Brevet FR2177605A1 — publié le 19731109

La présente invention concerne d'une façon générale des perfectionnements apportés aux articles dtessuyage,de lavage et de nettoyage et plus spécialement une bande ou étoffe perfectionnée molle absorbant fortement liteau et son procédé de production. Les bandes ressuyage et de nettoyage sont généralement de deux types, le type pour serviettes en papier ou couches qui est généralement formé de fibres de cellulose de bois orientées au hasard à ltétat non tissé relativement compact produit sur une machine classique de fabrication du papier et le type pour étoffe tricotée ou tissée qui est formé couramment de fibres de coton. Les bandes classiques à essuyer et à nettoyer présentent de nombreux inconvénients qui caractérisent le type particulier de bande ou étoffe.Ainsi, étoffe en coton du type tissé ou tricoté est généralement grossière et nrest habituellement pas exempte de charpie et est trop conteuse pour être jetée de sorte qurelle doit etre lavée régulièrement pour des raisons économiques. Par ailleurs, la serviette de papier est également grossière, absorbe lteau lentement et en faible quantité et est très faible à la fois à ltétat sec et à l?état humide. Ces bandes ont été traitées par des résines polymères pour augmenter leur résistance à lrétat humide, mais un tel traitement augmente le prix du produit et réduit son pouvoir d'absorption d'veau tout en augmentant sa nature grossière.Ainsi, il est évident que les bandes classiques à essuyer et à nettqyer laissent beaucoup à désirer et ne représentent généralement qu'un compromis. La présente invention a donc pour objet une étoffe à nettoyer et à essuyer absorbant fortement 1Peau qui peut être jetée, qui est très molle et absorbe rapidement liteau et qui a une grande résistance à la fois à 11 état humide et à 12 état sec. Dlautres avantages et caractéristiques de ltinvention ressortiront de la description qui va suivre. On a découvert qutun stratifié drune couche de cellulose réticulée et régénérée et dune couche fibreuse dont les fibres se trouvant à ltinterface des couches sont au moins partiellement noyées dans la couche de cellulose régénérée, présente de nombreuses caractéristiques et particularités très avantageuses. Parmi celles-ci, on peut citer une grande capacité dtabsorption de liteau, une absorption dteau rapide et un état très mou lorsqutelle est humide et sèche et une très grande résistance à l'état humide et à ltétat sec. L'articule perfectionné présente également une grande résistance à l'abrasion et à l'usure, est exempt de charpie, et peu coûteux, de sorte qutil peut entre jeté après un seul usage et offre de nombreux autres avantages. Belon ltune de ses caractéristiques, la présente invention a pour objet une bande, feuille ou plaque de matière ayant une grande capacité dtabsorption d'eau qui est molle, pliable et très résistante à la fois au mouillé et à sec et qui comporte une gangue réticulée de cellulose régénérée contenant de préférence des fibres de pâte de cellulose intercalées entre des couches fibreuses opposées dont les fibres sont au moins partiellement noyées dans les faces opposées de la gangue de cellulose régénérée La bande ou feuille a une épaisseur de 0,15 à 5 mm ou plus, le poids de chacune des couches fibreuses externes étant compris entre 4 et 60 g par m2 et les couches fibreuses externes constituant de 2 à 85 % en poids du produit sec.La cellulose régénérée constitue au moins 15 % en poids de la gangue, qui peut contenir des fibres de renforcement de la cellulose, et avantageusement plus de 20 % et elle constitue de préférence de 15 à 95 0 en poids du produit final sec. Lorsque la gangue ne contient qu'une faible quantité de fibres de renforcement, la gangue réticulée peut être constituée dans une très grande mesure par une structure très poreuse ou réticulée et en présence d'une forte proportion de fibres de renforcement, la matrice peut être constituée par un réseau fibreux tridimensionnel