Brevet FR2107955A1 — publié le 19720512

i 2107955 La présente invention concerne un textile non tissé lié par des fibres adhésives thermopfetiques à base de copolyraères éthylène-acétate de vinyle saponifiés et un procédé de préparation de ces non—tissés. On sait que l'on peut soumettre à un traitement ultérieur 5 avec des résines synthétiques des non tissés de fibres coupées que l'on a préparés par un procédé par voie humide ou par voie sèche sur des machines usuelles telles que machines à cardes, machines à papier, machines de préparation des non—tissés et qui ont été ensuite renforcés mécaniquement, par exemple au moyen de machines à aiguilles ou par des techniques de 10 tricotage provoquant un bouclage intime des fibres. Au cours de ce traitement, la résine synthétique agit principalement au point d'intersection des fibres et, par liaison des fibres, elle améliore les propriétés mécaniques et en particulier la résistance à la traction. Ce renforcement supplémentaire du non-tissé, connu dans la terminologie technique sous le nom de "renforce-15 ment chimique" améliore la résistance du matériau aux contraintes subies lors de son utilisation, par exemple aux efforts de déchirure auxquels une étoffe de non-tissé est exposée au cours d'un nettoyage chimique.Les résines synthétiques mentionnées ci-dessus peuvent être appliquées par divers procédés, par exemple par imprégnation en plein bain ou par pulvérisation 20 avfec des 'cïtspersfbns de résilies,, ou on peut également appliquer par immersion ou pulvérisation des solutions de résines synthétiques. En outre, on peut incorporer dans le substrat des substances thermoplastiques sous forme de poudres ou de fibres et les faire fondre à chaud de façon à produire des liaisons au point d'intersection des fibres et, lorsque le non—tissé refroidit, 25 ces points de liaison deviennent durables, même dans le cas où la liaison du substrat ne résiste pas à la chaleur. Le collage par des fibres thermoplastiques offre divers avantages, en particulier une facilité d'incorporation plus grande par mélange des fibres thermoplastiques avec les fibres formant principalement le non— 30 tissé, par cardage des deux types de fibres ensemble pour préparer un voile de carde et ensuite par armure en croix pour préparer un non—tissé gonflant. Par ce procédé, il est très facile de mélanger les deux types de fibres de façon égale. Il est également très facile de contrôler la quantité de fibres adhésives par pesée des composants fibreux. La pulvérisation ou l'im-35 prégnation par des dispersions de résines synthétiques, d'autre part, comporte invariablement des difficultés. Ces difficultés sont dues à une application eu une distribution irrégulière de la colle, en particulier dans 71 34531 2 2107955 la direction verticale. En outre, dans le cas où on pulvérise des dispersions de résines synthétiques, il est souvent impossible de faire pénétrer la dispersion de la surface dans l'intérieur du non—tissé et de réaliser un effet de collage permanent des fibres. La conséquence en est que le non—tissé 5 se déchire très facilement. Cet inconvénient est éliminé dans une large mesure par l'incorporation de fibres thermoplastiques. Le collage des non>-tissés au moyen de fibres de liaison thermoplastiques est connu. On utilise dans ce but des fibres de liaison en polyéthylène, polypropylènes chlorure de polyvinyle, et leurs copolym'ères, 10 par exemple avec de l'éthylène et/ou de l'acétate de vinyle. On utilise également couramment dans ce but des fibres de copolyamides et d'acétate de cellulose ov d'acétobutyrate de cellulose. Ces substances thermoplastiques ont cependant divers inconvénients qui diminuent les qualités d'utilisation des articles finis. Ainsi, par exemple, les fibres de polyoléfines ou de 15 chlorure de polyvinyle, et leurs copolymèress ne résistent pas suffisamment aux hydrocarbures chlorés utilisés dans le nettoyage à sec, ce qui a pour conséquence que les articles se dissolvent partiellement ou complètement ou deviennent fragiles (par extraction du plastifiant}. Les fibres de copo-lyamideg par exemple, ne résistent pas suffisamment aux lavages, car