Brevet FR2261364A1 — publié le 19750912

La présente invention se rapporte à un procédé de production d'étoffes à poil, et elle concerne plus particuliere ment la production d'étoffes à poil non tissées comportant du poil sur au moins une surface. Les etoffes de ce type sont parti culièrement appropriées à l'utilisation comme revêtements de sols et autres surfaces, mais elles peuvent astre utiles pour d'autres applications. Les étoffes non tissées classique; à surface à poil sont parfois inférieures aux matières plus classiques à surface à poil, par exemple des tapis tissés ou touffetés, car la densité du poil est habituellement inférieure pour les étoffes non tissées. Par conséquent, la présente invention concerne un moyen pour la production d'étoffes non tissées à densité de poil augmentée. Selon un aspect de la présente invention, un procédé de productinn d'une étoffe non tissée à surface à poil consiste à former un voile de fibres enchevêtrées comprenant une première nappe non tissée de fibres sur laquelle est superposée une seconde nappe non tissée formée de fibres desquelles au moins une proportion majeure en poids est capable de se contracter; à aiguilleter la première nappe à travers la seconde nappe pour produire une surface à poil; et à soumettre le produit composite aiguilleté ainsi formé à un traitements pour contracter les fibres antractables afin de provoquer une réduction de la surface du composite. Selon un autre aspect de l'invention une étoffe non tissée à surface à poil comprend deux nappes fibreuses non tissées en contact, une proportion des fibres de la première nappe étant orientée à travers la seconde nappe pour former un poil, la seconde nappe contenant des fibres qui ont été contrac téespour densifier le poil. L'invention comprend encore des étoffes non tissées produites par le procédé selon l'invention. Eventuellement, les nappes peuvent être formées par dépôt croisé à partir d'une machine à carder ou autre machine de formation de nappes. La première nappe est de préférence formée de fibres de titre compris entre 3 décitex et 115 décitex, des fibres de titre compris entre 17 décitex et 115 décitex étant particulìè- rement préférées, et la longueur de coupe des fibres est de pré férence comprise entre 50 mm et 150 mm, plus particulièrement entre 90 mm et 150 mm. Il est important que la première nappe contienne au moins 50* en poids de fibres frisées; de préférence, la proportion est de 75% ou plus. Les fibres frisées sont nécessaSes pwr la cohésion nécessaire pour l'aiguilletage, sinon la nappe aura tendance à se désintégrer. L'inclusion des fibres frisées fournit aussi la cohésion nécessaire pour le cardage et améliore l'élasticité. Pour améliorer la cohésion dans le but de faciliter le maniement, la nappe peut être légèrement aiguilletée, par exemple en utilisant des aiguilles à barbillons classiques à une densité d'environ 1,6 x 106 aiguilletagespar m2. Le poids par unité de surface de la première nappe est de préférence compris entre 0,25 et 1,5 kg/m2, par exemple de o,6 à l;O kg/m2Les fibres utilisées peuvent etre des fibres naturelles ou synthétiques; des fibres synthétiques approprlées sont oelles de téréphtalate de polyéthylène,de polyamides et de propylène,mais on peut utiliser d'autres fibres. La cellulose régénérée,par exemple la rayonne, est une autre fibre appropriée.On peut utiliser Xventuel- lement un mélange de fibres. La seconde nappe est de préférence formée à partir de fibres dont le titre est compris entre 3 décitex et 17 décitex, tout particulièrement de 10 à 12 décitex. Ceci n'est pas déterminant d'un point de vue fonctionnel, mais l'utilisation de fibres excessivement grossières ou excessivement fines a pour résultat un aspect inférieur dans le produit fini, en particulier lorsque les fibres de la seconde nappe sont de couleur différente de celles de la première nappe. Les longueurs de coupe des fibres sont de préférence comprises entre 50 mm et 150 mm, et l'on préfére tout spécialement des longueurs de 90 mm à 150 mm. On préfère que la seconde nappe soit légère par comparaison à la première, de manière que le poil puisse être aiguilleté à travers elle