Brevet FR2612951A1 — publié le 19880930

PRODUIT NON-TISSE A BASE DE FIBRES DOTEES DE PROPRIETES ADHESIVES L'invention concerne un produit non-tissé à ba- sée de fibres composé totalement ou partiellement de fi- 5. bres dotées de propriété adhésives ou de soudage. Les produits non-tissés à base de fibres sont souvent des matériaux poreux ressemblant à des textiles, habituellement sous forme de nappes ou étoffes, et fa- briqués par un procédé autre que ceux auxquels on a com- munément recours, c'est-à-dire filage, tissage, tricota- ge et tressage. Les fibres utilisées dans la production de products nontissés à base de fibres peuvent être des fibres naturelles ou synthétiques, ou des mélanges de celles-ci. La cohésion ou malntien des nappes de fibre ensemble peut reposer sur des propriétés de liaison en- tre les fibres ou encore cette cohésion peut être obte- nue grâce à différents agents de liaison ou soudage et de plus. on peut mettre en oeuvre de nombreux autres procédés de liaison ou soudage dans la fabrication de ces produits, par exemple la liaison des fibres par thermosoudage ou soudage par fusion. La présente invention concerne des nappes de fi- bres non-tissees dans lesquelles la liaison ou soudage est réalisée en utilisant des fibres qui possèdent des propriétés de soudage spéciales, ces fibres étant ajou- tées à la nappe de fibres a souder, ou encore peuvent constituer la matière brute du produit de fibres. Habi- tuellement, les fibres de liaison utilisées dans ce type de procédé sont d'origine synthétique, il peut s'agir par exemple de fibres polymères qui ont été ramollies ou partielement fondues à l'aide d'un traitement chimique ou thermique afin d'obtenir les propriétés de soudage souhaitées. Les aptitudes d'utilisation de fibres présentant des propriétés d'agent de liaison ou de soudage sont fonction des fibres à souder d'une manière générale, ou de l'utilisation prévue du produit, et des propriétés de résistance mécanique du produit obtenu à l'aide des fi-' bres servant d'agents de soudage ou fibres adhésives. Les fibres d'origine cellulosique possédant des proprié- tés de soudage sont, par exemple, des fibres de cellulo- se broyées, des fibres à base de dérivées de cellulose telles que des fibres de cellulose carboxyméthylée et carboxyéthylée, et des fibres de viscose préparées par des procédés spéciaux. La plupart des fibres adhésives sont de nature telle qu'elles portent atteinte aux ca- ractéristiques, leur conférant une ressemblance avec un produit textile. Par conséquent, un besoin considérable se fait sentir dans le commerce pour des fibres à l'aide desquelles on puisse souder des nappes de fibre naturel- les ou artificielles sans nuire aux caractéristiques textiles des produits. Depuis longtemps, les fibres de viscose consti- tuent une fibre de cellulosique importante, utilisée sur une grande echelle en tant que matièere brute de fibres pour des produits du type textile. Parmi les inconve- nients des fibres de viscose, on peut citer les résis- tances insatisfaisantes à l'état humide et à l'état sec des nappes de fibres réalisées à partir de celles-ci lorsque l'on n'a pas utilisé d'agents de soudage séparés ou des fibres adhésives. L'utilisation de fibres de vis- cose est sur le déclin, par suite entre autres choses, des ratons pr; cztees et de plus a cause du fait que les procédés appliqués dans la fabrication-des fibres de viscose comprennent des étapes au cours desquelles des substances fortement nuisibles à l'environnement sont utilisées. Par conséquent, un besoin considérable existe dans le commerce pour des fibres avec lesquelles, on puisse obtenir des propriétés telles que la porosité, la résistance, l'absorptivité vis-à-vis de l'eau, etc. De façon particullére, il existe un besoin pour des fibres qui confèrent ces propriétés textiles aux produits de fibres, fabriqués en ayant recours aux procédés par voie humide. La présente invention concerne un produit à base de fibres comportant des fibres possédant des propriétés adhésives. Les propriétés adhésives signifient que ces fibres présentent des aptitudes de liaison ou de soudage par rapport à une autre fibre ou qu'elles possèdent ces aptitudes de liaison ou de soudage entre elles, auquel cas, le produit à base de fibres peut être même exclusi- vement constitué par des fibres adhésives. Dans l'appli- cation standard, l'effet de l'invention ressort le mieux dans le cas o il s'agit d'unir des fibres qui ne possè- dent pas de propriétés de soudage inhérentes, Il est également possible lors du formage du produit, d'utili- ser des procédés mécaniques qui améliorent par exemple la résistance à l'état humide ou à l'état sec de la nap- pe de fibres ou lui confèrent d'autres propriétés avan- tageuses. L'objet de la présente