Brevet FR2537619A1 — publié le 19840615

Tissu imperméable à l'eau et son procédé de fabrication. La présente invention concerne un tissu im- perméable à l'eau du type comportant un support textile perméable et un revêtement imperméable à l'eau, en matière synthétique et adhérant intimement sur au moins l'un des c 8 tés du support textiles Ce type de tissu présente l'inconvénient de ne pas "respirer" de sorte que les vêtements réalisés avec un tel tissu sont étanches dans les deux sens et empêchent une ventilation du volume entouré par ledit vêtement. La présente invention a pour but de supprimer ces inconvénients et de proposer un tissu imperméable à l'eau mais perméable à l'air et, d'une façon générale, aux gaz. Ce but est atteint du fait que-le revêtement en matière synthétique est constitué par un film mince de polyamide coagulé présentant une structure micropo- reuse asymétrique ouverte comportant, d'une part, une couchedirectement en contact avec le support textile et munie de gros pores longilignes se développant trans- versalement à la surface du film et débouchant sur le support textile, et, d'autre part, une couche de petits pores ovo Td es ouverts qui communiquent à la fois avec les pores longilignes et la surface du film de polyamide coagulé. De préférence, on utilise un film de polya- mide 6 ou 6/6 Grâce à cette structure, on obtient un tissu qui, à la pression atmosphérique et à des faibles surpressions, est imperméable à l'eau et est toujours perméable aux gaz On a également constaté une très grande résistance du revêtement à l'abrasion et à la cassure ou rupture L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un tissu imperméable à l'eau, selon lequel on dépose sur un support-textile dont les interstices ont une largeur inférieure à Imm, un revêtement synthétique sous forme d'un film mince sur un côté du support textile tendu et l'on soumet l'ensemble à un traitement de-solidification dudit film. Jusqu'à présent, ce type-de procédé n'a pas permis d'obtenir un tissu imperméable à l'eau et permé- able aux gaz. Le but de l'invention est de supprimer cet inconvénient - Conformément à l'invention, ce but est atteint du fait qu'on étale sur le support textile sous forme d'un film liquide, d'une épaisseur au moins égale à microns, une solution acide contenant entre 20 et 30 % en poids d'un polyamide tel que du polyamide 6 ou 6/6, on neutralise aussitôt l'action de la solution acide sur le support textile et on coagule le polyamide de ladite solution en faisant passer l'ensemble constitué par le support textile et le film, à travers un bain de base, puis on lave le tissu à l'eau, on l'exprime et on le froisse pour détruire la continuité de la peau superfi- cielle du film et ouvrir les pores superficiels. On réalise ainsi un procédé de fabrication d'un tissu imperméable à l'eau et perméable aux gaz, pro- tédé qui peut être réalisé sans difficulté à l'échelle industrielle. Les objets de l'invention seront encore mieux compris à l'aide de la description suivante d'un mode de réalisation du procédé de fabrication et du tissu con- formes à l'invention, cette description étant faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure I est une vue schématique d'une installation pour la fabrication du tissu imperméable à l'eau et perméable aux gaz; la figure 2 est une vue schématique d'une coupe transversale à travers le tissu selon l'invention et la figure 3 est une microphotographie mon- trant une coupe à travers le film de revêtement du support textile. Le procédé de fabrication du tissu comprend les opérations suivantes -On choisit comme support textile Iun tissu tissé ou non tissé dont les interstices ou intervalles entre les différents fils Dpar exemple de chaîne et de trame,n'ont pas une largeur supérieure à lmm etde préfé- rence, à O,Imm, Bien entendu, l'élasticité du support textile doit être au plus égale à celle du film de revê- tement sec On prépare dans un récipient approprié le film liquide de revêtement sous forme d'une solution acide contenant de l'acide chlorhydrique d'une concentra- tion comprise entre 5 N et 7,5 N, et du polyamide 6 ou 6/6 eh des proportions en poids comprises entre 20 % et 30 % de celui de l'acide On laisse macérer le polyamide dans l'acide jusqu'à la dissolution complète du polyamide introduit dans l'acide sous forme de fils, films ou granulés On laisse macérer cette solution pendant au moins 12 heures pour assurer une bonne débullition, mais on peut aussi laisser macérer cette solution pendant trois à quatre jours sans altérer pour autant de façon notable les propriétés mécaniques du film de revêtement réalisé ultérieurement avec ladite -solution On a constaté que des proportions inférieures à 20 % en polyamide donnent des solutions acides trop liquides et difficiles, sinon