Brevet FR2019608A1 — publié le 19700703

L'invention a pour objet un procédé d'application d'un motif décoratif à un substrat textile à couche de poil coupé ou bouclé par la production de variations de hauteur du poil, du moins dans une partie de la couche de poil. Plus particulièrement, l'invention concerne un procédé d'obtention d'effets de relief ou sculpturaux dans des tissus à poil coupé ou bouclé par une application sélective de la chaleur et de la pression. les substrats textiles du type à poil coupé ou bouclé dont il est question ici se rapportent à des textiles présentant un poil ou une couche de poil comme les tissus éponge ou les tapis, de même qu'à des fibres textiles floquées, gonflantes ou texturées présentant une surface du type à couche de poil partiellement ou complètement dressée. On connait depuis longtemps des substrats présentant une surface de poil coupé ou bouclé avec des parties du poil superficiel éliminées selon un dessin prédéterminé. le contraste entre la hauteur des fibres qui est ainsi produit engendre un effet de relief ou sculptural qui rehausse l'aspect du produit final et, dans bien des cas, facilite la vente de l'article. L'un des moyens les plus anciens de production d'un dessin en relief est le tissage Jacquard ; toutefois, non seulement cela nécessite l'emploi de métiers à tisser spéciaux cotteuz de construction limitée, mais aussi le piquage de centaines de cartons Jacquard. En conséquence, bien que les dessins ainsi obtenus soient d'une très grande netteté, leur production est longue et onéreuse et, en raison des frais a-u'entraSne le lisage et le piquage des cartons, elle est limitée à un nombre relativement restreint de dessins. Une autre méthode, qui a été utilisée en particulier pour la production d'effets sculpturaux sur les tissus éponge et sur les tapis, consiste en un tondage sélectif de la couche de poil coupé ou bouclé de façon à obtenir un effet de relief. Cela peut être réalisé par des procédés différents. Mvec l'un d'eux, des doigts métallioues ou des plaques porteuses du dessin gravé sont placées sous tension de façon à diminuer par pression la hauteur du poil dans certaines régions prédéterminées, dans lesquelles le poil doit rester sans être coupé.En synchronisation avec ces dispositifs quia'oaissent la hauteur du poil, des moyens de coupe ou de tondage éliminent le poil dressé dont la hauteur n'a pas été abaissée et laissent le poil dressé dans les régions où sa hauteur a été abaissée lorsque les doigts ou plaques de tension précités ont été enlevés. le tondage synchronisé et les moyens d'abaissement de la couche de poil demandent un système d'appareil coûteux et complexe pouvant donner lieu à un alignement défectueux et exigeant un entretien de tous les instants si l'on veut obtenir un contraste nettement tranché dans les dessins. En outre, l'opération de tondage diminue l'adhérence entre le poil et le substrat.Une variante de ce procédé consiste à traiter chimiquement le poil pour le rendre rigide, puis à exercer une pression sur certaines régions sélectionnées pour abaisser la hauteur du poil et enfin à tondre le poil dressé régidifié. Subséquemment, le dispositif mécanique d'abaissement de la hauteur du poil est enlevé, 1'agent chimique régidifiant éliminé par levage et on obtient ainsi l'effet sculptural désiré. Ce procédé se heurte aux mêmes problèmes que le précédent avec la complication supplémentaire que représente l'introduction d'une opération de lavage et de séchage. Cependant, un procédé supplémentaire consiste à incorporer une quantité substantielle de fibres thermoplastiques dans la couche de poil et à mettre subséquemment celle-ci en contact superficiellement avec un modèle de dessin en relief chauffé, réduisant ainsi sélectivement la hauteur d'une partie du poil thermoplastique. Non seulement il s'agit là d'un procédé de fabrication plutôt complexe, mais aussi la teneur substantielle en fibres thermoplastiques de la couche de poil réduit le potentiel d'absorption de celle-ci, de sorte qu'elle est impropre à la production de tissus éponge. Si tous les procédés mentionnés ci-dessus sont capables, dans des conditions optimales, de produire des motifs de dessins en relief franchement délimités, ils sont par ailleurs coûteux, requièrent des investissements de capitaux élevés pour les appareils qu'ils utilisent, et demandent habituellement l'emploi d'une main-d'oeuvre hautement qualifiée alors que, pratiquement, le nombre de dessins qu'ils permettent d'obtenir est limité. Ce dont on avait besoin depuis longtemps dans l'art de la production de dessins en relief, en particulier pour la production en série à peu de frais de serviettes éponge et de tapis, c'était des moyens de production simplifiés et peu cot- teux.Idéalement le procédé choisi devrait permettre de produire des dessins en relief de rapprochant du