délimité par la cellulose régénérée. Les fibres de renforcement sont avantageusement des fibres discontinues relativement petites mesurant en moyenne de préférence de 1,5 à 4 mm, bien quon puisse utiliser des fibres discontinues de plus gra-nde longueur, tandis que les couches fibreuses externes sont formées de fibres discontinues de longueur relativement grande mesurant de préférence en moyenne de 10 à 60 lmm ou bien elles peuvent être formées de filaments continus.Avan tageusement, les fibres de renforcement de la gangue proviennent d'une pate cellulosique, de préférence une patate de bois, tandis que les fibres des couches externes sont avantageusement des fibres de coton ou de rayonne qui, pour la plupart, sont orientées au hasard et de préférence entrelacées librement, sous forme tridimensionnelle et d 'une manière indépendante de la même manière qu'unie nappe de fibres orientées au hasard par exemple du type produit par le procédé de formation de nappe Rando connu en pratique. Dans la variante, les couches externes peuvent être constituées par une étoffe tricotée ou tissée ou une étoffe à texture ajourée formée dtune autre manière dont les fibres ou filaments sont disposés selon une configuration prédéterminée par exemple en reliant les filaments ou fibres à leur point de contact, et les fibres et filaments peuvent être répartis au hasard et réunis par fusion ou par un adhésif à leur point de croisement. En outre, les fibres constituant la nappe peuvent être des fibres discontinues ou des filaments continus et peuvent être en résines polymères organiques synthétiques telles que le "Nylon", les polyesters, les polyoléfines et autres résines synthétiques et elles peuvent être également des fibres de coton,de rayonne ou autres fibres naturelles.Avant la stratification, les couches externes présentent avantageusement des vides dans une proportion de 40 à 95 % qui ne sont pas occupés par les fibres des couches externes et les fibres formant la couche externe sont noyées dans une proportion de 20 à 100 ffi dans la cellulose régénérée de la gangue ou enduite par ladite cellulose et l'endui- sage des fibres des couches externes par la cellulose de la gangue ne dépasse pas avantageusement 0,127 mm. Le produit final stratifié pèse avantageusement de 40 à 300 g par m2. Lorsque les couches externes sont tissées ou tricotées, chaque couche a avantageusement une épaisseur comprise entre 0,127 et 0,781 mm et 2 comporte de 5,6 à 70 ouvertures de mailles par cm Le procédé perfectionné de production de l'étoffe selon l'invention consiste à former une viscose en mousse de préférence armée de fibres, à intercaler une couche de la viscose en mousse entre des couches de fibres opposées, à comprimer le stratifié et à régénérer ensuite la cellulose de la viscose. lie moussage est effectué principalement en mélangeant les fibres d'armature de la viscose et un surfactif et en agitant au fouet le mélange résultant pour y incorporer et disperser de l'air et réduire sa densité, qui est initialement de 1,3 environ, à une valeur comprise entre 0,6 et 0,15.On a constaté que la viscose doit être fortement alcaline en comparaison de son alcalinité normale, ctest-à-dire quelle doit présenter un rapport d'hydroxyde de sodium à la cellulose de la viscose supérieur à 0,9:1,0 et une alcalinité correspondant à un rapport d'hydroxyde de sodium à la cellulose de viscose et aux fibres cellulosiques d'armature qui est supérieur à 0,7:10. La cellulose de la viscose constitue de préférence de 2 à 10 %0 en poids de la viscose et l'alcalinité est comprise entre 1,8 et 25 %. li'alcalinité élevée permet d'obtenir un produit ayant une forte proportion de cellulose régénérée présentant une grande douceur et une bonne aptitude au pliage à la fois au mouillé et à sec. lie stratifié formé de nappes fibreuses externes et dtune mousse interne de viscose peut être comprimé en le faisant passer entre des cylindres presseurs sollicités convenablement ou entre des courroies