Brevet FR2062942A1 — publié le 19710702

La présente invention se rapporte à un procédé de fabrication de mats ou voiles non tissés par renforcement ou consolidation de matelas de fibres ou de fils à l'aide de liants liquides. Comme l'on sait, on entend par mats des objets plats, sté- tendant en surface qui ont été obtenus par consolidation de matelas de fibres ou de fils. La consolidation purement mécanique peut s'effectuer de différentes manières. En général, on a-re- cours dans ce cas à l'aiguilletage. En introduisant dans le mat des aiguilles à barbe présentant des crochets ou barbes, c'està-dire des entailles ménagées sur le pourtour des aiguilles, on fait passer des fibres individuelles à travers le matelas et on réalise ainsi un feutrage et un serrage de ce dernier. Plus le feutrage-et le serrage sont intenses, plus les mats obtenus sont résistants.Le procédé par aiguilletage est décrit en dé- tail dans "Melliand Çextilberichte';, tome 2 (1969), p. 151. on a proposé en outre, en vue de consolider un mat,d'uti- liser conåointement des fibres en matériau thermoplastique et de lier le mat sous l'action de températures élevées auxquelles le thermoplaste commence à se ramollir et à agir comme liant. On a-aussi préconisé déjà d'appliquer des liants liquides sur la surface des mats, par exemple par dispersion ou par application à la racle, et de consolider ainsi le matelas de fibres. L'inconvénient des procédés cornus réside dans le fait que les mats obtenus ont souvent une résistance insuffisante et qu'ils sont rigides, notamment lorsque les liants ont été appliqués en surface. C'est le but de la présente invention de mettre au point un procédé de fabrication de mats doués d'une résistance accrue tout en présentant un caractère textile prononcé, tel que toucher souple et tombant ou drapant lisse. Conformément à la présente invention, on atteint ce but par consolidation, au moyen de liants usuels liquides, de matelas constitués de fils ou de fibres en substances macromole' culaires synthétiques ou en matériaux naturels, le cas échéant modifiés, quand on introduit les liants dans le matelas par l'intermédiaire d'aiguilles creuses. Comme matelas de fibres pour la préparation des mats, conviennent, notamment, des matelas constitués de fils ou de fibres, ainsi que de fibres épissées, obtenus à partir de feuilles de matériaux synthétiques. Comme mstériaus synthétiques, sont appropriés, par exemple, les-polyamides linéaires~renfermant des groupes carbonamide qui se répètent dans la chatne-principa- le, comme le polycaprolactame ou le polyhexaméthtlène-adipamide, les polyesters linéaires à -liaisons ester se répétant dans la chaîne principale, comme le polytéréphtalate d'éthylène, ainsi que le polyacrylonitrile susceptible de former des::fils ou des copolgmérisats-d'acrylonitrile formant des fils, ou encore le polypropylène formant des fils. Lorsqu'on attache moins d'importance à la résistance à la putréfaction-- et à la solidité mécani-- queb on peut aussi utiliser. seules ou conjointementavec- lesdites fibres, des fibres naturelles, comme la laine ou le coton, ou encore des fils ou des fibres en cellulose modifiée, comme la viscose ou l'acétate de cellulose. Les fils ou les fibres peuvent former tels quels-- le matelas, mais il est aussi possible de les appliquër sur un tissu support et de les consolider ensuite. Le cas échéant, on peut également consolider, selon la présente invention, des matelas préalablement aiguilletés. Les aiguilles creuses à utiliser selon la présente invention présenteront avantageusement un diamètre intérieur compris entre 0,05 et 1 mm, àvantageusement entre 0,1 et 0,7 mm. Le diamètre intérieur dépend en- général de la viscosité du liant utilisé, de fortes viscosités exigeant généralement de grands diamètres intérieurs. Le diamètre intérieur optimal peut etre facilement déterminé par de simples essais préliminaires.On utilise principalement des aiguilles d'acier chromé à pointes chanfreinées afin d'éviter une formation de goutte-s et de permettre au liant de -sortir de façon continue. il est indiqué de prévoir plusieurs rangées d'aiguilles écartées de 10 à 30 mm, de préférence de 15 à 20-mm, les aiguilles étant avantageusement décalées de façon irrégulière afin d'éviter une formation de "ruelles". Outre lesdites aiguilles creuses ci-dessus, on peut également appliquer, sur une planche à aiguilles, les aiguilles à feutre usuelles en combinaison avec des aiguilles creuses, ou encore des aiguilles creuses spéciales portant des barbes. Il s'est avéré particulièrement opportun d'utiliser comme planche à aiguilles une planche creuse pouvant etre chauffée, le cas échéant, à des températures allant jusqu'à 300 C par -chauf- fage par résistance électrique. La face inférieure-de la planche creuse présente des alésages dans lesquels les aiguilles creuses peuvent être enfoncées ou être vissées. Comme liants, conviennent les liants habituellement utilisés pour la fabrication de mats. Ils doivent se présenter à l'état liquide, et, notamment, sous forme de solutions, de dispersions ou de masses fondues. Conviennent comme liants les masses fondues de liants thermoplastiques, tels que les copo lyamides (copolycondensats) renfermant éventuellement encore des plastifiants, le polypropylène et le polyéthylène. Sont en outre appropriées les résines éthoxylines réactives ou les résines à couler polyesters insaturées, de même que les solutions de produits de condensation éventuellement modifiés, obtenus par réaction du formaldéhyde avec l'urée, la mélamine ou le phénol.Les liants réticulables dissous ou