Brevet FR2347476A1 — publié le 19771104

La présente invention est relative à un produit textile plat stratifié, fabriqué par aiguilletage. Ce produit comprend une couche de fibres textiles, ainsi qu'une couche servant simultanément de support des matières colorantes (transfert) et de ce fait aussi, de support du motif, et de structure formant la surface du produit et, de préférence, une couche thermoplastique qui renforce cet effet de couleur et de structure et sert en même temps de renfort pour le produit et d'adhésif pour la couche de couverture. La couche de couverture, qui peut avantageusement être de nature textile, confère au produit divers autres avantages, tels que la lavabilité, la résistance au boulochage (pilling), etc... ; en même temps, elle reçoit les colorants et le motif provenant de la couche de support des colorants et les transporte à la surface de l'ensemble. Divers produits textiles plats stratifiés ont déjà été proposés antérieurement. Dans ces produits connus, la coloration s'effectue soit en teignant les fibres, soit par une impression de la surface, entre autres par un transfert des colorants (ou des motifs colorés) au moyen d'un support plat, de préférence d'un papier (papier transfert, impression transfert ou offset). La structuration de la surface est généralement réalisée par une opération supplémentaire de gaufrage ou d'estampage. La fabrication des produits connus de ce genre s'effectue en plusieurs étapes. C'est ainsi que le support des colorants qui peut, par exemple, être une feuille de papier ou autre, est séparé et détaché de la structure après le transfert. Le transfert doit s'effectuer avec beaucoup de soin (guidage précis du produit avec le papier, repérage précis de l'impression, absence de faux-plis, etc...). La matière de support, par exemple le papier, ne joue aucun rôle dans la formation du produit stratifié, mais constitue, au contraire, un facteur de coût supplémentaire du fait qu'il doit être finalement jeté et le plus souvent détruit. La présente invention s'est fixé pour but d'incorporer le support des colorants dans le produit stratifié de façon qu'il en constitue un composant intégré, ce qui fait que : - le support n'a plus besoin d'être séparé, - le transfert des couleurs peut aussi être réalisé dans la feuil le et dans la couche de couverture, - l'aiguilletage des couches permet de réaliser une consolidation de l'ensemble- et une structuration de la surface, ce qui per met au produit stratifié de "respirer", c'est-à-dire de devenir perméable à l'air et à la vapeur, - au moyen d'un traitement thermique décrit plus loin, il devient possible de transférer les colorants et le motif et, le cas échéant, par une fusion ou une plastification de la feuille par la chaleur, de consolider l'ensemble et de fixer la couche de couverture par collage. La fabrication de ce nouveau produit stratifié s'effectue, selon l'invention, en ce que l'on place sur une couche de fibres textiles, une couche de support des matières colorantes et en ce que, ensuite, on place, de préférence, sur cette derniere une feuille de matière thermoplastique, puis on solidarise ces couches par une opération d4aiguilletage. On peut également mettre en place la couche de couverture avant l'aiguilletage et aiguilleter celle-ci avec les autres couches, mais elle peut aussi être appliquée après l'aiguilletage. On soumet ensuite le produit stratifié ainsi obtenu à un traitement thermique au cours duquel s'effectue le transfert des matières colorantes sur les couches surjacentes, en même temps que la couche ae couverture se soude ou se solidarise aux autres couches. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple nullement limitatif, en référence au dessin annexé dans lequel - la figure 1 est une vue en coupe à travers un produit strati fié composé d'une nappe de fibres libres, d'une couche de sup port de matières colorantes et d'une feuille thermoplastique - la figure la est une vue en coupe à travers un produit strati f-ié analogue à celui de la figure 1, mais qui comporte une cou che de fibres consolidée à la place de la nappe de fibres libres - les figures 2 et 2a montrent les structures des figures I et la après qu'elles ont été pourvues d'une couche de couverture ; - la figure 3 est une vue en coupe à travers la structure de la figure 1 pendant l'aiguilletage ;; - la figure 4 est une vue agrandie d'une partie de la figure 3 - la figure 5 est une vue en coupe à travers le produit obtenu par l'aiguilletage de la structure de la figure 1, après qu'il a été pourvu d'une couche de couverture et pendant le traitement thermique, et - la figure 6 est une vue en plan de la figure 5. Sur le dessin, les différentes couches ont été ési- gnées respectivement par a, b, c et d. Ces couches sont : Couche a : couche de fibres, préaiguilletée, ou consolidée d'une autre manière, ou bien appliquée sous la forme d'une nappe de fibres libres, ou encore tissée