Brevet FR2198016A1 — publié le 19740329

La présente invention est relative à un procédé de fabri cation d'une nappe de fibres consolidée et au matériau textile non tissé obtenu par ce procédé. Différentes techniques sont connues pour la fabrication d'articles non tissés. Le procédé le plus répan du consiste à préparer à partir de fibres naturelles ou synthétiques, mouillées ou sèches, des nappes et de consolider celles-ci par une colle telle que la résine acrylique, etc., en émulsion dans liteau. Dans d'autres procédés, on ramollit avec des solvants ou des agents de gonflement de la surface des fibres utilisées pour la nappe et après élimination des solvants, on obtient un collage des fibres. Une autre technique de consolidation utilisée parfois pour les nappes consiste à mélanger avec les fibres formant les nappes, des fibres fusibles ayant un point de fusion relativement bas, et de soumettre le mélange à un traitement thermique. Les fibres fusibles se transforment par la chaleur en gouttelettes fondues et lient les fibres non fusibles après refroidissement aux points de contact. (Brevet allemand DAS 1 088 016 et brevet anglais nO 882 359). La nappe obtenue par le mélange de fibres fusibles et non fusibles est un produit rugueux et non uniforme par suite du mélange de fibres non homogènes et d'un collage irrégulier. On obtient par toutes les méthodes précitées après conso lidation, des produits qui ont un toucher assez rugueux et qui montrent souvent un caractère ressemblant plutôt au papier qutà un textile. D'après le brevet anglais nO 1 073 182, on utilise pour la préparation de nappes des fibres à deux composants, comportant en principe un noyau et une enveloppe, constitués par deux polymères ayant des points de fusion différents, le polymère à point de fusion le plus bas formant 1 t enveloppe. Après formation de la nappe, celle ci est chauffée à des températures qui font fondre le polymère constituant l'enveloppe. Les fibres sont ainsi collées aux points de contact. Après refroidissement, on obtient un article textile non tissé d'un toucher doux et ressemblant aux textiles.Un inconvé nient de cette méthode est que la séparation des fibres à deux composants décrites ci-dessus est compliquée et onéreuse, ce qui entraîne un prix relativement élevé des fibres0 La demanderesse a découvert qu'on peut obtenir des articles textiles non tissés ayant a. bonnes propriétés, d'une fa esnplus;imple, en utilisant pour leur fabrication des fibres connues sous le nom de fibres-matrices. Celles-ci sont constituées dans un rapport de 55-95 volume % d'un polymère ou copolymère fondit b environ 1000 ou plus et de 45-5 volume ffi d'un polymère ou copolymbre ayant un point de fusion supérieur d'au moins 250 à celui du premier cité.Le polymère à point de fusion élevé est noyé sous forme de fines fibrilles dans le polymère constituant la matrice à point de fusion plus bas. En particulier, le ramollissement peut se faire par exemple pour le polymère à point de fusion bas à 150-220 C et pour le polymère à point de fusion élevé à L80-2600C, La fabrication des fibres-matrices utilisées selon l'invention peut se faire à l'opposé des fibres à deux composants dtune manière plus simple et plus courante dans des filières usuelles, à extrusion, ceci par exemple selon le brevet des Etats-Unis dAmé- rique nO 3 382 305. Après le filage, la fibre obtenue est étirée comme d'habitude. I1 sera utile de fixer la fibre, soit lors de l'étirage, soit à la suite.Les fils peuvent avoir, ou non, une section circulaire et ont utilement un titre de 1-50 deniers. Les composants utilisables pour les fibres-matrices mentionnde sont tous les polymères filables par fusion et compatibles les uns avec les autres, tels que les polyoléfines, les polyamides, les polyesters, les polymères mixtes ou bloqués, les terpolymères, et entre autres, le polyéthylènetéréphtalate, les copo lymères de polyéthylènetéréphtalate et de polyéthylèneisophtalate, le Nylon 66, le Nylon 6, le Nylon 12 et les ter-polyamides 66/6/12. En particulier, les fibres-matrices peuvent entre constituées par exemple de Nylon 66 (point de fusion 2200) par 60 volumes % et 40 volumes de polyéthylènetéréphtalate (point de fusion 260 C). - 70 volumes % de copolyester composé de 80% d'acide téréphtalique, 20% d'acide isophtalique et de butanediol (point de fusion 2000) et de 30 volumes % de Nylon 66 (point de fusion 2560); - 65 volumes % de copolyamide composé de 35,5 de Nylon 6, 22,3% de Nylon 66 et 43,2% de Nylon 12 (point de fusion 115 ) et 35 volumes % de polyhexaméthylènetéréphtalate (point de fusion 1500); - 65 volumes % de Nylon 12 (point de fusion 1800) et de 35 volumes % de polyéthylènetéréphtalate (point de fusion 2600). Les fibres-matrices selon l'invention peuvent bien entendu contenir les additifs usuels tels que des pigments, par exemple du dioxyde de titane et du dioxyde de silicium, des pigments colorés, des agents de dispersion, des agents antistatiques, des plastifiants, des stabilisants contre la