Brevet FR2111904A1 — publié le 19720609

! 2111904 La présente invention concerne en général le matériau fibreux en feuille et plus particulièrement une nouvelle feuille continue fibreuse, non tissée reposant dans l'eau et renfermant des fibres textiles. 5 Ces années passées, les matériaux ncn-tissés de types divers n'ont cessé d'empieter sur ces domaines antérieurement considérés privilégiés des.textiles tissés. Ces matériaux non tissés qu'on juge occuper une position intermédiaire entre les textiles et le papier, sont classifiés comme structures planes 10 et flexibles composées de fibres consolidées orientées irrégulièrement qui peuvent si nécessaire, être liées à une autre après consolidation. Normalement, les produits non tissés sont fabriqués soit par traitement à sec, comme par dêp Les fibres de matière textile possèdent une frisure ou un ondulé longitudinal naturel qui facilite leur formation en bitords. Les fibres textiles naturelles, comme le coton et la 3 0 laine possèdent cette frisure naturelle profitable, tandis que le textile artificiel doit être frisé pour être compatible avec les fibres naturelles et faciliter sa transformation en fil. Dans les fibres artificielles, cette irrégularité de ligne produite au moment de la formation du brin correpond à un degré variable d'on-35 dulation et donne aux brins de fibres une surface ondulée, avec des extrémités écrasées. D'autre part, on a pendant longtemps reconnu que la procédure humide de fabrication de papier pouvait seulement utiliser des fibres artificielles tant qu'elles nétaient pas 40 frisées, qu'elles demeuraient substantiellement droites et exemp- COPY 71 37755 2 2111904 ptes de touffes amassées. Si l'on ne tient pas compte de ces exigences, les fibres ont tendance à s'enchevêtrer dans le milieu aqueux de dispersion, antérieurement à la formation de la toile continue, provoquant un amas de touffes, de flocons, un empilement 5 ou un ficelage pour résulter finalement en une dispersion irrêgu-lière de fibres à l'intérieur de la feuille continue. Cette inaptitude de la procédure humide de fabrication du papier à utiliser même des fibres textiles régulières, légèrement frisées, en même temps que celles à frisure plus prononcée, nous a été réaffirmée 10 récemment le 28 Septembre 1970, lors de la vingt cinquième Conférence des Papiers plastiques tenue à Syracuse, New-York, qui permit à des réprésentants de grands fabricants-producteurs de fibres de réitérer ce besoin de l'industrie et du traitement humide d'utiliser des versions spéciales non frisées de fibres 15 textiles courantes de rayonne, nylon et polyester. De même, ils confirmèrent que les extrémités mélangées, naturellement bouclées du brin textile de rayonne et les frisures formées dans les fibres de nylon et autres synthétiques, agissaient tels des crochets s'enchevêtrant, produisant rapidement des noeuds et des amas dans la 20 dispersion aqueuse. De plus, il est à noter, que la longueur de la fibre textile en brin la plus courte environne 1,9cm et que les longues fibres artificielles de faible denier ont tendance à boucler dans un milieu aqueux, même lorsqu'elles ne sont pas frisées.Ces boucles 25 agissent sur la fibre, de la même manière que les frisures produisant ainsi des noeuds, des amas et un enchevêtrement indésirable à l'intérieur de la dispersion aqueuse. Par conséquent, dans la procédure humide, la longueur maximale utile des fibres de rayonne de viscose de 1,5 denier, exemptes de frisure environne 0,95cm, 30 tandis que la longueur des fibres synthétiques pouvant être utilisées comme le nylon, peut dépasser légèrement 1,9cm. Par conséquent vin objet de la présente invention consiste à procurer une nouvelle feuille continue améliorée, non tissée, et couchée dans l'eau, présentant une répartition de fibre substan-35 tiellement uniforme, qui incorpore utilement des fibres textiles en brin, dont la longueur comporte des irrégularités, telles des frisures. Dans cet objet se trouve incluse la fourniture d'une feuille continue non tissée reposant dans l'eau, qui présente les caractéristiques avantageuses antérieurement associées aux matériaux 40 textiles non tissés, et secs, conjointement avec l'aptitude favo 71 37755 3 2111904 rable de la procédure humide à des taux de production supérieurs. Un autre objet de la présente invention vise à procurer une nouvelle feuille continue non