Brevet FR2359231A1 — publié le 19780217

La présente invention concerne des produits textiles nouveaux et plus particulierement elle concerne un nouveau tissu non tissé qui possède des -qualités analogues à un tricot. La consommation de tissus textiles non tissés sur le marché croit notablement du fait que de nouvelles applications pour ce produit se développent. Pour une large part, l'emploi des non-tissés est limité par leurs propriétés physiques et leurs caractéristiques. En général, les tissus non tissés possèdent de mauvaises qualités de drapé par rapport aux structures tissées et tricotées. Cette déficience est attribuée à la limitation du dépla- cement des fibres dans le tissu. Dans les non-tissés, le drape est affecté par la fréquence des liens des fibres individuelles, c'està-dire la longueur de fibre entre des régions liées successives d'une fibre avec les autres et à la rigidité ou fermeté de la liaison elle-meme.En règle générale donc, les tissus non tissés sont généralement raides et durs au toucher en raison de cette limitation de déplacement. L'art antérieur a longtemps reconnu la nécessite d'améliorer le drapé ou la longueur de cintrage ou de pliage du tissu dans les tissus textiles non tissés. Pour améliorer cette qualité esthétique, divers procédés ont été suggérés. Dans les brevets des E.U.A. n 3.484.703, 3.560.326 et 3.508.308 sont décrits des procédés pour emmêler des fibres au moyen de dispositifs à jet de fluide de manière à retenir les fibres du tissu en place sans nécessiter d'agent de liage. Le produit fabriqué par ces procédés est connu sous la marque déposée "Sontara" de la société dite E.I. du Pont de Nemours and Company. Un autre tissu présentant un drapé amélioré est produit par un procédé décrit dans le brevet anglais n 1.245.088. Ce produit connu sous la marque déposée "Cambrelle" de la Société dite Imperial Chemical Industries Limited, est constitué de filaments ayant une composition de fibres à deux composants. Le drapé améliore est attribué à un tissu lie suivant un motif déterminé. Dans un autre procédé destiné à améliorer le drapé des tissus non tissés, un voile est exposé à un mélange gazeux d'un gaz d'activation et d'eau dans une première zone, puis exposé à une atmosphère humide dans une seconde zone. Le voile est alors lié de façon autogene à des emplacements distincts en le faisant passer entre une paire de rouleaux, l'un comportant des parties saillantes et étant chauffé. Bien que ces procédés produisent des tissus qui prôsen- tent un drapé amélioré par rapport aux tissus non tissés, liéS de façon classique, ces produits sont encore déficients si on les compare aux tissus tricotés ou tissés, en ce sens qu'ils ne possèdent pas des caractéristiques analogues à celles d'un tricot. La caractéristique analogue à celle d'un tricot est définie comme l'aptitude du tissu à être allongé simultanément dans deux directions et à reprendre totalement sa forme d'origine après que l'allongement ait été rAlSché. Le tissu selon la présente invention est caractérisé par des qualités analogues à un tricot en@ce sens qu'il peut être allongé biaxialement et, quand on fait cesser l'allongement, le tissu possède une propriété de reprise élastique sensiblement complète et se détend pour reprendre sa forme dtorigine sans déformation permanente. Le produit selon la pressente invention est un tissu non tissé gonflant, pouvant présenter un drapé, qui possède des qualités analogues à un tricot. Les termes "analogue à un tricot utili sés ici désignent l'aptitude d'un tissu à être allongé simultanément dans deux directions puis à reprendre sensiblement complètement sa forme d'origine quand la force d'allongement cesse. Le tissu selon la présente invention est défini de la manière suivante A. I1 comprend un voile de fibres organiques synthétiques dans lequel les fibres sont liées-ensemble à plusieurs emplacements de liage distincts, ces emplacements de liage couvrant approximativement de 3 à 50% de la surface du tissu et, en outre, les fibres situées entre les emplacements de liage contiennent des frisures. B. Le tissu étant caractérisé par une reprise élastique complète après cessation de l'allongement biaxial, par un module initial d'environ 52,3 g/cm/g/m2 et par un degré d'allongement d'au-moins 40 %. Les termes udegré d'allongement" utilisés ici désigent le