invention se rapporte un produit nontissé à base de fibres qui est constitué totalement ou partiellement de fibres capables de former des liaisons avec des fîjis naturelles ou artificielles de type identique ou différent. Un objet de l'invention concerne un produit non-tissé à base de fibres qui contient des fibres naturelles ou artificielles dépour- vues de proprietes de liaison et de fibres dotées de ces propriéetes de l aison ou suudaze. Un autre objet de l'invention consiste à réaliser un produit non-tissé à base de fibres dans lequel les fibres naturelles ou ar- tificielles connues jusqu'à présent et utilisées de fa- çon traditionnelle, présentent les inconvénients cités, ont été totalement ou partiellement remplacées par des fibres ne présentant pas d'inconvénients équivalents et qui, de plus, sont capables d'établir des lîalsons-avec des fibres naturelles ou artificielles et à partir des- quelles les nappes peuvent être fabriquées sur des 2 6 1 2 9 5 1 machines à papier. Le produit non-tissé à base de fibres de l'in- vention dont le matériau à base de fibres comprend to- talement ou partiellement des fibres capables de former des liaisons avec des fibres naturelles ou artificielles de type identique ou différent est caractérisé en ce que les fibres capables de former des liaisons sont des fi- bres de carbamate de cellulose. La présente invention offre plusieurs avantages importants. Premièrement, les fibres artificielles à ba- se de cellulose et communément utilisées dans-la fabri- cation de produits non-tissés à base de fibres, telles que de fibres de rayonne de viscose peuvent être totale- ment ou partiellement remplacées par des fibres de car- bamate de cellulose. En remplaçant des fibres de viscose partiellement ou entièrement, on obtient des produits suffisamment resistants sans utiliser des agents de liaison séparés. La possibilité de remplacer des fibres de viscose constitue déeà un avantage en soi étant donrne que le procédé de fabrication de fibres de viscose est très polluant pour l'environnement et qu'il existe par conséquent un besoin de remplacer ces fibres. La fibre de polypropylène est une autre qualité de fibre utilisée traditionnellement et qui ne présente pas de propriétés de résistance en l'absence de soudage réalisé par des agents de liaison ou par soudage par fusion. L'invention enseigne qu'il est possible de rem- placer avantageusement un partie des fibres dans des nappes en non-tissé à base de fibres. par exemple 1-90 X par des fibres de carbamate de cellulose, capables de former des liaisons avec les autres fibres dans le pro- duit à base de fibres. Cette variante se situe également dans la portée de l'invention selon laquelle le matériau fibreux du produit à base de fibres est entièrement rem- placé par du carbamate de cellulose. Dans la fabrication de la nappe de fibres, tout procédé typique appliqué à la fabrication des nappes nontissées peut être mis en oeuvre tel que par exemple, des procédés par voie humi- de, des procédés de tricotage a l'eau, etc. Des nappes peuvent également être formées par cardage ou par d'au- tres procédés à l'état sec et les nappes peuvent être soudées par humidification. Au besoin, on peut ajouter d'autres substances auxiliaires à la nappe telles que des résines résitantes à l'humidité, ou des matières de charge ou de remplissage, etc. Dans les exemples ci-après, on a utilisé les fi- bres suivantes dans la fabrication de nappes en non- tisse à base de fibres: Fibres de cellulose: fibres de cellulose de sulfate de pin, broyées dans un appareil de type hollander de labo- ratoire jusqu'à une finesse de 20'SR. Les fibres sont stockées à l'état humide entre le broyage et le formage en feuilles ou nappes. Fibres de viscose: 1,7 dtex, longueur 6 mm (fabriquées par la Société Sateri Oy), présentant les caractéristi- ques suivantes: - Résistance sous conditionnement d'air 1,8 min à l'état humide 0,9 min - Allongement sous conditionnement d'air 25 I max. à l'état humide 32 'Z max. - Taux d'inhibition d'humidité 18-20 g H2Og - Taux de rétention d'humidité 100-110 Z. Les fibres de carbamate utilisées dans les exem- ples ont été filées en laboratoire à partir de carbamate de cellulose, préparé à partir de cellulose blanchie, puis elles ont été irradiées par rayonnement électroni- que pour que la cellulose ait un degré de polymérisation DP = 470. On a imprégné la cellulose d'une solution d'imprégnation contenant 58 Z en poids d'ammoniac, 26 Z en poids d'eau et 16 1 en poids d'urée. Après imprégna- tion, on a évacue l'ammoniac par évaporation, et les fibres lmprégnées d'urée ont été traitées thermiquement a 140'C, pendant 3 heures. Les fibres de carbamate de cellulose ainsi obtenues présentaient les caractéristi- ques suivantes: Teneur en azote 