le 20 gonflement de la résine synthétique avec l'eau affaiblit le collage du matériau fibreux et par suitîe, la liaison textile se dissout dans le bain de lavage. Une autre difficulté est que le point de ramollissement du matériau fibreux utilisé pour le collage est, dans la plupart des cas, très élevé de sorte qu'il est nécessaire de travailler à haute température. Ceci 25 provoque un abaissement des vitesses de production dans les cas où le non-tissé que l'on a à coller est fait de fibres que l'on ne peut exposer à une certaine température sans qu'elles subissent de détérioration. Ceci est particulièrement ennuyeux dans les cas où il est nécessaire de coller un non-tissé par exemple de fibres naturelles, telles que fibres de laine, 30 car, dans le cas de la laine, par exemple, les fibres jaunissent à température élevée, par exemple à 160°C et on observe en outre une détérioration , considérable de la laine. L'invention a pour objet un matériau non—tissé fortement gonflant en fibres naturelles et/ou synthétiques et en fibres de liaison, 35 caractérisé en ce qu'il contient 5 à 50% en poids, par rapport au poids de fibres du non—tissé, de fibres de liaison de copolymère éthylène-acétate de vinyle saponifié contenant de l'acétate de vinyle et de l'éthylène dans un rapport molaire de 1:1 à 1:20 sous forme copolymérisée et qui est saponifiée jusqu'à un degré d'hydrolyse de 50 à 100%. 71 34531 3 2107955 L'invention a en outre pour objet un procédé de préparation d'un non-tissé fortement gonflant en fibres synthétiques et/ou naturelles et en fibres de liaison d'un polymère thermoplastique, caractérisé en ce qu'on forme un non-tissé fortement gonflant contenant 5 à 50% de fibres 5 de liaison constituées d'un copolymère éthylène-acétate de vinyle saponifié qui, avant saponification, contient de l'acétatede vinyls et de l'éthylène dans un rapport molaire de 1:1 à 1:20 sous forme polymérisée et qui a été saponifié jusqu'à un degré d'hydrolyse de 50 à 100% et on chauffe le non-tissé formé à une température supérieure à 110°C pour rendre les fibres 10 de liaison adhésives. On utilise de préférence des fibres de copolymère éthylène-acétate de vinyle, ayant un rapport molaire acétate de vinyle/éthylène compris entre 1:2 et 1:10 et qui a été saponifié jusqu'à un degré de saponification de 80 à 100%. Les fibres préparées à partir de ces substances pré-15 sentent l'avantage, dans j.n procédé de préparation de non—tissés, qu'ai raison de leur point de fusion relativement bas, de 100 à 130°C, des températures à partir de 110 à 130°G sent tout à fait suffisantes pour le procédé de collage thermique, bien que l'on utilise des températures comprises entre 130 et 150°C environ^pour obtenir des vitesses de production suffisamment 20 élevées. A ces températures, on n'observe pas de détérioration du matériau fibreux formant le non tissé fini, tandis que d'autres fibres de liaison, qui ont des points de fusion supérieurs à 130°C nécessitent dans la plupart des cas des températures de mise en oeuvre supérieures à 150°C, auxquelles la laine, par exemple, est sérieusement détériorée. 25 En outre, les non-tissés que l'on a liés avec les fibres décrites ci-dessus utilisées selon l'invention résistent au nettoyage chimique au perchloréthylène et aux hydrocarbures de pétrole. Les polymères que l'on a préparés à partir de polyoléfines et de chlorure de polyvinyle ou de leurs ccpolymères avec de l'éthylène et/ou de l'acétate de vinyle, sont 30 susceptibles d'être abimés par ces solvants, en particulier par le solvant cité en premier. La colle gonfle eu se dissout et la liaison des fibres est détruite. Le matériau utilisé selon l'invention a également une excellente résistance à l'eau. Les non-tissés liés avec ce matériau peuvent être 35 lavés pratiquement sans détérioration dans les machines à laver, à 60°G, alors que des polymères à tase de copolyamides subissent dans ces conditions un gonflement prononcé, ce qui provoque une sérieuse détérioration de l'adhérence et la liaison entre les fibres se dissout, au moins partiellement, 71 34531 4 2107955 lorsque le non—tissé est en outre soumis aux contraintes