rapport suivant Surface du tissu allongé - surface du tissu non allongé X 100 Surface du tissu non allongé C'est donc un objet de la présente invention de prévoir des tissus non tissés possèdant une reprise élastique sensiblement complète, un module initial d'environ 52,3 g/cm/g/m2 et un important degré d'allongement. C'est un autre -objet de la présente invention de prévoir un tissu non tissé analogue à un tricot. Le produit de la présente invention est fabriqué, de la façon la plus efficace, en déposant d'abord une couche de matière fibreuse sur un organe support qui se déplace La matière déposée est alors collectée sous la forme d'unvoile non tissé Un appareil approprié et des détails du procédé sont décrits dans les brevets des E.U.A. n 3.516.990, 3.542.615 et 3.607.543, dont le contenu est supposé ici connu. Quand le voile est forme', il peut ensuite être traité de l'une des deux manières. Des frisures peuvent etre introduites dans les fibres par l'un des moyens que l'on décrira ci-après plus en détail suivi par un liage du voile en formant un réseau de zones de liage distinctes ou les fibres peuvent astre liées a' des emplace- ments distincts puis des frisures peuvent leur être communiquées. di l'étape qui suit la formation du voile est le liage, cette étape peut être accomplie en faisant passer le voile entre une paire de rouleaux. L'un des deux rouleaux comporte une surface portant un motif en relief ou gravé. Ceci amène les fibres a' former un réseau de liaisons situées à des emplacements distincts. Ainsi, le voile après être passé entre les rouleaux comportera des zones liées compactées disposées suivant un motif, le reste du voile étant sensiblement non lié. La dimension, la forme et les espacements des zones liées du voile sera déterminé par la configuration de surface du rouleau muni de zones en relief. En général, les emplacements de liage couvrent approximativement de 2 à 80 % de la surface du tissu, une plage qu'on préfère s'pendant de 3 à 50 %. Le nombre d'emplacements de liage par cm peut être compris entre 1 et 100 et, de préférence entre 16 et 64. Le poids du voile ou du tissu peut etre compris entre 4 et 400 9 par m et, de préférence entre 10 et 150 g/m2. Une caractéristique essentielle de l'invention est que les fibres placées entre les emplacements de liage doivent être frisées. Si les fibres individuelles entre les emplacements de liage sont droites, les tissus résultants posséderont de mauvaises qualités de drapé par rapport aux structures classiques tissées ou tricotées du fait de la nature rigide des fibres. En prévoyant une fibre frisée entre les emplacements de liage, la longueur efficace des fibres est accrue, communiquant ainsi un "gonflant" au tissu. L'appellation tissu "gonflant" utilisée ici désigne un tissu qui a été traité physiquement ou chimiquement de façon à avoir un volume apparent notablement supérieur. Par essence, on considérera maintenant les fibres comme étant formées de serpentins disposes entre des emplacements de liage, pouvant se détendre quand le tissu est allonge. Pour communiquer une frisure aux fibres, l'une quelconque des techniques mécaniques ou chimiques connues peut être utilisée. Par exemple, la texturation à l'air, par tricotage-détricotage, par passage entre des pignons, à la boite à friser et par fausse torsion peut etre utilisée pour accroître mécaniquement le gonflant de la fibre initialement droite. Une fibre frisée peut également etre obtenue en utilisant des filaments bicomposants. Quand, par exemple, deux matières sont utilisées ensemble possèdant des pro priétés physiques differentes, par exemple un retrait résiduel différent, une frisure peut être introduite par l'application d'un traitement à la chaleur approprié. De tels filaments peuvent constituer une structure "cote-a cote" dans laquelle les deux composants forment une partie de la surface du filament.Les filaments peuvent également avoir une structure à "âme-et-enveloppe" dans laquelle l'un des composants forme une âme et l'autre une enveloppe. Un autre procédé pour traiter le voile et obtenir du tissu non tissé selon la présente invention consiste à introduire la frisure avant le liage. Dans ce mode de réalisation, après la formation d'un voile d'une manière que l'on a décrite précedemment, le voile peut être traité mécaniquement ou chimiquement pour