Brevet FR2162155A1 — publié le 19730713

La présente invention a pour objet un procédé pour le fixage à chaud de voiles ou de tissus non-tissés, et en particulier de voiles ou de tissus non-tissés constitués pour l'essentiel de fibres de polyesters filées en continu. De tels voiles composés de fibres contractiles à la chaleur présentent jusqu'à présent le grave inconvénient qu'ils ne se rotent pratiquement pas à la fabrication de produits devant rester dimensionnellement stables et exempts de rétré- cisseients lorsqu'on les expose à l'action de la chaleur.De telles difficultés se rencontrent on particulier lorsque l'on essaie d'utiliser un voile composé en majeure partie de fibres de polyesters filées en continu pour la fabrication de dalles de recouvrement de sols ; de tels voiles, qui peuvent présenter des taux de contraction linéaire de 50 à 70%, sont en effet inaptes à une telle application, puisqu'ils seront exposés inévitablement à des températures de lwordre de 1000C ou davantage au cours du processus de fabrication et de transformation, en particulier lors de la teinture des fibres. Le problème s'est donc posé de mettre au point un procédé assurant la fixation dimensionnelle de tels voiles et permettant de tirer parti des propriétés avantageuses des fibres de polyesters et des voiles fabriqués à partir de telles fibres (notamment faible hygroscopie, bonne résistance à la lumière, faculté de récupération rapide après les déformations, et bonne aptitude à la teinture) dans des domaines d'application qui leur étaient jusqu'à présent fermés en raison de leurs pro piétés de contractilité thermique.A ceci s'ajoute l'exigence supplémentaire que les voiles ne se contractent pas pendant le traitement de stabilisation thermique, c'est-à-dire qu'ils soient fixés dans leurs dimensions d'origine. Il est en soi connu de recourir à un traitement ther laine pour fixer dimensionnellement des fibres synthétiques qui ont été étirées au cours du processus de filage et dans la structure cristalline desquelles se sont formées par conséquent des tensions internes, lesquelles provoquent la contraction des fibres lors d'un réchauffement ultérieur. C'est ainsi qu'il est notamment connu par le brevet allemand N 974 973 de faire passer des produits textiles synthétiques plats sur un cylindre chauffé et de les soumettre simultanément à un flux de gaz chauds. La distance entre les bords longitudinaux du produit plat est alors maintenue au moyen de rangées d'aiguilles sans fin, ceci afin d'empOcher une contraction du produit pendant le traitement thermique, ce qui toutefois ne peut donner de bons résultats que lorsque le produit plat traité comporte une texture mécaniquement robuste, comme ceci est par exemple le cas dans les tissus ou dans les tricots. Une telle installation est cependant impuissante à empêcher la contraction pendant le traitement thermique de voiles, en particulier de voiles dépourvus de liant.De tels voiles se contractent pratiquement sans obstacle et s'arrachent le long de leurs bords longitudinaux, en sorte qu'un voile par exemple en fibres de polyesters quitterait l'installation de traitement ci-dessus avec une surface ondulée et des bords arrachés en forme de guirlandes. Le problème défini ci-dessus n'est pas davantage résolu par d'autres procédés et dispositifs connus, tels par exemple que ceux divulgués dans la demande de- brevet allemand NO 1 190 912 et dans le modèle d'utilité allemand N- I 604 282, car aucun de ces documents n'indique les dispositions à prendre pour éviter la contraction de voiles en particulier dépourvus de liant pendant l'opération de fixage à chaud. On a cherché à s'affranchir de ces difficultés en employant par exemple des polyesters et des fibres de polyesters comme constituants de mélanges ou de compound avec des polyamides ou des fibres de polyamides, ceci avec des propor tions de mélange recommandées faisant ressortir une prépondérance de polyamides. La présente invention offre à présent la possibilité de fabriquer des voiles de fibres filées en continu et dépour- vus en particulier de liant qui soient pratiquement exempts de contractilité et qui se composent soit de fibres de polyesters soit de mélanges dans lesquels ces fibres interviennent en prépondérance. Bien que le procédé selon l'invention soit décrit dans son application aux fibres de polyesters, on doit cependant comprendre que son application reste possible, dans le cadre de la présente invention, à d'autres fibres présentant des propriétés de contractilité analogues. Le procédé selon l'invention est essentiellement caractérisé par le fait que le voile ou tissu non-tissé est amené à passer sur un cylindre à pointes chauffant en lui-même connu qu'il entoure partiellement, et qu'il y est chauffé par exposition à une action thermique extérieure de direction radiale telle par exemple qu'un flux d'air chaud. Du fait que le cylindre à pointes employé selon l'in- vention immobilise en position et en dimensions le voile ou le tissu non-tissé sur toute sa surface, et que cette immobilisation locale est d'autre part réalisée dès le premier instant du traitement thermique, l'effet connu de fixage à chaud des fibres se produit sans que les dimensions du voile puissent se modifier sensiblement ni en longueur ni en largeur. Pour la mise en oeuvre du concept