mécaniques dues à la rotation dans le tambour de la machine à laver. Les fibres utilisées sont de préférence des fibres coupées à une longueur de 40 à 100 mm si le non—tissé est préparé par un procédé 5 mécanique. Pour les procédés hydrodynamiques, par exemple, on préfère des fibres coupées à une longueur de 5 à 20 mm. Le denier des fibres peut varier dans de larges limites, mais il est avantageusement compris entre 3,3 et 22 dtex. Dans le matériau fibreux utilisé de préférence selon l'invention, la substance de base consiste en un copolymère d'éthylène-acétatede vinyle 10 saponifié contenant de l'acétate de vinyle et de l'éthylène dans un rapport molaire compris entre 1:3 et 1:10 avant saponification et qui a un degré d'hydrolyse de 90 à 100%. Le point de fusion de ce matériau est compris entre 105 et 115°C, de sorte que l'on peut utiliser des températures de mise en oeuvre de 130°C ou plus. A ces températures, aucune détérioration du ma'tériau 15 fibreux que l'on a lier est susceptible de se produire et, d'autre part, on obtient une liaison intime, possédant les avantages déjà décrits ci-dessus grâce à la fusion complète de la substance thermoplastique. La préparation des copolymères d'éthylène-acétate de vinyle que l'on peut utiliser comme matériauxde départ pour les fibres de liaison 20 selon l'invention peut être effectuée par n'importe quel procédé désiré, à des pressions de 200 à 4000 atm.rel. et à des températures de 30 à 250°C. Le poids moléculaire moyen des polymères peut varier dans de larges limites, mais on préfère des polymères de poids moléculaire moyen compris entre 10 000 et 50 000 car on a trouvé que, pour ce domaine de valeurs, les 25 propriétés technologiques étaient particulièrement avantageuses pour la mise en oeuvre du procédé. Dans le cas de produits de poids poléculaire très élevé, la vitesse de ramollissement est trop faible tandis que des produits de faible poids moléculaire ont des propriétés mécaniques moins avantageuses, par exemple une force de liaison inférieure, une résistance mécanique infé-30 rieure et une fragilité plus grande. On peut également effectuer la saponification des copolymères d'éthylène-acétate de vinyle par n'importe quéls procédés connus. Cependant, de préférence, on effectue la saponification par une transestérification avec des alcools alipfetiques, en milieu anhydre, 35 en présence de catalyseurs alcalins ou acides. Les catalyseurs de transestéri fication alcalins utilisés sont avantageusement les alcoolatesde métaux alcalins, par exemple le méthylate de sodium ou l'éthylate de potassium, et les catalyseurs acides utilisés sont avantageusement les halogénures d'hydrogène, tels que le chlorure d'hydrogène, l'acide sulfurique ou les acides 40 sulfoniques organiques, tels que l'acide toluènesulfonique. On utilise de 71 34531 5 2107955 préférence comme alcools aliphatiques l'alcool méÇhy.lique ou. 1 ' alco.ol . . ... éthylique pour réaliser une alcoolyse rapide et complète du copolymère d'éthylène-acétate de vinyle. Dans le cas de l'alcool méthylique, l'équilibre de transestérification peut être déplacé dans la direction de la sapcnifi-5 cation du polymère par élimination de l'acétate de méthyle par distillation, comme constituant le plus volatil. L'aptitude des copolymères d'éthylène-acétate de vinyle saponifiés à Être utilisés comme fibres de liaison dépend largement de leur composition. La demanderesse a découvert selon l'invention qu'il est nécessaire que ces polymères aient une certaine teneur 10 en alcool vinylique pour avoir une bonne résistance auxsolvants, tandis qu'un accroissement de la teneur en acétate de vinyle, la teneur en alcool vinylique étant inchangée, favorise la solubilité du polymère dans les solvants organiques utilisés habituellement dans le nettoyage à sec, par exemple, le trichloréthylène ou l'essence de nettoyage. D'autre part, si la teneur en 15 alcool vinylique du polymère est trop élevée, le polymère est trop hydrophile, et, par conséquent, ceci nuit à sa résistance auxmilieuxde lavage aqueux. En outre, les copolymères d'éthylène-acétate de vinyle saponifiés ayant une teneur en alcool