tissée/ reposant dans l'eau et perfectionnée, dont le pourcentage de fibre atteint 100% de 5 fibres textiles artificielles en brin, présentant des irrégularités linéaires en forme de frisures, ces fibres étant réparties substantiellement uniformément tout au travers de la feuille continue . Un objet supplémentaire de cette invention consiste à 10 fournir un matériau organique non tissé, du type décrit ayant un poids basique substantiellement inférieur productible selon les techniques de production aérodynamique de matériaux non tissés, contenant encore des fibres textiles et montrant élasticité, douceur, bouffant et "main" se référant couramment aux textiles 15 non tissés. Un autre objet de cette invention vise à procurer un produit non tissé, formé par procédure humide, présentant une répartition substantiellement uniforme de fibres artificielles dont la taille et le type ont été jusqu'alors considérés inutili-20 sables dans les techniques de traitement humide. Un objet supplémentaire de l'invention consiste à trouver une feuille continue non tissée du type décrit, produite selon la technique humide de fabrication du papier et renfermant une composition fibreuse homogène ou non homogène, c'est à dire une 25 composition de longueur de fibre en brin de denier, de composition pratiquement mêmes ou différents, et ayant la configuration d'un produit manufacturé non-tissé et uniforme. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront de la description qui va suivre de plus exemples 30 de réalisation. Ces divers buts sont atteints, cette invention procurant une feuille continue fibreuse non tissée et reposant dans l'eau, dans laquelle la composition fibreuse consiste en fibres textiles en brin de matériaux artificiels présentant des frisures longitu-35 dinales et où la feuille continue montre line répartition substantiellement uniforme de fibre, exempte d'enchevêtrement. Description d'un mode de réalisation préféré La feuille continue non tissée de cette invention résulte en général d'une dispersion fibreuse de faible consistance, en 40 utilisant une toile métallique inclinée de machine à fabriquer le 71 377 E 5 4 2111904 papier, similaire à celle divulguée dans le brevet US. n° 2.045. 095 de Osborne. Ce brevet nous révèle qu'une dispersion fibreuse uniforme ou qu'un chargement est avancé vers la bofte de tête de la machine à fabriquer la papier, selon une concentration fi-5 breuse appropriée, et est diluée jusqu'à une consistance qui, avec le parcours de la toile métallique inclinée de formage de la feuille continue, permet un drainage convenable, pour l'obtention d'une feuille continue exempte de touffes de fibre ou d'enchevêtrement indésirable. Normalement, l'emploi de brin textile 10 présentant des frisures longitudinales devrait résulter en un enchevêtrement considérable, même dans cette procédure humide. Néanmoins, avec la présente invention, les fibres textiles sont en suspension uniforme dans un milieu de dispersion fortement visqueux et sur adaptation de la consistance fibreuse dans la 15 boîte de tête à un niveau bien inférieur à 0,5%, s'écoulent librement et facilement à travers une toile métallique mobile inclinée sur laquelle elles sont déposées. La dispersion fibreuse diluée dans la boîte de tête ou la caisse d'arrivée de pâte peut avoir une consistance de seulement 0 JD02% en poids, cependant 20 que des consistances inférieures à 0,1% et de préférence environnant 0,01 à 0,06% aient été utilisées et aient donné de bons résultats. La feuille continue non tissée de cette invention convient très bien aux champs d'application de produits non-25 tissés. En particulier, les articles dits "perdus" ou en ouate de cellulose peuvent recourir à de tels matériaux. Ceux-ci incluent les couches de bébés, les doublures, les serviettes, les toiles â laver, les tabliers, les taies d'oreiller, les peignoirs d'hôpitaux, particulièrement ceux employés en salles d'opération 30 et semblables, les blouses, les draps, les filtres utilisés en chirurgie. La toile continue fibreuse peut aussi être d'emploi profitable pour des articles plus longuement utilisables, les supports de tapis, les rubans, les livres et reliures de livres, l'isolation électrique, les structures à couches, les couches 35 renforçatrices pour film plastique et similicuir, les vêtements employés dans l'industrie et pour l'usage domestique, les