lumière et la chaleur. L'addition d'agents ignifuges est également possible. Ces derniers peuvent, le cas échéant, uniquement se trouver dans les polymères incorporés sous forme de fibrilles à l'intérieur des fibres. I1 est possible de teindre les fibres soit avant, soit après la fabrication de la nappe. Les fibres peuvent être transformées en nappes par les moyens habituels, soit par voie humide avec une longueur de coupe relativement petite par exemple de 6 mm, soit par voie sèche avec des fils d'une longueur de coupe par exemple de 30 à 100 mm. On peut également utiliser dans le procédé de filage en nappes des fils sans fin. De même on peut au besoin crêper ou friser les fils. La nappe obtenue est ensuite consolidée par traitement thermique à une température au-dessus du point de fusion du composant fusible de la fibre fondant à la température la plus basse, ce qui peut s'effectuer, ou non, sous pression. De préférence, la température est comprise entre les points de fusion des deux polymères utilisés dans les fibres. Les nappes suivant l'invention présentent un toucher agréable et semblable aux textiles, une bonne résistance et sont facilement et uniformément teints par les colorants usuels0 Ces nappes peuvent également être fabriquées en utilisant en combinaison d'autres matériaux fibreux. Cependant, elles contiennent de préférence au minimum 5% en poids de fibres-matrices telles que décrites plus haut. Le procédé de fabrication de nappes de fibres consolidées suivant l'invention est en conséquence caractérisé par le fait que l'on prépare une nappe de fibres par l'utilisation de fibres ou de fils sans fin qui sont composés d'une part de 55-95% en volume d'un matérisu polymère filable par fusion ayant un point de fusion d'au moins 100O et d'autre part de 45-5% en volume de matériau polymère filable par fusion, dont le point de fusion est supérieur d'au moins 250C à celui du premier polymère et qu'il est noyé sous la forme de fines fibrilles dans ce polymère, cette nappe étant consolidée ensuite par traitement thermique à une température se situant au-dessus du point de fusion du composé de la fibre fondant à la température la plus basse. Les exemples non limitatifs ci-après feront mieux comprendre la mise en oeuvre de l'invention. Exemple 1 Des fibres-matrices, composées de 70% en poids de Nylon 6 où sont noyées 30% en poids des fibrilles de polyéthylène téréphtalate d'un titre de 15 deniers, d'une longueur de coupe de 40 mm et d'un degré de frisage de 118% (obtenu suivant un procédé analogue à celui décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique nO 3 382 305), sont cardées en une nappe d'une épaisseur de 2 cm et d'une densité de 0,005 g/cm3. La nappe obtenue est ensuite chauffée à 2300C pendant 2 mn par de l'azote chaud, sous une charge de 0,1 g/cm2. Les fibres constituant la nappe se collent parfaitement à tous les points de contact. On obtient après refroidissement une surface non tissée d'un toucher agréable et analogue à un textile. Cette nappe se teint facilement et uniformément au moyen des col on rants usuels pour polyamides. Exemple 2 Un mélange de 30% en poids de fibres en Nylon 6,6 bien frisées, d'un titre de 15 deniers et d'une longueur de coupe de 80 mm, renfermant 70 en poids de fibres-matrices formées de 65% en poids de copolysmide 6/12 (85::15% en poids) fondant à 200 et 35% en poids de polyéthylènetéréphtalate, lesquelles ont également un titre de 15 deniers, ainsi qu'une longueur de coupe de 80 mm, est transformé sur une carde en une nappe de 3S5 cm d'épaisseur et d'une densité de 0,01 g/cm3. On aiguillète le tapis à la suite et on le traite thermiquement par la vapeur surchauffée pendant 3 minutes à 215 C. On obtient ainsi une nappe aiguilletée ayant une solidité remarquable et un toucher agréable. Exemple 3 Des fibres-matrices composées de fils sans fin comportant 70% en poids de Nylon 12 et 30% en poids de polyéthylènetéréphtalate sont transformées par le procédé dit de "filage en nappe", à l'aide de filières d'aspiration fixées sous une série de filières de filage en nappes. Les fils constituant la nappe ont un titre moyen de 3 deniers, un étirage de 95% et une résistance de 3 g/denier. La nappe ayant un poids de 40 g au m2 est traitée pendant 2 mn. avec un mélange d'air et de vapeur chauffé à 200 , ce qui produit un retrait de surface de 20fox La nappe rétractée passe ensuite entre des cylindres de calandrage à une température de 190 C. On obtient ainsi un tissu de garniture ayant des propriétés remarquables. Exemple 4 Pour la fabrication d'un tapis à nappe aiguilletée, on aiguillète tout d'abord une nappe composée de fibres de Nylon 6 de 12 deniers et d'une longueur de coupe d'environ 80 mm ayant un poids de 350 g/m2 et on enroule cette nappe "préziguilletée" sur un rouleau. A la suite, on dépose au moyen d'un appareil d'alimenstation un voile à partir d'une cardeuse sur une nappe de tissu de jute jusqu'à ce que le poids de la nappe qui se forme atteigne 300 g/m2. Les fibres utilisées