Brevet FR2121620A1 — publié le 19720825

-1- 2121620 La présente invention concerne un procédé pour coller les fibres d'un article textile non tissé comprenant des fibres modacryliques. La demande de brevet français n° 7 025 159 déposée le 7 5 Juillet 1970 au nom de la Demanderesse décrit un procédé pour coller les fibres d'un article textile non tissé comprenant des fibres modacryliques selon lequel tin mélange d'un sulfolane et d'un diluant organique inerte tel que du diéthylène-glycol ou du triéthylène-glycol est appliqué à 1'article textile non tis-10 sé qui est ensuite chauffé de manière à coller les fibres. On a maintenant trouvé que des solvants, autres qu'un sulfolane, qui dissolvent les fibres modacryliques aux températures ambiantes peuvent aussi être utilisés pour coller les fibres d'un article textile non tissé pourvu que ces solvants soient dilués 15 avec des diluants organiques inertes avec lesquels ces solvants produisent des mélanges qui ne dissolvent pas les fibres à la température ambiante, mais les dissolvent quand ils sont activés par chauffage. Toutefois, on a trouvé aussi que les solvants potentiels ne sont pas tous utilisables et qu'il est nécessaire 20 de choisir un diluant en tenant compte aussi de sa capacité de maintenir un rapport approprié solvant/diluant dans des conditions de collage activées par chauffage. Selon la présente invention, il est prévu un procédé pour coller les fibres d'un article textile non tissé compre-25 nant des fibres modacryliques, selon lequel on applique un mélangé" comprenant de 18 à 85 % en poids, par rapport au poids du mélange, d'un solvant pour les fibres modacryliques à la température ambiante et de 85 à 15 % en poids, par rapport au poids du mélange, d'un diluant organique sur les fibres de l'article 30 textile et on chauffe cet article textile de manière à coller les fibres, ce diluant organique étant inerte envers les fibres modacyliques, miscible avec le solvant et ayant une pression de vapeur comprise entre 0,001 et 5,0 fois la pression de vapeur à 100° C. du solvant et ce solvant n'étant pas un sulfolane 35 (comme défini ci-après). L'expression "fibres modacycliques" telle qu'elle est utilisée ici désigne des fibres comprenant des copolymères d'à- 72 00308 -2 2121620 crylonitrile et de composés organiques non saturés dans les-quels la quantité de mailles d'acrylonitrile polymérisé est comprise entre 35 et 85 % en poids, par rapport au poids du copolymère. Des «xemples de fibres modacryliques sont celles 5 dites "Dynel", MVerel", "KaneJcalon" et "Teklan". (Toutes ces références sont des marques déposées). "Dynel" est une fibre comprenant un copolymère de chlorure de vinyle (60 %) et d'a-crylonitrile (40 %), "Verel" est une fibre comprenant un copolymère de chlorure de vinylidène (40 %) et d1acrylonitrile 10 (60 %),"Teklann est une fibre comprenant un copolymère de chlorure de vinylidène (50 %) et d'acrylonitrile (50 %) et "Kane-kalon" est une fibre comprenant un copolymère de chlorure de vi;nyle et d ' acrylonitrile. (Les pourcentages indiqués entre parenthèses sont des valeurs approximatives seulement et sont 15 basés sur le poids de chaque copolymère). L»expression "un sulfolane" telle qu'elle est utilisée ici comprend le sulfolane lui-même (tétraméthylène sulfone) et les sulfolanes substitués par des groupes alcoyles comprenant de 1 à 8, de préférence de 1 à 4 atomes de carbone. Des exeœ-20 . pies de sulfolanes substitués sont le 2-méthyl sulfolane, le 3-butyl sulfolane, le 3-isopropyl sulfolane» le 3-n-hexyl sulfolane, le 2-méthyl-4-butyl sulfolane et le 3-cyclohexyl sulfolane. Comme exemples de solvants qui dissolvent les fibres 25 modacryliques à la température ambiante, on peut mentionner la gamma-butyrolactone, le N,N-diméthyl acétamide, le N,N-dimé-thyl formamide, le diméthylsuifoxyde, le carbonate d'éthylène, la N-méthyl-2-pyrrolidone et le carbonate de propylène. Les pressions de vapeur à 100° C. des solvants mentionnés "ci-dessus 30 sont données dans le Tableau 1. Les pressions de vapeur sont déterminées sous la pression atmosphérique. 