costumes, pour les garnitures, tentures, entrée de nef, bâches et tentes, les rideaux et draperies, pour le capitonnage des meubles et des automobiles, pour l'équipement sportif, tells les vestes 40 de chasse ou pare balle et pour les emballages protecteurs, pour 71 37755 5 2111904 la nourriture, les empaquetages, les enrobages de canalisations souterraines et tous les produits manufacturés pour filtration et infusion incluant les paquets vides, les moyens de masquage facial en chirurgie, les sacs à thé et café, les sacs collecteurs 5 de poussière et les supports annëxés. De nombreuses autres applications incluent les articles de protection employés pour l'hygiène, le cordage, le papier photographique, les doublures, les toits de piscine. Tel que mentionné, les nouvelles feuilles continues 10 non tissées de cette invention comprenent des fibres textiles en brins. Ces fibres sont du type couramment utilisé jadis dans les procédures à sec de production de feuille continue non tissée. Bien qu'elles puissent inclure des fibres naturelles, elles sont principalement des matières synthétiques de dimensions et 15 formes variées. Néanmoins, étant des brins textiles elles ont en général une longueur supérieure à 0^95cm environ. Elles se présentent naturellement en ondulation et ont la forme longitudinale irrëgulière se caractérisant communément par une frisure. Les fibres textiles régulières possèdent en général ce qu'il est permis 20 d'appeler une légère frisure qui peut être accentuée avant leur emploi dans la feuille continue de cette invention. Le brin textile artificiel utilisé selon cette invention renferme mais ne se limite pas aux fibres régénérées de cellulose, telle la rayonne de viscose, et peut inclure des esters cellulosiques, comme l'a-25 cétate de cellulose. Les fibres en brins peuvent être des matériaux organiques synthétiques artificiels, de nature hydrophile ou hydrophobe, comme les polymères et copolymères de polyamides, tel le nylon, les polyesters tel le tërëphtalate de polyêthylêne; les vinyles comme l'alcool de polyvinyle, les acryliques et polyo-30 léfines incluant polyêthylêne et polypropylêne. Les feuilles continues non tissées peuvent renfermer 100% de ces fibres ou de leurs mélanges, ou peuvent inclure des mixtures de fibres synthétiques frisées et d'autres fibres non frisées, comme les fibres artificielles à fabriquer le papier, découlant d'étoupe ou de 35 fibres naturelles, comme le chanvre de manille, le caroa, le jute, le kraft blanchi ou écru, ou d'autres fibres cellulosiques courantes pour la fabrication du papier. Tel que mentionné, le textile en brin utilisé dans la production du matériau en feuille non tissé de la présente inven-40 tion est en général de longueur supérieure à 0,95cm. En fait il 71 37755 6 2111904 est préférable que la longueur de fibre soit supérieure à 1,27cm, en vue d'assurer l'intégrité structurale de la feuille continue non tissée et de permettre la manipulation de feuilles continues non liées, avant d'y incorporer un liant. A cet égard, des 5 résultats considérablement bons ont été obtenus avec la fibre textile normalisée, dont la longueur varie de 1,90cm à 5,08cm, voire plus. La feuille continue non tissée de cette invention peut être produite avantageusement face à une large gamme de poids 10 basiques incluant de très minces structures, dont le poids de base est substantiellement inférieur à 17 gr/m , limite inférieure normalement associée à la procédure aérodynamique. En fait, la feuille continue non tissée dont le poids de base environne 2 seulement 2 a 3 grs par m , peut être produite selon la présente 15 invention. La nouvelle feuille continue non tissée de cette invention est facilement préparée par la dispersion uniforme de fibres en brin à l'intérieur d'un milieu de dispersion de viscosité contrôlée, ce qui restreint le mouvement des fibres et leur 20 tendance à s'enchevêtrer. Il est à noter que la viscosité particulière utilisée varie avec la longueur de fibre, le denier, et le degré de frisure. En fait, de bons résultats ont été obtenus en employant des fluides, dont la viscosité variait de 15 à 90 centi-poises. Les fibres textiles sont en général ajoutées dans le mi-25 lieu dispersant, selon une concentration de 0,1 à 2,0% environ en poids, dans une pile ou tout autre dispositif approprié, en vue d'effectuer la dispersion et sa séparation