par exemple, etc... Couche b : support des matières colorantes constitué par une structure plane, le plus souvent en papier mais qui peut aussi être une feuille, métallique, par exemple, qui contient suivant une disposition judicieuse, une ou plusieurs couleurs aevant être transférées par action de la chaleur. Ce support porte les matières colorantes à transférer et, de ce fait, le motif à transférer. Ce support est généralement qualifié de "papier transfert" ou "feuille transfert", et sert aussi, par aiguilletage, d'élément de structure. Couche c : feuille en une matière thermoplastique incolore, généralement transparente, qui sert à faciliter l'aiguilletage du support b, à recevoir les matières colorantes, à consolider la structure générale et au collage de la couche de couverture ainsi qu'à la structuration. Elle est constituée par une matière thermoplastique courante, par exemple, par du chlorure de polyvinyle (PVC), par du polyéthylène et par d'autres dérivés polyvinyliques, cellulosiques, etc.. Couche d : couche de couverture, de préférence en une structure textile plane, par exemple, "non tissée" du type "spunbonded", ou en matière plastique, par exemple "PES spunbonded". Cette couche de couverture sert à recevoir les matières colorantes et les motifs ou seulement les motifs, (les matières colorantes peuvent aussi être transférée en uni) ; à la structuration de la surface et à la protection de l'ensemble, par exemple, pour la rendre lavable, éviter le boulochage (pilling), en évitant aussi l'enlève- ment par frottement des couches sous-jacentes, par exemple de morceaux du support ou de particules fondues de la feuille. Comme cela ressort du dessin, la fabrication du produit comprend la consolidation mécanique, la formation de la couleur et la réalisation de la surface de la structure stratifiée et se déroule généralement comme suit 1) Aiquilletaqe On solidarise les couches dans l'ordre suivant, par aiguilletage, par exemple, au moyen d'une machine à aiguilles comme pour la fabrication des tissus non tissés a) on commence par une couche de fibres, de préférence par une nappe ou un voile de fibres non consolidé ou bien comme dé crit ci-dessus, b) celle-ci étant superposée sur le support des matières coloran tes (feuille ou papier), c) et sous celui-ci est placée une feuille thermoplastique, d) l'ensemble étant terminé par une couche de couverture.Cette couche de couverture ne doit pas nécessairement être aiguil letée, et peut aussi être appliquée avant ou pendant le trai tement thermique. L'aiguilletage relie mécaniquement les couches les unes aux-autres. Elles ne peuvent plus glisser l'une par rapport à l'autre, se transportent bien et, du fait de la perforation, le support des couleurs b et la feuille c présentent des caractéristiques intéressantes. En effet, l'aiguilletage a, non seulement, pour effet de perforer le support (qui est, par exemple, un papier transfert), mais le plus souvent le divise en paillettes, de même que l'aiguilletage a pour effet de déchirer la feuille thermoplastique en petits fragments. Cette action sur les couches b et c peut renforcer l'effet du produit.A cela s'ajoute que la traversée des petites touffes de fibres par le support et par la feuille, pendant l'aiguilletage de la surface, produit une structure intéressante et, du fait que ces touffes sont aussi colorées, on obtient une surface dont l'image est variable à volonté, à quoi s'ajoute une certaine plasticité et un effet utile, tel que des propriétés plus ou moins fortes d'insonorisation, ainsi qu'une aptitude à l'estampage ou au gaufrage, en raison de l'augmentation du volume. Un fait important est l'économie surprenante du procédé car le produit peut être fabriqué à partir de fibres, de feuilles de support (papier) et de feuilles thermoplastiques et/ou d'une couche de couverture directement avec les installations existantes, sans aucune modification. 2) Le traitement thermique s'effectue généralement à l'aide d'air chaud ou par conduction, par exemple, au moyen d'une calandre chauffante, avec ou sans cylindre de gaufrage, dans une presse de fixage à chaud ou dans un bain liquéfié (bain d'alliage métallique ou autres bains ayant des températures suffisamment élevées), par irradiation avec des rayons infrarouges, ou encore à l'aide d'ultrasons ou de micro-ondes. Sous l'action de la chaleur, les matières colorantes de la feuille sont transférées sur les touffes de fibres de la première couche qui dépassent de celle-ci et sur la couche de couverture (Production du motif). L'utilisation d'une feuille thermoplastique a pour conséquence de renforcer la fixation de la structure stratifiée par soudage sous l'action de la chaleur. De plus, le traitement thermique produit une surface ayant un aspect particulier, grâce aux touffes de fibres aux fragments du support et aux parties de la feuille fondues ou plastifiées. Enfin, le traitement thermique a pour effet de souder ou