Brevet FR2063948A1 — publié le 19710716

La présente invention est relative à un proB cédé de fabrication d'un tapis à touffes, ou tufté. Depuis de nombreuses années, on fabrique des tapis tuftés à face dorsale liée par un procédé utilisant un latex aqueux. Ce procédé implique initialement la préparation d'une structure tuftée par couture d'un matériau de support primaire à l'aide d'un fil de manière à former à la surface supérieure du produit un poil composé de nombreuses boucles de fil dressées serrées l'une contre l'autre. La surface inférieure du produit est ensuite enduite d'un latex contenant un liant polymère, tel un copolymère styrène-butadiène, après quoi un matériau de/ secondaire est ap- pliqué à la structure initiale. On fait ensuite passer la structure dans un four pour sécher le latex.Dans un tel procédé, les fibres du tapis sont liées au materiau de support primaire et le matériau de support secondaire est lié au tapis. Bien qu'un tel procédé de fabrication de tapis se soit révélé satisfaisant au point de cue de son rendement, la nécessité d'une phase de séchage constitue un inconv4- nient sérieux en ce qui concerne le coût de la fabrication, tan- dis qu'elle limite la vitesse de production. On a récemment mis au point un nouveau procédé pour la fabrication-de tapis tuft. C'est ainsi que l'on a découvert qu'il est possible de fabriquer le tapis à l'aide d'une composition fondue chaude pour lier la face dorsale du tapis, au lieu d'une composition constituée par un latex aqueux.L'emploi d'une composition fondue chaude permet d'éviter le séchage de la composition après son application,tandis que, lorsqu'un matériau de support secondaire est souhaité, celui-ci peut être appliqué directement après l'application de la composition fondue chaude, sans qu'il soit nécessaire de procéder à un traitenent de séchage.Bien qu'un tel procédé d'utilisation d'une composition fondue soit très at rayant au point de vue du coût de la fabrication, certaines dif icultés se sont manifestées pour obtenir des tapis entièrement satisfaisants. Le procédé utilisant une composition fondue consiste, de manière générale, à faire passer la surface -inferiew @e de la structure tuftée sur un rouleau applicateur monté dans n réservoir contenant la composition liante à l'état fondu. Une cette est habituellement utilisée pour régler la quantité a1 adhésif transférée du rouleau applicateur à la surface inférieure de la structure tuftée. Après application de la composi tion adhésive à cette surface inférieure et avant refroidissement, un matériau de support secondaire est mis en contact avec cette surface infé rieure, après quoi on fait passer l'ensemble entre des rouleaux de pinçage et on procède à un refroidissement.Bien que ce genre de procédé soit beaucoup plus simple que le procédé utilisant un latex, il arrive parfois que la qualité des tapis obtnus manque d'uniformité. Ainsi, il n'est pas possible d'obtenir, de manière constante et reproductible, des tapis présentant des adhérences élevées du support (force nécessaire pour enlever le support se condaire du tapis fini), une forte résistance à l'arrachement du poil (force nécessaire pour arracher une des touffes de poil du tapis) et une forte résistance à la formation de peluches(indica tion de la tendance des fils individuels du tapis à boulocher et à former des peluches).Ainsi, on ne dispose jusqu'à présent pas d'un procédé de fabrication de tapis tuftés utilisant des ad hésifs fondus chauds, qui permette d'obtenir, avec un degré élevé de reproductibilité, des tapis de très bonne qualité, indé pendamment du type de fil utilise, de la température d'applica- tion de la composition fondue chaude, de la densité du poil, de la hauteur de celui-ci, etc... Or, on a decousert à présent qu'e?' reglant soigneusement divers facteurs -fariables au cours de la fabrica- tion de tapis à face dorsale liée à l'aide d'une composition fondue chaude, on peut obtenir, de manière constante, des tapis de très bonne qualité La présente invention concernefen conséquence, un procédé de préparation d'un tapis tuftê, qui consiste à appliquer une composition adhésive fondue chaude à la surface inférieure d'une structure buttée en mettant cette surface inférieure en contact avec un rouleau applicateur de composition adhésive,puis en mettant la surface inférieure enduite d'adhésive de la structure tuftée en contact avec un support secondaire, ce procédé étant caractérisé en ce que (a) on