Brevet FR2123406A1 — publié le 19720908

L'invention concerne un procédé dè fabrication de fibres ou de filaments ou de produits textiles plats à partir de films, notamment de ceux de polyoléfines, en particulier de polypropylène. I1 est connu de fabriquer des fibres textiles en fendant des films, en particulier des films étirés uniaxialement formés de polyoléfines, notamment de polypropylène. L'inconvénient réside dans le fait que -la tendance des films à se fendre est faible et que si l'on veut arriver à fendre le film en fibres minces séparées, il faut appliquer des efforts mécaniques très élevés. I1 est connu aussi que lors de l'interaction entre des rayons à grande énergie et des hauts polymères synthétiques, le coefficient de variation de la force de rupture et aussi le coefficient de variation de l'allongement à la rupture deviennent d'autant plus réduits que la dose d'irradiationa été plus forte. On peut expliquer ce phénomène par le fait que de l'énergie est amenée à des endroits particulièrement soumis à l'effort et qui ont été créés dans la matière par le processus d'étirage lors du filage ou après celui-ci et aussi, par la dégradation de ces tensions internes qui constituent le point de départ du processus de déchirement qui suit. I1 est connu aussi de fabriquer des produits plats ou en nappeperfoééspar tissage, tricotage, etc. L'inconvénient en est le travail important que nécessite la fabrication de ces produits. Pour fabriquer des fibres, il est connu aussi de fendre des films, en particulier des films orientés uniaxialement, formés de polyoléfines, notamment de polypropylène. Mais antérieurement, en fendant des films, on ne pouvait pas fabriquer un produit perforé parce que le fendage n'était possible que dans la direction d'étirage. Enfin, on a proposé un procédé de texturation de fibres formées par fendage et de produits tirés de celles-ci, dans lequel on obtient la texturation en modifiant de façon différente sur sa section le film à fendre, avant de le diviser en fibres, de préférence avec amorçage radiochimique, et en le traitant ensuite thermiquement. Il est connu aussi de fabriquer des produits textiles en nappes, par exemple par tricotage avec pouture. On associe généralement entre eux trois systèmes de fils (fils de trame, fils de channe et fils de couture). Il est vrai que dans la fabrication de tricots cousus, la productivité est notablement meilleure que dans la fabrication de tissus etc.., mais dans la fabrication de tricots cousus, on a aussi besoin de différents systèmes de fils dont la réalisation est encore très conteuse. Il est connu aussi de fabriquer un produit en nappe similaire à un extile en cousant sur un métier à tricoter et à coudre un film cohérent au moyen d'un système de fils de couture. L'inconvénient est qu'étant donné l'utilisation du film, le produit en nappe ainsi obtenu ne peut titre considéré et utilisé comme un produit textile en nappe que dans une certaine mesure. L'invention a pour but d'éviter les efforts mécaniques élevés qui étaient nécessaires antérieurement pour fendre des films et le travail important que nécessitait la fabrication de produits textiles plats ou en nappe. L'invention vise à- améliorer l'aptitude à la fibrillation des films et aussi de tirer parti des oonnaissances acquises dans-le fendage des films pour fabriquer des produits nouveaux en nappe par des procédés à haute productivité en euxmimes connus. Selon l'invention, on résout le problème par le fait que 1'on irradie au moyen de radiations à grande énergie, de préférence de faisceaux d'électrons, des films ou bandes de films de préférence étirés uniaxialement ou biaxialement ou des produits en nappe fabriqués à partir de bandes de films et qu'ensuite on les fend. Il est avantageux d'irradier des films étirés uniaxialement au moyen de faisceaux d'électrons ayant en particulier une énergie de 40 keV à 5 MeV. On irradie au moyen de rayons à grande énergie un ou plusieurs films de préférence étirés uniaxialement et ensuite on les pique aux aiguilles par des procédés en eux-memes connus. On étire biaxialement des films non étirés, perforés par des procédés en eux-mEmes connus, et on les irradie au moyen de faisceaux d'électrons.Par 11 étirage biaxial, il se produit dans les portions pleines qui restent dans le produit poinçonné un allongement de préférence uniaxial parce que les portions pleines longitudinales ne peuvent subir que des forces longitudinales et les portions pleines transversales, que des forces transversales. Après l'étirage biaxial, on améliore l'aptitude à la fibrillation des portions pleines longitudinales et transversales en rompant, en particulier par irradiation au moyen de rayons à grande énergie et de préférence de faisceaux d'électrons, les liaisons intermoléculaires "tendues" qui existent entre les chaud