tissage Jacquard quant à la franchise de séparation des motifs sans poser toutefois les exigences spéciales requises par le tissage Jacquard. I1 faudrait aussi que ce procédé soit applicable à tous les types de textiles à poil coupé ou bouclé, à n importe quel stade subséquent à leur production et qu'il se prête à une sélection illimitée de modèles de dessins. De plus, un procédé amélioré de gaufrage, tout en ne nécessitant aucune opération de tondage pourrait être combiné facultativement avec un traitement de tondage et/ou d'impression.Enfin, ce procédé devrait être applicable à la production en série de produits en relief peu cofteux avec des fibres non thermoplastiques en utilisant l'équipement et les techniaues dont on dispose actuellement mis au'service d'une main-d'oeuvre relativement non qualifiée. Un procédé de production d'effets de relief réunissant la plupart de ces avantages représenterait un progrès notable dans l'art du traitement des textiles. L'un des buts de la présente invention consiste donc, entre autres, à fournir un nouveau procédé de production d'effets en relief sur des substrats textiles à couche de poil coupé ou bouclé ou d'un genre similaire, au moyen des tecimiques et de l'éauipement existants. Un but plus spécifique de l'invention consiste à produire des dessins en relief sur les tissus éponges ou les tapis, ces dessins étant stables à des tracements répétés de blanchissage et d'une netteté de séparation comparable à celle obtenue dans le tissage Jacquard. Un autre but de l'invention est le développement d'un traitement pour la production d'effets de relief aui soit applicable à des textiles à couche de poil coupé ou bouclé à un stade quelconque après leur faorication. D'autres buts consistent en la production d'effets en relief ne nécessitant pas de traitement de tondage, mais qui puisse être combinée facultativement avec un tondage et/ou une opération d'impression et qui permette une sélection pra tiauement illimitée de modèles de dessins. Btautres buts apparaîtront d'eux-mêmes à l'esprit de l'homme de l'art après examen de cette invention. D'une manière générale, un substrat textile approprié pré sentant une haute couche de poil coupé ou bouclé, ou similaire, est traité par un polymère thermoplastique au moins sur certaines parties de la couche de poil coupé ou non coupé de façon à obtenir une répartition uniforme du polymère à la base du poil. On applique alors de la chaleur et une pression au substrat traité sur lequel a été réparti le polymère thermoplasti- que, jusqu'à ce qu'au moins une partie de ce polymère adhère au substrat textile et crée un effet de relief. te polymère en excès est ensuite éliminé par secouage et récupéré pour être recyclé ou mis au rebut. Plus spécifiquement, un polymère thermoplastique, sélectionné dans un groupe composé de polyamide, de polyester, de chlorure de polyvinyle et de polyoléfine ou d'un mélange de ces substances est appliqué à un substrat et le polymère est secoué de façon à ce qu'il se trouve réparti au maximum sur le substrat. De la chaleur et une pression sont appliquées sur certaines parties sélectionnées de la surface-sur laquelle a été réparti le polymère, de façon à provoquer une adhérence de celui-ci avec le substrat en même temps que l'effet de relief désiré. le degré de chaleur appliquée s'étend de la température située au-dessus de la température de ramollissement de polymère ou la température située au-dessous de la température de déformation du substrat. La pression appliquée doit être simplement suffisante pour engendrer une adhérence entre le polymère thermoplastique et le substrat. Dans la pratique préférée, un substrat de tissu éponge en coton est traité par un ou plusieurs des polymères thermoplastiques énumérés ci-dessus sous forme de poudre et le tissu éponge est secoué de façon à obtenir une distribution optimale de la poudre de polymère autour des boucles du tissu éponge. Un dispositif de gaufrage portant en relief le dessin désiré et chauffé approximativement entre 100 et 2100C est pressé contre au moins une partie sélectionnée de la surface où a été réparti le polymère, pendant environ 1/2 à 300 secondes ou davantage, jusqu'à obtention de l'effet de relief désiré. l'excès de polymère est également éliminé et récupéré. Dans une variante, un dessin de plusieurs couleurs est obtenu par l'application à la couche de poil de granulés de "Nylon" d'une couleur différente de celle du poil, puis après secouage, en pressant contre la couche de poil traitée un rou leau portant des dessins en relief, jusqu'à obtention d'une réplique en couleur en relief de ce dessin sur la couche de poil. Suivant une autre variante, une structure de mousse à effet capitonné, faite de plusieurs constituants, est obtenue en appliquant un copolymère de chlorure de vinyle et d'acétate de vinyle à une structure de