Brevet FR2468675A1 — publié le 19810508

1. L'invention concerne une étoffe non tissée volu- mineuse ou gonflante, formée d'une disposition ordonnée de fibres. De nombreux types d'étoffes non tissées ont été développés jusqu'à présent et sont largement utilisés dans diverses applications. Il existe donc divers types d'étoffes non tissées et divers procédés de production de ces étoffes, comprenant ceux connus sous les noms de procédé de fusion et soufflage (demande de breviet japonais n0 10 258/1974), de procédé de fusion et moulage par soufflage (demande de brevet japonais n0 AS 972/1975), de procédé de filature au jet (brevet japonais no 25 871/1969) ou autres. Selon ces procédés, une résine thermoplastique est filée par extrusion et projetée par soufflage, sous la forme de fibres fines, contre un collecteur mobile, au moyen d'un courant de gaz à vitesse élevée. Une étude a récemment porté sur l'utilisation d'étoffes non tissées obtenues par ces procédés pour la production de matériaux filtrants, de tapis, de cuirs synthé- tiques ou autres. Cependant, les étoffes non tissées préparées par l'un quelconque de ces procédés manquent d'uniformité d'épaisseur et de masse par unité de surface, et elles ne sont pas gonflantes ou volumineuses car les fibres sont étendues :)arallèlement aux surfaces de l'étoffe (c'est-àdire dans deux dimensions) Ces produits de l'art antérieur présentent divers obstacles pour la préparation de produits aussi satisfaisants que souhaitée et il n'a pas été possible de préparer jusqu'à présent des tissus, des cuirs ou autres produits donnant satisfaction, à partir d'étoffes non tissées. L'invention concerne une étoffe non tissée qui présente une structure perfectionnée éliminant les inconvé- nients des étoffes non tissées connues antérieurement. L'étoffe non tissée selon l'invention comprend plusieurs fibres longues, enchevêtrées et empilées, définissant un plan transversal qui s'étend entre une première surface de l'étoffe ou d'une partie de l'étoffe et une autre surface ou une autre partie de l'étoffe. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: 2. - la figure 1 est une vue schématique en perspective de l'étoffe non tissée selon l'invention; - la figure 2 est une vue analogue à celle de la figure 1, montrant une étoffe non tissée, connue selon l'art antérieur; - la figure 3 est une vue en perspective montrant d'une manière générale l'étoffe non tissée selon l'invention; - les figures 4 à 7 sont des coupes transversales partielles de diverses formes de réalisation de l'étoffe non tissée selon l'invention, ces coupes étant situées dans le plan A indiqué sur la figure 1; - la figure 8 est une élévation détaillée montrant un procédé de production de l'étoffe non tissée selon l'invention; - les figures 9 et 10 sont des vues partielles de dessus et en coupe montrant des orifices réalisés dans la paroi latérale du tambour supportant le collecteur de l'appareil montré sur la figure 8; et - la figure 11 est une élévation schématique partielle montrant la production de l'étoffe non tissée par la mise en oeuvre du procédé montré sur la figure 8. L'étoffe non tissée selon l'invention sera à présente décrite en détail en regard des figures. Cette étoffe non tissée est représentée en 1 sur la figure 1 et elle présente des surfaces opposées 2 et 2' entre lesquelles ou une partie desquelles s'étend un plan de coupe A (qui, pour plus de commodité sera appelé ci-après, "plan de coupe longitudi- nal"). Un autre plan de coupe B s'étend entre la surface 2 ou une partie de cette surface et la surface 2' ou une partie de cette surface (cet autre plan étant désigné ci-après "plan de coupe transversal"). Une couche fibreuse intermédiaire 3 est disposée entre les surfaces 2 et 2' et est constituée de plusieurs fibres longues qui sont enchevêtrées et empilées. De minces couches 4, 4' et 4", constituées chacune de fibres longues et enchevêtrées, sont en fait associées les unes aux autres de manière continue et ne peuvent être distinguées les unes des autres, comme montré clairement sur la figure 1 qui est une vue schématique destinée à faciliter la compréhension. Cependant, étant donné qu'il est possible de diviser l'étoffe suivant des couches ayant chacune une épaisseur souhaitée, la 3. figure 1 montre l'étoffe comme si cette dernière était composée de couches pouvant être nettement distinguées. La figure 1 montre les couches minces 4, 4', 4" qui coopèrent les unes avec les