Brevet FR2106371A1 — publié le 19720505

i 2106371 La présente invention se rapporte à un procédé et à un dispositif pour la fabrication d'articles en nappe présentant une haute perméabilité à l'air et à la vapeur d'eau et des caractéristiques hygroscopiques élevées par réunion de deux nappes de non-tissés 5 avec couche de matière plastique intermédiaire comportant des cavités. On s'est déjà, à maintes reprises, posé la question de savoir comment fabriquer des articles en nappes poreux résistants à l'usure et à la pliure, caractérisés par une main douce, un haut 10 pouvoir d'absorption et de bonnes caractéristiques d'essuyage, par exemple pour le séchage de la vaisselle ou autres, et qui, de surcroît, présentent une bonne résistance au lavage. Pour résoudre ce problème, les procédés les plus divers ont été proposés. Ainsi, par exemple, il existe un certain nombre de procé-15 dés qui consistent à soumettre les non-tissés, à une imprégnation en plusieurs temps avec une dispersion ou une émulsion aqueuse, notamment sous la forme d'une matière alvéolaire ou sous la forme d'une pâte constituée par des adhésifs susceptibles d'être vulcanisés et filmogènes et à incorporer à ces non-tissés, au cours de 20 l'imprégnation finale ou encore au cours de deux ou plusieurs imprégnations, des substances finement et régulièrement réparties, pouvant être extraites ultérieurement et qui, selon la nature des agents utilisés, agissent à la fois en qualité d'adhésifs et dé matières porogènes (par exemple, le carbonate d'ammonium, le sulfate 25 de soude) ou agissent uniquement comme matières porogènes (par exemple l'urée, la thiourée), les articles étant soumis, après chaque imprégnation, à un traitement destiné à consolider la. matière d'imprégnation appliquée, de préférence par traitement thermique, et, après la consolidation finale, à les soumettre à un traitement avec 30 de l'eau ou me solution aqueuse en vue d'extraire les matières porogènes ou adhésives comme cela est, par exemple, décrit dans les brevets allemands n° 910.960, 1.182.425 et 1.204.186. Le brevet allemand n° 1.807.579 décrit un procédé pour la fabrication d'un matériau en feuille façon velours dans lequel, 35 entre deux couches supports, par exemple des nappes de non-tissés, on obtient par coagulation dans un bain d'une couche de solution de polymère, me couche de polymère comportant des espaces internes spongieux, l'article étant ensuite séparé en deux nappes individuelles en divisant les deux couches supports au centre de la 40 couche de polymère. 71 32310 2 2106371 Les procédés ci-dessus, par suite de la multiplicité des opérations, sont compliqués et, par conséquent, coûteux et ne fournissent, par ailleurs, aucun article en nappe poreux et à haut pouvoir d'absorption donnant entière satisfaction» 5 L'objet de l'invention est un procédé permettant de fa briquer de façon simple et continue et sans la mise en oeuvre de moyens Importants un produit en nappe présentant une grande perméabilité à l'air et à la vapeur d'eau ainsi que des caractéristiques hygroscopiques élevées» 10 Ce résultat est atteint selon l'invention par le fait qu'au moins sur les faces internes des nappes des non-tissés on applique de façon non uniforme sur la surface un corps coagulant la matière plastique laquelle est ensuite insérée, sous la forme d'une dispersion moussante, entre les nappes puis séchée, 15 Cette application non uniforme du coagulant en poudre dans le procédé selon l'invention est un facteur essentiel pour, d'une part, obtenir une fixation suffisante de la couche spongieuse sur les deux nappes et, d'autre part, pour éviter une pénétration profonde et couvrant toute la surface du liant spongieux, la pénétra-20 tion qui détruirait à coup sûr la structure alvéolaire et provoquerait la formation d'un film fermé à l'intérieur des nappes de non-tissés» Cette dispersion du coagulant s'effectue avantageusement en répandant le coagulant solide, de préférence à l'aide d'un ta-25 mis à secousses, de sorte que la matière alvéolaire, aux endroits de la surface de la nappe pourvue de coagulant, ne peut, par suite de la coagulation pénétrer, dans la nappe, tandis qu'aux endroits voisins dépourvus de particules de coagulant il lui est loisible" par contre, de pénétrer dans la nappe où elle s'accroche solidement. 