vinylique élevée ont des points de ramollissement et de fusion élevés qui peuvent avoir une influence néfaste sur la vitesse ou la température 20 du collage. Les copolymères d'éthylène-acétate de vinyle saponifiés les plus appropriés pour l'utilisation comme fibres de liaison sont ceux qui, avant saponification, contiennent de l'acétate de vinyle et de l'éthylène dans un rapport molaire de 1:1 à 1:20, de préférence de 1:3 à 1:10, sous forme polymérisée, et qui ont été saponifiés jusqu'à un degré d'hydrolyse de 50 à 25 100%,, de préférence de 90 à 100%. Les copolymères d'éthylène-acétate de vinyle de ce type contiennent 7 à 60% en poids d'alcool vinylique lorsque le degré d'hydrolyse est de 100%. On peut effectuer la préparation des fibres de liaison selon des procédés connus, par exemple par filage par fusion, filage à sec, ou 30 filage par précipitation. A partir des fils résultants, on prépare, par des procédés connus, des fibres coupées à une longueur de 5 à 100 mm. Les non_tissés que l'on a à coller peuvent être constitués de divers types de fibres naturelles ou synthétiques, ou de mélanges de fibres, par exemple de fibres de coton, cellulose régénérée ou laine, ou de fibres 35 d'acétylcellulose, polyacrylonitrile, polyesteramides, polyamides et/ou polyuréthannes. Les exemples suivants illustrent l'invention sans toutefois en limiter la portée. 71 34531 6 2107955 EXEMPLE 1 Un mélange de fibres coupées de téréphtalate de'polyéthylène (3j3 dtexj longueur des fibres coupées 60 mm) et de fibres d'un copolymère d'éthylène-acétate de vinyle saponifié (3,3 dtex, longueur des fibres coupées 60 mm) qui contient de l'éthylène et de l'acétate de vinyle dans 5 un rapport molaire de 5,8:1 sous forme polymérisée^avant saponification, et dans lequel 98% des groupes acétyle sont saponifiés, dans un rapport de 4:1, e£ cardé dans une machine à cardes puis transformé^par armure en croix, 2 en un non-tissé ayant une épaisseur d'environ 40 mm et un poids de 400g/m . On fait passer ce non-tissé, à une vitesse de 2m/mn, à travers un four de 10 5 m de long dans lequel l'air ambiant a été chauffé à 13S°C. On obtient un non-tissé fortement gonflant, élastique, que l'on peut utiliser comme non tissé de garnissage dans les anoraks et les édredons. Le non—tissé est caractérisé par sa résistance élevée au nettoyage à sec et au lavage en machine à 60°C. Il a peu tendance à se déchirer. 15 EXEMPLE 2 Un mélange de fibres coupées de téréphtalate de polyéthylène (6,7 dtex, longueur des fibres coupées 40 mm) et de fibres d'un copolymère d'éthylène—acétate de vinyle saponifié (6,7 dtex, longueur des fibres coupées 60 mm) qui contient de l'éthylène et de l'acétate de vinyle dans un rapport 20 molaire de 1,45:1, sous forme polymérisée avant saponification, et dans lequel 99,5% des groupes acétyle ont été saponifiés, le rapport de mélange étant de 3:1, est transformé en un non-tissé comme il est décrit dans l'exemple 1 et collé par chauffage dans un four à 160°C. Le non-tissé cbtenu est très gonflant et très élastique et 25 il résiste au nettoyage à sec dans le perchloréthylène et à un lavage doux. EXEMPLE 3 Un mélange de laine de toison (environ 5 dtex, longueur 80 mm) et de fibres d'un copolymère d'éthylène-acétate de vinyle saponifié (6,7 dtex, longueur des fibres coupées 60 mm), qui contient de l'éthylène et de l'acétate 30 de vinyle dans un rapport molaire de 5,8:1, sous forme polymérisée avant saponification, et dans lequel 98% des groupes acétyle ont été saponifiés, dans un rapport de mélange de 7:3, est transformé en un non-tissé par cardage dans une machine à cardes puis armure en croix. Le non—tissé a un poids au m^ de 280 g et est fabriqué à la vitesse de 4 m/mn. On le fait passer à 35 travers un four de 5 m de long dans lequel la température de l'air ambiant a été ajustée à 145°C et on l'enroule. Le non tLssé obtenu est fortement élastique et a un toucher doux, gonflant, et il peut être utilisé comme non-tissé de garnissage pour les édredons ou les oreillers. 