inventif d'une im- mobilisation du voile étendue à la totalité de sa surface, le cylindre à pointes possède avantageusement de 50 à 100 pointes par cm2. La longueur de ces pointes est avantageusement choisie telle qu'elle corresponde approximativement à l'épaisseur du voile. L'unique figure du dessin ci-annexé illustre à titre d'exemple un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Le voile 1 de fibres filés en continu provenant du banc de filage, et de préférence préalablement compacté et reniorcé par traitement mécanique, est appliqué par un cylindre presseur 2 contre un cylindre de caoutchouc 3, qui le conduit à un cylindre à pointes 4 et l'applique sur ces pointes de telle sorte que celles-ci le traversent et le maintiennent en position. L'air chaud débouchant de la buse 5 réchauffe le voile à la température de fixage qui correspond à la substance dont sont faites ces fibres. Le voile est détaché du cylindre à pointes 4 à la hauteur du cylindre de caoutchouc 6, ceci sans que se produisent de contractions ultérieures. Afin d'illustrer les résultats obtenus par le procédé selon l'invention, on peut indiquer qu'une nappe composée en totalité de fibres de polyesters filées en continu a été soumise au traitement décrit après qu'on y ait tracé des carrés de contrôle aux dimensions de 100 ci x 100 cm, la température du cylindre à pointes étant alors d'environ 80 C et la texp6- rature du flux d'air chaud atteignant environ 1200C. Le flux d'air chaud était dirigé radialement en direction du cylindre à pointes au moyen d'une buse à fente large. in choisissant correctement la vitesse du flux d'air chaud et la vitesse péri sphérique du cylindre à pointes, l'échange thermique entre l'air chaud et les fibres de polyesters était réglé à une valeur telle que ces fibres soient échauffées à une température de l'ordre de 800C. Comme l'a indiqué la mensuration des carrés de contrôle à l'issue du traitement, les côtés de ces carrés n'avaient subi qu'une contraction de l'ordre de I ci, soit seulement 1%. Le voile ainsi traité a été ensuite soumis à un réchauffement de 1900C sans présenter de contraction mesurable. Par contre, le même voile non soumis au traitement de fixage selon l'invention présentait -dans les momies conditions une contraction en direction longitudinale aussi bien que transversale se situant entre 50 et 605'. Des essais effectués avec des voiles en fibres de polyesters aussi bien qu'en mélange de fibres de polyesters et de fibres de polyamides avec prépondérance de fibres de polyesters ont montré qu'un échauffement des fibres à une température de 70 à 1000C est le plus avantageux ; on obtient en effet en règle générale une neutralisation totale de la tendance à la contraction dans ce domaine de température, sans qu'apparaisse cependant un raidissement indésirable du voile par plastification superficielle ou collage ou soudage des fibres entre elles. Pour le cas où se produirait cependant un certain raidissement du voile à l'issue du traitement de fixage thermique selon l'invention, il est encore possible de compléter ce traitement en faisant passer le voile à travers un métier à aiguilles qui lui redonne sa texture superficielle primitive. Il peut être cependant désirable ou même nécessaire pour certaines applications, par exemple lorsque l'on envisage une enduction au moyen de matières thermoplastiques, de renforcer davantage encore et de mieux fixer dimensionnellement le voile ou le tissu non-tissé que ceci est possible avec le mode d'exécution du procédé ci-dessus décrit. Un tel renforcement du voile ou du tissu non-tissé est rendu possible grtce à une variante d'exécution du procédé selon l'invention, variante caractérisée par le fait que l'action thermique extérieure de direction radiale ou sensiblement telle à laquelle est soumis le voile ou tissu non-tissé maintenu tendu par le cylindre à pointes est accrue de telle sorte que se produisent, dans les couches de fibres extérieures du voile ou tissu non-tissé, un ramollissement au moins superficiel des fibres et par voie de conséquence un soudage mutuel des fibres en leurs points de croisement. L'accroissement précité de l'action thermique extérieure peut outre avantageusement obtenu au moyen d'un radiateur infra-rouge de forte puissance. Grtce à l'action intensive et de préférence de courte durée de ce dernier, il est possible de renforcer le voile à partir de sa face extérieure et dans des limites étendues. La coucheinférieure du voile au contact du cylindre à pointes peut elle-n*se conserver la douceur de sa texture grâce à un réglage plus modéré de la température du cylindre à pointes. Ce mode de renforcement supplémentaire des voiles et tissus non-tissés est largement préférable dans de nombreux cas d'application aux procédés usuels, par exemple aux procédés de renforcement par passages répétés à travers un métier à aiguilles, car l'aspect de surface n'est pas détérioré par les impacts des aiguilles, le renforcement obtenu est très régulier, et la robustesse du voile n'est pas compromise par la perforation de ces fibres. Il est d'autre part possible de perfectionner encore le procédé selon l'invention en vue d'obtenir un degré de renforcement et de densification parfaitement défini en coxbinai- son avec le fixage thermique du voile ou du tissu non-tissé. Il est de pratique