autres pour.définir les surfaces 2 et 2' de l'étoffe non tissée 1. Cette caractéris- tique rend l'étoffe non tissée selon l'invention totalement différente de toutes les étoffes non tissées connues compor- tant de telles couches minces 104, 104' et 104" s'étendant à peu près parallèlement à leurs surfaces 102 et 102', comme montré sur la figure 2. Les couches minces 4, 4', 4" montrées sur la figure 1 sont constituées chacune de plusieurs fibres longues, enchevêtrées et accumulées sur les surfaces. En d'autres termes, les couches minces sont de la même constitution que les étoffes non tissées connues et antérieures. Par consé- quent, l'étoffe non tissée selon l'invention est caractérisée par la présence de fibres simples orientées dans la direc- tion de l'épaisseur de l'étoffe. Ces fibres simples formant chacune des couches minces sont enchevêtrées et reliées aux surfaces 2 et 2' afin de les définir. La structure de l'étoffe non tissée selon l'inven- tion est montrée schématiquement sur la figure 1. Les figures 3 à 7 représentent des formes de réalisation de l'étoffe non tissée selon l'invention. Les figures 4 à 7 sont des coupes suivant le plan A de la figure 1. Les figures 3 à 6 montrent les surfaces 2 et 2' définies par les couches super- ficielles composées de multiples fibres; la figure 7 montre la surface 2 formée par de longues fibres ressortant de la couche fibreuse 3. L'étoffe non tissée montrée sur la figure 7 peut également être préparée par coupe d'une étoffe non tissée, du type montré sur les figures 3 à 6, suivant tout plan longitudinal compris entre les surfaces 2 et 2' et paral- lèlement à ces surfaces. L'étoffe non tissée selon l'invention, réalisée comme décrit précédemment, présente généralement une épais- seur d'environ 0,5 à environ 100 mm et un poids par unité de surface ou grammage d'environ 5 à environ 2000 g/m 2. Elle est avantageusement préparée à partir de très fines fibres ayant 4. un diamètre generalement compris entre environ 0,1 et environ pim la plage des diamètres étant de préférence comprise entre environ 1 et environ 20 pm, et plus particulièrement entre environ 2 et environ 10 pm. Bien que l'étoffe non tissée selon l'invention puisse etre réalisée dans toute matière, sans limitation particulière, il est souhaitable de la préparer à partir d'une résine' thermoplastique. Des exemples de résines thermoplas- tiques pouvant etre utilisées comprennent des polyoléfines telles que des homopolymères d'éthylène, de propylène, de butène-1, de 4-méthylpentène-1 ou d'autres a-oléfines, leurs copolymères, et des mélanges de ces polymères, des polyamides tels que le "Nylon 6", le "Nylon 66", le "Nylon 612", le "Nylon 12" (noms commerciaux), et leurs mélanges, des poly- esters tels que le téréphtalate de polyéthylène, le téréphta- late de polybutylène et le polyuréthanne, en particulier du polyuréthanne thermoplastique, des copolymères d'éthylène et d'acétate de vinyle, des copolymères d'éthylène et d'un ester se l'acide méthacrylique, et des copolymères greffés de poly- oléfines avec des acides carboxyliques insaturés ou leurs dérivés. Il est également possible d'utiliser tout mélange de ces résines thermoplastiques. L'étoffe non tissée selon l'invention peut etre produite par divers procédés. Il est possible de préparer la couche superficielle 2 et la couche fibreuse 3 séparément et de les associer, mais il est plus souhaitable de les réaliser sous la forme d'un ensemble d'un seul bloc, en une seule opé- ration. Un procédé préféré pour produire l'étoffe non tissée_ selon l'invention sera décrit ci-dessous à titre d'exemple. Comme montré sur la figure 8, une substance thermoplastique est introduite dans une boudineuse 5 au moyen de la trémie 11 de cette dernière et elle est fondue à l'inté- rieur de la boudineuse 5 par application de chaleur. La substance en fusion est refoulée à travers une -filière 6 montée sur la boudineuse 5, et elle est filée en continu au moyen de trous 61 de-filature ménagés dans la filière 6. Cette dernière présente, de part et d'autre de ses trous 61 de filature et à proximité de ces derniers, des orifices 62 5. d'émission de gaz et des tubes 63 d'arrivée de gaz destinés à introduire un gaz dans les tubes 62 d'émission. Un gaz sous haute pression, arrivant au moyen des tubes 63 est projeté par les orifices 62 d'émission à une vitesse proche de celle du son. La substance thermoplastique filée au moyen des trous 61 de filature est divisée