mousse reposant sur au moins une couche d'une matière de support non thermoplastique. Après répartition du copolymère, un tissu formant enveloppe est placé à la partie supérieure pour faire l'article à plusieurs compo sants. l'effet de capitonnage est obtenu par un gaufrage résultant de l'application de chaleur et de pression. Pour faciliter la compréhension de l'invention ainsi que les possibilités de variantes et de modifications, on se reportera aux détails descriptifs supplémentaires suivants. A. Substrats textiles Da;ns le procédé selon l'invention, n'importe quel subs- - trat textile comportant des fibres dressées verticalement du; type "poil" peut être utilisé comme matière de départ, à condition que sa température de déformation soit supérieure à celle du polymère thermoplastique. les matières cellulosiques comme le coton et la rayonne, ou les matières kératiniques comme la laine et les substances similaires peuvent être utilisées pour former la couche de poil. le "poil" peut être obtenu par des procédés de tissage classiques, par flocage, par texturation ou gonflement ou par aiguilletage (tufting). Ce poil peut, au préalable, avoir fait l'objet d'un tondage ou avoir été laissé dans sa forme originale. le poil peut avoir été teint en une ou plusieurs couleurs avant ou après le traitement conférant le relief. Polymère thermoplastique La plupart des polymères thermoplastiques dont la température de déformation est inférieure à la température de déformation du poil peuvent être utilisés. Lé polymère tel qu'employé ici comprend des homopolymères, des copolymères, des terpolymères, des interpolymères, etc... Les polyamides désignés dans le commerce par polyamides "6", 6/6, 6/10, 11, 12, etc... peuvent être utilisés comme polymère thermoplastique de même que les polyesters, le chlorure de polyvinyle et les polyoléfines. La quantité de polymère thermoplastique nécessaire est variable en fonction de facteurs tels que l'épaisseur de la couche de poil, le type du polymère et ses dimensions particulaires, le type d'effet recherché ainsi que la température et la pression de dispositif appliqué pour produire l'effet de relief. De bons résultats ont été obtenus lorsqu'une poudre de copolymère du Nylon 6/12 d'une granulation de O à 300 microns a été appliquée au substrat. C. Température, pression et temps Ainsi que déjà exposé, la seule condition imposée à la température est Que celle-ci doit se situer dans une échelle qui s'étend de la température de déformation du polymère thermoplastique à la température inférieure à celle de la déformation du poil. D'une manière générale on a constaté que cette échelle s'étend environ de 100C à environ 21000. Bien qu'il soit plus simple d'obtenir l'effet de relief désiré sur le substrat par une application simultanée de chaleur et de pression au moyen d'un dispositif en relief chauffé, la chaleur et la pression peuvent être appliquées séparément. Par exemple, le substrat porteur du polymère thermoplastique peut être chauffé à l'aide d'une source thermique telle que l'énergie électrique à haute fréquence, et la pression appli quée au moyen d'un dispositif de gaufrage, chauffé ou non chauffé. Normalement, le traitement est réalisé en chauffant le dispositif de gaufrage par des moyens de chauffage actionnés électriquement. le temps nécessaire pour imprimer le dessin désiré sur la couche de poil est variable en fonction de la température et du dispositif de gaufrage, de la pression appliquée à la surface du poil, de la nature du polymère utilisé et du type et de l'épaisseur de la couche de poil. Une gamme des temps entre environ 1/2 et 300 secondes inclut la majorité des combinaisons de matières et de conditions considérées, une échelle typique s'étendant approximativement de 20 à environ 120 secondes. Be tableau ci-dessous donne les relations temps - pressions températures typiques lorsqu'un copolymère du nylon 6/12 est utilisé comme polymère thermoplastique appliqué à un tissu éponge en coton. Température Pression Temps nécessaire 1100C 3,515 kg/cm2 100 secondes 1600C 2,109 " 90 1990C 3,515 " 45 t' 2040C 0,703 " 10 La pression requise est celle qui est suffisante pour conférer un dessin nettement délimité à la couche de poil dans un temps raisonnable. On a constaté que cette pression variait entre 1,055 kg/cm2 et 10,546 kg/cm2, une pression optimale se 2 2 situant entre 2,109 kg/cm2 et 4,218 kg/cm2. Dispositif de gaufrage N'importe quel dispositif de gaufrage, par exemple sous fprme de plaque ou de rouleau avec gravures en relief ou de rouleaux de calandrage présentant une surface à effets contrastés peut être utilisé pour conférer le dessin désiré à la couche de poil, la seule condition exigée étant que ce dispositif soit fait d'un matériau de bonne conductibilité thermique capas de conserver son intégrité structurale dans les limites de l'échelle