30 Un autre procédé avantageux selon l'invention consiste à appliquer ponctuellement le coagulant liquide sur les nappes, ©e qui peut se faire facilement au moyen d'un dispositif conçu spécialement à cet effet, par exemple à l'aide d'un rouleau à trame grossière. Un procédé préféré pour cette application consiste à 35 pulvériser le coagulant sur la nappe» En choisissant et en agençant judicieusement les organes de pulvérisation, il est possible d'obtenir sans difficulté une application absolument ponctuelle du coagulant » Une variante particulièrement avantageuse consiste à 4q| déposer et à sécher le coagulant avant l'application de la matière 71 32310 3 2106371 alvéolaire, l'effet coagulant n'intervenant alors que lors de l'application de la dispersion de matière alvéolaire. Les avantages de ce mode de réalisation résident dans le fait que le coagulant peut ainsi être appliqué séparément dans l'espace et dans le temps ^ et qu'on évite ainsi la réaction indésirable intervenant sur la dispersion de matière alvéolaire, comme elle se produit souvent lors de la pulvérisation. Comme coagulant on utilise avantageusement des composés solubles dans l'eau comme l'alun, le sulfate de soude et autres 1Q électrolytes similaires. La perméabilité à l'airetàla vapeur d'eau peut être facilement augmentée de façon connue en utilisant des coagulants, ayant en plus des effets gonflants lors du séchage,et produisant ainsi des pores dans la couche de matière alvéolaire, comme par exemple le carbonate d'ammonium, ou encore en ajoutant des agents gonflants au coagulant. Selon les caractéristiques recherchées pour le produit final, l'article fini peut être encore soumis à des traitements ultérieurs, par exemple à un grattage. Un procédé préféré pour 20 obtenir un produit fini ayant une surface plus lisset. cotoneuse consiste à le séparer en deux nappes de sorte que la couche extérieure est constituée par le non-tissé tandis que l'autre couche est constituée par la matière alvéolaire. Pour de nombreuses applications il est souhaitable d'amé-25 liorer encore les caractéristiques de ces articles en nappe, en particulier pour augmenter la résistance à l'usure des surfaces externes de façon qu'elles ne favorisent pas la propension au bou-lochage et qu'elles soient douées d'un coeffient de frottement supérieur sur les surfaces lisses, par exemple les carreaux de 30 fenêtre. Il ne faut toutefois pas que la grande porosité et la grande perméabilité à l'air et à la vapeur d'eau qui y est liée s'en trouve affectée. Selon une autre particularité avantageuse de l'invention, la matière plastique sous la forme d'une dispersion moussante est •55 également appliquée sur les faces externes des nappes, après quoi on applique le coagulant et on sèche la couche externe, 3n appliquant également une dispersion plastique moussante sur les faces externes des nappes, on obtient une liaison rigide des fibres des faces externes de la nappe qui ne peuvent plus 40 se dissocier même après un long usage. L'application consécutive, 71 3231Q 4 2106371 de préférence discontinue, d'un coagulant présente un double effet. Premièrement on évite ainsi une formation continue du film, et, deuxièmement, lors du dernier traitement de l'ensemble de 1'article en nappe3 c'est-à-dire l'extraction du coagulant, on obtient 5 aux endroits où celui-ci a agi, la porosité nécessairesi bien que la perméabilité à l'air et à la vapeur d'eau est conservée pour tout article en nappe» Le fait d'empêcher la formation continue du film est également un facteur essentiel, attendu que cela permet d'obtenir un certain profilage de la surface qui est indispen-10 sable pour obtenir le coefficient de frotfce3ie±(âré L'application