en fines fibres par le gaz sortant par les trous 62 à cette vitesse élevée, afin qu'il se forme un courant de fibres 7 porté par le gaz. Si cela est nécessaire, un dispositif 10 d'aspersion de liquide peut etre mis en oeuvre pour diriger des gouttes de liquide vers le courant 7 de fibres. Après l'entrée en contact de ces gouttes de liquide avec le courant 7 (bien que ce contact ne soit pas indispen- sable), le courant 7 de fibres est projeté contre une partie P d'impact d'un collecteur 8. Ce dernier comprend un filet ou une plaque poreuse en résine synthétique, présentant des ouvertures de dimensions comprises entre 0,074 et 4,00 mm, plus particulièrement entre 0,149 et 4,00 mm et, de préférence entre 0,42 et 2,00 mm, ce filet ou cette plaque étant enroulé sur un tambour cylindrique creux 810 La paroi latérale cylin- drique du tambour 81 est percée d'un grand nombre de trous 83 dont la section longitudinale présente avantageusement une conicité orientée vers l'intérieur. Chaque trou 83 comprend une partie intérieure 84 et une partie extérieure 85 dont le diamètre est supérieur à celui de la partie intérieure 84, comme montré sur les figures 9 et 10. Les trous 83 ont une section droite circulaire. Les fibres projetées contre la surface du collecteur 8 sont séparées du courant 7 et forment l'étoffe non tissée 1. Cette dernière ainsi formée est compri- mée par un élément presseur 9 de manière à avoir une épaisseur prédéterminée, et elle est enroulée sur un bobinoir 13 après etre passée sur des rouleaux 71 et 71'. L'élément presseur 9 comprend un filet ou une plaque poreuse de meme nature que celui ou celle du collecteur 8, ce filet ou cette plaque passant sur des tambours 91 et 91' analogues au tambour 81. Une zone 12 de collecte de fibres est définie entre le collec- teur 8 et l'élément presseur 9. Un pulvérisateur 14 projette un fluide de refroidissement sur le collecteur 8 si cela est necessaire. 6. L'étoffe non tissée selon l'invention peut etre produite efficacement par la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus. La figure il montre schématiquement le procédé par lequel les fibres forment une étoffe. Lorsque le courant 7 formé par plusieurs fibres longues est projeté dans la zone 12 de collecte définie entre le collecteur 8 et l'élément presseur 9, les fibres s'entremêlent et s'empilent les unes sur les autres pour former une étoffe non tissée 1. Le plan de coupe longitudinal de l'étoffe non tissée 1, indiqué en A sur la figure 1, peut présenter diverses configurations, comme montré sur les figures 3 à 7, ces configurations dépendant de l'angle sous lequel le courant 7 de fibres est projeté et/ou des positions relatives du collecteur 8 et de l'élément presseur 9. En particulier, si le courant 7 de fibres est projeté sous un petit angle, ou bien si le collecteur 8 et l'élément presseur 9 sont davantage espacés l'un de l'autre, les minces couches 4, 4' et 4" ont tendance à s'étendre à peu près en ligne droite, comme montré sur la figure 4. Par contre, si le courant 7 de fibres est projeté sous un grand angle, ou bien si le collecteur 8 et l'élément presseur 9 sont rapprochés l'un de l'autre, les minces couches 4, 4' et 4" prennent une forme coudée à angle vif, comme montré sur la figure 6. L'étoffe non tissée selon l'invention, produite comme décrit ci-dessus, présente un toucher fin, est volumi- neuse ou gonflante, et donne d'excellents résultats, impossi- bles à obtenir avec toute autre étoffe non tissée connue, lorsqu'elle est utilisée pour la fabrication de matières filtrantes, de tapis, de supports pour cuir synthétique, etc. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent etre apportées à l'étoffe non tissée décrite et repré- sentée sans sortir du cadre de l'invention. 7. REVENDICATIONS 1. - Etoffe non tissée, caractérisée par plusieurs fibres longues, enchevêtrées et empilées, définis- sant un plan de coupe qui s'étend entre une première surface de l'étoffe, ou une partie de cette surface, et une autre surface de l'étoffe, ou une partie de cette autre surface. 2. - Etoffe non tissée selon la revendication 1, caractérisée en ce que les fibres ont un diamètre d'environ 0,1 à environ 30 pm. 3. - -Etoffe non tissée selon l'une des revendica- tions 1 et 2, caractérisée par un poids par unité de surface d'environ 5 à environ 2000 g/m 4. - Etoffe non tissée selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par une épaisseur d'environ 0,5 à environ 100 mm.