2,6-2,9 Z N DP 280-290 Indice de colmatage (-5'C) 220-345 Viscosité mesurée par viscosimé- tre à chute de billes (20'C) 3,6-4-4 Pas Une solution de filage pour fibres de carbamate a été préparée à partir 7,3 % en poids de carbamate de cellulose fabriquée comme décrit ci-dessus, 8 % en poids d'hydroxyde de sodium et 0,5 % en poids d'oxyde de zinc. Les fibres ont été filées à partir de cette solution une solution d'acide sulfurique/sulfate de sodium contenant 79-80 g/1 de sulfate de sodium et 10,8 g/l de zinc. Les fibres ainsi filées présentaient les caractéristiques suivantes après neutralisation et lavage: Teneur en azote 2.18 % N dtex. 1,5 Résistance 2,25 cN/dtex Allongement 8,6 Z EXEMPLE 1 On a effectué une comparaison entre des produits non-tissés à base de fibres contenant respectivement des fibres de cellulose, des mibres de viscose, et des fi- bres de carbamate de cellulose réalisées dans un moule pour feuilles ou nappes. Le poids par mètre carré des feuilles ainsi obtenues est en moyenne de 60 g/m. Les caractéristiques de résistance des produits à base de fibres ainsi obtenus sont présentées dans le Tableau 1. TABLEAU 1 Résistance de Allonge- Résistance de Allonge- CELL VISC CARB rupture à la ment rupture à la ment à traction à traction à l'état l'état sec l'état humide humide Z Z Z MPa Z MPa Z -- 25 20,1 3,1 0,95 - 2,5 O 75 25 -- 16,7 3,6 0,57 3,2 67 -- 33 18,9 3,3 0,94 2.9 67 33 -- 13,0 3,3 0,46 3,5 -- 50 12,5 2,7 0,72 2,6 50 -- 5,6 2,5 0,30 3,7 33 -- 67 18,9 3,3 0 94 2,9 33 67 -- 10,8 2,4 0,62 2,4 CELL = Cellulose VISC = Viscose CARB = Carbamate de cellulose Les résultats du Tableau 1 montrent qu'en utili- sant des fibres de carbamate de cellulose, on obtient des caractéristiques de résistance sensiblement meilleu- res que ce n'est le cas lorsqu'on utilise des fibres de viscose; par conséquent, on peut avantageusement rem- placer les fibres de viscose par des fibres de carbamate de cellulose, et l'on obtient de meilleures caractéris- tiques de résistance. EXEMPLE 2 On a comparé des produits non-tissés à base de fibres.réalisé dans un moule pour feuilles, les fibres étant des mélanges de fibres de viscose et de fibres de carbamate de cellulose. Le poids moyen par mètre carré des feuilles était de 29,6 g/m. Les caractéristiques de résistance des produits a base de fibres ainsi obtenus sont présentées dans le Tableau 2. TABLEAU 2 Résistance de rupture Allongement CELL VISC CARB à la traction à l'état sec Z Z X MPa -- -- 100 12,8 1,4 -- 50 50 2,38 0,6 -- 80 20 0,37 0,5 CELL = Cellulose VISC = Viscose CARB = Carbamate de cellulose Le Tableau 2 révèle que plus la proportion des fibres de viscose remplacées par des fibres de carbamate de cellulose est élevée, comme cela est enseigné par l'invention, meilleures sont les caractéristiques de résistance obtenues. EXEMPLE 3 On a étudié l'incidence sur les caractéristiques de résistance des nappes en non-tissé réalisées à partir de fibres de carbamate de cellulose dotées d'une résine résistante à l'humidité. Les nappes avaient un poids 2 2 moyen par m de 33 g/m. On a ajouté de la résine résistante à l'humidité de la marque "Kymmene 558" aux fibres de cellulose à raison d' 1 Z en poids, suivi de chauffage pendant 1 heure. Les caractéristiques de ré- sistance des produits ainsi obtenus sont lndiquees au Tableau 3. Z612951 TABLEAU 3 Résistance de Allonge- Résistance de Allonge- Tempé- rupture à la ment à rupture à la ment à rature traction à l'état traction à l'état l'état humide humide l'état sec sec MPa Z MPa Z 0,40 1,8 8,7 0,9 0 105 1,07 3,4 9,9 1,1 1,33 4,1 11,9 1,5 1,95 5,3 12,1 1,6 Les résultats montrent que des additifs utilisés de façon traditionnelle pour augmenter la résistance à l'état humide peuvent également être utilisés lorsque l'on met en oeuvre des fibres-adhésives ou de soudage selon l'invention. -2612951 REVENDICATIONS 1. Produit non-tissé à base de fibres dans lequel le matériau fibreux consiste totalement ou par- tiellement en fibres qui sont capables de former des liaisons avec des fibres naturelles ou artificielles de type identique ou différent, caractérisé en ce que les fibres capables de former des liaisons sont des fibres de carbamate de cellulose. 2. Produit non-tissé à base de fibres selon la revendication 1, caractérisé en ce que les fibres natu- relles ont été sélectionnées à partir du groupe; cellu- lose, chanvre, laine, coton. 3. Produit non-tissé à base de fibres selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fibre artifi- cielle a été sélectionnée à partir du groupe: viscose, acétate de cellulose, polypropylene, polyester, polya- mide. 4. Produit non-tissé à base de fibres selon l'une quelconque des revendications précédentes, carac- térisé en ce qu'il contient de plus une résine résistan- te à l'humidité.