de la dispersion plastique moussante sur les faces externes des nappes peut être effectuée sur le produit déjà fini, c'est-à-dire après dépôt de la dispersion moussante en-15 tre les nappes, et séchage consécutif» On préfère, toutefois, un procédé dans lequel la couche externe est appliquée avant la réunion des deux nappes et avant le dépôt de la couche intermédiaire plastique sur les faces extérieures des nappes isolées» Ce procédé comporte des avantages par rapport à la technique du séchage 20 étant donné qu'aucun liquide ne peut passer de la couche externe dans la couche intermédiaire. Comme dispersion plastique moussante pour la couche externe, on peut pratiquement utiliser les mêmes matières plastiques que pour la couche intermédiaire, de sorte qu'il n'est pas nécessaire 25 de donner ici plus amples détails à ce sujet» Il en va de même pour les coagulants dont c'est le s&Lfate de soude qui a donné le meilleur résultat en pareil cas » La quantité de coagulant pour la couche externe dépend dans une certaine mesure de la dispersion plastique et de l'épais-30 seur de l'application» Pour les poids habituels du produit d'application de l'ordre de 15 à 30 g par couche externe, 10 à 50 g de sulfate de soude par mètre carré suffisent généralement, étant entendu que dans les limites de cette plage relativement grande, la perméabilité de l'air -obtenue augmente à mesure que les quanti-35 tés de produit d'enduction augmentent en sulfate de soude» En cas de quantités supérieures à 50 g, la perméabilité susceptible d'être obtenue reste faible, de sorte qu'il n'est pas nécessaire que le sulfate de soude dépasse cette quantité qui, par ailleurs, pourrait affecter défavorablement les autres caractéristiques 40 du produit. 71 32310 s 2106371 Un dispositif particulièrement adapté pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention et tel qu'il est décrit à la lumière des figures ci-après est constitué par deux rouleaux délimitant une fente, devant et sur les côtés desquels sont montés 5 les dispositifs d'application du coagulant réalisés de préférence sous la forme de tamis à secousses, si on utilise un coagulant solide en poudre et de tubulures de pulvérisation si on utilise un coagulant liquide» En aval est disposée une paire de rouleaux récepteurs qui peuvent être avantageusement profilés si le produit 10 fini doit présenter, par exemple une surface grainée. La distance entre les rouleaux est avantageusement réglable, ce qui permet de modifier l'épaisseur de la couche de matière alvéolaire lors de l'application et après le début de la solidification. Les rouleaux sont de préférence munis d'un système d'entraînement afin que le 15 rouleau dévideur sur lequel le produit fini doit s'enrouler après le tronçon de séchage ne soit pas obligé de déployer des efforts de traction trop importants. Suivant un mode de réalisation particulièrement avantageux des rouleaux récepteurs, l'un d'eux présente par rapport à l'autre 20 un plus petit diamètre sur la plus grande partie de sa longueur, de sorte qu'il comporte d'étroits épaulement dans la zone de ses faces frontales. Cette disposition présente l'avantage que l'épaisseur de l'article en nappe peut être déterminée essentiellement par la hauteur des épaulements et ne dépend pas de la pression 25 d'application des rouleaux l'un contre l'autre, ce qui aurait pour effet de faire disparaître une partie de la porosité obtenue. Une certaine modification de l'épaisseur et de la porosité peut également être obtenue dans ce dispositif si les épaulements sont en caoutchouc comprimé. Il est également possible d'obtenir des 30 articles en nappe de différentes épaisseurs, si l'on dispose de rouleaux ayant des évidements plus ou moins profonds ou si l'on dispose d'épaulements interchangeables et de différentes épaisseurs . L'invention sera mieux comprise à l'aide de la descrip-35 tion d'un mode de réalisation pris comme exemple, mais non limitatif, et illustré par le dessin annexé. Sur la fig, 1, les références 1 et 2 désignent deux rouleaux dévideurs à partir desquels les nappes 21 et 22 de non-tissés présolidifiées sont amenées par les rouleaux de guidage 3 et 4 à la fente 23 délimitée par deux rouleaux enducteurs 5 et 6. 