courante d'obtenir un degré voulu de renforcement et de densification en agissant sur le nombre et sur l'intensité des passages du voile à travers un métier à aiguilles. A ce traitement de densification peut outre avantageusement et au moins partiellement substitué, dans le cadre de la présente invention, un traitement consistant à provoquer par exposition à une action thermique exactement dosée une contraction déterminée du voile ou tissu non-tissé juste avant que celui-ci s'enroule autour du cylindre à pointes sur lequel il est maintenu tendu en tous points de sa surface et fixé par voie ther risque. Pour apprécier le taux de contraction obtenu, on peut avantageusement enregistrer de façon permanente la contraction en largeur, facilement mesurable, de la nappe du voile. Les écarts constatés par rapport à la valeur prescrite de contraction en largeur sont convertis en signaux de réglage pour agir sur l'intensité de l'action thermique. Du fait que la contraction provoquée par cette action thermique est immédiatement stoppée lors de l'enroulement du voile sur le cylindre à pointes, et que le degré de contraction atteint à cet instant est ainsi fixé de façon efficace et durable, il devient possible de fabriquer d'une façon technologiquement simple des voiles et tissus non-tissés qui, gracie à une précontraction, sont dimensionnellement stables et possèdent d'autre part une densité de fibres parfaitement définie. Cette variante du procédé présente un intérêt particulier pour la production deproduits plats composites, dont les constituants de la catégorie des voiles peuvent-ainsi être contractés, densifiés et fixés d'une façon très exactement coordonnée. Toujours dans le cas des produits plats composites, le procédé selon l'invention présente un intérêt particulier dans la mesure où il permet, lorsque les divers constituants présentent des propriétés de contractilité thermique différentes, de produire et de fixer thermiquement des tensions mécaniques déterminées par exemple pour la reproduction de motifs, ou encore des effets de transfert, de refoulement, ou analogues. REVENDICATIONS 1. Procédé pour le fixage à chaud de voiles ou de tissus non-tissés constitués de fibres de polymères filées en continu, en particulier de fibres de polyesters ou de mélanges à prépondérance de fibres de polyesters, caractérisé par le fait que le voile ou tissu non-tissé est amené à passer sur un cylindre à pointes chauffant en lui-même connu qu'il entoure partiellement, et qu'il y est chauffé par exposition à une action thermique extérieure de direction radiale telle par exemple qu'un flux d'air chaud. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la vitesse périphérique et la température superficielle du cylindre à pointes, ainsi que la température et la vitesse du flux d'air chaud, sont coordonnées à des valeurs telles que les fibres du voile ou tissu non-tissé subissent un échauffement résultant à une température comprise entre 70 et 1000C. 3. Procédé selon l'une des revendications i ou 2, caractérisé par le fait que la température du cylindre à pointes atteint entre 80 et 1000C. 4. Procédé selon l'une des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait que la température du flux d'air chaud atteint entre 100 et 150 C. 5. Procédé selon l'une des revendications 1, 2, 3 ou 4, caractérisé par le fait qu'à la sortie du cylindre à pointes le voile ou tissu non-tissé est traité dans un métier à aiguilles d'un type en lui-iOme connu. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'action thermique extérieure de direction radiale ou sensiblement telle à laquelle est soumis le voile ou tissu non-tissé naintenu tendu par le cylindre à pointes est accrue de telle sorte que se produisent, dans les couches de fibres extérieures du voile ou tissu non-tissé, un ramollissement au moins superficiel des fibres et par voie de conséquence un soudage mutuel des fibres en leurs points de croisement. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait que lton provoque par exposition à une action thermique exactement dosée une contraction déterminée du voile ou tissu non-tissé juste avant que celui-ci s'enroule autour du cylindre à pointes sur lequel il est maintenu tendu en tous points de sa surface et fixé par voie thermique. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé par le fait que l'intensité de l'action thermique à laquelle est exposé le voile ou tissu non-tissé avant son enroulement sur le cylindre à pointes est réglée en fonction de la contraction en largeur instantanée de la nappe. 9. Procédé selon l'une des revendications 6, 7 ou 8, caractérisé par le fait que l'apport total de chaleur est choisi et réglé de façon telle que l'échauffement des fibres du voile ou tissu non-tissé sur le cylindre à pointes atteigne au maximum une température qui reste inférieure à la température de fusion des fibres et qui ne provoque aucune séparation ou décomposition du polysère-constitutif. 10. Procédé selon l'une des revendications 6, 7, 8 ou 9, caractérisé par le fait que le voile ou tissu non-tissé se présente sous la forme d'un constituant d'un produit-textile plat composite dont les autres constituants tels que pellicules, fibres et/ou voiles possèdent au moins partiellement des propriétés de contractilité thermique différentes des siennes propres.