oi> fait ensuite varier la viscosité de la dispersion uniforme de fibre de 10 â 40 centipoises et la concentration de 0,001 à 0,1% en poids, en vue 30 d'un drainage correct. Les substances de contrôle de viscosité peuvent être synthétiques ou naturelles, ou être un mélange de celles-ci. Les feuilles continues résultantes non tissées formées sur la toile métallique de fabrication du papier, montrent une répartition de fibre substantiellement uniforme, une douceur, une 35 "main", une porosité et une flexibilité améliorées, tout en possédant les caractéristiques requises de bouffant d'élasticité des pro duits non tissés. Les feuilles continues non traitées contenant jusqu'à 100% de fibres artificielles possèdent une meilleure résistance â la déchirure, et une uniformité de structure suffisante 40 pour en permettre le posttraitement, comme la traversée d'une près- 71 37755 7 2111904 se encolleuse, la liaison par pulvérisation, ou toutes autres opérations similaires de traitement ultérieur. Les exemples suivants décrivent mieux cette invention ils nous sont donnés en vue de nous aider à mieux comprendre, à titre d'illustration seulement, mais ne sont pas destinés à en limiter la pratique. EXEMPLE I Environ 1,0% en poids de fibres textiles de rayonne de viscose, légèrement frisée, de 1,90cm de longueur et 1,5 denier par filament, sont uniformément dispersés dans un fluide ayant une viscosité de 30 centipoises. Le fluide fût préparé comme une solution aqueuse de 0,1% en poids de polymère acrylami- .i de non substantif (Separan A-P 30", vendu chez Pow Chemical Company). Après pilage pendant 20 minutes environ, la consistance fibreuse de la dispersion fût réduite à 0,02% en poids, à une viscosité d'eau blanche de 30 centipoises. Une feuille continue 2 ayant un poids de base de 17 grs par m fût formée à partir de la dispersion sur une toile métallique inclinée de machine à fabriquer le papier. La feuille de rayonne à 100% non traitée montra de bonnes répartition de fibre et intégrité de structure, puis une main, un bouffant et une douceur exeptionnels. EXEMPLE II Cet exemple démontre l'amélioration de résistance à la déchirure obtenue en incorporant la fibre textile en brin dans une feuille de fibre kraft. Une dispersion de pâte kraft blanchie fût préparée et traitée pour l'obtention d'une consistance de 0,05% et d'une viscosité de 15 centipoises. Une partie de la dispersion fût en- 2 suite transformée en une feuille de 70 gr/m sur une toile métallique à fabriquer le papier. Des fibres en brin de rayonne légèrement frisées de 1,90cm de long et de 1,5 denier fûrent d'abord mises en dispersion dans une solution aqueuse de 0,2% en poids de polymère acryla-mide (Separan AP-30) ayant une viscosité de 90 centipoises. La dispersion fût ajoutée à une partie de la pâ"te kraft, pour produire un mélange d'environ 30% de fibres de rayonne en brin et 70% de fibres kraft, puis la consistance fût aménagée à 0,05% et la 2 viscosité à 15 centipoises. Une feuille de 70 gr/m fût alors formée à partir de ce mélange sur une toile métallique à fabriquer le papier. La résistance au déchirement des feuilles continues 71 37755 8 2111904 Poids de base 5 (gr/rn^) 68 68,5 Déchirement Elmendorf (grs) EXEMPLE III 74,5 268 Une feuille -fût formée avec un poids de base de 5 grs 2 10 environ par m , selon la procédure de l'exemple I. La feuille continue non tissée résultante présenta d'excellentes appétence, "main" et douceur comparables à celles de la feuille de l'exemple I. de rayonne de viscose naturellement frisées ou bouclées de 1,38cm à 2,54cm de long et de 1,5 denier par filament, fûreat mis en dispersion uniforme dans une pile, dans 0,2% de solution aqueuse d'un polymère acrylamide, de 90 centipoises de viscosité. Après 20 pilage pendant 10 minutes, la consistance fibreuse de la dispersion fût amenée à 0,02% en poids et la viscosité, à 30 centipoises. Des feuilles continues furent formées â. partir de la dispersion ^ 2 ° à des poids de base de 5 gr/m et de 17 grs par m*' environ. Les deux feuilles non traitées montrèrent de bonnes uniformité et 25 répartition de fibre, ainsi que des "main", bouffant et douceur exceptionnels. EXEMPLE V Une dispersion de fibre fût préparée à partir de fibres textiles en brin de rayonne de viscose ternes, frisées inten-30 tionnellement de 0,32 à 2,54cm de long et de 3,0 denier par filament selon la procédure