sans dérangement des fibres contractables .De plus une couche trop lourde de fibres contractables aura pour résultat un degré élevé de contraction. Par conséquent, bien qu'un poids par unité de surface allant jusqu'à 25% de celui de la première nappe ou mme plus, puisse avoir pour résultat un produit satisfaisant, le poids est de préférence de 20%, ou moins, des poids compris entre 4% et lOX étant particulièrement préférés. L'utilisation d'une nappe dont le poids est 6% à 8% de celui de la première nappe stest avérée particulièrement satisfaisante.Les fibres contractables utilisées peuvent être des fibres naturelles, par exemple de laine, ou des fibres synthétiques, par exemple de polyester, de polypropylene ou de polyamides comme le nylon 6 ou le nylon 6-6. On peut aussi utiliser des fibres de cellulose régénérée, par exemple de rayonne. De~préférence, une proportion majeure des fibres contractables consiste en des fibres rectilignes. Ceci n'est pas essentiel en soi, mais les fibres frisées ont l'inconve- nient que la coutraction de la matière des fibres a pour résultat un redressement plutôt qa'un raccourcissement de la longueur réelle. Les fibres thermoplastiques disponibles dans le commerce sont habituellement soumises à un traitement par la chaleur pendant le processus d'introduction du frisage dans les fibres, et -ceci a pour effet de stabiliser les fibres par la chaleur de sorte qu'il ne pela plus se produire de contraction thermique. Cependant, si l'on omet l'étape de stabilisation parla chaleur, la contraction thermique peut alors titre considérable. On peut inclure une petite quantité de fibres frisées pour faciliter la formation de la nappe, par exemple par cardage. Ainsi la nappe peut comprendre jusqu'à 20% en poids de fibres frisées, et l'on préfère une proportion de 16 à 15%. Dans certains cas, il peut entre nécessaire d'inclure une proportion de fibres frisées pour fournir une cohésion suffisante. Eventuellement, les fibres de l'une ou l'autre nappe peuvent êtretraitées avec un agent finisseur pour réduire la friction fibres-métal et augmenter la friction fibres-fibres, de manière~à réduire la force requise dans la processus d'aiguilletage. Pour faciliter le maniement avant le processus de formation de poil par aiguilletage, la seconde nappe peut astre légèrement fixée, c'est-à-dire "faufilée", à la première par léger aiguilletage (par exemple à une densité de 0,4 x 106 piqures/m2) en utilisant des aiguilles à barbillons classiques, au moyen d'un adhésif, ou par tout autre moyen classique. On peut former le poil par aiguilletage en utilisant des aiguilles fourchues ou à dessin, à une densité d'aiguilletage,par exemple, de 1 x 106 piqEres/m2 à 3 x 106 piqtres/m2 Pour produire un poil dense, les aiguilles doivent être suffisamment épaisses, par exemple de 1,88 mm x 1,42 mm.de 1,88 mm x 1,02 mm,ou de 1,88 mm x 0,51 mm.ou encore de 1.88 mm x 1s22 mm x o.8î min. La description qui va suivre se rapporte aux types d'aiguilles que l'on peut utiliser pour l'aiguilletage classique et d'aiguilles fourchues, ou.à dessin, utilisées pour former le poil. Aiguilles classiques Elles peuvent être, par exemple, de 75 ou 90 mm de long, de section transversale ronde au sommet et rétrécies en un ou plusieurs étayes jusqu'à une lame de section triangulaire ou carrée,le sommet de l'aiguille est courbé à angle droit et ceci positionne l'aiguille dans son trou du panneau d'aiguilles. le panneau peut être garni d'aiguilles suivant un dessin aléatoire ou suivant un dessin en chevron. Les aiguilles ont différentes épaisseurs de lame pour manipuler différentes fibres et produire différents types de feutrage. Les barbillons sont ciselés ou formés autrement sur les bords de la lame de l'aiguille, et les aiguilles peuvent comporter un ou plusieurs barbillons sur chaque bord.l'espacemment des barbillons peut etre régulier très écarté ou rassemblé à l'extrémité. La profondeur du barbillon peut varier pour donner une saillie élevée ou standard et la "bavure" du ciselage du barbillon peut être laissée en dépassement ou être éliminée par meulage jusqu'au niveau de la lame pour donner un barbillon "à clapet". Les aiguilles