Brevet FR2135323A1 — publié le 19721215

L'invention concerne un procédé pour consolider des assemblages non tissés de fibres textiles à surface plane,, ainsi que leur utilisation. Pour consolider les nappes de fibres, on connaît une série 5 de procédés qu'on peut classer dans les groupes suivants : - liage des fibres par soudure des fibres à leurs points de croisement ; - liage par solvants ; - liage des fibres de la nappe par incorporation de poly-10 mères synthétiques dans la nappe ; - liage par aiguilletage de la nappe, ainsi que des combinaisons desdits procédés. C'est spécialement dans le cas des procédés de liage des nappes, par lesquels les nappes sont liées par incorporation de 15 liants chimiques dans la nappe, que le mode de coagulation du polymère de la solution ou dispersion de polymère constitue un problème particulier. Il est connu de produire la coagulation par l'action d'air chaud sur la nappe à liant humide, ou de provoquer la coagulation 20 en faisant passer la nappe imprégnée de liant liquide sur des tambours chauffés. En outre, il est connu de coaguler le liant polymère en faisant passer la nappe imprégnée de liant liquide sur des tambours à tamis et en aspirant en même temps de l'air chaud à travers le tamis. On connaît aussi la coagulation par 25 irradiation infrarouge ou l'action d'un champ électrique à haute fréquence sur la nappe imprégnée de liant liquide, ainsi que des combinaisons desdites techniques de coagulation. Dans la pratique, les procédés connus présentent toutefois l'inconvénient qu'ils ne permettent généralement d'obtenir que 30 des vitesses de coagulation relativement petites ou, dans le cas de l'action de la haute fréquence, que la vitesse de coagulation est sans doute élevée, mais que les inconvénients résultant de la vaporisation spontanée de la fraction liquide du liant liquide sont considérables, les bulles de vapeur qui se pressent de l'in-35 térieur à la surface de l'étoffe obtenue à partir de la nappe, entraînent le polymère coagulé, des films de liant durs pouvant ainsi se former à la surface. Une accumulation de liant non contrôlée, la masse de liant 72 16093 2 2135323 s'accumulant de préférence à la surface extérieure de la nappe, généralement sous forme de croûte de liant,, tandis que l'intérieur de la nappe s'appauvrit en liant, a un effet préjudiciable sur les propriétés de la nappe liée. De telles nappes sont consolidées irrégulièrement, elles présentent un toucher dur et se comportent comme du carton à la sollicitation au flambage et au roulement, et elles ne possèdent pas, en particulier, l'aptitude au drapé souhaitée. En outre, la surface de telles nappes est souvent tachetée et de mauvais aspect. Une répartition uniforme du liant sur toute la section de la nappe est préjudiciable pour des utilisations déterminées des nappes solidarisées. En effet, pour utiliser les nappes solidarisées comme tissus sans doublure pour vêtements, un envers duveteux de la nappe est souhaitable. Pour la transformation des nappes solidarisées en matière de remplacement pour vêtements de cuir, il est également souhaitable que la surface opposée à la face visible du matériel de remplacement ait l'aspect du velours. L'invention a pour objet un procédé pour solidariser des nappes et permettant de fabriquer des nappes ne présentant pas les inconvénients des nappes solidarisées par les procédés connus, et à l'aide duquel il est possible de solidariser une nappe par des moyens chimiques,de manière que la concentration du liant chimique dans la nappe présente un gradient constant de l'une des faces de la nappe à l'autre. Grâce à cette répartition du liant sur toute la section,-la nappe présente de bonnes propriétés de roulement et de flambage, et une bonne aptitude au drapé. La rigidité à la flexion, déterminée suivant la norme allemande DIN 53382, de la nappe solidarisée, permet de mesurer l'aptitude au drapé. L'objet sur lequel est basée l'invention est réalisé par un procédé pour solidariser un assemblage textile non tissé à surface plane, caractérisé en ce qu'on incorpore à la nappe un liquide aqueux thermosensibilisé contenant un polymère élastique