impossibles à utiliser pour la réalisation d'un film sur un support textile et que des proportions quelque peu supérieures à 30 % en polyamide sont difficiles à étaler et ne débullent pratiquement plus. On prépare également dans un récipient appro- prié une base telle que de la soude caustique Bien entendu, on pourrait aussi utiliser d'autres bases, par exemple de la potasse caustique La concentration de la soude caustique peut varier entre 5 N et 10 N La base, par exemple de la soude-caustique, est utilisée pour coaguler la solution acide De bons résultats de coagulation sont obtenus avec des bases, notamment avec de la soude caustique ayant une concentration au- dessus de 5 N. Après avoir préparé la solution acide et la base telle que de la soude caustique, on déroule en continu et, de prgférence, à vitesse constante, par exemple à 5 m/min le support textile 1 d'un rouleau de stockage 2 avant d'appliquer à la racle 3 sur la face supérieure du support textile 1, la solution acide sous forme d'un film 4 dont l'épaisseur est, à l'état humide, de l'ordre de 60 microns Après une période d'attente de quelques secondes, par exemple de 5 à 10 secondes, comptée à partir de l'instant de dép St du film 4, on introduit l'ensemble constitué par le support textile letle film de solution acide 4 dans un bain de base 5, par exemple un bain de soude caus- tique Ce bain de soude caustique 5 sert, d'une part, à neutraliser l'action de la solution acide sur le sup- port textile 1 qui, dans certains cas, pourrait etre détruit ou endommagé si cette action se poursuivait trop longtemps, et, d'autre part, à coaguler le polyamide contenu dans le film de solution acide 4 Il faut remarquer que la concentration du bain de soude caus- tique 5 d'une valeur de 5 N constitue une limite inférieure qui donne encore des bons résultats, mais dès que la concentration du-bain 5 baisse, -le film 4 se voile et donne naissance à des concrétions super- ficielles La coagulation n'est alors plus assez ra- pide et la pâte de polyamide du film 4 est "remuée" par les tourbillons provoqués lors de l'introduction de l'ensemble support textile 1 film 4 dans le bain de soude caustique 5 Si l'on ne désire pas renouveler constamment le bain 5, on a donc intérêt à choisir une concentration de soude plus élevée, de préférence de l'ordre de 10 N Il a été constaté qu'avec une con- centration en soude caustique correspondant à 10 N, on obtient des films de polyamide coagulés impeccables ayant, à l'état sec, une épaisseur de 20 microns Le temps de séjour de l'ensemble support textile 1 film de solution acide 4 dans le bain de soude caustique 5 est relativement court et compris entre 8 à 16 secondes préférence, égal à 12 secondes. Grâce à ce traitement de coagulation, on obtient un film de polyamide coagulé 4 qui possède une structure microporeuse asymétrique et qui adhère intimement au support textile 1 Comme on peut le voir sur les figures 2 et 3, le film de polyamide coa- gulé 4 présente une couche extérieure 4 a dont l'épais- seur correspond à environ un tiers de l'épaisseur totale. de film 4 et qui comporte presque exclusivement des petits pores ovoïdes dont le diamètre moyen avoisine les 0,025 microns et dont la densité est de l'ordre de 5 à 15/microns Le film de polyamide coagulé 4 présente, en outre, une couche intermédiaire 4 b qui a une épaisseur correspondant à environ un tiers de l'épaisseur totale du film 4 et qui possède prin- cipalement des gros pores longilignes dont le dia- mètre moyen est de l'ordre de 1 micron et dont la densité est de l'ordre de 0,4 pores/microns de - section transversale ' Ces gros pores sont répartis de façon assez régulière et les cloisons entre gros pores longilignes situés dans la zone médiane, ou couche intermédiaire 4 b du film 4,sont truffées également des petits pores ovo 1 des analogues à ceux de la couche extérieure 4 a du film 4 (voir fig 3) Finalement, la couche intérieure 4 c du film 4 qui adhère fermement sur le tissu de support 1 et qui a une épaisseur éga- lement égale à environ un tiers de l'épaisseur totale du film 4 possède des gros pores longilignes qui se prolongent d'ailleurs dans la couche intermédiaire 4 b mais dont les parois de séparation entre pores longi- lignes voisins ne comportbet plus les petits pores ovoïdes comme c'est le cas des parois ou cloisons sépara- trices entre les pores longilignes de la couche inter- médiaire 4 b. On pense, sans en etre certain, que la couche extérieure 4 a est le résultat d'une coagulation instanta- née de la masse de polyamide provoque par une soude caustique de concentration constante et que les couches sous-jacentes 4 b et 4 c sont coagulées par une soude - caustique de concentration de plus en plus affaiblie lors de la réaction avee la couche extérieure 4 a et la