ou bandes qui sont pressées l'une contre l'autre. lie stratifié comprimé passe ensuite dans un bain de coagulation et de régénération convenable, par exemple une solution aqueuse contenant de 10 à 28 % de sulfate de sodium et de 0,5 à 2,5 % d'acide sulfurique avantageusement à une température élevée comprise de préférence entre 900 et 1000C pour coaguler et régénérer la viscose, et le produit résultant est ensuite lavé, blanchi et séché.On a constaté que l'utilisation du bain à une températurlevée non seulement assure une coagulation et une régénération plus rapides, mais également un produit plus mou de densité réduite et ayant dtautres propriétés avantageuses. Lorsquton désire un produit relativement épais, il est avantageux de mélanger des cristaux de sulfate de sodium décahydraté avec la viscose en mousse. Ces cristaux ont une grosseur moyenne allant jusqutà ),18 mm environ et peuvent constituer jusqutà huit fois le poids de la viscose et des fibres d'armature quelle contient. En outre, le produit amélioré peut contenir plus de deux couches fibreuses par exemple trois ou plus et un tel produit est obtenu en formant un stratifié de couches alternées de nappes fibreuses et de mousses de viscose, les nappes fibreuses formant les couches externes ainsi qutune ou plusieurs couches internes et en traitant ensuite de la manière décrite plus haut. Un procédé très avantageux de réalisation du stratifié formé de couches externes fibreuses et de couches de mousse de viscose formant la gangue, les couches externes étant formées de fibres orientées au hasard, consiste à déposer une première couche de fibres orientées au hasard sur un substrat au moyen dune machine Rondo de formation de bande , à déposer une couche du mélange de mousse de viscose sur la première couche et à déposer au moyen de la machine Rondo une seconde couche de fibres cellulosiques orientées au hasard sur la couche de mousse de viscose. lie substrat peut être constitué par une courroie perforée ou un grillage et le stratifié est comprimé tout en étant avancé sur la courroie formant le substrat au moyen dtune courroie superposée ou un rouleau presseur supérieur.L'épaisseur de la couche de mousse de viscose dépend de celle du produit final désiré. Le produit amélioré de la présente invention est capable dtabsorber très rapidement lteau, à une très grande capacité d'absorption dteau, est très poreux et est doux et robuste à la fois à sec et au mouillé et est exempt de charpie et très résistant à ltabrasion et à l'usure. Il peut être bouilli et lavé, est facilement désinfecté et stérilisé et peut être teint, imprimé, cousu, encollé, fixé par un adhésif et traité d'une autre manière. Bien que ledit produit soit très approprié comme étoffe à essuyer et à laver,il est susceptible de nombreuses autres applications. Il est très rutile pour des vêtements, la literie, des tampons chirurgicaux, des filtres et autres applications et peut être imprégné avec de nombreuses matières actives. lies exemples suivants sont données à titre illustratif, mais non limitatif, de l'invention. Exemple 1 On prépare dtune manière classique une viscose contenant 4,25 % de cellulose, 15,8 /0 d'hydroxyde de sodium et 1,85 %0 de soufre provenant de CS2 utilisé pour préparation de la viscose. La viscose a une viscosité de 8 secondes, comme déterminé dune manière connue à l'aide dtune bille d'acier de 6,35 mm qu'on laisse tomber d'une hauteur de 20 cm. On mélange avec la viscose 2 % en poids du surfactif qui est l'ester de diéthanolamine de l'acide caprique ("Nopco GLN"). On produit des fibres de pate cellulosique finement divisées en désagrégeant dans un broyeur à marteau une pite de bois blanchie pour papier Ifraft présentant une teneur en alpha-cellulose de 91 % (Buckeye Cellulose E-1). lies fibres cellulosiques présentent la distribution granulométrique suivante : 48,4 % d'une dimension supérieure à 1,41 mm 33,4 % d'une dimension supérieure à 0,65 mm 9,9 ffi d'une dimension supérieure