nes macromoléculaires (fibrilles) et ensuite, on traite mécaniquement le film perforé, par exemple en lui appliquant un effort de frottement, ce qui amène une division des portions pleines longitudinales et transversales en fibres distinctes. On obtient ainsi un produit en nappe perforé ayant dans une large mesure des propriétés textiles portant en particulier aussi sur l'apparence du produit.Au moyen d'un métier à tricoter et à coudre en lui meme connu, au lieu et/ou en plus des systèmes de fils de channe ou de trame, on coud au moyen d'un système de fils de couture un ou plusieurs films de préférence étirés uniaxialement et l'on irradie les films avant la couture ou le produit en nappe après la couture au moyen de faisceaux d'électrons ayant de préférence une énergie de 100 keV à 3 MeV, puis on les traite mécaniquement par exemple dans des zones de frottement. Comme systèmes de fils de couture, on peut utiliser des filaments de film. Les produits en nappe fabriqués de cette manière présentent de très bonnes propriétés physiques dans le domaine textile, et, en vertu de leurs propriétés textiles, ils trouvent une large gamme d'applications. Ilest avantageux d'effectuer la modification avec une intensité variable sur la section de la fibre ou du filament ou du produit en nappe. On greffe des substances monomères, en particulier des composés vinyliques, sur les radicaux formés lors de l'irradiation par rupture des liaisons intermoléculaires "tendues". On peut aussi traiter thermiquement le produit en nappe, par exemple au moyen d'air chaud, d'eau chaude ou de vapeur saturée. On expliquera plus précisément l'invention ciaprès au moyen de quelques exemples d'exécution. EXEMPLE 1 On fait passer sous l'organe de balayage d'un accélérateur d'électrons un film de polypropylène étiré uniaxialement, ayant une épaisseur de 50 pm, et on l'irradie à une dose de 5 Nrad. On dirige de préférence l'énergie absorbée vers les endroits "tendus" qui existent entre les macromolécules orientées et on les brise tandis que les macromolécules ellesmêmes sont influencées de façon négligeable quant à leur longueur de channe et donc quant à la résistance dans la direction long'i- tudinale (d'étirage). On obtient ainsi un film qui se fend déjà sous de très faibles contraintes et dont les fibres gardent une très grande résistance. EXEMPLE 2 On coupe en bandes de 1 cm de largeur un film de polypropylène étiré, uniaxialement, ayant une épaisseur de 45 m, et l'on fait passer ces bandes en continu sous l'organe de balayage d'un accélérateur d'électrons qui les irradie à une dose de 7 Nrad. Les bandes irradiées peuvent déjà être fendues au moyen d'un petit tube conique de sorte que sur un dispositif de bobinage placé à la suite du tube on peut enrouler des filaments formés de fibres élémentaires. Les bonnes propriétés de fendage résultant de l'irradiation sont caractérisées par les propriétés de résistance indiquées au lableau/ci-après : Film initial Film irradié (étiré uni axialement) Force de rupture dans la direction d'étirage (k &num; cm) 19,8 17,4 force de rupture perpendiculaire- 1,8 l'éprouvette ae ment à la direction d'étirage rompt déjà lors (kg/cm) qu'on la serre dans les pinces de ltappareil d'essai EXEMPLE 3 On fait passer en continu sous l'organe de balayage d'un accélérateur d'électrons un film de polypropylène étiré uniaxialement, ayant une épaisseur de 50 ym, et on l'irradie à une dose de 6 Mrad.On dirige de préférence l'énergie absorbée vers les endroits "tendus" qui existent entre les macromolécules orientées et on rompt ceux-ci tandis que les macromolécules ellesmêmes sont influencées de façon négligeable quant à leur longueur de chatne et donc quant à la résistance en direction longitudinale. On obtient ainsi un film que l'on peut diviser en fibres au moye d'une tonture d'aiguilles et ainsi, transformer simultanément en toison piquée. Cette toison convient particulièrement comme assise de tapis. EXEMPLE 4 On fait passer en continu sous l'organe de balayage d'un accélérateur d'électrons un tissu fabriqué à partir de bandelettes de film de polypropylène et on L"-radie à une dose de 5 Mrad. On obtient ainsi un tissu dans lequel on fend en fibres distinctes dans des zones de frottement ou par d'autres efforts mécaniques les bendekettes de film qui constituent le système de fils de chaîne et de trame, ce qui donnme au tissu un meilleur caracère textile. 