couche intermédiaire 4 b Il semble que la couche exteé rieure 4 a une fois formée, emp 9 che un apport de soude caustique fraîche, de sorte que la réaction de coagula- tion est plus lente et moins brutale dans les couches sous-jacentes 4 b et 4 c et y conduit à la formation des gros pores Bien entendu, si le support textile 1 pos- sède des ouvertures suffisamment grandes pour permettre à la soude caustique également l'accès à des zones localisées de la face inférieure du film 4, celui-ci pourrait présenter à partir des zones localisées de la face inférieure une structure de pores analogue à celle se développant à partir de la face supérieure ou exté- rieure du film 4 D'une façon générale, un pore longi- ligne se développe plus ou moins en biais par rapport aux faces du film 4, et s'étend en longueur sur plus de la moitié de l'épaisseur dudit film 4 Les embouchures des gros pores sur la face inférieure du film 4 communiquent. fréquemment avec plusieurs pores longilignes. t 531619 Après un passage bref de l'ensemble support textile I film 4 dans le bain de coagulation 5, ledit ensemble ou tissu imperméable est exprimé entre les cy- lindres d'une paire de cylindres de calandrage 6, 7 et envoyé dans un bain de lavage 8 contenant généralement de l'eau o cet ensemble est libéré des restes de base et de tous les sels qui ont pu s'y former et s'y déposer. Ensuite le tissu imperméable 1,4 est exprimé entre les cylindres d'une deuxième paire de cylindres de calan- drage 9 avant d'être enroulé sur un rouleau de stockage ou être soumis à une opération de dérompage après séchage préalable du tissu 1, 4, une opération d'hydro- phobisation, etc avant d'être enroulé sur ledit rouleau 10. Il a été constaté qu'un grand nombre des embouchures des gros et petits pores de surface du film microporeux 4 sont obturées parune mince peau qui peut être détruite par l'opération de dérompage consistant à faire passer le tissu 1,4 par-dessus plusieurs barrettes de très faible diamètre et à le tordre le cas échéant entre deux barrettes successives Pour rendre le tissu 1,4 hydrophobe, on peut utiliser un bain de silicone de très faible concentration ( 0,5 % en poids de silicone) à travers lequel on fait passer le tissu 1,4 On obtient alors un tissu hydrophobe dont le film 4 comporte des pores ouverts, c'est-a-dire non bouchés - On sait qu'un support textile I en polyamide ou en textile naturel peut être attaqué par la solution acide de polyamide à partir de laquelle on va réaliser le tissu imperméable Pour éviter une attaque trop im- portante du support textile 1 entre son enduction avec la solution acide et la neutralisation de celle-ci dans le bain 5, il est avantageux d'enduire faiblement la face inférieure du support textile 1 avec une base, telle que de la soude caustique dès, ou aussitôt après, l'en- duction de la face supérieure du support textile. A cet effet, on peut prévoir en dessous de l'extrémité aval de la partie bombée vers le bas du support textile I et correspondant à la zone d'enduction acide un rouleau enducteur Il qui repose sur un rouleau de léchage 12 qui plonge partiellement dans un bain de base 13, tel qu'un bain-de soude caustique Bien entendu, la quantité de base déposée sur la face inférieure du support textile 1, en tant que film protecteur, est insuffisante pour provoquer la coagulation du-film de solution acide de polyamide 4. Un autre moyen de protection consiste à pré- voir sur la face supérieure du support textile I une couche acrylique poreuse d'une épaisseur de quelques dizaines de microns et qui isolera ledit support I du film de solution acide de polyamide 4 Autrement dit, la couche acrylique joue le rôle d'un film intermé- diaire isolant à l'encontre-de la solution acide, mais est quand même suffisamment-poreuse pour ne pas entraver les effets de la porosité du film polyamide coagulé 4. On peut encore éviter une attaque du support textile I par la solution acide de polyamide 4 en réduisant le temps entre l'application du film de'solu- tion acide et le passage du support textile enduit I dans le bain de base 5 à une durée inférieure à trois secondes Autrement dit, on procède à la coagulation du film de la solution acide 4 aussitôt après l'enduc- tion du support textile. L'installation pour la mise en oeuvre du procédé comprend successivement d'amont en aval dans le sens de défilement du support textile 1, un rouleau de stockage 2, un poste d'enduction acide 14 comprenant la racle d'enduction 3 et un dispositif d'alimentation en solution acide de polyamide non représenté, plusieurs rouleaux de renvoi 15 pour le support textile I et, le cas échéant, un dispositif d'enduction à l'envers 16 comportant le bain de base 13 ' le rouleau enducteur 11 il et le rouleau de léchage 12 un poste de coagulation 17 muni du bain de