71 32310 6 2106371 Sur le parcours entre les rouleaux de guidage 3 et 4 et les rouleaux enducteurs, on dépose de façon non uniforme sur les nappes présolidifiées 21 et 22 et à l'aide des tamis à secousses 13 et 14, associés aux vibrateurs 15 et 16, un coagulant en poudre 5 auquel on peut ajouter en plus un agent gonflant. Après enduction à partir du réservoir 18, les nappes présolidifiées 21 et 22 passent par les rouleaux 7 et 8 après quoi l'article en nappe réuni 20 est séché dans les conditions requises. Le réservoir 18 servant à alimenter continuellement la fente 23 située entre les deux 10 rouleaux enducteurs 5 et 6 en matière alvéolaire finie est raccordé par le flexible 17 au dispositif de production de matière alvéolaire non représenté, tandis que le flexible 19 sert à l'écoulement de la matière alvéolaire en excédent. Pour le dosage de l'alimentation des tamis à secousses 13 et 14 en agent coagulant 15 ou gonflant en fine poudre, il est prévu deux trémies 9 et 10 dont la partie inférieure est reliée aux rouleaux rotatifs 11 et 12 à vitesse réglable, la fente située entre les trémies 9 et 10 et les cylindres rotatifs 11 et 12 étant également réglable de façon à permettre le dosage souhaité de la poudre à appliquer. 20 La fig. 2 montre un mode de réalisation particulièrement avantageux des rouleaux 7 et 8, le rouleau 8 présentant sur la plus grande partie de sa longueur un plus petit diamètre et comportant d'étroits épaulements dans la zone des faces frontales. La fabrication d'un article en nappe selon l'invention 25 est décrit dans les deux exemples suivants. EXEMPLE 1 Comme matériau initial on utilise un non-tissé présolidifié ayant un poids d'environ 56 g par m2. Avec le dispositif représenté sur la fig. 1, sur le parcours situé entre les rouleaux de 30 guidage 3 et 4 et les rouleaux d'enduction 5 et 6 et à l'aide des tamis à secousses 13 et 14, on applique de façon non uniforme sur les deux non-tissés 21 et 22 venant des rouleaux dévideurs 1 et 2, 46 g par m2 de sulfate de soude pulvérisé fin. Lorsque les deux nappes saupoudrées pénètrent entre les rouleaux enducteurs 35 5 et 6 séparés d'une distance de 1,7 mm, on déverse continuellement dans la fente en forme d'entonnoir délimitée par les nappes une matière alvéolaire à base de résine acrylique qui contient les agents moussants et épaississants habituels. La nappe ainsi traitée est tirée par les deux rouleaux 40 7 et 8 dont l'un, conformément à la fig. 2, présente sur la plus 71 32310 7 2106371 grande partie de sa longueur un plus petit diamètre et comporte un étroit épaulement dans la zone de ses faces frontales. Le produit ainsi obtenu est séché à 120°C dans des conditions telles qu'il ne se produise aucune migration de liant et qu'ensuite il 5 soit fixé à 150°C produisant ainsi une réticulation. Pour éliminer le sulfate de soude, la nappe unie est soumise à un lavage avec pressage et séchage consécutifs. On obtient ainsi un produit à haut pouvoir d'absorption et perméable à l'air, présentant les caractéristiques suivantes : 10 poids au mètre carré 388 g/m2 épaisseur 2 mm absorption d'eau 4,6 g/50 cm2 rétention d'eau 0,5 g/50 cm2 capacité d'absorption 4,1 g/50 cm2 15 Le produit ainsi obtenu peut servir de produit de rem placement pour le cuir et peut, entre autres, être utilisé comme peau de chamois ou comme chiffon sec pour vitres ou analogues. En raison de son haut pouvoir d'absorption il peut également être utilisé comme substrat pour la fabrication des cuirs 20 artificiels. EXEMPLE 2 Cet exemple décrit l'enduction supplémentaire des faces externes de l'article en nappe. Sur un non filé présolidifié d'un poids de 49,6 g/m2 25 on applique continuellement à l'aide d'une racle une matière alvéolaire à base de résine acrylique contenant les agents liants et épaississants habituels et immédiatement après on applique de façon non homogène du sulfate de soude finement pulvérisé à l'aide d'un tamis à secousses. 