5 On perfore un film de polypropylène au moyen d'emporte-pièce qui découpent de petite carrés dans le film et après la perforation, on l'étire biaxialement. L'épaisseur du film perforé après l'étirage est de 50 m. Après l'irradiation sous l'organe de balayage d'un accélérateur d'électrons à une dose de 6 Mrad, on traite le film étiré dans deux zones de frottements, en direction longitudinale et transversale, ce qui a cour effet de fendre les portions pleines longitudinales et transversales de sorte qe l'on obtient un produit en nappe qui eut servir de rideau. EXEMPLE 6 On traite selon l'exemple 5 un film de polyprop ène. Après avoir fendu les portions pleines longitudinales et transversales dans deux zones de frottement, on fait passer en continu le produit en nappe à travers une solution d'acide acry lique à 20 %, la durée de contact étant choisie assez grande pour donner un taux de greffe de 6 . Après la greffe, on lave le produit en nappe pour éliminer le monomère résiduel. On obtient de cette manière un produit nouveau en nappe qui est par exemple très facile à teindre au moyen de colorants basiques. EXEMPLE 7 On traite selon l'exemple 5 un film de polypropylène mais pendant l'irradiation, on soufle de l'air chaud par le haut et de l'air froid par le bas sur le produit perforé en nappe. On obtient ainsi un taux de modification variable sur la section. Après avoir fendu les portions pleines longitudinales et transversales dans deux zones de frottement, on fait passer le produit en nappe à travers un tunnel à air chaud où les portions pleines longitudinales et transversales deviennent volumineuses par suite de la contraction différente sur la section des fibres. EXEMPLE 8 On irradie en continu sous l'organe de balayage d'un accélérateur d'é1ectrons, à une dose de 6 Mrad, deux films de polypropylène étirés uniaxlalement, ayant une épaisseur de 50 tlm, avec üne puissance de rayonnement de 25 kw. On amène ces films de maniére en elle-meme connue comme système de fils de chatne et de trame à un métier à tricoter et à coudre et on les coud au moyen d'un système de fils de couture en soie de polyester. lors de la couture, il se produit déià un effet de fendage suffisant Que l'on renforce ensiiite par un traitement de frotte ment. REVEM)ICA'PI ONS 1 - Procédé de fabrication de fibres ou de filaments ou de produits textiles plats à partir de films, notamment de ceux de polyoléfines, en particulier de polypropylène, caractérisé par le fait que l'on irradie au moyen de radiations à grande énergie, de préférence de faisceaux d'électrons, des films ou bandes de film de préférence étirés uniaxialement ou biaxialement ou des produits en nappe fabriqués à partir de bandes de film, et qu'ensuite on les fend. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on irradie des films étirés uniaxialement au moyen de faisceaux d'électrons ayant en particulier une énergie de 40 keV à 3 MeV. 3 - Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'on irradie au moyen de rayons à grande'énergie un ou plusieurs films de préférence étirés uniaxialement et qu'ensuite on les pique aux aiguilles par des procédés en eux-mEmes connus. 4 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on étire biaxialement des films non étirés, perforés par des procédés en eux-mêmes connus, et quton les irradie au moyen de faisceaux d'électrons. 5 - Procédé selon la revendicatiop 1, caractérisé par le fait qu'au moyen d'un métier à tricoter/à coudre en lui mdme connu, au lieu des systèmes de fils de channe et/ou de trame, on coud au moyen d'un système de fils de couture un ou plusieurs films de préférence étirés uniaxialement et qu'on irradie les films avant la couture ou le produit en nappe après la couture au moyen de faisceaux d'électrons avant de préférence une énergie de 100 keV à 3 MeV et qu'ensuite, on les traite mécaniquement, par exemple dans des zones de frottement. 6 - Procédé selon l'une des revendications 7 à 5, caractérisé par le fait qu'au moyen d'un métier à tricoter et à coudre en lui-même connu, en plus des systèmes de fils de chaîne et/ou de trame, on coud au moyen d'un système de fils de couture un ou plusieurs films de préférence étirés uniaxialement et qut on irradie les films avant la couture ou le produit en nappe après la couture au moyen de faisceaux d'électrons ayant de préférence une énergie de 100 keV à 3 MeV et qu'ensuite, on les traite mécaniquement, par exemple dans des zones de frottement. 7 - Procédé 'selon l'une des revendications 1, 5 et 6, caractérisé par le fait que comme système de fils de couture, on utilise des filaments de film. 8 - Procédé selon ltune des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que l'on effectue la modification avec une intensité variable sur la section de la fibre ou du filament ou du produit en nappe. 9 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que l'on greffe des substances monomères, en particulier des composés vinyliques, sur les radicaux formés lors de l'irradiation par rupture des liaisons intermoléculaires tttenduest- 10 - Procédé selon l'une des revendications 1, 2, 4, 7 et 8, caractérisé par le fait que l'on traite thermiquement le produit en nappe, par exemple au moyen d'air chaud, d'eau chaude ou de vapeur saturée.