72 00308 -3- 2121620 TABLEAU Solvant Pression de vapeur à 100° C. (mm de Hg) , gamma-butyrolactone I N,N-diméthyl acétamide 1 N,N-diméthyl formamide ! diméthyl sulfoxyde 1 éthylène carbamate l j N-méthyl-2-pyrrolidone î propylène carbonate 21 85 125 42 3,8 30 5,8 Selon la présente invention, des mélanges comprenant un solvant pour les fibres modacryliques à la température ambiante et un diluant organique inerte qui est miscible avec le solvant sont appliqués sur les fibres d'articles textiles 5 non tissés. Par "inerte", on veut dire ici que le diluant or ganique ne doit pas être un solvant pour les fibres modacryliques de l'article textile à la température ambiante et ne doit pas être capable de modifier de manière indésirable les caractéristiques physiques de ces fibres. Par ailleurs, les 10 diluants inertes peuvent être capables de jouer le rôle de plastifiants pour les fibres, du moment que cet effet plastifiants pour les fibres, du moment que cet effet plastifiant des diluants sur les fibres ne modifie pas d'une manière indésirable les propriétés des fibres ou des articles textiles non 15 tissés collés résultants. Comme exemples de diluants organiques, on peut mentionner le diéthylène-glycol, le triéthylène-glycol, 1'iso-octanol le 2-hényl-éthanol, l'alcool benzylique et le butyl "Oxitol" (l'éther butylique d'un produit obtenu en faisant réagir un 20 mélange d'alcools aliphatiques principalement linéaires com- 72 00308 -4- 2121620 prenant de 12 à 15 atomes de carbone avec 4,3 moles d'oxyde de propylène et 5,6 moles d'éthylène-glycol). Les pressions de vapeur à 100° C. des diluants organiques mentionnés ci-dessus sont indiqués dans le Tableau XX. Les pressions de vapeur sont 5 déterminées ici également sous la pression atmosphérique. TABLEAU II , Diluant organique Pression de vapeur 1 à 100° C. (mm de Hg) î I diéthylène glycol i 1,9 t triéthylène glycol 1 0,5 1 l 1 , 2-phényl éthanol ! 5'1 1 ! alcool benzylique I 18 î 1 butyl "Oxitol" 1 70 1 f f , iso-octanol î 32 ! I Comme spécifié ci-dessus, le diluant organique présent dans le mélange doit avoir une pression de vapeur comprise entre 0,001 et 5,0 fois la pression de vapeur à 100° C. du solvant présent dans un tel mélange. D'après les Tableaux I et II 10 on peut voir que les diluants organiques précités ne sont pas tous utilisables pour former des mélanges avec tous les solvants précités. Par exemple, le butyl"Oxitol,f a une pression de vapeur de 12,1 et de 18,4 fois la pression de vapeur à 100° C. du carbonate de propylène et du carbonate d'éthylène res-15 pectivement. De préférence, le diluant organique doit avoir une pression de vapeur comprise entre 0,5 et 2,0 fois la pression de vapeur à 100° C. du diluant. Des constituants de mélange préférés sont indiqués dans le Tableau III. 72 00308 -5- 2121620 T ABLEAU XII î 1 Mélange Solvant 1 Diluant i Pression de vapeur du diluant, exprimée en multiple de la pression de vapeur du solvantI à 100* C. j I ,gamma-butyrolactone alcool ben, zylique l \ ! 0,86 , N,N-diméthyl acétamide ! butyl "Oxi-tolM î 0,82 1 * diméthyl I suifoxyde iso-octane1 0,76 1 1éthylène 1 carbonate 2-phényl éthanol 1 ! 1,34 I !N-méthyl-2— 1pyrrolidone iso-octanol > propylène car-1bonate 2-phényl éthanol 1 î 0,88" 1 1N,N-diméthyl tformamide 1 butyl "Oxi-tol" 1 0,56 " 1 î Les mélanges qui sont appliqués sur les fibres des articles textiles non tissés selon la présente invention comprennent de 15 à 85 % en poids de solvant et de 85 à 15 % en poids de diluant. De préférence, les mélanges comprennent de 50 à 5 85 % en poids de diluant organique et de 15 à 50 % en poids de solvant, les pourcentages en poids étant basés sur le poids du mélange. Une fois le mélange appliqué sur les fibres de l'article textile non tissé, il est chauffé de manière à collèr les 10 fibres. L'article textile est habituellement chauffé à une température au-dessus de 60° C., de préférence entre 85 et 120° C. L'article textile est habituellement chauffé pendant 0,5 à 20 minutes. 