pe;uvent comporter une pointe aigle ou arrondie. Les aiguilles fonctionnent en pénètrant un blanchet de fibres et en tirant, au moyen des barbillons, une touffe de fibres dans et à travers la nappe, pour donner un degré d'orientation des fibres perpendiculairement à la disposition principale des fibres, en conférant ainsi de la consolidation et en convertissant la nappe en une feuille non tissée. Aiguilles à dessin Elles peuvent être,par exemple, d'environ 6n,5 mm de long et semblables aux aiguilles classiques au sommet, mais rétrécies jusqu'à une section transversale circulaire avec une fente en zou en V à l'extrémité. La fente varie en section transversale et en profondeur selon les exigences particulières. lorsqu'on aiguillette un voile de fibres obtenu, par exemple, par dépôt croisé d'une nappe cardée, on peut placer la fente soit parallèlement, soit transversalement à la direction des fibres. Lorsqu'on la place parallèlement .i la direction des fibres, c 'est-à-dire perpendiculairement à la direction du mouvement du blanchet à travers l'aiguilleteuse, on produit une structure de poil uniforme. Celle-ci peut être bouclée, ou les boucles peuvent être brisées par pénétration supplémentaire pour produire un poil de fibres simples. Lorsqu'on la place perpendiculairement à la direction des fibres, des touffes séparées de fibres sont poussées dans la surface du blanchet. On peut effectuer la contraction des fibres contractables, par exemple, par traitement par la chaleur ou par traitement chimique. Par exemple, le polypropylène, le polyester et le nylon peuvent se contracter par traitement par la chaleur. La laine peut être contractée par la chaleur et/ou l'humidité. Les fibres cellulosiques, la rayonne par exemple, peuvent être contractées par un procédé connu sous le nom de 'mercerisage sans contrainte". Cette technique implique-itimmerger le produit, constitué entièrement ou partiellement de fibres cellulosiques, dans une solution concentrée d'hydroxyde de sodium (par exemple à NCe,h) à température ambiante, puis de laver à l'eau chaude etde sécher à plus de 1004/0. Cette technique est bien connue dans l'industrie textile. Le poids final de l'étoffe après contraction est de préférence compris entre 0,25 et 2,5 kg/m, en particulier m > le 0,6 à 1,5 kg/m Après contraction du produit, on peut éventuellement appliquer une couche-support. Des supports appropriés sont des matières en mousse telles que le latex de caoutchouc styrène-buidiène,le latex naturel; des mousses plastiques, par exemple des mousses de polyuréthane; un caoutchouc, par exemple le caoutchouc EPDM; des matières thermoplastiques, telles qu le chlorure de polyvinyle; ou des matières fibreuses non tissées. Eventuellement, lorsque des stades de chauffage sont exigésà la fois pour la contraction et pour l'application de la couche-support, les deux stades peuvent être exécutés en une seule opération de chauffage. Les exemples non limitatifs suivants servent à décriredavantage la présente invention. Exemple 1 On forme une nappe non tissée (A) entièrement en polyester, pesant 0,51kg/m , à partir d'un mélange de 40% en poids de fibre de téréphtalate de polyéthylène de densité linéaire 111 décitex, 100 mm de longueur de coupe, 40% en poids de fibre de téréphtalate de polyéthylène de densité linéaire 28 décitex, longueur de coupe 75 mm, et 20Co en poids de fibre de téréphtalate de polyéthylène de densité linéaire 75 décitex, 125 mm de longueur de coupe, en cardant, recouvrant transversalement et aiguilletant. La fibre en longueurs de coupe est pulvérisée avec une solution aqueuse d'un agent finisseur textile qui augmente la friction fibre /fibre et abaisse la friction fibre/métal; l'absorption d'ingrédient actif est d'environ 1% en poids. On effectue l'aiguilletage avec des aiguilles de 0,27 mm, à 9 barbillons, à espacement régulier, à 12 mm de pénétration et à une densité d'aiguilletage de 78 piqûres/cm à partir des deux côtés de la nappe, soit un total de 156 piqûres/cm. On forme, de la même manière que la nappe (A), une nappe non tissée (B) entièrement en polyester, à partir de 100 ,S de fibre de téréphtalate de polyester de densité linéaire 5,5 décitex par filament étiré de 2 S à 7O0C puis haché à 125 mm de longueur de coupe. On superpose la nappe (B) à la nappe (A) et l'on aiguillette les deux ensemble au moyen d'aiguilles de 0,27 mm, à 9 barbillons, à espacement régulier, à 4 mm de pénétration et à une densité d'aiguilletage de 39 piqûres/cm. On aiguillette alors la nappe (A) à travers la nappe (B) sur un métier modifié avec des aiguilles à lame circu laire et à extrémité fourchue. Le métier est modifié de deux manières 1.