applique une pression déterminée à la structure tuftée,pendant que celle-ci est en contact avec le rouleau applicateur, cette pression étant appliquée à l'aide d'au moins un rouleau d'appui dispose au-dessus du rouleau applicateur et en contact avec la surface supérieure de la structure tuftée, le Jeu entre le rouleau d'appui et le rouleau applicateur etant défini paz la relation suivante #Rc = ssST # 0,15 4,7 dans laquelle ARC = le jeu en centimètres S = le nombre de points par centimètre de la stvxt ture de support tuftée T = la hauteur des poils en centimètres, et p = une constante qui dépend de la fibre parti culière employée, (b) on met le support secondaire en contact avec la face inférieure recouverte d'adhésif de la structure tuf tée dès que ou presque dès que cette structure a quitté le rou leau applicateur, et (c) on supporte ladite structure comportant le support secondaire jusqu'à ce que la composition adhésive se soit refroidie Jusqu'en deçà de sa température de collage à chaud. La figure unique du dessin ci-annexé montre schématiquement une installation permettant la mise en oeuvre du procédé suivant la présente invention. Ce dessin montre, de manière générale, les phases opératoires intervenant dans la fabrication d'un tapis tufté suivant la présente invention. La surface inférieure d'une stru@- ture tuftée 10 est initialement mise en contact avec un rouleau applicateur 12 portant une pellicule d'une composition adhésive fondue provenant d'un réservoir 14.Deux rouleaux d'appui 16 et 18 sont disposés au-dessus du rouleau applicateur 12 et sont en contact avec la surface supérieure de la structure tuftée 10 Ces roo leaux se trouvent à une distance déterminée du rouleau applicateur 12 et servent à appliquer une pression déterminée à la structure ;uftée 10 pendant que celle-ci est en contact avec le rouleau applicateur 120 La quantité d'adhésif à l'état fondu déposée sur la face inférieure de la structure tuftée peut être réglée par une raclette 20. Après l'application de la composition adhésive fondue, un support secondaire 22 est mis en contact avec la surface inférieure enduite d'adhésif de la structure tuftée. Cette mise en con exact s'effectue dès que possible après que la structure tuftée a quotté le rouleau applicateur et elle se fait avantageusement en u -llisant deux rouleaux presseurs ou rouleaux de pinçage 24 et 26 assurant un contact intime entre le support secondaire 22 et la face inférieure de la structure tuftée 10. Après son passage entre les rouleaux presseurs 24 et 26, on fait passer le tapis sur un support 28 Jusqu'à ce que la composition adhésive se soit refroidie à une température inférieure à sa température de collage à chaud. On fait ensuite passer le tapis entre deux autres rouleaux presseurs 30 et 32, après quoi on l'amène à un tendeur et un dispositif de refroidissement c) ssiques. La manière dont la structure tuftée 10 utilisée dans le procédé suivant la présente invention est obtenue n'est pas particulièrement critique. Des techniques d d'obtention de telles structures tuftées sont bien connues et permettent d'obtenir des structures tuftées présentant diverses densités de poils (points par centimètre) et hauteurs de poils.Habituellement, les densités de poils sont comprises entre environ 2 à 3,5 points par centimètre, lorsqu'elles sont mesurées sur la face postérieure de la structure tuftée, les hauteurs de poils étant d'environ 0,6 1,7 cm. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 3.390.035 donne une description détaillée de procédés et de matières utilisables pour l'obtention de tapis tufts Diverses compositions adhésives sont utilisables dans le procédé suivant la présente invention.Eien que de telles compositions adhésives puissent être constituées uniquement d'une résine liante polymère, telle qu'un copolymère éthylène/acétate de vinyle, elles contie@@ent généralement, pour des raisons économiques, des quantités netables d'autres ingrédients, Ainsi, en plus de la résine liante polymère,des compositions adnésives intéressantes contiennent géneralement au moins un ingrédient choisi parmi les cires, les charges et les diluants résineux. Par ailleurs, en plus des résines éthylène/acétate de vinyle, d'autres types de résines, tels que Les olyéthylènes et les copolymères éthylène/acrylate ou méthacrylate peuvent autre utilisés.Une des cription de nombreuses compositions adhésives utilisables est donnée dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 