Brevet FR2465817A1 — publié le 19810327

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une pièce préfabriquée emboutie à partir d'un non-tissé. Pour des cas d'application déterminés de produits textiles en nappes, on désire des propriétés d'aptitude à liembou- tissage. Par exemple, des filtres en étoffe ou en voiles, comme on en utilise dans les ventilateurs, sont fixés habituellement par des cadres en tissu, mati ère plastique ou métal. Ces filtres ont l'inconvénient d'avoir un effet de ventilation faible, parce que la surface qu'ils ncowrent est relativement petite. Outre une efficacité faible, il peut se produire après colmatage une surcharge du moteur du ventilateur. On a déjà essayé de surmonter ces difficultés par l'utilisation de matériau filtrant embouti à base de nappes de fibres. Mais on a constaté que ces matériaux ne se pirataient que d'une façon insuffisante aux contraintes mécaniques agissant sur eux pendant la phase d'emboutissage et qu'il se produisait notamment dans les zones allongées l'excès une rupture des fibres ou des zones de liant qui relient ensemble les fibres. Outre une stabilité de forme insuffisante, il en résultait d'importes inégalités excluant l'utilisation de matériaux de ce genre, par exemple dans le domaine de la technique des filtres. Le but de l'invention est de développer un nontissé qui, avec la garantie d'une bonne uniformité, puisse être embouti avec un rapport d'étirage par unité de surface de plus de 200 %. Par l'expression rapport d'étirage par unité de surface, on entend le quotient, multiplié par 100, de la surface de la partie emboutie par la surface du matériau utilisé. Le moyen selon l'invention d'atteindre ce but consiste en ce qu'on ajoute au non-tissé au moins 10 %, par rapport au poids des fibres, de fibres étirables avec un allongement à la rupture d'au moins 100 % 1500 en dessous du point de fusion, en ce que le non-tissé est renforcé par un aiguilletage, et en ce qu'il est embouti après un préchauffage a une température de plus de 1500C en dessous du point de fusion. Il est d'une importance essentielle que la nappe de fibre possède au moins 10 % en poids, par rapport à la quantité totale de fibres, de fibres ayant un allongement à la rupture de 100 % ou davantage à une température qui se trouve à 1500C en dessous du point de fusion, et que la nappe soit aiguilletée.Parmi les fibres disponibles dans le commerce, avec les propriétés nécessaires, on trouve par exemple "Kanekalon H.E." (marque de fabrique) de Kanegafuchi Chemical Industry Corporation, une fibre de copolymère de chlorure d'acrylonitrîle-polyvinyle; "Tetoron T-211" (marque de fabrique) de Toray Industries, Inc., fibre de polyester non étiré; "Nylon" (marque de fabrique) de DuPont, 6.6 Nylon; et '9acier MP" (marque de fabrique) de Wacker Chemie SARL, un copolymère d'acétate de polyvinyle et de chlorure de polyvinyle. Le choix des composants restants du non-tissé déformable est orienté par l'utilisation du produit final. Par exemple, si le produit final est un filtre pour une installation climatique, il est souhaitable que le non-tissé contienne 30 % ou davantage d'une fibre thermoplastique coupe-feu. Si le non-tissé sert à la séparation huile/eau, le non-tissé devrait contenir au moins 20 % d'une fibre thermoplastique présentant une bonne résistance à l'huile. Le nontissé de la composition indiquée est ensuite aiguilleté avec une densité de 10 à 300 piqûres par Cm2 > et lton obtient un non-tissé renforcé dont les fibres sont disposées de préférence dans le sens de l'épaisseur de la nappe.Si l'on désire une stabilité dimensionnelle encore plus élevée, le non-tissé peut être vaporisé ou recouvert à l'aide d'une émulsion thermoplastique de liant. Un non-tissé pour installation climatique est aiguilleté de préférence avec une densité de 10 à 100 piqûres au 2 cm . Dans le cas de non-tissé pour la séparation huile/eau , la 2 densité optimale atteint de 15 à 300 piqûres par cm . Dans ce dernier cas, les non-tissés ont de préférence une forme de pot. Il est alors avantageux que la densité du non-tissé soit choisie plus petite à l'intérieur qu'à l'extérieur. Ainsi, les propriétés de filtration sont améliorées. Le non-tissé peut être renforcé en outre par un liant thermoplastique ou réticule chimiquement. Le type utilisé d'émulsion, de dispersion ou de poudre pour le liant se détermine d'après lesconditions auxquelles est soumis le non-tissé pendant l'emboutissage et l'utilisation finale. Par exemple, si le produit final est un filtre pour installation climatique, on choisit soit une émulsion thermoplastique qui agit comme coupe-feu, soit une émulsion de liant ou une poudre de liant avec addition de résine coupe-feu. Si le matériau a former doit être utilisé comme filtre pour la séparation huile/eau, on choisit une résine résistant à l'huile comme le chloroprène, l'acrylonitrile, l'uréthanne ou la résine acrylique. Pour une dureté croissante du liant, on obtient une stabilité de forme croissante du non-tissé embouti. En cas d'utilisation d'un liant avec des propriétés élastiques, comme par exemple il est facile d'en obtenir avec les uréthannes, on obtient une liaison souple des fibres aux points de liaison. Cette liaison souple agit favorablement sur une aptitude sans dommage du non-tissé à l'emboutissage. Un non-tissé prévu pour la séparation huile/eau devrait être traité en outre avec un moyen hydrofuge résistant bien à l'huile. Des moyens hydrofuges convenables sont à base de fluor ou de silicone. Le non-tissé obtenu de la manière décrite est préchauffé à une température comprise entre 0 à 1500C en dessous du point de fusion des fibres avec un allongement à la rupture de 100 7 ou davantage à une température de 1500C. A la suite de ce préchauffage, le non-tissé est embouti en utilisant un procédé d'emboutissage sous vide ou à la presse, des matrices d'un montage particulier étant utilisées dans les deux cas. Après le refroidissement, la pièce moulée utilisable peut être enlevée. Elle se distingue par la proportion d'au moins 10 % de fibres hautement étirables, donc très résistantes au déchirement, ainsi que, par suite du renforcement par un processus d'aiguilletage, par une uniformité et une stabilité de forme particulièrement bonnes. Le rapport d'allongement par unité de surface peut être supérieur à 200 %. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se reportant aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 représente un non-tissé constitué de deux couches avant l'emboutissage; - la figure 2 représente le non-tissé de la figure 1 en coupe après l'emboutissage; et - la figure 3 représente en perspective le nontissé de la figure 2 faisant partie d'un filtre pour une installation climatique. Le non-tissé de la figure 1 se compose de deux couches 1 et 2 reliées ensemble, possédant sensiblement la même constitution et contenant chacune au moins 10 %, en poids de fibre, de fibres étirables avec un allongement à la rupture d'au moins 100 % à 1500C en dessous du point de fusion. La couche 2 est imprégnée en outre d'un produit hydrofugre à base de fluor. L'eau arrivant par le haut est donc séparée par la couche 2, par exemple d'un courant d'huile et elle est retenue dans la couche 1 d'où elle peut être évacuée par un lavage à contre-courant. Dans le cas d'un formage correspondant à la figure 2 et dans lequel au moins une partie de la surface active 3 s'étend parallèlement au sens d'écoulement du fluide à filtrer, il se forme éventuellement en outre dans la partie inférieure un bassin de décantation dans lequel peut être retenue la plus grande partie de l'eau à séparer. L'efficacité correspond en général à ce qui a été décrit ci-dessus. Si l'on impose des conditions encore plus sévères à la séparation, on peut introduire entre la couche intérieure 1 et la couche extérieure 2 une couche supplémentaire en un matériau absorbant l'eau. Une autre possibilité consiste à traiter la couche 1 avec un produit hydrophile. La figure 3 représente un filtre pour une installa tion de climatisation qui a été réalisée d'après le procédé proposé. Le non-tissé 4 à une couche contient plusieurs empreintes 5 réalisées par emboutissage. Les empreintes 5 sont remplies de matériau 6, par exemple de produit absorbant pour les odeurs désagréables. A ce produit, on peut ajouter en outre des matières bactéricides. La pièce en forme est recouverte sur le dessus par un voile mince 7 perméable à l'air, qui est collé au voisinage de la zone marginale sur le voile embouti 4. Exemple 1 Un non-tissé qui contient 40 parties de fibres 20 d/ 76 mu en poly(chlorure de vinyle/acrylonitrile), 30 parties de fibres 15d/56 mu en polyester et 30 parties de fibres 6d/52 mu en polyoîéfine- polyéthylène a été aiguilleté par une disposition d'aiguilles an mosaïque 15 x 18 x 32 x 31/2. La profondeur de pénétration des aiguil 2 les était de 10 mu et leur densité de 30 piqûres par cm . La nappe aiguilletée a été imprégnée à l'aide d'un rouleau par un latex de chlorure de polyvinylidène, de façon à obtenir finalement un non-tissé d'une d'une densité superficielle de 100 g par m , possédant une épaisseur de 1,5 mu. Ce non-tissé a été chauffé moins de 1 minute à 1300C et soumis ensuite à un emboutissage dans une matrice circulaire.La matrice contient des empreintes ou des saillies jusqu'à une profondeur de 5 cm. La pièce obtenue résiste au feu, présente une aptitude élevée au formage, estpeu sensible à la pression et possède la perméabilité élevée nécessaire pour le filtrage. Quand on la fixe par un cadre simple sur un ventilateur, on obtient un filtre bien formé. Exemple 2 Un non-tissé de 50 parties de fibres de polyester non étirées de 1,5 d/51 mm, 20 parties de fibres 4 d/51 mu en polyacrylonitrile et 30 parties de fibres 3 d/51 mu en polyamide a été 2 aiguilleté selon une densité de 100 piqûres par cm cm2, de façon à obtenir une nappe aiguilletée ayant une densité superficielle de 500 g/cm2. La nappe a été imprégnée d'un latex de chloroprène, le rapport fibre sur résine étant de 60/40. La nappe a ensuite été traitée avec un produit hydrofuge à base de fluor. La densité superficielle 2 a été ainsi augmentée de 8 g/m . La nappe est ensuite amenée pendant 3 secondes à 1300C et ensuite elle est emboutie, pour donner la pièce désirée, dans une matrice cylindrique avec des cavités et des saillies. La pièce obtenue a été utilisée pour filtrer un mélange huile-eau avec une proportion de 10 % d'eau. Le filtrat ne contenait plus qu'une petite quantité d'eau. On a constaté que le traitement du matériau du filtre par des produits hydrofuges était essentiel pour le résultat de la séparation. Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'une pièce emboutie à partir d'un non-tissé, caractérisé en ce qu'on ajoute au non-tissé au moins 10 %, par rapport au poids des fibres, de fibres étirables avec un allongement à la rupture d'au moins 100 % à 1500 en dessous du point de fusion, en ce que le non-tissé est renforcé par un aiguilletage, et en ce qu'il est embouti après un préchauffage à une température de plus de 1500C en dessous du point de fusion. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'aiguilletage est réalisé avec une densité de 10 à 300 piqûres 2 par cm 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on ajoute à la nappe de fibres un liant thermoplastique. 4. Procédé selon l'une quelconque des-revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on ajoute à la nappe de fibres un liant réticulable.