- La fonture consiste en une série de fentes parallèles, dans la direction du passage des nappes, entre lesquelles les aiguilles se déplacent lors de la course d'aiguil letage. 2.- Le panneau d'aiguilles a un dessin symétrique, les ai guilles étant disposées, par exemple, à au moins 3,2 mm entre centres. On utilise des aiguilles fourchues de 1,88 mm x 0,51 mm, diamètre de la section fourchue 0,85 mm, à 16 mm de pénétration et une densité d'aiguilletage de 142 piqtres/cm. On chauffe le produit rendant 3 minutes à 18c?OC sur un séchoir à tambour perforé. Le poids de nappe après contraction est de 0,92 kg/m2. La contraction superficielle est de 25%. La matière présente le toucher et le maniement d'un tapis touffeté. Exemple 2 On forme,comme décrit dans l'exemple 1,une nappe non tissée (A) en propylène et nylon à partir d'un mélange de 75 parties en poids de fibre de polypropylène de densité linéaire 33 décitex, 100 mm de longueur de coupe, et 25 parties en poids de fibre de nylon de densité linéaire 17 décitex, 110 mm de longueur de coupe (moyenne). La pénétration d'aiguilletage est dans ce cas de 13 min. Sur la nappe (A), on dispose transversalement une nappe non tissée (B) pesant 4Og/m2 et faite de 100% de fibre de polypropylène,sur le côté adjacent à celui à partir duquel la nappe (A) a été aiguilletée en dernier lieu. La nappe (B) est constituée d'un mélange de 85 parties en poids de fibre de polypropylène à haute contraction et haute ténacité, comme décrit plus bas, faite en hachant de la fibre de filament continu non frisé de densité linéaire 5,5 décitex et de 150 mm de longueur de coupe, et de 15 parties en poids de fibre de polypropylène frisée standard de densité linéaire 17 décitex et de 95 mm de longueur de coupe.La fibre de polypropylène à haute contraction et haute ténacité présente une contraction thermique a 25% à 1500C, mesurée suivant la norme ASTI, D 885-72(1973), mais en utilisant une force constante de 20 g, et une force, pour la maintenir à longueur, de 1,22 cN/tex à 1500G mesurée suivant la norme ASTI, D 885-72(1973). La nappe (B) est aiguilletée sur la nappe (A), comme décrit précédemment , la pénétration des aiguilles est de 10 mm et la densité dtaiguilletage est de 39 piqûres/ cm2. La nappe (A) est alors aiguilletée à travers la nappe (B), comme décrit précédemment, en utilisant des aiguilles fourchues de 1,88 mm x 0,51 mm, diamètre de la section fourchue 0,85 mm, à 16 mm de pénétration et une densité d'aiguilletage de 126 piqûres/cm2. Le produit résultant est alors chauffé pendant 3 minutes à 14500 sur un séchoir à tambour perforé. La contraction superficielle est de 20% et le poids final du produit est de 1,040 kg/m2. Le produit comporte un poil très serré, qui est particulièrement souple à manier et d'aspect semblable à un tapis Wilton et il n'y a aucune évidence de la fibre à haute contraction dans le poil. Exemple 3 On forme, comme décrit précédemment,une nappe non tissée (A) en fibre acrylique et nylon pesant 0,72 kg/m2 à partir d'un mélange de 85 parties en poids de fibre acrylique de densité linéaire 17 décitex, 75 mm de longueur de coupe, et de 15 parties de fibre de nylon de densité linéaire 17 décitex, 110 mm de longueur de coupe. La pénétration des aiguilles est de 13 mm dans ce cas. On forme une nappe non tissée (B) pesant 60g/m à partir de fibre discontinue de viscose de 17 décitex, longueur de coupe 75 mm. On combine la nappe (B) avec la nappe (A) comme décrit dans l'exemple 1, et on forme un poil en aiguilletant la nappe (A) à travers la nappe (B), aussi comme décrit dans l'exemple 1.Le poids du produit est de 0,83 kg/m. On mercerise sans contrainte le produit résultant par immersion dans une solution aqueuse 2,5 N d'hydroxyde de sodium pendant 15 minutes, en lavant complètement dans de l'eau courante, en expulsant l'excès d'eau par des rouleaux presseurs puis en séchant pendant 6 minutes à 14500. Le produit à poil résultant a un poids final de 1,0 kg/mz et 5a surface s'est contractée de 25%. - REVENDICAIONS 1.