72 00308 -6- 2121620 Comme exemples d'articles textiles non tissés dont les fibres peuvent être collée» selon la présente invention, on peut mentionner des fils, des rubans, des nappes, des molletons, des voiles, des mèches, dés-étoffes non tissées et des 5 feutres. Les fibres peuvent être des fibres discontinues ou des raulti- ou monofilaments continus* Dans un mode de mise en oeuvre préféré de l'invention, le procédé peut être utilisé pour coller les fibres d'une nappe de fibres modacryliques et produire ainsi un capitonnage 10 complètement collé de fibres modacryliques. Des nappes de fibres modacryliques peuvent être préparées dans une installation classique de capitonnage par le procédé décrit ci-après. Après ouverture d'une balle de fibres modacryliques discontinues dans une installation de capitonna-15 ge, les fibres sont transformées en voiles de fibres par carda-ge, par exemple en utilisant la carde normale à coton ou à laine ou une carde de Garnett ou par arrangement par l'air. Dans ce dernier procédé, les fibres sont transportées par un courant d'air à très grande vitesse à un condenseur où un voile de fi-20 bres est formé qui est ensuite déchargé pour traitement ultérieur. On forme ensuite des nappes de fibres en croisant les voiles de fibres. Le mélange peut gtre appliqué sur les fibres modacryliques avant ou après leur mise sous la forme d'une nappe de fi-25 bres. Par exemple, le mélange peut être appliqué par pulvérisation, égouttement ou au foulard sur les fibres avant le car-dage ou après formation d'un voile ou d'une nappe. Si le mélange est appliqué sur les fibres avant formation d'une nappe, alors il sera distibué sensiblement uniformément dans toutes 30 les fibres intérieures de la nappe formée ensuite. Toutefois, si le mélange est appliqué à la nappe de fibres, alors il peut être nécessaire de refouler le mélange à travers la nappe pour assurer qu'au moins certaines-des fibres dans l'épaisseur de la nappe soient traitées par le mélange. Le mélange peut être 35 appliqué au dos et/ou sur le devant de la nappe de fibres ët refoulé à travers la nappe de fibres au moyen d'un courant d" air comprimé. 72 00308 -7- 2Î2T620 La nappe, dont les fibres intérieures ont été traitées avec le mélange, est ensuite chauffée pour activer le solvant dans le mélange de manière à coller la nappe de fibres et à produire ainsi un capitonnage complètement collé. On peut chauf 5 fer la nappe de fibres dans un four en faisant passer un gaz chaud, par exemple de l'air, à travers la nappe. Les fibres de la nappe qui sont en contact entre elles seront collées ensemble à certains ou à tous leurs points de contact dans toute l'épaisseur de la nappe» 10 Clairement, le degré de collage qui se produit dans la nappe dépendra de la quantité de mélange appliquée sur les fibres. Une petite quantité de mélange produira un capitonnage à bas degré de collage tandis qu'une grande quantité produira un capitonnage à degré élevé de collage. Une quantité approprié 15 de solvant dans le mélange peut être comprise entre 0,5 et 35 % en poids, par rapport au poids des fibres modacryliques de 1' article textile, des quantités comprises entre 5 et 25 % en poids étant préférées. La résistance mécanique du capitonnage produit selon le 20 mode de mise en oeuvre ci-dessus de l'invention peut être accrue en perçant à l'aiguille ou en assemblant par point la nappe de fibres avant ou après son traitement avec le mélange de collage. Le procédé de l'invention est illustré par les exemples 25 suivants. EXEMPLE 1. Des nappes de 15,24 x 15,24 x 1,27 cm de fibres "Teklan" titrant 9 deniers cardées à la main sont placées dans des cadres en bois ayant des toiles métalliques au dos et sur le de-30 vant. La fibre "Teklan" est une fibre comprenant un copolymère d'acrylonitrile (environ 50 %) et de chlorure de vinylidène (environ 50 %) ; elle a une densité de 1,36 environ, se ramollit entre 80 et 115° C. et a une ténacité à sec comprise entre 3,0 et 3,5 grammes par denier. Les pourcentages ci-dessus sont 35 basés sur le poids du copolymère. On pulvérise sur les nappes 20 % en poids, par rapport au poids des fibres, de divers mélanges dont les compositions sont indiquées dans' le Tableau IV. 72 00308 -8- 2121620 L'utilisation de mélanges comprenant, comme diluants, de 1* eau (pression de vapeur 760 