apte à lier les fibres de la nappe, qu'on fait agir sur l'assemblage de fibres à surface plane,par un côté, un liquide thermoporteur dont la température suffit à réaliser la coagulation du polymère élastique, tandis qu'on refroidit en même temps l'autre face de l'assemblage à surface plane à une température inférieure à la température de coagulation du liquide contenant 72 16093 3 2135323 le polymère élastique. La nappe fabriquée par ce procédé et solidarisée par des liants chimiques est caractérisée en ce que la concentration du liant dans la nappe présente un gradient constant de la surface 5 de la nappe vers sa face opposée, la concentration du liant au niveau de la face de la nappe sur laquelle s'exerce l'action du liquide thermoporteur étant supérieure à la concentration au niveau de l'autre face de la nappe. Pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention 10 conviennent les assemblages non tissés, connus en soi, de fibres à surface plane,constitués de fibres naturelles ou synthétiques ou de mélanges desdites fibres. Selon le mode de leur fabrication, il peut s'agir, en ce qui concerne ces nappes, par exemple de nappes de carde, de nappes 15 fabriquées suivant le principe aérodynamique, de nappes de fibres / de filature, ou aussi de nappes fabriquées par le procédé au mouillé. Conviennent, en particulier, les nappes à base de fibres ou fils de polyester et/ou de polyamide. Les polymères synthétiques ou naturels élastiques coagu-20 labiés à partir d'une dispersion aqueuse, sous l'action de la chaleur, conviennent comme liants chimiques dans le cadre de l'invention. Les polyméthacrylates de méthyle, les caoutchoucs naturels ou synthétiques ainsi que les polyuréthanes conviennent en particulier. 2 5 Le liant liquide utilisé conformément à l'invention contient une fraction de polymère solide de 10 à 60 pour cent en poids rapportés au poids total du liant liquide. Le liant liquide est constitué d'une dispersion aqueuse du polymère désigné et apte à lier les fibres. 30 II est essentiel pour l'invention que le liant liquide con tienne, en plus, des produits chimiques sensibilisant la coagu-labilité thermique du polymère, afin que le polymère contenu dans le liant liquide incorporé à la nappe soit coagulé par l'action du liquide thermoporteur. 35 La température de coagulation du liant liquide thermosensi- bilisé se situe entre 20 et 90°C, de préférence entre 30 et 50°C. La température de coagulation du liant liquide dépend du polymère, de la concentration du polymère, ainsi que de la nature 72 16093 4 2135323 et de la concentration du produit chimique utilisé pour thermo-sensibiliser le liquide. La température de coagulation optimale est déterminée, dans chaque cas particulier, par de simples essais préliminaires, et 5 adoptée en conséquence. Comme thermosensibilisateurs, conviennent les produits chimiques connus à cet effet, par exemple de tels produits à base de polysiloxanes (par exemple, le coagulant "WS", de la Société allemande Farbenfabriken Bayer). 10 Les liants liquides thermosensibilisés préférés sont les dispersions aqueuses de polyacrylates ou de polyméthacrylates et des mélanges desdits polymères, ainsi que des dispersions aqueuses de caoutchouc synthétique à base de copolymères de butadiène-acrylonitrile. 15 Les nappes préférées peuvent être préconsolidées mécanique ment par aiguilletage ; elles présentent, par. exemple, une den-sité de points d'environ 400 points par cm . Le procédé peut être appliqué avantageusement en continu ; dans ce cas, on part de nappes en forme de bandes. 20 Le procédé conforme à l'invention est appliqué en imprégnant la bande de nappe à solidariser avec le liant liquide, par exemple dans un foulard rempli dudit liquide. Le liant a une température entre 18 et 25°C. Après avoir retiré la nappe imprégnée du foulard, on la dé-25 barrasse de l'excédent de liquide, par exemple en l'essorant entre une paire de cylindres. On fait agir,sur l'une des faces de la nappe imprégnée de liant liquide, un liquide thermoportéur dont la tempéra ture est suffisante pour provoquer la coagulation du liant poly-30 mère dans la nappe. Les liquides appropriés sont des liquides ni dissolvant , ni ne faisant gonfler les fibres de la nappe ainsi que le liant chimique. On donne la préférence, pour cela, aux liquides pouvant être mélangés à l'eau; les alcools supérieurs et les polyalcools 35 tels que, par exemple, les polyglycols, conviennent particulièrement. Il ne faut pas utiliser l'eau comme liquide thermoporteur, car on risque que le polymère incorporé à la nappe soit éliminé par lavage, par le traitement de la nappe avec de l'eau de température plus élevée. 