71 34531 2107955 Exemple comparatif A. Des fibres coupées de téréphtalate de polyéthylène (3,3 dtex, longueur des fibres coupées 60 mm) sont transformées en un non—tissé ayant 2 un poids au m d'environ 400 g par traitement dans une machine à cardes puis 5 armure en croix, le non-tissé étant préparé à une vitesse de 3 m/mn. On pulvérise alors la surface du non-tissé avec une dispersion d'une colle consistant en un copolymère«d'acrylate de méthyle avec de l'acrylate de butyle et un agent de réticulation contenant des groupes réactifs et qui a une teneur en matières solides de 507°. Après son premier passage dans un 10 dispositif de séchage, on retourne le non-tissé et on pulvérise la face arrière de la même façon avec la colle de polymère décrite ci-dessus On fait à nouveau passer le non—tissé dans le four et enfin on l'enroule. Le non tissé a un toucher doux mais sa surface a un toucher rude ressemblant à celui d'une matière plastique. Le non—tissé se déchire facilement au 1 15 centre. On peut l'utiliser pour la préparation d'édredons et pour le garnis-: sage d'anoraks ou d'autres articles. Exemple comparatif B. On mélange dans un rapport de 4:1 des fibres coupées de téréphtalate de polyéthylène (3,3 dtex, longueur des fibres coupées 60 mm) 20 et des fibres d'un copolymère de chlorure de vinyle et d'acétate de vinyle dans un rapport 85:15 (3,3 dtex, longueur des fibres coupées 55 mm) et 2 on transforme ce mélange en unnon-tissé pesant 400 g/m par passage dans une machine à cardes puis dans une machine pour armure en croix. On fait alors passer le non—tissé dans un four de 5 m de long dans lequel on a 25 chauffé l&ir ambiant à 160°C. Après refroidissement, on obtient un non- tissé fortement gonflant, élastique, que l'on peut utiliser comme non—tissé de garnissage pour les articles décrits dans l'exemple 1. Cependant, après un nettoyage à sec, la liaison des fibres est dissoute et, par conséquent, le caractère fortement gonflant, à l'origine, disparaît. Les articles garnis 30 à l'aide de ce non-tissé ont une durée de service limitée, en ce qui concerne l'usure. Exemple comparatif C. Un mélange de laine de toison (environ 5 dtex, longueur de fibres 80 mm) et de fibres d'un copolyamide (polyamide-6 et polyamide-6,6 35 dans un rapport 2:1) (6,7 dtex, longueur des fibres coupées 50 mm) est transformé en un non—tissé comme il est décrit dans l'exemple comparatif B et collé par chauffage dans un four à 180°C. La demanderesse a trouvé que * 71 34531 s 2107955 le chauffage provoquait un retrait d'environ 20%, en hauteur et en largeur, et un jaunissement notable du non-tissé. Contrairement au non tissé préparé dans l'exemple 2, ce non-tissé ne possède pas un gonflant élevé, un touché doux et élastique. 71 34531 9 2107955 REVENDICATIONS 1 - Matériau non tissé fortement gonflant en fibres naturelles et/ou synthétiques et en fibres de liaison, caractérisé en ce qu'il comporte 5 à 50% en poids, par rapport au poids de fibres du non-tissé, de fibres de 5 liaison de copolymère d'éthylène-acétate de vinyle saponifié contenant de l'acétate de vinyle et de l'éthylène dans un rapport molaire de 1:1 à 1:20, sous forme .;ov-Tyrr,:r;,^et qui est saponifié jusqu'à un degré d'hydrolyse de 50 à 100%. 2 - Procédé de préparation d'un non-tissé fortement gonflant 10 à partir de fibres naturelles et/ou synthétiques et de fibres de liaison de polymère thermoplastique, caractérisé en ce qu'on forme un non-tissé fortement gonfLant contenant 5 à 50% de fibres de liaison constituées d'un copolymère d'éthylène-acétate de vinyle saponifié contenant de l'acétate de vinyle et de l'éthylène dans un rapport molaire de 1:1 à 1:20, sous forme polymérisée 15 avant saponification, et que l'on a saponifié jusqu'à un degré d'hydrolyse de 50 à 100% et on chauffe le non-tissé formé à une température supérieure à 110°C pour rendre les fibres de liaison adhésives. 3 - Procédé de préparation d'un non—tissé fortement gonflant selon la revendication 2, caractérisé en ce que les fibres de liaison de 20 copolymère d'éthylène-acétate de vinyle sont constituées d'un copolymère d'éthylène-acétate de vinyle comportant de l'acétate de vinyle et de l'éthylène dans un rapport molaire compris entre 1:3 et 1:10 et qui a été saponifié jusqu'à un degré d'hydrolyse de 80 à 100%.