de l'exemple IV. Après dilution de la dispersion à une consistance fibreuse de 0,05%, des feuilles à la main furent fermées à partir de prélèvement de la dispersion et fûrent séchëes. Elles montrèrent une répartition correcte des fibres 35 et un bon aspect non tissé. EXEMPLE VI Une feuille continue non tissée fût produite selon la procédure de l'exemple I à l'exception du fait que l'on utilise 15 EXEMPLE IV Environ 0,25% en poids de fibres textiles en brin 40 71 37755 9 2111904 une fibre textile de rayonne de viscose frisée intentionnellement et de haute ténacité de 0,64cm à 2,54 de long et de 1,5 de denier. L'uniformité et les autres caractéristiques de la feuille produite fûrent comparables à celle produite dans l'exemple I. 5 EXEMPLE VII On répéta la procédure de l'exemple V en utilisant des fibres de rayonne de viscose ternes et pleinement frisées, de 1,38cm à 2,54 de long et de 1,5 de denier. Les feuilles produites montrèrent des résultats comparables, néanmoins, l'uniformité de 10 la répartition de fibre fût légèrement inférieure à celle montrée par les feuilles produites dans l'exemple V. EXEMPLE VIII Une feuille à la main ayant un poids de base de 339 grs 2 par m environ, fût réalisée dans un moule en utilisant la pro-15 cëdure de l'exemple I, et 1C0% en poids de fibres textiles 66 nylon, de 6,0 denier, de 2,54cm de long et de haute ..ténacité présentant une frisure naturelle. La feuille continue non tissée résultante, montra une répartition fibreuse uniforme, un aspect, une douceur, et une élasticité excellentes. 20 EXEMPLE IX La procédure de l'exemple VIII fût répétée en utilisant des fibres textiles de polypropylène de 0,64cm à 2,54 cm de long et de 3,0 denier par filament. Une feuille à la main, dont le poids de base environne 2 37 grs par m , fût faite dans le moule et produi 25 sit une feuille continue dont les propriétés fûrent comparables à celles de la feuille de l'exemple VIII. EXEMPLE X 2 Des feuilles à la main de 17 grs environ par m et de répartition fibreuse uniforme fûrent traitées selon la procé-30 dure de l'exemple I, avec des charges ayant la composition fibreuse suivante: (a)-80% en poids de fibre textile de rayonne de 1,90cm et 1,5 denier, légèrement frisée et -20% en pcids de fibre de chanvre de Manille, puis 35 (b)-45% en poids de fibre textile de rayonne légèrement frisée de 1,90cm et de 1,5 denier, -15% en poids de chanvre de Manille, et -40% en poids de fibre à papier de rayonne rectiligne de 1,90 cm et 1,5 denier, découpée de l'étoupe. 40 Bien entendu diversssmodifications peuvent être apportées 71 37755 10 2111904 par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. 71 3775 S ii 2111904 REVENDICATIONS 1. Feuille continue fibreuse, non tissée, reposant en milieu aqueux, caractérisée en ce qu'elle comprend des fibres textiles en brin présentant des irrégularités longitudinales en 5 forme de frisures, cette feuille présentant une répartition de fibre substantiellement uniforme, exempte d'enchevêtrement. 2. Feuille continue selon la revendication 1, caractérisée en ce que 100% des fibres sont des fibres textiles en brins. 3. Feuille continue selon la revendication 1, caractéri-10 sée en ce que les fibres sont choisies parmi les fibres textiles frisant naturellement, les fibres artificielles intentionnellement frisées, les fibres régénérées, les fibres hydrophobes synthétiques, et les fibres synthétiques hydrophiles. 4. Feuille continue selon les revendications 1 à 3, ca-15 ractérisée en ce que les fibres ont une longueur supérieure à 0,95cm. 5. Feuille continue selon la revendication 1, caractérisée en ce que la composition fibreuse est constituée de fibres synthétiques artificielles de longueur substantiellement supérieure 20 à 1,90cm, ces fibres ayant normalement tendance à boucler sur agitation dans un milieu aqueux. 6. Feuille continue selon la revendication 1, caractérisée en ce que la teneur en fibre comprend des fibres de rayonne, dont la longueur est supérieure à 1,27cm, ces fibres montrant 25 normalement une tendance à boucler lors de leur agitation dans un milieu aqueux. 7. Feuille continue selon les revendications 1 et 6, caractérisée en ce que la teneur en fibre est un mélange incluant des fibres à fabriquer le papier. 30 8. Feuille continue selon les revendications 1 et 6, caractérisée en ce qu'au moins une portion des fibres de rayonne à 1,5 de denier. 35