mm de Hg à 100° C.) et du métha-nol (pression de vapeur supérieure à 1 000 mm de Hg à 100° C. ) est incluse à titre de comparaison. On utilise un courant d* 5 air pour refouler uniformément les mélanges appliqués à tra vers chaque nappe de fibres. Les nappes sont ensuite chauffées à 90° C. pendant 10 minutes par passage d'air chaud à travers elles dans un four. Les rembourrages complètement collés résultants sont 10 examinés au toucher, d*après l'aspect visuel et au microscope. Au toucher, les rembourrages sont cotés comme mous, fermes ou durs. Ils sont acceptables s'ils sont mous ou fermes, mais sont inacceptables s'ils sont durs. Les résultats sont présentés dans le Tableau IV. TABLEAU IV K> O T T" , __£?®iiî52® î .Solvant , Diluant j 1 ! t Pression exprimée multiple peur du de vapeur du diluant . sous la forme d'un de la pression de va-l solvant à 100* C. , Rapport en , poids du diluant au solvantl J Cotation du rembourrage l 1 i 1 . gamma-butyro-• lactone 1 méthanol . î ( »5,0 , 1 70 : 30 j dur I f l , ditto t eau . >>5,0 j ditto j dur l 1 ditto DEG' l 0,09 J ditto ) mou . 1 1 ditto alcool benzy-lique l 0,06 1 dittô 1 ferme l t ""* , N,N-diméthyl formamide DEG j î 0,015 t 60 j 40 , j mou i , ditto 2 TEG . 0,004 . ditto . mou I ditto butyl "Oxitol"l 0,56 ! ditto 1 ferme J , diméthyl sul-foxide I méthanol . >•^5,0 ^ 1 1 63 t 35 dur I 1 . ditto eau , ^5,0 r ditto , dur y 1 ditto DEG 1 0,05 I ditto ( mou i 1 ditto TEG 1 0,01 1 l ditto l. mou i t ^4 1*0 T . ditto iso-octanol . 0,76 t ditto , ferme 1 l éthylène car-1 bonate méthanol l 7?5,0 i i 80 s 20 1 dur ■ 1 1 * ditto • eau 1 "7>5,0 î ditto 1 dur l j ditto DEG } 0,50 l i • ditto • mou 1 l ditto TEG 1 0,13 i ditto I mou ' ditto I 2-phényl éthanol 1 1,34 i t ditto 1 1 ferme 1 l J , N-méthyl-2-. pyrrolidone iso-octanol . J 1,07 - | - i i 60 : 40 ï ferme 1 propylène car-1 bonate méthanol -&> 5,0 i 70 t 30 1 dur t 1 1 ditto eau 7^5,0 ditto 1 dur t ditto DEG . 0,33 ditto j mou i I 1 ditto TEG 1 0,08 i ditto ! mou ' ditto I 1 2-phényl étha-1 nol J I 0,88 i i i ditto ' 1 1 ferme l 1 N,N-diméthyl , DBG . 0,02 acétamide ditto j TEG j 0,006 dit-to I butyl "Oxitol'M 0,82 1, diéthylène glycol 2. triéthylène glycol K3 60 : 40 ditto ditto O O UJ o 00 I t-* I to mmmA to mmmA O K> O 72 00308 -12- 2121620 -REVENDICATIONS- 1 - Un procédé pour coller les fibres d'un article textile non tissé comprenant des fibres modacryliques, selon lequel on applique un mélange comprenant de 15 à 85 % en poids, 5 par rapport au poids du mélange, d'un solvant pour les fibres modacryliques à la température ambiante et de 85 à 15 % en poids par rapport au poids du mélange, d'un diluant organique sur les fibres de l'article textile et on chauffe cet article textile de manière à coller les fibres, le diluant organique étant iner 10 te envers les fibres modacryliques, miscible avec le solvant et ayant une pression de vapeur comprise entre Q,001 et 5,0 fois la pression de vapeur à 100° C. du solvant et le solvant n'étant pas un sulfolane (comme défini ci-dessus). 2 - Un procédé selon la revendication 1, caractérisé en 15 . ce que le diluant organique a une pression de vapeur comprise entre 0,5 et 2,0 fois la pression de vapeur à 100* C. du solvant . 3 - Un procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le mélange comprend de 10 à 50 % du sol- 20 vant et de 90 à 50 % du diluant organique, les pourcentages éteint basés sur le poids du mélange. 4 - Un procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le solvant est du carbonate d'éthylène. 5 - Un procédé selon la revendication 4, caractérisé en 25 ce que le diluant organique est du diéthylène-glycol ou du 2- phényl éthanol. 6 - Un procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que 1'article textile est chauffé à une température comprise entre 85 et 120e C. de manière à coller les 30 fibres. 7 - Un procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le mélange est appliqué sur les fibres 72 00308 !3 2121620 avant ou après leur mise sous la.forme d'une nappe de fibres. 8 - Les articles textiles non tissés collés préparés par un procédé selon l'une des revendications 1 à 7«