de températures appliquées. Pacultative- ment, en vue de faciliter le retrait du dispositif hors de la couche de poil on peut revêtir ce dispositif d'une mince pellicule d'un agent de démoulage comme la cire de carnauba, un silicone ou un hydrocarbure fluoré. les exemples suivants décrivent une réalisation préférée de l'invention. Exemple 1 Production d'un tapis avec effets sculpturaux Une poudre de nylon 12 (tamis de 60 mailles, numéro ame- ricain) est répandue régulièrement sur un tapis en laine présentant une couche de poil de 12,7 mm de hauteur, dans la p proportion d'environ 775 g/dmS de tapis. i.a pénétration de la poudre jusqu'au fond de la couche de poil est réalisée mécaniquement. Une matrice de gaufrage chauffée à environ 1900C est utilisée pour imprimer un dessin par l'application d'une pression de 0,352 kg/cm2 à la surface de la matrice contre la surface de la couche de poil en laine pendant 20 secondes. Exemple 2 Production d'une matière ~-raufrée avec effet de capitonnage Un copolymère de chlorure de vinyle-acetate de vinyle en poudre (tans de 100 mailles, numéro américain) est répandu régulièrement sur une mousse d'uréthane de polyéther de 3,175 mm dont la densité est d'environ 4 g/dm3. La couche de mousse repose sur un tissu de support (tissu de coton de compte de fils 54 x 40 par 25,4 mm). Après que la poudre a été répandue vn tissu foraient enveloppe en nylon est posé à la partie supérieure de la face sans support du sandwich mousse de façon à obtenir un article composé ternaire nylon - mousse - support de coton.Cet article est gaufré avec effet de capitonnage en le mettant en contact pendant moins de 5 secondes avec un rouleau gravé chauffé à environ 1500C sous une pression de 0,703 2 kg/cm . La matière capitonnée ainsi obtenue est perméable et résistante à l'air ; elle est dotée de bonnes propriétés isolantes et elle supporte les blanchissages. La poudre en excès est éliminée à travers le tissu support en coton de tissage liche par l'application du vide. Exemple 3 Production de tissu éponge en coton avec effets sculpturaux 2 Un tissu éponge en coton saupoudré avec environ 155 9/au2 d'un copolymère de nylon 6/12 à l'état pulvérulent (150 microns) est battu avec un bâton à barres hexagonales de façon à répartir la poudre autour des boucles du tissu éponge. Une plaque de fonte portant en relief le dessin gravé, chauffée à 1600C et enduite avec une mince pellicule de cire est appli quée contre le tissu-éponge sous une pression de 3,515 kg/cm2 pendant 30 secondes de façon à obtenir l'effet de relief désiré. è tissu éponge à effets sculpturaux obtenu est stable au blanchissage. Ainsi aue le montrent les exemples et réalisations qui précèdent, de nombreux avantages sont obtenus dans l'application pratique de cette invention. Par exemple, à la différence du tissage Jacquard, avec lequel les dessins en relief doivent être déterminés avant le tissage, le procédé de l'invention permet de transformer un tissu, dont la surface est formée par une couche de poil en créant sur cette surface un dessin en relief à un stade quelconque subséquent à la fabrication. De plus, aucune opération de tondage n'est nécessaire. Cela est avantageux sous deux aspects, d'abord parce que le tondage affaiblit structuralement l'adhérence entre le poil et le tissu de support, ensuite en faisant fondre sélectivement des parties de la couche de poil contre le substrat le procédé selon l'invention améliore effectivement la résistance structurale de l'article obtenu et, par conséquent, prolonge sa durée d'usage. La présente invention est avantageuse par rapport aux procédés de gaufrage des tissus éponge avec lesquels des quantités substantielles de fibres thermoplastiques sont introduites dans la couche de poil, en ce sens que les fibres thermoplastiques réduisent substantiellement l'absorption d'eau tandis que, du fait de la plus faible proportion de revêtement thermoplastiaue utilisée avec le procédé selon l'invention, le potentiel d'absorption de 11 eau n'est pas substantiellement réduit. Il est bien entendu que de nombreux changement modifications et substitutions peuvent être apportés aux polymères thermoplastiques, substrats textiles, quantités de matières, temps, températures et pressions sans s'écarteur du cadre de l'invention. REVENICATI0NS 1. Procédé pour la production d'effets de relief sur des substrats textiles présentant une surface faite d'une couche de poil, caractérisé par l'application d'un polymère thermoplastique au moins à certaines parties de la surface de la couche de poil, puis l'application de chaleur et de pression au moins à une partie de la surface sur laquelle ce polymère a été appliqué, jusqu'à ce au'un effet de relief soit conféré à cette partie de la surface, la chaleur appliquée correspondant à une échelle de températures s'étendant de la température supérieure à la température de déformation du polymère thermoplastique à la température au-dessous de la température de déformation du poil. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le polymère thermoplastique est sous forme de poudre ou de flocs. 3. Procédé de production d'effets de relief sur des substrats textiles présentant une surface de poil, caractérisé en ce qu'il comporte l'application d'un polymère thermoplastique au moins à certaines parties de la surface de la couche de poil, puis en mettant ensuite, au moins une partie de la surface à laquelle ce polymère a été appliqué, en contact avec un dispositif de gaufrage jusqu a ce qu'un effet de relief soit conféré à cette partie de la surface, ce dispositif de gaugrage étant chauffé à une température s'étendant de la température au-dessus de la température de déformation du polymère thermoplastique à la température au-dessous de la température de déformation du poil. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce zue le polymère thermoplastique est sous la forme d'une poudre. 5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le polymère thermoplasticue est sous la forme de flocs. 6. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le substrat textile fait l'objet d'une sélection à partir d'un groupe composé de tissu éponge et de tissu pour tapis, ce substrat ayant une surface faite d'une couche de poil comprenant un poil non thermoplastique. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le substrat est un tissu éponge de coton. 8. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la poudre thermoplastiRue est d'une couleur différente de celle du substrat. 9. Procédé de production d'effets de relief sur des substrats textiles présentant une surface recouverte d'une couche de poil cellulosique substantiellement -exempte de matières thermoplastiques, comportant a) l'application d'un polymère thermoplastique en poudre, dont la température de déformation est inférieure à celle de la surface de la couche de poil contenant une matière cellulosique, au moins à des parties de la surface de la couche de poil b) un secouage de la surface de la couche de poil en vue de répartir la poudre de polymère thermoplastique à la base du poil. c) la mise en contact d1un dispositif de gaufrage chauffé à une température supérieure à la température de défor mation de la matière thermoplastique, mais inférieure à la température de déformation de la matière-cellulo sique, avec au moins une partie de la couche de poil dans laquelle la poudre de polymère a été répartie, pendant un temps suffisant et sous une pression suf fisante pour produire l'effet de relief désiré sur ce substrat textile. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le dispositif de gaufrage est chauffé à environ 1000j à 2100C. 11. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'un polymère thermoplastique non déformé est retiré du substrat. 12. Procédé de production d'effets de relief sur un tissu éponge présentant une surface faite d'une couche de poil en coton, comportant a) la répartition d'environ 155 à 775 g/dm2 d'une poudre de polymère thermoplastinue, sélectionné à partir d'un groupe composé de polyamide, de polyester, de chlorure de polyvinyle et de polycléfine ainsi que de mélanges de ces substances, au moins sur une partie de la sur face de la couche de poil. b) le secouage de la surface renfermant la poudre de poly mère jusqu'à ce que la poudre soit substantiellement répartie à la base du poil. c) la mise en contact d'untdispositif de gaufrage chauffé environ entre 100 et environ 210 C avec au moins une partie de la couche de poil renfermant la poudre de polymère distribuée, de façon à exercer une pression entre 1,054 et 10,546 kg/cm sur la surface de la cou che de poil, pendant une période de temps se situant environ entre 20 - 120 secondes, jusqu'à ce -ue des parties sélectionnées du polymère thermoplastioue dis tribué soient déformées et forment ainsi un effet de relief, et d) l'élimination de lapoudre de polymère non déformée, du substrat gaufré. 13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que le dispositif de gaufrage fait l'objet d'un traitement préalable avec un agent de démoulage. 14. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que la poudre de polymère est un polyamide. 15. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que la poudre de polymère est un polyester. 16. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que la poudre de polymère est une polyoléfine. 17. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce oue la poudre de polymère est le chlorure de polyvinyle. 18. Substrat textile gaufré produit selon le procédé de la revendication 1. 19. Substrat textile gaufré produit selon le procédé de la revendication 9. 2C. Tissu éponge gaufré produit selon le procédé de la revendication 12.