Brevet FR2203897A1 — publié le 19740517

La présente invention concerne un procédé de fabrication de ouate polymérisée comportant des fibres textiles liées entre elles en certains, au moins, de leur points de contact par un liant en poudre. Elle concerne aussi les ouates polymérisées obtenues suivant ledit procédé. Les ouates polymérisées sont utilisées comme matière de rembourrage. Il existe de nombreux brevets décrivant des matières de rembourrage de ce type ainsi que des brevets donnant des descriptions d'appareils servant à fabriquer lesdites ouates. On peut citer les brevet américains 2 794 759, 2 430 868, 2 543 101, 2 269 479. La présente invention concerne une suite d'opératjazs nouvelles qui donnent naissance à un produit original. Le procédé est caractérisé principalement par le' fait - qu'on forme un mélange homogène de fibres quelconques et de liant pulvérulent convenable, - qu'on transforme ce mélange en une feuille d'épaisseur sensiblement constante, par un moyen de nappage approprié, - qu'on passe la nappe ainsi obtenue à la température ambiante, entre deux surfaces de largeur donnée, comprise entre 2 et 40cm environ dans le sens de déplacement de la feuille, lesdites surfaces ayant un écartement réglable et entre lesquelles ladite feuille est soumise à l'action d'un aiguilletage modéré. - puis qu'on répartit éventuellement ensuite sur une au moins des surfaces de la feuille ainsi pre-consolidée, un surcroit liant, - et si nécessaire, qu'on préfixe ledit surcroit de liant, avant de recueillir la feuille ainsi pré-consolidée, sur un convoyeur qui l'achemine å travers un dispositif convenant à fixer défini tivement ltensemble des liants qu'elle contient. Le mélange de fibres et de poudre est transformé en feuille d'épaisseur sensiblement constante par un moyen de nappage pneumatique. La feuille d'épaisseur sensiblement constante peut être également préconsolidée lorsqu'elle passe entre deux surfaces sans fin, comme par exemple les tambours d'une préaiguilleteuse à cylindres. Suivant une forme préférée de réalisation, le surcroit de liant est appliqué sur une au moins des surfaces de la feuille avant consolidation de cele-ci, ledit surcroit de liant étant constitué de liant en poudre appliqué par saupoudrage. Le surcroit de liant peut être aussi constitué d'une émulsion ou d'une solution de macromolécules appliquée sur l'une des surfaces de la feuille, par tout moyen convenable, tel que pulvérisation, impression, enduction ou gommage, Le surcroit de liant est préconsolidé ensuite avant fixation complète de l'ensemble des liants présents dans la feuille. L'ensemble des liants contenu dans la nappe est fixé définitivement aux fibres par un moyen thermique entrainant le séchage et/ou la fusion temporaire des particules liantes suivies de solidification, avec ou sans formation d'un réseau macromoléculaire tridimentionnal au sein de chaque particule de liant contenu dans la feuille. Les ouates polymérisées obtenues par le procédé qui vient entre défini ee caractérisent par le fait que le lient est un thermoplaste autorisant la transformation ultérieure par thermoformage du matériau obtenu. Ce thermoplaste liant est généralement un polymère ou un copolymère de chlorure de polyvinyle obtenu en masse ou en suspension et qui a été plastifié préalablement à son utilisation par mélange à chaud et en phase solide, avec des plastifiants convenables, le polymère ou copolymère de chlorure de polyvinyle peut contenir également un agent d'expansion. Le liant de la ouate peut-être une résine thermodurcissable en poudre. Lesdites liants peuvent être au nombre de deux dont au moins un est un thermoplaste et au moins un est un thermodurcissable. Dans ce dernier cas, l'une des classes de liant est introduite au moment du nappage et l'autre au moment de l'application éventuelle du surcroit de liant défini ci-dessus. La description ci-après donne un exemple non limitatif de la manière dont on réalise le produit avec un ensemble de machines connues qui est schématisé dans le dessin joint qui est constitué par une unique figure. Pour mettre en pratique le procédé de la présente invention, on efficoîche un lot de vieux chiffons contenant une majorité de fibres cellulosiques et on en forme, selon une technique de filature connue, un rouleau de batteur dans lequel subsistent envi-^ ron 25 56 de fibres dont la longueur est supérieure à 15 millimètres (de préférence supérieure à 25 millimètre). Ce rouleau 1 de batteur peut également être formé sur un condenseur 2 placé au sommet d'une chargeuse vohumètrique 3 comme figuré sur le dessin ci-annexé. Sur le rouleau 1 de batteur lui-meme, ou sur les touffes recueillies à la sortie de la chergeuse 3, on saupoudre à l'ai- de d'une poudreuse, un pol hère de chlorure de plyvinyle préparé par polymérisation