Brevet FR2176547A1 — publié le 19731102

La présente invention å laquelle ont participé Monsieur LAURENT Gilbert et Monsieur FIX Jean-Paul a trait à l'utilisation d'une nappe non-tissée comme matériau d'équilibrage et de filtration des sols, notamment pour les jardins suspendus. Le principe même de ce type d'applications, basé sur la filtration et quelquefois aussi sur l'équilibrage des charges, est connu. La Demanderesse a découvert des matériaux non-tissés améliorés pour une telle application. Les matériaux utilisés pour cet usage doivent - jouer le rdle d'un filtre afin d'éviter le colmatage des couches drainantes inférieures par la tourbe ou la terre meuble, - résister aux microorganismes et aux engrais, - posséder une résistance mécanique non négligeable, notamment une résistance à la rupture et une résistance au poinçonnement assez importantes. La nappe non-tissée utilise comme matériau de filtration selon la présente invention est formée par pliage-aiguilletage d'au moins une nappe de filaments continus. Un tel matériau peut etre obtenu à l'aide d'une plieuseaiguilleteuse telle que celle décrite dans la demande de brevet suisse n0 17 364/71. Comme filaments on utilise avantageusement des fils à base de polymères d'oléfines, de polyamides, de polyesters et d'autres polymères tels que les polymères vinyliques, acryliques et les triacétates de cellulose, qui résistent bien aux microorganismes. On peut également utiliser des copolymères ou des mélanges d'bomopolymères du type précité. Le polypropylène convient particulièrement pour ce genre d'application en raison notamment de sa résistance chimique, de sa résistance mécanique et de sa faible densité. On utilise de préférence un polypropylène présentant un indice de fluidité à 2300C de 0,5 à 30 (cet indice est déterminé par le poids de matière à 2300C qui s'écoule en 10 mn à travers une filière de 2,095 nm de diamètre et de 8 mm de longueur). Les filaments constituant le matériau de filtration ont avantageusement un titre compris entre 0,5 et 30 dtex; une ténacité comprise entre 0,5 et 4 g/dtex et un allongement compris entre 50 et 500 %. Pour préparer ces nappes non-tissées on opère de la manière indiquée ci-dessous On extrude un polymère du type mentionné ci-dessus à travers une série de filières de profil bien déterminé. On étire les filaments à travers des buses alimentées par de l'air comprimé, en 2 appliquant des tensions de 5 à 25 kg/cm . On forme une nappe en dispersant les filaments sur une table de formation. Le poids de la nappe ainsi obtenue peut etre compris entre 10 et 500 g/m2. On peut alors effectuer un ensimage de la nappe obtenue pour diminuer le coefficient de frottement des filaments aussi bien vis à vis d'autres filaments que vis à vis du métal avec lequel ils viennent en contact au cours de l'aiguilletage. A cet effet, on peut par exemple utiliser une huile minérale modifiée et émulsionnable qui permet d'éviter une rupture des filaments. On effectue ensuite un assemblage par pliage-aiguilletage d'au moins une nappe du type précédent. On peut assembler des nappes dont les filaments ont des titres différents, qui peuvent d'ailleurs éventuellement provenir de polymères différents. Les nappes assemblées peuvent évidemment avoir des poids différents. Le poids de la nappe finale peut varier de 30 à 1000 g/m2. Les nappes finales peuvent en plus etre apprêtées, latexées, rétractées ou calandrées de façon à leur conférer une texture plus serrée et une meilleure résistance à la traction. Le calandrage, qui peut également etre effectué avant l'ai guilletage, peut etre réalisé sous les pressions de la calandre de 5 à 50 kg/cm et à des températures de 80 à 1300C. On peut ainsi obtenir des nappes de grande largeur (par exemple 5,50 m) qui ont un pouvoir filtrant de 100 % c'est-à-dire qui retiennent les particules très fines (de l'ordre de quelques microns), ce pouvoir filtrant ne variant pratiquement pas lorsque la nappe est déformée. On a constaté en outre que ces nappes retardent la pénétration de l'eau dans le sol. Ces nappes peuvent etre utilisées non seulement pour des jardins suspendus, par exemple sur des terrasses, mais également pour des espaces verts créés sur des décharges publiques. On peut également les utiliser dans les pots de fleurs et les jardinières. Suivant les applications, on modifiera la nature des filaments, la structure, la largeur, le poids et le nombre des nappes ainsi que la densité d'aiguilletage. On peut également utiliser plusieurs nappes superposées dont les pouvoirs filtrants sont différents. Les exemples suivants illustrent la présente invention. EXEMPLE 1 Dans une extrudeuse du type monovis, on fond vers 2700C du polypropylène ayant un indice de fluidité 12 à 2300C égal à 15. La masse en fusion est ensuite poussée à travers un système de filtres dont les mailles ont été soigneusement étudiées de façon à B provoquer par ailleurs une bonne homogénéisation de ltextrudat. A l'aide de pompes à engrenage, le polymère est ensuite dosé et véhiculé jusque sur les filières. En#amont de celles-ci sont encore placés d'autres tamis qui ont pour rôle de filtrer et d'homogénéiser la masse fondue. Les filières comportent soit 32, soit 108 trous répartis sur plusieurs zones. Les dimensions des trous de sortie des filières ont été étudiés de façon à éviter les phénomènes de "cas- ses à la fusion". Le débit total de ces filières est voisin de 450 kg à l'heure. Les