à 0,30 mm 4,1 % d'une dimension supérieure à 0,149 mm et 3,6 % dtune dimension inférieure à 0,149 mm. On mélange 4,5 kg de la viscose contenant le surfactif dans un malaxeur pendant 15 minutes pour faire mousser partiellement la viscose et augmenter son volume. Ensuite, on ajoute 0,567 kg de la pite désagrégée à la viscose et on poursuit le mélange pendant 45 minutes supplémentaires pendant lesquelles se produit le moussage principal et la mousse atteint une densité de 0,34. On dépose une première nappe de fibres de coton lâche orientées au hasard d'une manière connue sur une toile enduite de "Teflon", la nappe pesant 15 g par m2. On dépose uniformément une couche de la mousse de viscose dtune épaisseur correspondant 2 à environ 600 g par m sur la première nappe et on applique en- suite une seconde nappe analogue à la première sur ia couche de mousse de viscose. On dépose une seconde toile enduite de "Teflon" sur le stratifié de viscose et des nappes et on fait avancer ltensemble entre deux rouleaux presseurs recouverts de 2 caoutchouc appliquant une pression d'environ 2,1 kg par cm On fait passer ensuite ltensemble pressé des toiles et du stratifié dans un bain de coagulation et de régénération mainte- nu à 1000C et contenant 2 ss d'acide sulfurique et 26 % de sulfate de sodium. Après une immersion de 3 minutes dans le bain, on retire l'ensemble et on sépare le stratifié des toiles et le soumet ensuite à un traitement après coup convenable consistant à le désulfurer, le blanchir, le traiter par un antichlore, le laver et le sécher. lie produit résultant est doux lorsqu'il est humide et sec et présente une très grande résistance au mouillé et à sec, se compose de 18,7 ffi de cellulose régénérée, de 56,3 ss de fibres de patte, 25 ffi de fibres de coton et pèse 120 g par m2. Exemple 2 On suit le processus de exemple 1, en utilisant une viscose contenant 6,2 % de cellulose, 7,3 fo dthydroxyde de sodium et 2,7 % de soufre et ayant une viscosité de 27 secondes. La mousse contient 2,6 Xo du surfactif et 0,1 kg des fibres de pAte désagrégée dans 4,54 kg de viscose. On comprime les nappes externes de coton et la couche de viscose sous une pression de 0,28 kg/cm2 . Sur tous les autres rapports, on suit le processus de exemple 1. lie produit résultant contient 31,5 % des nappes externes de coton, 51,5 % de cellulose régénérée et 17,0 % de fibres de pate et pèse 95 g par m2. il présente une résistance au mouillé de 1,57 kg par cm, une capacité d'absorption d'eau de 1840 % et est doux et souple à la fois à l'état humide et à l'état sec. Exemple 3 On prépare une masse de la même manière que dans exemple 1, en ajoutant à une viscose comprenant 6,8 % de cellulose dissoute et 12,3 % de NaOH, de la pate déchiquetée (Buckeye Cellulose E-1) à un rapport de 1,1 à la cellulose dissoute, et 0,4 0 du poids de la viscose d'un agent de mouillage tel que "Nopco GLN't ou "Triton BG5" (marque déposée de Rohm and Haas) et en malaxant le mélange pour injecter de ltair et ramener la densité de la masse à environ 0,5. On dispose la masse en mousse entre deux couches de toile de coton de texture 3,2 x 2,4 par cm et pesant environ il g par 2 m2 de la même manière que dans ltexemple 2 et on traite le stratifié par une solution de sulfate de sodium à 20 ffi contenant 50 g par litre d'acide sulfurique à une température de 980G pour régénérer la cellulose de la viscose. Après régénération, on soumet la matière à un traitement après coup consistant successivement à la laver à l'eau, à la traiter par une solution de soude caustique de 10 g par litre à 850C pour la désulfurer, à la laver à l'eau et à la blanchir au moyen d?une solution dthypo- chlorate de sodium à 300C avec 2 g par litre de chlore actif. Ensuite, on plastifie la matière si on le désire et la sèche. La feuille résultante est une étoffe douce absorbant très fortement l'eau et pesant 160 g par m2. Exemple 4 On prépare une mousse d'une densité de 0,5 de la m8me manière que dans exemple 3 en utilisant