dispersés à base de polymérisats ou de polycondensats synthétiques sont particulièrement bien appropriés et, parmi eux, notamment ceux à base de copolymérisats de composés acryliques et/ou méthacryliques, de copolymérisats d'esters vinyliques, de polymérisats de butadiène ou de copolymérisats de butadiène, notamment avec le styrolène ou l'acrylonitrile, sous forme de leurs dispersions aqueuses ou de leurs solutions dans des solvants organiques. Pour la consolidation, selon l'invention, on amène avantageusement le matelas de manière que les aiguilles viennent le piquer perpendiculairement ou bien même obliquement à son plan Suivant le diamètre intérieur des aIgrrilles et la solidité désirée du mat, le nombre de piqûres se situera avantageusement entre 10 et 150/cm2, de préférence entre 20 et 5Q/cm2. Le liant sera opportunément amené aux aiguilles par 1 'in- termédiaire d'un tuyau flexible résistant à la pression et en passant par la planche creuse. La quantité de liant sortant à travers les aiguilles sera avantageusement choisie de manière que le mat renferme, le cas échéant après séparation de l'eau ou du solvant, entre 5 et 50 % de solvant, rapportés au poids du mat, avantageusement entre 10 et 40 %. Conformément à la présente invention, on aboutit à des mats présentant un poids au mètre carré d'environ 50 à 1 500 g. On réalise ainsi une application orientée du liant, délimitée localement, et une consolidation élevée par agglomération locale des fils ou des fibres, et ce, pas seulement en surface. le présent procédé se distingue en outre par le fait qu'on peut réunir deux opérations en une seule, à savoir la consolidation mécanique par aiguilletage et la consolidation par des liants, ce qui permet une cadence de production plus élevée. Les mats ainsi obtenus présentent un caractère textile prononcé, par exemple un toucher souple et agréable et un tombant ou drapant léger et lisse. Aussi ces mats conviennent-ils pour la fabrication de tissus pour vêtements, de triplures, de revêtements de sol ou de matériaux filtrants. ExemPle 1 : On utilise, comme planche .d'aiguilletage, une plaque creuse en acier spécial qui porte, à sa face inférieure, 25 aiguilles creuses, rondes par décimètres carré. Les aiguilles ont une longueur de 75 mm et un diamètre intérieur de 0,5 mm et sont dépourvues de barbes. La plaque creuse est chauffée à 2000C et, lors de l'aiguilletage, elle est alimentée sous pression avec une masse fondue à environ 2200C de copolyamide à base de 20 % (moles) d'acide sébacique, 30 % (moles) d'acide adipique et 50 % (moles) d'hexaméthylène-diamine. Le matelas est constitué de fibres de cellulose (10 deniers, 80 mm) et pèse 250 g/cm2. On aiguillette avec une profondeur de piquage de 1 mm, le nombre de piqûres s'élevant à 30/cm2. Le mat volumineux ainsi obtenu est très solide.La proportion de liant appli qué par l'intermédiaire des aiguilles s'élève à 10 % environ. Exemple 2 : On procède suivant les indications de l'exemple 1 en utilisant toutefois des aiguilles creuses portant des barbes à la manière des aiguilles à feutre usuelles. Le mat ainsi obtenu est moins volumineux et présente une résistance élevée. Exemple 3: On utilise, comme planche d'aiguilletage, une plaque creuse qui porte, à sa face inférieure 42 aiguilles creuses, rondes, dépourvues de barbes. Les aiguilles ont une longueur de 50 mm et un diamètre intérieur de 0,7 mm. On alimente la plaque creuse, sous pression, avec un mélange composé de 100 parties en poids d'une dispersion a4ueuEe i5Qssd'un etpoliri- sat à ba-se de 90 parties en poids d'acrylate d'éthyle, 5 parties en poids de N-méthylolacrylamide et 5 parties en poids d'acide méthacrylique et de 5 parties en poids d'une solution aqueuse à 30 % d'un copolymérisat composé de 2 parties en poids de vinylpyrrolidone et de 1 partie en poids de propionate de vinyle.Le matelas constitué de fibres de polyamide 6 (15 de 2 niers, 80 mm), présentant un poids de 100 g/cm , a déjà été aiguilleté par le procédé classique (environ 50 piqûres par centimètre carré). On procède à l'aiguilletage à l'aide des aiguilles en effectuant environ 20 piqûres par centimètre carré et l'on obtient un mat souple, résistant au nettoyage et au lavage. La proportion de liant appliqué par l'intermédiaire des aiguilles s'éléate à 20 % environ. exemple 4 : On opère comme décrit à l'exemple 3 en utilisant toutefois, comme liant, une solution à 50 %, dans l'acétate d'éthyle, d'un copolymérisat à base de 70 % en poids de chlorure de vinyle et de 30 parties en poids d'acétate de vinyle. Dans ce cas également, on -obtient un mat très résistant, encore volumineux qui, de plus, peut être soudé par voie thermique ou sous haute fréquence, par exemple avec un tissu ou du carton. La proportion de liant appliqué par l'inteimédiaire des aiguilles sté- lève à 40 % environ. BEVEmDIOAIIONS 10) Procédé de fabrication de mats ou voiles non tissés par consolidation par des liants liquides de matelas de fils ou de fibres en substances synthétiques macromoléculaires ou en substances naturelles, le cas échéant modifiées, ce procédé étant caractérisé en ce que l'on introduit les liants dans le matelas par l'intermédiaire d'aiguilles creuses. 20) Procédé de consolidation de matelas de fibres suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les aiguilles creuses utilisées portent des barbes 30) Procédé de consolidation de matelas de fibres suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'on combine l'introduction des liants à travers les aiguilles creuses avec une consolidation mécanique à l'aide d'aiguilles à feutre usuelles.