30 Le non-tissé ainsi enduit est ensuite séché à 120°C après quoi le liant est fixé à 150°C. La perméabilité à l'air d'un non-tissé ainsi traité suivant Schopper est donnée dans le tableau suivant s 35 40 Quantité en Na2S0^ Perméabilité de l'air 0 21,1 1/mn 12 g/m2 38,8 1/mn 24 g/m2 46,4 l/mn 36 g/m2 49,6 1/mn 48 g/m2 54,4 1/mn 71 32310 8 2106371 Les non-tissés perméables à l'air et à la vapeur d' munis de couches externes sont ensuite traités comme décrits de façon à donner l'article en nappe définitif avec une couche plastique intermédiaire comportant des cavités. 71 32310 -9 2106371 REVENDICATIONS 1. Procédé pour la fabrication d'articles en nappe à grande perméabilité à l'air et à la vapeur d'eau et à grand pouvoir d'absorption d'eau par réunion de deux nappes de non-tis- 5 sés avec couche plastique intermédiaire comportant des cavités, caractérisé par le fait que l'on applique de façon non uniforme sur au moins les faces internes des nappes de non-tissés un corps coagulant la matière plastique et on introduit ensuite entre les nappes des non-tissés la matière plastique sous la forme d'une 10 dispersion moussante que l'on fait sécher. 2. Procédé sel©n la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on applique le coagulant de façon non uniforme sur les nappes de non-tissés par pulvérisation d'un coagulant solide. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par 15 le fait que l'on applique le coagulant liquide de façon non uniforme sur les nappes de non-tissés. 4. Procédé selon les revendications 1 et 3» caractérisé par le fait que pour la réunion avec la couche plastique présentant des cavités, on utilise des nappes de non-tissés sur lesquelles 20 le coagulant liquide a déjà été appliqué et séché. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé par le fait que comme coagulant on utilise des composés solubles dans l'eau. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 25 1 à 5 caractérisé par le fait que comme coagulant, ou en plus de ce dernier, on utilise un produit qui, lors du séchage, fait office d'agent gonflant. 7. Procédé selon 1'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé par le fait que sur les faces externes des nap-30 pes de non-tissés, on applique également une matière plastique sous la forme d'une dispersion moussante, qu'on applique ensuite de façon discontinue un coagulant et que l*on sèche ensuite cette couche externe. 8. Procédé selon la revendication 7» caractérisé par 35 le fait que l'on procède à l'enduction externe avant la réunion des deux nappes de non-tissés et l'introduction de la couche intermédiaire plastique, par application sur les faces externes des nappes de non-tissés individuelles. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 40 1 à 8 caractérisé par le fait qu'après l'introduction de la dis 71 32310 10 2106371 persion plastique moussante et séchage consécutif, on sépare l'article en deux nappes à peu près au milieu. 10. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 caractérisé par 5 deux rouleaux d'enduction délimitant une fente, des deux côtés et en amont desquels sont montés deux tamis à secousses pour le dosage de l'agent coagulant et éventuellement de.l'agent gonflant à appliquer et par une paire de rouleaux montés en aval et destinés à tirer l'article en nappe. 10 11. Dispositif selon la revendication 10, ©aractérisé par le fait que la distance séparant les rouleaux enducteurs et les rouleaux étireurs est réglable. 12. Dispositif selon les revendications 10 et 11 carac térisé par le fait qu'au moins un des rouleaux est profilé. 15 13. Dispositif selon les revendications 10 et 11 carac térisé par le fait qu'un des rouleaux présente par rapport à l'autre un plus petit diamètre sur la plus grande partie de sa longueur de sorte qu'il comporte des épaulements étroits dans la zone des faces frontales.