une viscose contenant 6,1 % de cellulose dissoute, 12,3 % d'hydroxyde de sodium, le rapport de la pâte déchiquetée (Buckeye Cellulose E-1) à la cellulose dissoute étant de 1:1, et on utilise un agent de mouillage ("Triton BA5" de Roha and Haas) en une quantité équivalant à 0,3 % de la viscose. On intercale la mousse entre deux couches de filets "Nylon" de 1?,5 g par m2 et présentant 12,1 ouvertures de mailles par cm2, de la même manière que dans Itexemple 3, et on traite le stratifié par une solution de sulfate de sodium à 20 % contenant 50 g par litre d'acide sulfurique à 980C pour régénérer la cellulose de la viscose. Après régénération, on soumet le stratifié à un traitement après coup comme décrit dans robuste lie produit résultant est une étoffe douce,/ábsorbant fortement l'eau qui pèse 115 g par m2. Naturellement, l'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite et est susceptible de recevoir diverses variantes entrant dans le cadre et ltesprit de ltinvention. RENDlCATT 0N8 1. Produit doux absorbant l'eau, caractérisé en ce qutil comprend une gangue réticulée de fibres liées par de la cellulose régénérée intercalées entre des couches fibreuses externes opposées ancrées dans les faces opposées de la gangue de cellulose régénérée. 2. Produit selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cellulose régénérée constitue de 15 à 95 % du produit par rapport à son poids à sec. 3. Produit selon la revendication 1, caractérisé en ce que les fibres d'armature de la gangue comprennent des fibres de cellulose de longueur discontinue compriseentre 1,5 et 4,0 mm. 4. Produit selon la revendication 1, caractérisé en ce que les fibres des couches externes sont des fibres discontinues d'une longueur moyenne supérieure à 10 mm. 5. Produit selon la revendication 1, caractérisé en ce que les fibres d'armature de la gangue comprennent des fibres de pâte cellulosique et en ce que les fibres des couches externes comprennent des fibres de coton. 6. Produit selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacune des couches externes est formée dtune nappe de coton pesant de 4 à 60 g par m2. 7. Produit selon la revendication 1, caractérisé en ce que les fibres des couches externes sont orientées sensiblement au hasard. 8. Produit selon la revendication 1, caractérisé en ce que les couches externes sont formées d'étoffes de texture ajourée dans une proportion de 40 à 95 %. 9. Produit selon la revendication 1, caractérisé en ce que les fibres des couches externes sont noyées dans la gangue dans une proportion d'au moins 20 2O. 10. Produit selon la revendication 1, caractérisé en ce qutil pèse de 40 à 300 g par m2. 11. Produit selon la revendication 1, caractérisé en ce que les fibres des faces externes des couches externes sont enduites par la matrice dans une proportion d'au moins 20 %0, ltépaisseur de l'enduit ne dépassallt pas 0,127 mm. 12. Produit selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'étoffe présente de 5,6 à 70 ouvertures de mailles par cm. 13. Procédé de production dtune étoffe douce absorbant l'eau, caractérisé en ce qutil consiste à former une mousse de viscose ayant une alcalinité correspondant à un rapport dlhydro- xyde de sodium à la cellulose dissoute dans la viscose qui est supérieur à 0,9:1,0, à appliquer une couche de la mousse de viscose sur une couche de fibres et à régénérer la cellulose de la yiscose. 14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que la mousse de viscose contient des flbres dtarmature dispersées dans la viscose, mais pas dissoute dans cette dernière. 15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que la mousse contient un surfactif. 16. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que les fibres d'armature sont de nature cellulosique. 17. Produit doux absorbant 11 eau, caractérisé en ce qu'il comprend une gangue réticulée tde fibres liées par de la cellulose régénérée, et une bande fibreuse au moins partiellement noyée dans ladite gangue.