3.390.035 Des compositions adhésives particulièrement préférées sont celles qui contiennent, par rapport au poids des ingrédients 'a),(b) et (c), environ (a) 10-35 % en poids d'un copolymère éthylène/acétate de vinyle contenant environ 15-40% en poids d'acétate de vinyle (b) environ 10-25% en poids de cire de pétrole, (@) @iron 50-70 % en poids d'un mélange de résines thermoplastiques.Par ailleurs, ces compositions contiennent habituellement jusqu'à environ 45% en poids de charge, par rapport à la composition totale Une particularité essentielle da procédé sui- vant la présente invention réside dans le maintien d'une session déterminée sur la structure tuftée, pendant nue celle-ci est en contact avec le rouleau applicateur.Il a été constaté qe, si une pression appropriée n'est pas maintenue sur la structure tuftée, le tapis obtenu est déficient en ce qui concerne l'adhérence du support ou la résistance au boulochage Le premier de ces défauts se manifeste généralement lorsqu'une pression trop élevée est appliquée à la structure tuftée,tandis que le second défaut apparait lorsque la pression est trop faible.En conséquence, pour obtenir à la fois une résistance élevée à l'arrachement du support et une résistance élevée au boulochage ou la formetion de peluches, il est nécessaire d'appliquer une pressIon déterminée à la structure tuftée pendant qu'elle est en contact avec le rouleau applicateur Comme montré sur le dessin ci-joint, un moyen convenable pour maintenir cette pression appropriée consiste à utiliser des rouleaux d'appui.Bien que le dessin montre deux rouleaux d'appui, il est évident que l'on peut n'en utiliser qu'un seul ou que l'on peut en utiliser plus de deux En réglant is distance entre le ou les rouleaux d'appui et te rouleau applicateur, une pression détermi née peut être appliquée à la structure tuftée pendant que celle-ci passe sur le rouleau applicateur. Il est évident que plus cette distance entre le ou les rouleaux d'appui et le rouleau applicateur est faible, plus la pression appliquée à le structure tuftée est grande De nombreux facteurs influencent une détermination convenable du Jeu ou de la distance à maintenir entre le c@ les rouleaux d'appui et le rouleau applicateur. Parmi ces fac @eurs, on peut citer la densité du poil la hauteur du poil, le type de fibre utilisé, la quantité d d'adhésif applique et la vis @osité de la composition adhésive au moment de son application. Stant donné que, pour la plupart des tapis, il est souhaitable appliquer environ 0,55-0,85 kilogramme d'adhésif par mètre carre @ tapis et d'effectuer cette application d'adhésif à une viscosi d'environ 8000 à 15000 centipoises (cette viscosité étant dé @@minée à l'aide d'un appareil de mesure de viscosité classique), la description suivante de 13 manière dont la distance appropriée entre les rouleaux d'appui et le rouleau applicateur est déterminée est donnée, en fixant ces deux facteurs variables dans les limites indiquées ci-dessus.Cependant, il est clair que si des viscosités d'application et des quantités d'adhésif notablement plus élevées ou moins élevées sont utilisées, la distance sppropriée entre les rouleaux d'appui. et le rouleau applicateur peut être déterminée par un essai simple. Conformément à la présente Invention, le jeu ou la distance entre le ou les rouleaux d'appui et le rouleau applicateur est calculé , pour un tapis particulier, en utilisant la relation suivante : #Rc = ssST # 0,15 dans la quelle #Rc = le Jeu en centimètres entre la surface du des rouleaux d'appui et la surface du rouleau applicateur mesuré au point ou elles sont les plus proches l'une de l'autres S - la densité du tapis en points par centi- mitre T = la hauteur des poils du tapis en centi mètres; et ss = une constante qui dépand de la fibre particulière utilisée. La valeur de ss est déterminée expérimentalement pour une fibre particulière en effectuant plusieurs @ssais sur une structure tuftée particulière à diverses valeurs de la distance entre rouleaux d'appui et rouleau applicateur puis en déterminant la distance exacte à laquelle on obtient la meilleure résistance à l'arrachement du support et la meilleure résistance au boulochage. Au cours de ces essais, la quantité d'abhésif appliquée et la viscosité de cet a dhésif sont maintenues constantes, de même que les autres facteurs variables. Lorsque la distance appropriée en question est déterminée, le fticteur Pj peut être recalculé à l'aide de la