base 5 contenu dans une cuve 18 qui porte aussi deux rouleaux de renvoi 19 pour le support textile 1 et la paire de cylindres de calandrage 6,7 renvoyant la soude caustique en excès dans la cuve 18, un poste de lavage 20 dont la cuve 21 contient le bain de lavage 8, tel-qu'un bain d'eau et présente un certain nombre de rouleaux de renvoi 22 dispoes alter- nativement à la-partie haute et à la partie basse du bain 8 séparé en différents compartiments 23 par des t 8 le S de chicane 24, ainsi que la paire de cylindres de calandrage 9 pour l'exprimage du tissu imperméable 1,4; et finalement un rouleau de stockage 10 o Il est à remarquer que les opérations de rompage et/ou d'hydrophobisa tion du tissu imperméable 1,4 peuvent être réalisées après l'enroulement dudit tissu sur le rouleau de stockage 10 Bien entendu, le tissu 1,4 devra être déroulé en vue de l'exécution de ces traitements L'opération de rompage augmente considérablement la perméabilité à l'air du tissu 1,4. On a constaté une augmentation de la perméabilité à l'air de l'ordre de 50 % après le traitement de dérom- page La perméabilité mesurée sur un tissu conforme à l'invention correspond à un débit d'air de 0,1 cm 3/cm 2/sec pour une dépression de 7 cm de colonne d'eau On comprend donc aisément que le tissu selon l'invention est particulièrement approprié à la confec- tion des vêtements qui doivent être imperméables à l'eau et permettre une "respiration" sans qu'il soit nécessaire de prévoir à cet effet des ouvertures, ou passages particuliers dans lesdits vêtements. Bien entendu, les exemples précédemment décrits peuvent subir un certain nombre de modifications sans que l'on sorte pour cela du cadre de protection défini par les revendications annexées. l i* REVENDICATIONS 1 Tissu imperméable à l'eau du type comportant un support textile ( 1) perméable à l'eau et un revêtement ( 4) imperméable à l'eau en matière synthétique et adhé- rant intimement sur au moins l'un des cotés dudit support textile, caractérisé en ce que le revêtement en matière synthétique ( 4) est constitué par un film mince de poly- amide coagulé présentant une structure microporeuse asymétrique ouverte comportant, d'une part, une couche ( 4 c, 4 b) directement en contact avec le support textile ( 1) et munie de gros pores longilignes se développant transversalement à la surface du film et débouchant sur le support textile ( 1) et, d'autre part, une couche ( 4 a) de petits pores ovoïdes ouverts qui communiquent a la fois avec les pores longilignes et la surface du film de polyamide coagulé ( 4). 2 Tissu selon la revendication 1, caractérisé en ce que le film ( 4) comporte une couche intermédiaire ( 4 b) présentant des pores longilignes dont les cloisons de séparation entre lesdits pores longilignes com- portent des petits pores ovoïdes. 3 Tissu selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les petits pores ovo Tdes ont un diamètre moyen de l'ordre de 0,025 microns et une densité de 5 à 15 pores/microns 2 4 Tissu selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les gros pores longilignes ont un diamètre moyen de l'ordre de I micron et une densité de l'ordre de 0,4 pores/microns de section transversale. Tissu selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le film de polyamide coagulé 4 *a une épaisseur de l'ordre de 20 microns. 6 Procédé de fabrication d'un tissu imperméable à l'eau, selon lequel on dépose sur un support textile ( 1) dont les interstices ont une largeur inférieure à lmm,un revêtement synthétique sous forme d'un film mince ( 4) sur un c 8 té du support textile tendu et l'on soumet l'ensemble à un traitement de solidification du- dit film, caractérisé en ce que l'on étale sur le support textile ( 1) sous forme d'un film liquide ( 4), d'une épaisseur au moins égale à 50 microns, une solu- tion acide contenant entre 20 et 30 % en poids d'un polyamide tel que du polyamide 6 ou 6/6, on neutralise aussit St l'action de la solution acide sur le support textile et on coagule le polyamide de ladite solution en faisant passer l'ensemble constitué par le support textile ( 1) et le film ( 4) à travers un bain de base ( 5), puis on lave le tissu à l'eau, et on l'exprime. 7 Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'on soumet le tissu ( 1,4) préalablement séché à une opération de dérompage. 8 Procédé selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que l'on soumet le tissu 1,4 à une opération d'hydrophobisation 9 Procédé selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que l'on protege le support textile ( 1) contre l'action de la solution acide de polyamide ( 4) avant de l'introduire dans le bain de base ( 5). Procédé selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que la concentration du bain de base est comprise entre 5 N et 10 N.