle (g/mn) (m/mn) des rangées de surf. bain (mm) de la de ticité des trous de trous (cm) nappe la = boucles (mm) trous (g/m) nappe perte rangée (mm) épais. 4 ou (%) 5 11 600 3,5 5 5 168 11 0,35 1 925 20 20 55 12 360 1,5 5 4 142 12 0,30 930 19 27 85 13 360 2,7 5 4 142 12 0,30 760 15 20 80 14 360 5,0 5 4 142 12 0,30 630 9 22 80 15 360 7,5 5 4 142 12 0,30 540 8 15 60 16 360 9,3 5 4 142 12 0,30 450 8 15 45 Ces essais montrent notamment qu'il est possible de faire varier sensiblement les propriétés du produit final, telles que le poids, l'épaisseur, l'élasticité et la position des couches de boucles en modifiant uniquement l'alimentation en masse en fusion et/ou la vitesse d'extraction. REVENDICATIONS lo Nappe élastique caractérisée par une multitude de fils essentiellement amorphes, en polymères synthétiques filés à l'état de fusion, d'un diamètre de 0,1 à 1,5 mm, placés sous la forme de boucles de manière à se croiser et-collés les uns aux autres aux points d'intersection0 2. Nappe élastique suivant la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle présente une structure uniforme et la même densité suivant toutes ses dimensions et que toutes les surfaces sont formées par des boucles saillantes. 3. Nappe élastique suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que sur le côté inférieur, les boucles sont orientées horizontalement ou sensiblement horizontalement et forment une texture solide, tandis que la densité des couches de boucles diminue en direction du côté supérieur et que les boucles font ici un angle allant jusqu'd 900 avec l'horizontale. 4o Nappe élastique suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que les boucles sont orientées horizontalement ou sensiblement horizontalement sur le catie inférieur et le cbté supérieur de la nappe et forment ioi une texture .so- lide, tandis que les boucles font à l'intérieur de la nappe 9n angle allant jusqu'à 900 avec l'horizontale. 5. Procédé de fabrication d'une nappe élastique suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on extrade Une masse en fusion de polymère par une filière dont les trous sont disposés à des intervalles égaux les uns des autres suivant au moins trois rangées décalées les unes par rapport aux autres, sous la forme d'un groupe de fils sur un liquide de refroidissement, de préférence sur de l'eau, la distance du fond de la filière à la surface du bain étant comprise entre 2 et 30 cm, de préférence entre 4 et 20 cm, qu'on fait passer ensuite la nappe en formation en continu à travers le liquide de refroidissement et qu'on la retire finalement de ce dernier. 6. procédé suivant la revendication 5, caractérisé par le fait qu'on amène le groupe de fils se déposant sous la forme de boucles sur la surface du bain en même temps en contact avec un corps à surface lisse coupant la surface du bain sous un angle de 10 à 80e, et cela de telle manière que les fils de l'une des rangées extérieures du groupe de fils tombent à peu près dans la ligne d'intersection entre la surface du et le corps. 7. Procédé suivant les revendications 5 et 6, caractérisé par le fait qu'on laisse tomber les fils de-l'une des rangées extérieures du groupe de fils pratiquement de façon exacte dans la ligne d'intersection entre la surface du bain et le corps0 80 Procédé suivant les revendications 5 et 6, caractérisé par le fait qu'on amène les fils de llune des rangées extérieures du groupe de fils en contact avec le corps quelque peu en dessous de la surface du bain0 9o Procédé suivant les revendications 5 et 6, caractérisé par le fait qu'on laisse les fils de l'une des ran- gées extérieures du groupe de fils tomber sur le corps légèrement au-dessus de la ligne d'intersection entre le corps et la surface du bain, la distance linéaire des points auxquels les fils de la rangée extérieure entrent en contact avec le corps,. à la ligne d'intersection entre la surface du bain et le corps étant égale ou inférieure à la distance linéaire de la rangée extérieure de fils à la rangée voisine de fils, et par le fait qu'on envoie en plus du liquide de refroidissement sur les fils, en passant par le corps. 10. Procédé suivant toutes les revendications 5 à-9 caractérisé par le fait qu'on amène les fils de l'une des rangées extérieures de fils en contact avec un corps à surface lisse à peu près dans la ligne d'intersection. entre la surface du bain et le corps, tandis qu'on exerce une légère pression sur la nappe en formation, depuis le côté opposé, au moyen d'un cy- lindre tournant, les fils étant encore plastiquement déformables, mais n'étant plus collants à l'instant ou ils entrent en contact avec la surface du cylindre, 11. Procédé suivant toutes les revendications 5 à 7, caractérisé par le fait qu'on utilise comme corps une plaque métallique à surface polie.