filaments après refroidissement par un système d'air 2 conditionné sont étirés sous une tension de 20 kg/cm . Les fila- ments sont ensuite guidés par des tubes jusque sur la table de formation. Ces tubes se terminent par un système de séparateurs dont le profil a été choisi de façon à provoquer une bonne dispersion des filaments sur la table. Le tapis de la table de formation comporte un vide de mailles qui pourra varier suivant le titre des filaments extrudés. Les qualités des filaments sont les suivantes 12 à 190 C égal à 12 Titre en dtex : 2 et 15 Ténacité en g/dtex : 3 Allongement en % : 250 Lorsqu'on voudra réaliser des nappes possédant une bonne répartition, des propriétés spécifiques fixées d'avance et une grande largeur finale, on calandrera la nappe de sortie dont le poids 2 sera relativement faible et voisin de 70 g/m2 sur une calandre à une température de 115 OC et à 20 kg/cm2 de pression hydraulique sur les vérins. Les nappes comportant respectivement des filaments de 2 et 15 dtex sont alors amenées sur la plieuse-aiguilleteuse où elles sont ensimdes puis pliées 6 fois avant d'etre aiguilletées avec 2 ùie densité d'environ 50 coups/02 de façon à ce que l'on aboutisse 2 une nappe finale ayant un poids d'environ 400 g/m . Cette nappe possède les caractéristiques mécaniques suivantes 2 - Résistance à la rupture (NF G 07 001) : 70 kg/cm - Allongement à la rupture (NF G 07 001) : 50 % - Résistance a la déchirure amorcée (NF G 37.04) : 25 kg/cm2 - Pouvoir filtrant en % c'est-a-dire la retenue en fines : 100 % (diamètres en microns compris entre 5 et 20) Ce pouvoir filtrant ne varie partiquement pas avec l'allongement (30 %1. Afin de vérifier le pouvoir filtrant de la nappe, on a placé cette dernière entre une couche de terre meuble et une couche de gravier. L'expérience a été réalisée dans un caisson (500 x 300 x 500 mm) dont la paroi antérieure comporte une lame de verre permettant de visualiser les phénomènes. Dans ce bac, on place différentes couches a savoir en partant du bas vers le haut : une couche de gravier, une épaisseur de nappe ou une couche de tourbe, puis finalement une couche de terre meuble. Le fond du bac est garni de 10 cm de gros gravier de 25/60 mm préalablement lavé. Sur les graviers est disposée une couche de 2 nappe (épaisseur sous 1 g/cm en mm = 7) ou 5 cm de tourbe. Cette nappe ou cette couche de tourbe # ensuite été recouverte de 20 cm de terre meuble. On pulvérise 40 1 d'eau à#la partie supérieure à l'aide d'un pistolet pulvérisateur et on trace la courbe donnant la quantité d'eau (Q en litres) écoulée en fonction du temps. Sur le dessin annexé la courbe 1 est relative à une superposition de gravier, de. nappe et de terre meuble et la courbe 2 concerne la superposition de gravier, de tourbe et de terre meuble. On note tout d'abord que dans le cas de la nappe il ne se produit pas le moindre colmatage de la couche drainante mais on constate nettement que l'on retient beaucoup plus d'eau avec la nappe qu'avec la couche de tourbe. Il en résulte un étalement de l'humidité dans le temps et par la même occasion une fertilisation plus poussée par les engrais dissous ou partiellement dissous dans l'eau. On retrouve donc aussi les caractéristiques suivantes essentielles de la nappe - son rôle de filtration - le non-colmatage de sa couche drainante EXEMPLE 2 On utilise le meme dispositif de filage que celui cité précédemment en fondant à 2600C du polyamide 6 possédant les caractéristiques suivantes - Viscosité relative : 2,72 mesurée à 250C sur une solution à 1 % dans H2 SO4 à 90 % - Partie extractible au méthanol bouillant : 0,5 %. Les filaments obtenus possèdent les caractéristiques sui vantes - titres en dtex : 8,5 - ténacité en g/dtex : 3,9 - allongement en % : 120 L'élaboration de la nappe finale est effectuée selon un mode opératoire identique au précédent en prenant soin d'effectuer le calandrage à 1600 C. L'expérience précédente de filtration effectuée sur cette nappe de polyamide a donné des résultats sensiblement identiques. REVENDICATIONS 1. Matériau de filtration des sols en forme de nappe, caractérisé en ce qu'il est formé par pliage-aiguilletage d'au moins une nappe de filaments continus. 2. Matériau selon la revendication 1, caractérisé en ce que les filaments sont à base de polymères d'oléfines, de polyamides, de polyesters, de polymèresvinyliques, de polymères acryliques ou de triacétatesde cellulose. 3. Matériau selon la revendication 1, caractérisé en ce que les filaments sont en polypropylène. 4. Matériau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le titre des filaments est compris entre 0,5 et 30 dtex. 5. Matériau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la ténacité des filaments est comprise entre 0,5 et 4 g/dtex. 6. Matériau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les filaments possèdent un allongement compris entre 50 et 500 %. 7. Matériau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les nappes le composant ont un poids de 10 à 500 g/m2. 8. Matériau selon l'une quelconque des revendications pré 2 cédentes, caractérisé en ce que son poids est de 30 å 1000 g 9. Matériau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les nappes sont ensimées avant l'aiguilletage. 10. Matériau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il a subi un calandrage avant ou après l'aiguilletage sous une pression de 5 à 50 kg/cm2et à des températures de 80 a l300C.