72 16093 5 2135323 Le liquide thermoporteur a une température comprise entre 35 et 140°C, et en particulier, de préférence comprise entre 70 et 100°C. Par l'action du liquide thermoporteur sur l'une des faces 5 de la nappe, la face de la nappe exposée à la chaleur est portée à une température comprise entre 35 et 100°C, de préférence entre 60 et 90°G. Pendant qu'on fait agir le liquide thermoportéur sur l'une des faces de l'assemblage de fibres à surface plane imprégnée de 10 liant liquide,, on refroidit 1,'autre face en la portant à une tem-/înferxeure a la temçerature pérature de■coagulation du liant liquide. La face de la nappe exposée au refroidissement doit présenter, du fait du refroidissement, une température comprise entre 5 et 40°C. 15 Le refroidissement de la face de la nappe peut être, par exemple, obtenu en la mettant en contact avec une surface refroidie, par exemple avec la surface refroidie d'un cylindre. Il est essentiel, pour l'invention, que la face de la nappe opposée à la face exposée à la chaleur par l'action du liquide présente une 20 température inférieure à la température de coagulation du liant liquide. La température du liquide thermoporteur, ainsi que la température du cylindre refroidisseur, peuvent être choisies différemment selon la vitesse de marche, ainsi qu'en fonction de la 25 nature de la nappe et du liant liquide utilisé. La nappe est lavée après la coagulation du polymère dans la nappe, par exemple à l'eau, puis séchée. Le séchage peut s'effectuer, par exemple, dans un séchoir alimenté en air chaud de 100 à 180°G, ou dans un canal de séchage dans lequel règne ladite température. 30 Les exemples ci-après sont destinés à expliquer l'invention, mais ils ne doivent pas la limiter à la forme de réalisation particulière . Exemple 1 : La matière première est une nappe de fibres emmêlées, ai- 2 , 35 guilletée à raison de 400 points par cm et constituée pour moitié de fibres de polyéthylènetérephthalate d'une longueur de 32 mm et d'un titre de 1,3 décitex, et de fibres de polyamide d'une longueur de 40 mm et d'un titre de 1,7 décitex. 72 16093 6 2135323 2 La nappe a un poids par unité de surface de 250 g/m , et un poids par imité de volume de 0,150 g/cm^. Le liant liquide est porté, par addition d'un thermosensibilisateur à base de po-lysiloxane (par exemple de Coagulant "WS" des Farbenfabriken 5 Bayer), à une température de coagulation d'environ 36°C. La nappe est imprégnée de liant liquide dans un foulard. Le liant liquide est constitué d'une dispersion aqueuse à 4-0 % d'un co-polymère de butadiène-acrylonitrile. Après l'imprégnation, et pour éliminer l'excédent de liant liquide, la nappe est essorée 10 entre une paire de cylindres en acier ou caoutchouc, à une pression linéaire PI = 0,5 bars. La"nappe contient alors 30 à 70 % de liant liquide, rapportés au poids total de la nappe. On fait alors passer la bande de nappe en continu et à une vitesse de 1,5 mm/ma, par l'intermédiaire d'un cylindre de ren-15 voi, sur la surface d'un cylindre refroidi à axe horizontal. La température du cylindre refroidisseur est de 32°0. Le cylindre est plongé, sur toute sa longueur et par un quart de sa circonférence, dans une auge remplie de polyglycol 400 à une température d'environ 90°0. La nappe ayant quitté le dispositif de coa-20 gulation, elle est introduite dans une autre auge, dans laquelle elle est lavée à l'eau- La nappe passe ensuite dans un canal de séchage et elle est séchée à 150°C. La fraction de liant rapportée au poids total et contenue dans la nappe s'élève à 50 %. 