introduire une frisure. Par exemple, le voile sera frisé mécaniquement en le faisant passer dans une machine de texturation à pignons ou, si les fibres sont composées de filaments bicomposants, il peut être traité par exposition à une source de chaleur. Le voile frisé sera alors lie par liage discontinu suivant un motif comme on l'a décrit précédemment. Un autre mode de réalisation pour obtenir des tissus non tisses selon la présente invention consiste à déposer un voile de fibres frisées et à lier le voile à plusieurs emplacements distincts. Le terme "filament" tel qu'il est utilisé ici est générique et il comprend les fibres coupées et les fibres continues. Quand le voile est formé, lié à des emplacements distincts et tex turé pour posséder un gonflant de manière telle qu'un degré de frisure important existe entre les emplacements de liage, un tissu analogue à un tricot est obtenu. Les produits de cette invention possèdent des propriétés très souhaitables pour des textiles non tissés et ces propriétés ont été déterminées de la manière suivante:: Détermination des propriétés physiques Les propriétés â la traction sont mesurées sur une machine d'essai dite Instron Tensile Tester à 200C et 65 % dthumldité rela tive La tenacité à l'allongement et la résistance I la rupture est déterminée pour un échantillon de 25 mm de largeur environ en utilisant une grandeur d'éprouvétte de 12,7 cm et elle est exprimée en g/cm/g/m. Le pourcentage d'allongement de l'éprouvette en bande est déterminé en divisant la longueur de ltéprouvette I la rupture par la longueur originale de ltéprouvette. Le module initial est déterminé en mesurant la pente initiale de la courbe de contrainte- déformation. La résistance au déchirement du tissu est déterminée par le procédé trapésoidal. Dans ce procédé, une ôprouvette trapézoi- dale prédécoupée est serrée dans une machine d'essai dite Instron Tester, les côtés du trapèze non parallèles étant alignés avec les bords parallèles extérieurs des mâchoires de serrage, de telle sorte qu'un bord est tendu et tiré à distance de 11 autre, déchirant le tissu, la déchirure se propageant en direction du bord non tendu. Le module de flexion a été déterminé dtune manière décrite dans le brevet des E.U.A. n 3.613.445 dont le contenu est supposé ici connu. La flexion de drapage (ou longueur de courbure) est déterminée en utilisant une éprouvette de 2,54 cm de largeur et de 15,4 cm de longueur et en la déplaçant lentement dans une direction parallèle à sa dimension la plus longue de telle sorte que son extrémité passe par dessus le bord d'une surface horizontale. La longueur du porte-à-faux est mesurée quand l'extrômitô de ltéchan- tillon fléchit sous son propre poids jusqu'au point où la ligne joignant l'extrémité et le bord de la plateforme forme un angle de 41,5 avec l'horizontale. La moitié de la longueur forme la flexion de drapage de ltéprouvette mesurée en centimètres. Les exemples spécifiques suivants illustrent la manière de préparation de tissu de la présente invention et le résultat d'essais effectués sur de tels tissus et sur du tissu de l'art an térleur. EXEMPLE 1 Un voile de fibres à deux composants, disposes côté-à- côte, comprenant 70 de nylon 6 et 30 % de polyuréthane a été formé en enroulant des fibres sur une bobine de 15,4 cm de longueur et de 8,23 cm de diamètre. Une tension minimale a été conservée par les fibres pendant l'enroulement Les fibres ont été collectées en les déposant d'abord suivant une rangée parallèle sur la bobine puis collectées sur une seconde rangée parallèle disposée à un angle aigu par rapport à la première rangée sur la bobine et en alternant les rangées jusqu'à ce qu'une quantité suffisante de fibres soient colleCtées, On a fait alors rouler la bobine transversalement sur une plaque chauffée ayant une surface comportant des parties formant des bossages surélevées à environ 150 C.Les fibres ont été liées seulement aux points de croisement et au niveau des parties surélevées formant ainsi un motif d'emplacements de liage distincts. On a retiré une feuille liée d'environ 15,4 cm x 25,4 cm de la bobine. Puisque le liage a été effectué alors que la fibre était encore sous tension sur la bobine, il ne s'est pas produit de frisure entre les emplacements de liage. La feuille a été placée sur la plaque chaude une seconde fois et les frisures