relation donnée plus haut. Après cels, la distance d'appui appropriée peut être déterminée, en utili@ant la relation en question, pour des tapis formés de fibres simileires, en faisant cette fois varier la densité des points et l@ hauteur du poil. Comme valeurs exemplatives de la constante ss, on paut eiter une valeur d'environ 0,75 pour les fibres de nylon, d'environ 1,0 pour les fibres de polypropylène, d'enyiron 1,5 pour les fibres acryliq@ d'environ 1,0 pour les fibres en polyester et en@irch @@@ pour la laine. En pratique, il peut fréquemment s'avérer nécessaire de corriger légèrement la valeur calculée de la distance entre le ou les rouleaux d'appui et le rouleau applicateur, pour obtenir un tapis présentant des qualités optimales, Cependant, ce réglage excède rarement 0,15 cm dans l'un ou l'autre sens et ordinairement il n'excède pas 0,13 cmO Lorsqu'on utilise des quantités d'adhésif et des viscosités sensiblement différentes de celles indiquées plus haut, la distance appropriée peut être déterminée, en divisant la quantité (ssST) par un nombre autre que 30 ou en réglant convenablement la valeur de p. Une autre particularité essentielle du procédé suivant la présente invention consiste à appliquer le support secondaire sur la face dorsale enduite d'adhésif de la structure du tapis dès que cette structure a quitté le rouleau applicateur0 Cette application immédiate du support permet d'obtenir un tapis présentant une résistance élevée à l'arrachement du support. Pour obtenir des résistances maximales à l'arrachement du support, le support secondaire est appliqué sur le tapis en un point géométriquement aussi proche que possible de celui où le tapis quitte le rouleau applicateur ou le rouleau d'appui, ce point étant habituellement à une distance ne dépassant pas 5 à â cm du rouleau applicateur ou du rouleau d'appui. Après l'application du support secondaire, il est nécessaire de supporter le tapis jusqu'à ce que la composi tion adhésive se soit refroidIe e z une température inférieure à a température de collage à chaude Ce traitement est nécessaire pour faire en sorte que l'adhésif mouille edéquatement le support 'econdair pendant que le tapis est supporté. Si ce traitement @'est pas mis en oeuvre, on obtient des tapis présentant des ré- @istances médiocres à l'arrachement du support secondaire.Bien qu'un mouillage suffisant soit obtenu dans 13 plupart des cas moment où l'adhésif est refroidi jusqu'à une température infé rieure àsa température te collage à chaud, on peut, si l'on os con- state que le mouillage est insuffisant, chauffer la structure par les moyens Indépendants, avant de ia mettre en contact avec le sup- @ort ou pendant qu'elle est en contact avec ce dernier.On peut @@ssi utiliser des moyens de refroidissement, si un mouillage aué @@ s'opère rapidement après l'application du support secondaire Comme support adéquat, on peut utiliser une @ble sur @@quelle le tapis est amené à passer0 Les températures de collage à chaud de la plupart des adhésifs utilisables dans le cadre de la présente invention sont d'environ 70 à 1000C et sont indiquées par les points de ramollissement des adhésifs, point@ de ramollissement détermines par des techniques classiques. Les exemples suivants illustrent davantage l'invention. Sauf indication contraire, toutes les parties et tous les pourcentages sont en poids Dans les exemples, les tapis indiqués dans le tableau I ont été obtenus en utilisant l'installation montrée à la figure 1, les spécifications de cette installation étant les suivantes Rouleau applicateur 12 = 30,5 cm de diamètre-5 mètres de long, chauffé à la vapeur, entraîné à 4,5 mètres par minute Rouleauxd'appui fous = 20 cm de diamètre - 5 mètres de long re 16 et 18 froid) à l'eau,disposés respectivement à 490 et 320 de la ligne de centre du rou- leau applicateur Rouleau presseur fou 26= 15 cm de diamètre-5 mètres de long,re froidi à l'eau Rouleau presseur fou 24= 25 cm de diamètre-5 mètres de long,chauf fé à la vapeur Support 28 = table de 2,15 mètres de long-) metres de large Rouleaux presseurs fous= 15 cm de diamètre-5 mètres de long 30 et 32 Au point le plus proche, les @urfaces des rouleaux 18 et 24 sont distantes de 3,6 centi mètres. On a utilisé la composition adhesive suivan te : Parties Copolymère éthylène/acétate de vinyle (25% en poids de VAc ;indice de fusion : 2) 15 Cire microcristalline (P.F.=82 C) 10,2 Cire de polyéthylène (P.M.=3500,P.F.