25 La nappe est alors refendue,dans le plan parallèle à sa sur face, en deux couches d'épaisseursà peu près égales. La pièce refendue avec la surface ayant été exposée au refroidissement a une teneur en liant de 38 % en poids, tandis que l'autre pièce refendue présente une teneur en liant de 62 % en poids. Les in-30 dications de pourcentage, dans le présent exemple et dans les exemples suivants, se rapportent à une couche de nappe non consolidée correspondant à l'épaisseur de la pièce refendue. Exemple 2 : Par modification de l'exemple 1, on utilise une nappe de 35 fibres mélangées de 50 parties de fibres de polyéthylènetéréphtha- late et de 50 parties de fibres de polyamide des caractéristiques indiquées, mais présentant un poids par unité de surface de 470 2 z g/m , et un poids par unité de volume de 0,200 g/cm . Les autres 72 16093 7 2135323 conditions du procédé correspondent à celles qui sont indiquées à l'exemple 1. Après le refendage de la nappe solidarisée en deux couches d'épaisseurs égales, comme à l'exemple 1, la pièce refendue dont la surface a été exposée à l'action du liquide 5 thermoporteur présente une teneur en liant de 65 % en poids, tandis que l'autre pièce refendue présente une teneur en liant de 35 % en poids. Exemple 5 : Par modification de l'exemple 2, on utilise une nappe d'un 10 poids par unité de surface de 250 g/m ; la température du cylindre refroidisseur est baissée à + 15°0. La migration du liant est intensifiée par cette méthode. Après le refendage de la nappe suivant l'exemple 1, on détermine la teneur en liant de chaque moitié refendue. La pièce refendue dont la surface a été 15 exposée à l'action du liquide thermoporteur a une teneur en liant de 80 % en poids, tandis que l'autre moitié refendue présente une teneur en liant de 20 % en poids. Exemple 4 : Par modification de l'exemple 2, on utilise une nappe d'un 20 poids par unité de surface de 470 g/m ; la température du cylindre refroidisseur est diminuée, comme à l'exemple 3, à 15°0, pour obtenir ainsi une migration plus intensive du liant. Après le refendage de la nappe suivant 1'exemple 1, la pièce refendue dont la surface a été exposée à l'action du liquide 25 thermoporteur présente une fraction de liant de 76 % en poids, et l'autre pièce refendue présente une-fraction de liant" de 24 % en poids. Exemple 5 : L'exemple 2 est modifié de manière à utiliser un bain de 30 liant avec line teneur de liant solide de 30 % en poids et une nappe du type indiqué avec un poids par unité de surface de 470 g/m2- Les conditions mécaniques sont celles qui sont indiquées à l'exemple 1. La nappe solidarisée contient une teneur en liant 35 de 40 io en poids, rapportée au poids total de la nappe. Après le refendage de la nappe suivant les indications de l'exemple 1, la pièce refendue dont la surface a été exposée à l'action du liquide thermoporteur contient une teneur en liant de 75 % en poids, tandis que l'autre pièce refendue en contient 25 %• 72 16093 8 2135323 REVENDICATIONS 1 - Procédé pour consolider un assemblage textile non tissé à surface plane, caractérisé en ce qu'on incorpore à la nappe un liquide aqueux thermosensibilisé contenant un polymère élastique 5 apte à lier les fibres dans la nappe, on fait agir sur l'assemblage de fibres à surface plane, par un côté, un liquide thermoporteur dont la température est suffisante pour opérer la coagulation du polymère élastique, tandis qu'on refroidit en même temps l'autre face de l'assemblage à surface plane à une tempé- 10 rature inférieure à la température de coagulation du liquide contenant le polymère élastique. 2 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le liquide thermoporteur présente une température comprise entre 70 et 100°C, et on refroidit la surface de la nappe à une 15 température inférieure à la température de coagulation du liquide contenant le polymère, cette température se situant entre 30 et 50°C. 3 - Procédé suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'on refroidit la face opposée à la face exposée au 20 liquide thermoporteur en la mettant en contact avec la surface d'un cylindre refroidi. 4 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce qu'on utilise le polyéthylèneglycol comme liquide thermoporteur.