de relier la couche de couverture au reste de la structure. La présente invention offre les avantages suivants L'aiguilletage et le traitement thermique peuvent être exécutés en continu. Elle permet de produire une structure stratifiée en une seule opération mécanique, dans laquelle le support des matières colorantes joue un rôle utile. Par un choix judicieux des compositions, on peut modifier les propriétés du produit et on peut augmenter sa valeur esthétique. Le procédé ne nécessite pas d'eau et, par conséquent, n'implique aucune évacuation d'eaux résiduaires. il peut être exécuté avec les installations existantes. Le coût des installations est inférieur à celui des procédés antérieurs à plusieurs étapes, et il permet néanmoins une fabrication exacte et une reproductibilité précise. il permet de fabriquer des produits perméables à l'air. il permet de fabriquer des produits pouvant être soudés. Les produits finis peuvent être fabriqués à des prix de revient intéressants. Par un choix judicieux des composants, par exemple, de la nature des fibres ou de l'épaisseur de la feuille ou de la couche de couverture, ainsi qu'en agissant sur l'épaisseur et la profondeur de l'aiguilletage, on peut modifier les propriétés des produits, par exemple, leurs propriétés d'isolation, leur incombustibilité, leur conductibilité électrique, leur déformabilité, etc... En variant la composition, on peut réaliser d'innombrables variantes, comme par exemple Couche supérieure : voile ou nappe de fibres avec ou sans pré consolidation Couche de support des matières colorantes : de préférence papier (papier transfert), feuille/matière plastique, feuille métallique, nappe de fibres, tissu Feuille thermoPlastique : de préférence polyéthylène, polypropylène, polyéthylène-styrène ou d'autres matières thermoplastiques, colorées naturellement, ou par incorporation de matières colorantes Couche de couverture : de préférence, nappe de fibres, "spunbonded" (liée par coulée), nappe de fibres mixtes, couche de couverture en fibres naturelles, également tissus ou papier, matières plastiques, etc..., colorées ou non. En utilisant comme couche de couverture une matière plastique, on obtient un produit imperméable à l'eau et à d'autres liquides et qui est résistant à l'action de nombreux produits chimiques et qui, lorsqu'il est suffisamment épais (généralement environ 200 microns) constitue un excellent revêtement de sol. Comme matière plastique pour cette couche de couverture, on peut utiliser n importe quelle matière plastique filmogène comme, par exemple, le chlorure de vinyle, les polyuréthanes, le polyester, le polyacrylate, l'alcool polyvinylique, les acétates, les résines vinyliques, les latex synthétiques, par exemple le BSR (caoutchouc butadiène-styrène), les polyamides, le polyéthylène, le polypropylène, etc... La couche de matière plastique peut, en outre, contenir des matières de charge et de renfort ; elle pourrait aussi être appliquée conjointement avec ou au-dessus d'une autre couche de couverture qui n'est pas en matière plastique. La couche de couverture en matière plastique peut être appliquée par n'importe quel procédé, par exemple, par extrusion, par pulvérisation, par calandrage, au moyen d'une râcle, etc..., selon que la matière plastique se présente sous la forme d'une solution, d'une poudre, d'une feuille ou d'une masse fondue. L'épaisseur de la couche de couverture synthétique peut avantageusement être comprise entre environ 100 microns et 3 mm, mais dans certaines applications, on peut aussi utiliser des couches plus minces ou plus épaisses. Les produits stratifiés de l'invention ont de nombreuses applications parmi lesquelles on peut citer en exemple, l'utilisation comme revêtements muraux, comme matière pour l'industrie du meuble et de la tapisserie, pour la maroquinerie, pour l'habillage des voitures d'enfants, comme nappes, comme tapisseries murales, pour l'habillage des portes, comme matière première pour l'industrie de la chaussure, pour la fabrication de coussins, etc. ., comme imitation de peaux d'animaux, par exemple, comme imitation des peaux de rep tiles, du fait que l'aiguilletage du support permet d'imiter les écailles de ceux-ci. Outre les dispositions qui précèdent, l'invention comprend encore d'autres dispositions qui ressortiront de la description qui va suivre. L'invention sera mieux comprise à l'aide du complément de description qui va suivre, qui se réfère à des exemples de mise en oeuvre du procédé objet de la présente invention. il doit être bien entendu, toutefois, que ces exemples de mise en oeuvre, sont donnés uniquement à titre d'illustration de l'objet ae l'invention dont ils ne constituent en aucune manière une limitation. EXEMPLE I On place une feuille de polyéthylène de 75 microns d'épaisseur contre la face colorée d'une feuille de papier du commerce dont l'une des faces porte des matières colorantes sublimables et on l'applique ensuite sur