se sont produites entre les emplacements de liage. La feuille s'est contrac tée à environ 3,82 cm x 8,9 cm et le tissu possédait du gonflant, ôtait doux au toucher et possédait un degré d'allongement important. EXEMPLE 2 Un voile a été assemblé de la manière décrite dans l'exemple 1 ci-dessus. Après la formation du voile, une couche de latex acrylique commercial portant la référence HA-12 fourni par la société dite Rohm & Hass Co. comportant 35 % de solides et ayant une viscosité de 18 00D centipoises a été transférée sur une plaque comportant des parties embouties surélevées. Le liage à des emplacements distincts a été effectué en faisant rouler la bobine sur une plaque de telle sorte que le voile recueille une certaine quantité de latex. La bobine a été alors placée dans un four à recirculation à 700C pendant 5 minutes de façon I sécher et I cuire le latex. Une feuille liée a été obtenue de la manière décrite pré- cédemment. On a alors chauffé le tissu en l'exposant à de la vapeur pour développer des frisures entre les emplacements de liage. Cet exemple est désigné par le tissu "B" dans le tableau II. EXEMPLE 3 Un voile de fibres à deux composants constitués par le mélange 50/50 de nylon 6,6 et de copolymère séquencé - nylon 6,6/ nylon (60/40) a été formé en extrudant conjointement, en amincissant et en déposant ces fibres sur une bande de 25,4 cm de largeur se déplaçant de façon continue. -Le voile non lîé a été collecté sur une bobine de papier creuse et placé dans un four I circulation d'air chaud a 11000 pendant deux minutes, activant ainsi les frisures dans le voile. Le voile a été refroidi à température ambiante et lié de la manière suivante : il a été préconditionné I 65 % d'humidité relative puis exposé a un courant gazeux pendant 6 secondes, contenant 0,24 % d'Hcl et 0,83 % d'H2O. Ceci a entrains une sorption de 1,43 % d'Hcl par le voile. Le voile soumis au courant gazeux a été alors postconditionné pendant 10 secondes dans un courant d'air contenant 78 % d'humidité relative et se déplaçant à (30,5 m/mn) environ. Le liage à des emplacements distincts a été accompli en faisant alors passer le voile traité à une vitesse de 15,25 m/mn environ entre une paire de rouleaux dont l'un portait des parties en relief et était chauffé à 175 C.Cet exemple est identifie par le tissu "A" dans le tableau II. EXEMPLE 4 Pour illustrer les propriétés analogues I un tricot du tissu de la présente invention, le degré d'allongement a été dé- termine de la manière suivante : un carré de t,27 cm a été inscrit sur une surface de tissus A et B, représentatifs de l'art antérieur. Les échantillons ont été alors simultanément allongés dans deux directlons. On a alors mesuré à nouveau le carré inscrit sur chaque échantillon et on a alors calculé le dégré d'allongement. La valeur de reprise pour chaque échantillon a été déterminée visuellement. Les résultats de cette évaluation sont mentionnes dans le tableau I ci-après TABLEAU Tissu Degré Reprise Remarques d'allongement élastique A 40 Reprise Totalement analogue complète à un tricot B 1500 Reprise Totalement analogue complete à un tricot Filature 18 Très faible Marques de préhension directe reprise visibles lorsque l'al longement a cessé Filature 26 Bonne reprise Marques de préhension directe à visibles lorsque l'alliage dis- longement a cessé continu Produit dit 26 Bonne reprise Marques de préhension Cambrelle visibles lorsque l'al longement a cessé Produit dit 40 Pas de reprise Marques de préhension H.Sontara visibles lorsque l'al longement a cesssé Cet exemple montre que les tissus selon la présente invention sont totalement analogues à des tricots en ce sens qu'une reprise élastique complète a été observe après la cessation de 11 allongement biaxial. Les éprouvettes du tissu de 17 art antérieur ne présentent pas ce degré de reprise élastique. En outre, les tissus selon la présente. invention présentent une large plage de valeurs du degré d'allongement variant de 40 à 1500. Les propriétés des essais effectués sur les tissus selon la présente invention et ceux de l'art antérieur sont mentionnées ci-après dans le tableau II. Code du tissu ' Identification/Source A Tissu selon la présente invention B Tissu selon la présente invention C Tissu de nylon obtenu par filature directe D Tissu de nylon obtenu par filature directe avec liage discontinu