=115 C) 1,8 "Piccovar" AP-25 (polymère d'alkylation de dicyclopentadiène de la Pennsylvanie Industrial Chemical Corp,point de ramollissement 21 C-28 C, poids specifique 0,97) 17,2 "Piccopale" 110SF (résine thermoplastique de la Pennsylvanis Industrial Chemical Corp.,point de ramollissement 107 C-113 C, poids spécifique 0,97) 25,6 Antioxydant nt Carbonate de calcium(charge) 30 Le tableau I montre des conditions opéra oires appropriées pour la fabrication de divers tapis,tandis que le tableau II indique les propriétés des tapis obtenus. T A B L E A U I TAPIS # CONDITIONS OPERATOIRES Type de Densité Hauteur #Rc #Rc Vitesse Tempé- Viscosi- Quantité Exemple fibre (points/cm) de poil (calc.) (réel) du tapis rature té de d'adhésif (cm) (cm) (cm) m/min. de l'ad- l'adhé- appliquée hésif sif (grammes/ ( C) (cp) m2) A nylon 2,5 1,2 0,48 0,56 9 160 10.000 0,65 B polypropylène 3 1,4 0,89 0,76 9 160 10.000 0,75 C acrylique 2,5 0,97 0,77 0,76 9 160 10.000 0,68 # Tissu de jute de 230 grammes pour tous les supports secondaires,tissu de jute de 280 grammes pour les supports primaires des tapis en polypropylène et fibre acrylique et support en tissu de polypropylène de 115 grammes pour les tapis en nylon. T A B L E A U II PROPRIETES DES TAPIS TERMINES Exemple Resistance à (1) Résistance à (2) Résistance au (3) la traction du l'arrachement boulochage poil du support se (Kgrammes) condaire Kgrammes/7,6 cm) A 4,5 23 4,5 B 4,5 34,5 4,5 C 4,5 49,5 (1)Mesurée selon la norme ASTM D-1135-67 (2)Mesurée par des techniques classiques de "pelage" sur des bandes de 7,6 cm de large '3)Mesurée en remuant des échantillons de tapis en présence d'une matière abrasive pendant 10 heures et en appréciant ensuite visuellement le boulochage avec une échelle d'apprécistion allant de 1 à 5. REVENDICATIONS Procédé d'obtention d'un tapis tufté, dans lequel on applique une composition adhésive fondue chaude à la surface inférieure d'une structure tuftée en mettant cette surface inférieure en contact avec un rouleau applicateur de la composition adhésive, puis on met la surface inférieure enduite d'adhésif de la structure tuftée en contact avec un support secondaire, caractérisé en ce que (a) on applique une pression déterminée à la structure tuftée pendant que celle-ci est en contact avec le rouleau applicateur, cette pression étant appliquée à l'aide d'au moins un rouleau d'appui disposé au-dessus du rouleau applicateur et en contact avec 1 surface supérieure de la structure tuftée, le jeu entre le rouleau d'appui et le rouleau applicateur étant défini par la relation suivante :: #Rc = ssST # 0,15 4,7 dans laquelle ARC = le jeu en centimètres S = le nombre de points par centimètre de la struo- - ture de support tuftée T = la hauteur des poils en centimètres et ss = une constante qui dépend de la fibres particulière employée, (b) on met le su@@ort secondaire en contact avec la face inférieure recouverte d'adhésif de la structure tuftée dès que ou presque dès que cette structure a quitté le rouleau appli @ateur, et (c) on supporte ladite structure ccmportant le support secondaire jusqu'à ce que la composition adhésive se soit @eiroidie jusqu'en deçà de sa température de collage à chaud. @.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le tapis est fabriqué avec des fibres de nylon, de@ fibres de polypropylène, des fibres de polyester, des fibres de @eine ou des fibres acryliques en faisant en sorte que la constan @@ ss ait une valeur de 0,75, 1,0, 1,0 1,5 ou 1,5 resp@@tivement @@ Precédé suivant la revendication @ carac @@risé en ce qu'on utilise au moins deux rouleaux d'ap@u. 4.- Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la composition adhésive est appliquée à une viscosité d'environ 8000 à 15.000 centipoises et en une quantité d'environ 0,55 à 0,85 kg par m2 de tapis 50 Procédé suivant l'une ou ltautre des revendications précédentes, caractérisé en ce que la composition adhésive contient (a) 10 à 35% en poids d'un copolymère éthylène/acé- tate de vinyle contenant environ 15 à 40% en poids d'acétate de vinyle, (b) 10 à 25% en poids de cire de pétrole et (c) environ 50 à 70% en poids d'un mélange résineux thermoplastique, les pour centages en poids étant bases sur le poids total de (a), (b) et (c)' Procédé suivant la revendication 5, caracté- risé en ce que la composition adhésive contient jusqu'à environ 45% en poids de charge, par rapport au poids de la composition totale 7.- Tapis tufté obtenu par la mise en oeuvre du procédé selon les/revendications i i 6.