pour cette nappe sont à 70o en polyamides mixtes 6/12/66 (25,5:61,3:13,2o en poids) ayant un point de fusion de 1350C et à 30% de polyéthylènetéréphtalate comportant des fibres-matrices bien frisées de 8 deniers et d'une longueur de coupe de 80 mm. Puis on fait passer sur la nappe libre déposée par le dispositif d'approvisionnement sur ce tissu de jute la nappe "préziguilletée" de telle façon que la face piquée par le "pré- aiguilletage" soit tournée vers la nappe reposant sur le tissu de jute. Ce produit à 3.couches passe ensuite à travers un dispositif à "aiguilleter" et les trois couches sont réunies par "aiguilletage". Après cela, la nappe passe sur une calandre chauffée à 1500C pendant une durée de 1,5 minute. I1 en résulte un tapis doux ayant une bonne solidité. Exemple 5 On mélange des parties égales de fibres à fort retrait en polyéthylène téréphtalate (titre 10 deniers) et une longueur de coupe de 90 mm avec des fibres-matrices de 12 den. et d'une longueur de coupe de 80 mm qui sont composées à 30% en poids de Nylon 66 et à 70% en poids d'un copolyester fondant à 2O00C comportant 80%o en poids d'acide téréphtalique, 20% en poids d'acide isophtalique et du butanediol. A partir du mélange de fibres on fabrique une nappe ayant un poids de 200 g/m2 qu'on aiguillette à la suite de façon usuelle.On fait passer, à travers la nappe aiguilletée brute à l'aide d'un séchoir à tambour un mélange de vapeur d'eau et d'air porté à 2206C. Par ce moyen, on produit le collage et le retrait et l'on obtient une nappe aiguilletée douce, serrée et de grande solidité. Exemple 6 On défibre dans une pile à pâte à papier contenant 5000 litres d'eau, 5 kg de fibres-matrices non frisées, mais cependant fixées, de 3 deniers et d'une longueur de coupe de 10 mm, en ajoutant de l"'Emulsophor-O" (produit commercial de la BASF) comme agent de dispersion, ceci pendant 15 minutes. La fibre-matrice contient à 90% en poids un terpolyamide fondant à 1150, comportant du Nylon 6, du Nylon 66 et du Nylon 12 (respectivement 35,5, 22,3 et 43,2% en poids) et 10% en poids de polyéthylènetéréphtalate. Le mélange ainsi obtenu est chargé dans la boite de distribution d'une machine à étendre les nappes (système Voith) et transformé par un réglage adéquat de la vitesse de filtrage en une nappe ayant en surface un poids de 25 g/m2. La nappe ainsi déshydratée passe ensuite dans un séchoir à tambour de Fleissner où elle est séchée à 1000C et consolidée légèrement, on obtient ainsi une nappe encollée qui peut être utilisée pour des bordages sans couture. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'une nappe de fibres consoli dée, caractérisé par le fait qu'on produit une nappe de fibres par l'utilisation de fibres ou de fils sans fin qui sont composés à 55-85% en volume d'un matériau polymère filable par fusion ayant un point de fusion d'au moins lOOC et à 45,5% en volume d'un maté- riau polymère filable par fusion dont le point de fusion est de 25 au moins plus élevé que celui du premier matériau polymère cité et qui est noyé dans celui-ci sous forme de fines fibrilles, cette nappe étant ensuite consolidée par voie thermique à une température située au-dessus du point de fusion du composant fibreux fondant à la température la plus basse. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le polymère fondant à la température la plus basse a un point de fusion compris entre 1500 et 2200C et que le polymère fondant à la température la plus haute a un point de fusion compris entre 1800 et 2600C. 3. Procédé suivant la revendication 1 et 2, caractérisé par le fait que l'on utilise comme matériau polymère filable par fusion les polyoléfines, les polyamides, les polyesters ainsi que leurs polymères mixtes et bloqués. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'on chauffe l'article à une tempé- rature située entre les points de ramollissement des deux matériaux fibreux polymères. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4; caractérisé par le fait que la nappe de fibres est fabriquée avec utilisation additionnelle d'autres matériaux fibreux. 6. Nappe de fibres consolidée caractérisée par le fait qu'elle est obtenue selon le procédé décrit dans l'une quelconque des revendications 1 à 5. 7. Nappe de fibres consolidée obtenue selon les revendications 1, 4 et 5, caractérisée par le fait qu'elle est composée à 5% au moins en poids de fibres constituées à 50-95% en volume d'un matériau polymère filable par fusion ayant un point de fusion d'au moine 1000 et à 45-50%o en volume d'un matériau polymère filable par fusion ayant un point de fusion plus élevé de 250 au moins que celui du premier matériau polymère et qui est noyé dans celui-ci sous forme de fines fibrilles. 8. Nappe de fibres consolidée selon la revendication 7, caractérisée par le fait que le matériau polymère filable par fusion cité en premier lieu a un point de fusion entre 150 et 2200C et que le matériau polymère filable par fusion cité en second lieu a un point de fusion entre 180 et 2600 C.