E Produit dit Cambrelle F Produit dit Sontara - Type 4017 G Produit dit Sontara - Type 1012 H Produit dit Sontara - Type 0012 I Produit dit Sontara - Type 0319 J Produit dit Sontara - Type 2224 TABLEAU II DONNEES DU TISSU Identification du tiseu Propriétés physiques A B C D E F G H I J Poieds de base (g/m) 41,5 430,6 51,5 33,9 51,2 53,7 32,4 38,6 69,0 75,8 Densité (g/m ) 0,097 0,184 0,26 N.D. 0,16 0,11 0,13 0,12 0,17 0,13 Epaisseur (mm) 0,428 2,350 0,195 N.D. 0,325 0,505 0,251 0,312 0,409 0,597 Longueur de flexion (cm) 1,93 1,27 6,1 2,36 2,54 2,79 3,04 2,03 2,79 2,54 Tenacité de l'éprouvette en bande 28,6 0,495 77,1 50,5 45,4 45,4 74,0 52,28 61,6 51,2 (g/cm/g/m) Allcogement de l'éprouvetta en 92,0 149,4 38,7 72,9 61,6 31,2 29,1 48,9 35,2 44,2 barde (%) Déchirement selon la méthode 191,38 N.D. 276,0 197,0 163,0 97,6 70,8 157,0 153,5 145,8 trapézoidale (g/g/m) Module de flexion (105) 1,76 N.D. 156,2 N.D. 9,2 1,6 7,6 3,6 4,4 1,7 Module initial (g/cm/g/m) 48,6 1,67 380,0 116,0 99,1 92,0 92,0 92,0 92,0 92,0 On peut tirer les conclusions suivantes de l'analyse des données figurant dans le tableau II. Le tissu selon la présente invention présente un bon drapé par rapport aux tissus de l'art antérieur comme le montrent les longueurs de flexion inférieures. Le tissu de la présente invention possède un allongement en % supérieur à celui des tissus de l'art antérieur. Le tissu de la présente invention est caractérisé par un excellent module initial Le module initial est inférieur à 52,3 g/cm/g/m ; ceci signifie que le tissu est extremement extensible pour des forces appliquées faibles. Ceci est une autre application des caractéristiques analogues à un tricot de ce tissu. Le copolymère de nylon polymérisé en bloc mentionne dans la description et dans les revendications est généralement tel que décrit ci-aprês Des terpolymêres de lactame-polyol-polyacyllactame ou des terpolymêres acylpolylactame possédant des liaisons esters et des liaisons amides entre les segments monomères. Ayant décrit un nouveau tissu non tissé analogue à un tricot et ayant décrit en outre les procédés de fabrication de ces matières, on comprend que des modifications et des variantes peuvent etre obtenues sans sortir du cadre de la présente invention, comme le comprendra l'homme de l'art. La presente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'home de l'art. L'appreciation de certaines des valeurs de mesures indiquées ci-dessus doit tenir compte du fait qu'elles proviennent de la conversion d'unités anglo-saxonnes en unités métriques. REVENDICATIONS 1. Tissu non tissé drapable pesant de 4 à 400 g/m pos sédant des qualités analogues à un tissu, caracterisé en ce qu'il comprend un voile de fibres organiques synthétiques, ces fibres tant liées ensemble à plusieurs emplacements distincts, ces emplacements de liage couvrant approximativement de 3 à 50 % de la surface et les fibres placées entre ces emplacements de liage surface et les fibres placées entre ces cmplacements de liage étant étant frisures. 2. Tissu selon la revendication 1, caractérise en ce qu'il possède en outre une longueur de flexion inférieure à environ 2 cm. 3. Tissu selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il présente un module initial inférieur a environ 52,3 g/cm/g/m. 4. Tissu selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il présente un degré d'allongement d'au moins 40. 5. Tissu selon la revendication 1, caractérisé en ce que les fibres sont des filaments bicomposants. 6. Tissu selon la revendication 1, caractérisé en ce que les fibres sont des filaments comprenant 70 % de nylon 6 et 30 % de polyurôthane 7. Tissu selon la revendication 1, caractérisé en ce que les fibres sont des filaments comprenant le mélange 50/50 de nylon 6,6 et de copolymère séquencé nylon 6/6 nylon (60/40). 8. Procédé de fabrication d'un tissu non tissé drapable ayant des qualités analogues à un ticot, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - former un voile pesant d'environ 4 à 400 g/m de fibres organiques synthétiques ; - former un réseau d'emplacement de liage distinct de telle sorte que les emplacements de liage couvrent environ 3 à 50 % de la surface du tissu - communiquer une frisure aux fibres. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que les fibres sont frisées avant la formation des emplacements de liage.