en suspension, et qauquel on a mélangé à sec dans un dispositif chauffant et agitateur convenable les plastifiants nécessaires à abaisser comme il convient la température de plasticité et l'adhérence à l'état fondu de la poudre liante. La granulomètrie de la poudre ainsi plastifiée étant, du fait de son caractère fusant, avantageusement comprise entre 70 et 140 microns. La masse de fibres ainsi garnie de poudres est introduite dans une nappeuse pneumatique 5 du genre de celle décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique nO 2 703 441 demandé le 2 février 1951, ou dans une machine telle que celle schématisée sur le dessin ci-annéxé. Cette machine transforme la masse de fibres garnie de poudres en une feuille d'épaisseur convenable et sensiblement constante, dans laquelle le liant est réparti de manière sensiblement homogène. La feuille ainsi obtenue sous une épaisseur donnée, comprise par exemple entre 8 et 60 millimètre est alors introduite entre les rouleaux perforés d'une préaiguilleteuse à cylindres 6 dont l'écartement des génératrices les plus proches est réglé à une valeur comprise entre 75 et 90 W0 de I'épaisseur initiale de la feuille. En passant entre les cylindres de la préaiguilleteuse 6, la nappe ainsi formée reçoit un nombre de coups d'aiguilles ca- pris avantageusement entre 40 et 80 par décimètre carré, la pénétration des aiguilles dansla feuille étant réglée de telle manière qu'au moins deux barbes de chaque aiguille aigissent sur les fibres de surface. Ceci suffit en général pour que la nappe ainsi constituée puisse résister ensuite sans déformation à la percussion des jets d'air qu'elle recevra dans la suite du traitement de fixation lui-même. Ainsi préconsolidée, la nappe résiste de même à un traitement que l'on peut appliquer sur une au moins de ses grandes surfaces, la surface supérieure, stil s'agit d'une pulvérisation ou enduction d'émulsion ou de solution dans la cabine 7, ou de l'application de poudre supplèmentaire, à l'aide de la poudreuse se schématisée sur le dessin ci-annexé, la surface inférieure s'il s'agit d'un gommage. Pour la plupart des applications pratiques de telles ouates, il est ainsi spécialement avantageux de préfixer la surface supérieure avec une quantité suffisante de poudre de polyéthylène, ou par une émulsion de brai et de résine du genre polyesther glycidylique, la mise en émulsion de ce mélange de résines dans liteau étant effectuée à l'aide de durcisseurs-émulgateurs convenables, tels que ceux décrits dans le brevet français nO 1 573 825 demandé le 10 avril 1967. La face ainsi traitée, notamment s'il s'agit de lui appliquer une émulsion, est préfixee par passage sous une batterie 9 de céramiques émettant des rayons infra-rouges de longueur d'onde convenable, et après cette préfixation elle est reprise sur un convoyeur simple 10 tel que figurant au dessin, lequel convoyeur la véhicule à travers un four 11 dans lequel ladite feuille est soumise à un flux d'air chaud qui achève de sécher et réticuler ltextrait sec de l'émulsion brai-époxy, tout en assurant la fusion et la solidification du liant en poudre qu'elle contient. Après ce traitement le matériau consolidé ainsi obtenu est refroidi sur le convoyeur de sortie 12 et tronçonné par la cisaille guillotine comme il convient, avant d'être éventuelle- ment mis en forme. A la lecture de cette description lthomme et l'art comprendra aisément tous les avantages du procédé ainsi organisé. Il apparait en effet qu'avec la ligne de fabrication qu'elle comporte, l'invention permet de réaliser en un seul passage de four un matériau qui, jusqusà présent nécessitait deux trai- tements successifs. De plus, l'introduction du préaiguilletage dans la fabrication permet de réduire la quantité de résines nécessaires à obtenir des propriétés données, ce qui permet des économies subs tantielles sur le prix des matières pPmières, ou de mettre en oeuv vre des résines en poudres de granulomètrie plus grossière, qui, en raison de leur surface spécifique plus faible n'ont jamais pu être pratiquement utilisées avec les procédés actuellement connus. En outre, pour éviter des risques de destruction des caractéristiques des fibres en elles mêmes assez faibles, ces procédés anciens recommandaient dthumidifier la nappe en cours de traitement, ce qui représente en soi une contrainte supplèmentaire, provoquée par les hautes températures auxquelles il est nécessaire de porter les produits garnis de certains liants, pour obtenir la fusion et la réticulation de ces derniers. Un avantage notable de l'invention est de transformer cette contrainte un utlisant lteau ainsi nécessaire comme véhicule d'un liant complèmentaire qui ajoute au produit fini des propiétés le randant apte à accéder à ses emplois finals dès la sortie du four unique qui est