un voile de carde en 2 polyester de 150 g/m2. On traite ce produit dans une machine à aiguilleter classique. L'aiguilletage a pour effet de diviser le papier en un grand nombre de fragments qui sont retenus, d'une 'part, par la feuille de polyéthylène, et d'autre part, par les fibres. On fait passer ensuite cette bande conjointement avec une bande de polyéthylène-styrène liée par coulée ("PES spunbonded") appliquée sur la feuille de polyéthylène, dans une calandre chauffée à 1900C en opérant avec un temps de contact de 40 secondes pour opérer le transfert des colorants vers le haut et vers le bas par sublimation.Les colorants se propagent principalement à travers la feuille de polyéthylène vers la couche de couverture en colorant en même temps les touffes de fibres qui traversent lors de l'aiguilletage les aiguilles. Toutefois, une partie des matières colorantes se propage aussi dans la direction opposée et vient colorer, au moins, en partie, les fibres qui se trouvent sur le dos de l'ensemble. On obtient ainsi un produit textile plat stratifié ayant une couche de couverture en matière plastique et présentant un motif et qui convient très bien comme revêtement mural. EXEMPLE 2 On dirige une bande qui a été aiguilletée et pourvue d'une couche de couverture de la même manière que dans l'Exemple 1, vers une calandre de.gaufrage chauffée, ce qui a pour résultat, en plus du transfert des colorants, de structurer la couche de couverture en un motif gaufré. Le produit ainsi obtenu convient très bien comme cuir synthétique imperméable, par .exemple, pour la fabrication de sacs à main efde porte-documents. EXEMPLE 3 On opère comme dans l'Exemple 1, mais en utilisant à la place de la couche de couverture de celui-ci, une feuille de polyuréthane de. 0,02 mm d'épaisseur. On obtient ainsi un produit imperméable, résistant aux agents chimiques, lavable et résistant à la marche et qui, de ce fait, constitue un excellent revêtement de sol. il résulte de la description qui précède que, quels que soient les modes de mise en oeuvre, de réalisation et d'application adoptés, l'on obtient un produit plat stratifié en matière textile qui présente par rapport aux produits plats stratifiés en matière textile visant au même but antérieurement connus, des avantages importants dont certains ont été mentionnés dans ce qui précède, et dont d'autres avantages ressortiront de l'utilisation dudit produit plat stratifié en matière textile. Ainsi que cela ressort de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes de mise en oeuvre, de réalisation et d'application qui viennent d'être décrits de façon plus explicite. ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes qui peuvent venir à l'esprit du technicien en la matière, sans s'écarter du cadre, ni de la portée, de la présente invention. REVENDICATIONS 1 4- Procédé pour la fabrication d'un produit plat stra- tif ié en une matière textile colorée ou pourvue d'un motif, caractérisé en ce qu'on soumet une couche de fibres (a) en même temps qu'une couche de support de matières colorantes (b) et, le cas échéant, une couche de matière thermoplastique (c), à une opération d'aiguilletage et en ce qu'on fait subir ensuite au produit de ces opérations un traitement thermique avec ou sans application de pression, en appliquant avant, pendant ou après le traitement thermique, une couche de couverture (d) sur la dernière couche (b) ou (c), en choisissant la température du traitement thermique de façon que celui-ci s'accompagne d'un transfert de la ou des matières colorantes de la couche de support des couleurs dans la ou les couches surjacentes et, dans le cas où une couche thermoplastique (c) est présente, que ce traitement s'accompagne d'une fusion, au moins partielle. 20- Procédé selon la Revendication 1, caractérisé en ce que pendant l'aiguilletage, les touffes de fibres sont repoussées sur le coté opposé de la structure stratifiée. 30 Procédé selon la Revendication I ou la Revendication 2, caractérisé en ce que la cruche de fibres est constituée par une nappede fibres consolidées ou non consolidées. 40 Procédé selon l'une quelconque des Revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en e que le support des couleurs est constitué par une feuille de papier ou par une couche de matière plastique ou de tissu, qui contient des matières colorantes formant un motif, qui peuvent etre transférées sous l'action de la chaleur. 5 - Procédé selon l'une quelconque des Revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on utilise une feuille thermoplastique, notamment une feuille en matière plastique polyvinylique. 60- Procédé selon l'une quelconque des Revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le traitement thermique s'accompagne d'une opération de gaufrage ou d'estampage. 7 - A titre de produit industriel nouveau, une matière textile plate stratifiée produite par le procédé selon l'une quelconque des Revendications 1 à 5.