- Procédé de production d'une étoffe non tissée à surface à poil qui consiste à former un voile de fibres enchevetrées comprenant une première nappe non tissée de fibres sur laquelle est superposée une seconde nappe non tissée de fibres, et à aiguilleter la première nappe à travers la seconde pour pro duire une surface à poil, caractérisé en ce qu'au moins une propor tion majeure en poids des fibres de la seconde nappe est capable de se contracter, eten ce que le produit composite aiguilleté ainsi formé est soumis à un traitement pour contracter les fibres con trac- tables afin de provoquer une réduction de la surface du composite. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première nappe contient au moins 5'c en poids de fibres frisées. 3.- Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le poids par unité de surface de la seconde nappe n'est pas supérieur à 25% de celui de la première nappe. 4.- Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le poids par unité de surface de la seconde nappe est compris entre 4% et 10% de celui de la première nappe. 5.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la seconde nappe contient jusqu'à 2 en poids de fibres frisées. 6.- Procédé selon l'une quelconque des revendications1 à 5, caractérisé en ce que, avant le stade d'aiguilletage et de formation du poil, la seconde nappe est fixée à la première nappe pour empêcher la séparation pendant la manipulation. 7.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que 1'aiguilletabre de la première nappe à travers la seconde nappe est effectué à densité d'aiguil- letage de 1 x 106 par piqûres par m2 à 3 x 106 piqûres par m2. 8.- Procédé selon l'une quelconque des revendications I à 7, caractérisé en ce que le traitement pour contracter les fibres contractables consiste à soumettre le produit composite à une températ-ure élevée. 9.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce queleas fibres contractables sont des fibres cellulosiques et sont contractées par traitement avec une solution d'hydroxyde desodium, lavage et séchage à plus de 10000. 10.- Etoffe non tissée à surface à poil, comprenant deux nappes fibreuses non tissées en contact, une proportion des fibres de la première nappe étant orientée à travers la seconde nappe pour former un poil, caractérisée en ce que la seconde nappe contient des fibres qui on été contractées pour densifier le poil. 11.- Etoffe selon la revendication 14 caractérisée en ce que la première nappe contient au moins 50% en poids de fibres frisées. 12.- Etoffe selon la revendication 10, caractérisée en ce que le poids par unité de surface de la seconde nappe n'est pas supérieur à 25% de celui de la première nappe. 13.- Etoffe selon la revendication 12, caractérisée en ce que le poids par unité de surface de la seconde nappe est compris entre 4% et ?OO/o de celui de la première nappe. 14.- Etoffe selon l'une quelconque des revendi catiors10 à 13, caractérisée en ce qu'une proportion majeure des fibres contractables sont des fibres rectilignes. 15.- Etoffe selon l'une quelconque des revendications 10 à 14, caractérisée en ce que la seconde nappe contient jusqu'à 20% en poids de fibres frisées. 16.- Etoffe selon l'une quelconque des revendications 10 à 15, caractérisée en ce que la première nappe est formée de fibres ayant une densité linéaire comprise entre 17 et 34 décitex, et en ce que la seconde nappe est formée de fibres ayant une densité linéaire comprise entre 10 et 12 décitex. 17.- Etoffe selon l'une quelconque des revendications 10 à 16, caractérisée en ce que la première nappe et la seconde nappe sont formées de fibres ayant une longueur de coupe comprise entre 90 mm et 150 mm. 18.- Etoffe selon l'une quelconque des revendications 10 à 17, caractérisée en ce que son poids par unité de surface est compris entre 0,25 et 2,5 kg/m.