nécessaire à la mise en oeuvre du procédé. Dans ces conditions le matériau en cours dtélaboratim est toujours exposé en cours de traitement à une humidité suffisante qui évite les dégradations de fibres et conduit à des propr " tés nettement améliorées, autorisant là également une certaine réduction de la teneur en liant effectivement introduite dans le coeur de la nappe elle-même. REVENDICATIONS 10) Procédé de fabrication de ouates polymérisées comportant des fibres textiles liées entre elles en certains au moins de leurs points de contact par un liant en poudre, c a r a c t ér i s é par le fait - qu'on forme un mélange homogène de fibres quelconques et de liant pulvérulent convenable, - qu'on transforme ce Mélange en une feuille d'épaisseur sensi blenent constante par un moyen de nappage approprié, - qu'on pince la nappe ainsi obtenue à température ambiante entre deux surfaces de largeur finie comprise entre 2 et 40 Cm environ dans le sens de déplacement de la feuille, lesquelles ont un écar tendent réglable, et entre lesquelles ladite feuille est soumise à l'action d'un aiguilletage modéré, - qu'on répartit éventuellement ensuite sur une au moins des surfaces de la feuille ainsi precons1doe un surcroit de liant, et, - si nécessaire, qu'on préfixe ledit surcroit de liant, avant de recueillir la feuille ainsi préconsolidée sur un convoyeur qui l'achemine 9 travers un dispositif convenant à fixer définitivement l'ensemble des liants qu'elle contient. 2) Procède, tel que défini dans la revendication 1, dans lequel le mélange de fibres ét de poudres est transformé en feuille d'épaisseur sensiblement constante par un moyen de nappage pneumatique. 3-) Procédé, tel que défini dans les revendications 1 et 2, dans lequel a feuille d'épaisseur sensiblement constante ainsi obtenue, est préconsolidée lorsqu'elle passe entre deux surfaces sans fin, comme par exemple les tambours d'une préiguille- teuse à cylindres. 40) Procédé, tel que défini dans les revendications 1, 2, 3, prise isolément, dans lequel un surcroit de liant est appliqué sur une au moins des surfaces de la feuille avant consolidation de celle-ci. 5 ) Procédé, tel que défini dans les revendications 1, 2, 3, 4, prise isolément, dans lequel un surcroit de liant est constitué de liant en poudre appliqué par saupoudrage. 60) Procédé, tel que défini dans les revendications 1, 2, 3, 4, prise isolément, dans lequel le surcroit de liant est constitué d'une émulsion ou solution de macromolécules appliquée sur une des surfaces de la feuille par tout moyen convenable, tel que pulvérisation, impression, enduction ou gommage. 70) Procédé, tel que défini dans les revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6 prise isolément, dans lequel le surcroit superficiel de liant est préconsolidé avant fixation complète de l'ensemble des liants présents dans la feuille. 8 ) Procédé, tel que défini dans les revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, prise isolément, dans lequel l'ensemble des liants contenus dans la nappe est fixé définitiwment aux fibres par un moyen thermique entrainant le séchage et/ou la fusion temporaire des particules liantes suivie de solidification, avec ou sans formation d'un réseau mécromoléculaire tridimentionnel au sein de chaque particule de liant contenue dans la feuille. 90) Ouates dites "polymérisées" obtenues par le procédé décrit aux revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 prise isolément, dans lesquelles le liant est un thermoplaste autorisant la transformation ultérieure par thermoformage du matériau obtenu. 100) Ouates dites "polymérisées" selon la revendication 9, dans laquelle le thermoplaste liant est un polymère ou copolymère de chlorure de polyvinyle obtenu en masse ou en suspension, et qui a été plastifié préalablement à son utilisation par mélange à chaud et en phase solide avec des plastifiants convenables. 11 ) Ouates dites "polymérisées" conformes à la revendication UD, dans laquelle le polymère ou copolymère de chlorure de polyvinyle contient également un agent d'expansion. 120) Ouates dites "polymrisées" obtenues par le pro céde décrit aux revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, prise isolément, dans lesquelles le liant est une résine thermodurcissable en poudre-. 13 ) Ouates dites "polymérisées" obtenues par le procédé décrit par les revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 prise isolément, dans lesquelles au moins deux liants dont au moins un theraopSste et au moins un thermodurcissable ont été introduits. 140) Ouates "polymérisées" obtenues selon la revendication 13, dans laquelle l'une des classes de liants est introduite au moment du nappage, et l'autre au moment de l'application éventuelle de surcrot de liant défini dans les revendications 3, 4 et 5, prise isolément.