Brevet FR2662711A2 — publié le 19911206

FR 2662711 A2 19911206 FR 9006838 A 19900601 i PROCEDE DE FABRICATION DE NONTISSE La présente invention constitue un développement du procédé de fabrication de nontissé et du produit décrits dans la demande de brevet principal français no 89 15892 déposée le 01 12 1989. On rappelle que, selon cette demande de brevet, on obtient un produit nontissé hydrophile réalisé à partir d'une majorité de fibres de coton écru, ou de toutes autres fibres lignocellulosiques naturelles comportant en surface une couche de matières rendant la fibre hydrophobe, en soumettant une nappe initialement non liée, formée d'au moins 70 % de ces fibres, à un traitement de liage hydraulique connu en soi Le procédé est caractérisé en ce que l'énergie totale communiquée à la nappe par l'ensemble des jets de fluide est au moins égale à un seuil minimum correspondant à la valeur à laquelle ladite nappe devient hydrophile On a en effet constaté avec surprise qu'en appliquant par les jets de fluide, une certaine quantité d'énergie à la nappe, de coton écru par exemple, on réalisait non seulement l'enchevêtrement des fibres entre elles et leur cohésion, mais aussi une modification de leur état de surface suffisante pour rendre le nontissé obtenu hydrophile. L'invention selon le brevet principal permet ainsi la réalisation d'un nontissé hydrophile constitué en majeure partie de coton écru, ou d'autres fibres aux mêmes caractéristiques, sans qu'il soit nécessaire d'appliquer un quelconque produit chimique de mouillage Le produit est en outre de fabrication économique dans la mesure o l'on peut éviter l'opération classique de débouillissage qui consiste précisément à éliminer toutes les matières cireuses et autres qui enveloppent les fibres en une gaine hydrophobe. Le nontissé quand il est constitué de coton écru se caractérise par un grand pouvoir d'absorption, du à la nature même des fibres et une mouillabilité notable. Ainsi on a réalisé un nontissé composé à 100 % de coton écru de grammage 65 g/m 2 dont le coefficient d'absorption était de 9 g/g et le temps d'immersion représentatif de sa mouillabilité de secondes. Conformément à la présente invention, on réalise un nontissé dont la mouillabilité est améliorée en associant à la nappe une feuille d'ouate de cellulose et en soumettant l'ensemble à un traitement de liage hydraulique. Le procédé est caractérisé en ce qu'il consiste à former une nappe non liée, comportant au moins 70 % de fibres de coton écru, ou d'autres fibres lignocellulosiques naturelles comportant en surface une gaine de matières hydrophobes, et la déposer sur une toile perméable; soumettre une première face de ladite nappe à un traitement d'enchevêtrement par jets d'eau; déposer sur la seconde face opposée à la première au moins une feuille d'ouate de cellulose; soumettre la seconde face ainsi revêtue à un traitement d'enchevêtrement par jets d'eau. De préférence, la nappe est constituée de 100 % de coton écru. Toutefois on peut y incorporer jusqu'à 30 % de fibres synthétiques telles que des fibres thermoliantes qui viendront consolider le nontissé obtenu après un traitement thermique approprié supplémentaire. La technique de liage hydraulique permet le traitement de nappes dont le grammage est compris entre 25 g/m 2 et 200 g/m 2 En dessous de 25 g/m 2, l'énergie libérée par les jets fluides entraînerait un déplacement important des fibres et leur incrustation entre les mailles de la toile support Il s'ensuivrait un accrochage à la toile et la formation de peluches indésirables sur le produit final Au-delà de 200 g/m 2 l'épaisseur ne permet pas un traitement en profondeur de la nappe. La quantité de fibres cellulosiques papetières que l'on incorpore ainsi dépend du grammage total et de la destination du produit selon la résistance mécanique requise Les fibres papetières peuvent ainsi constituer de 10 % à 50 % du poids total sans toutefois représenter moins de 10 g/m 2 Il est possible de superposer plusieurs feuilles d'ouate de cellulose pour atteindre le grammage souhaité. Le produit obtenu selon ce procédé présente une mouillabilité considérablement améliorée par rapport au nontissé sans apport de F fibres cellulosiques Le temps d'immersion passe ainsi de l'ordre de 30 secondes à moins de 10 secondes. D'autres caractéristiques et avantages du procédé apparaîtront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation non limitatif de l'invention, accompagnée d'un dessin en annexe représentant schématiquement une installation de traitement hydraulique. L'installation comprend une première unité de liage hydraulique ( 110) avec une toile sans fin ( 112) tendue entre des rouleaux horizontaux ( 114) de façon à former une boucle La toile est entraînée dans le sens de la flèche à une vitesse de défilement constante prédéterminée Elle comprend une portion supérieure au niveau de laquelle on a disposé une première batterie de rampes d'injecteurs ( 116) alimentées en liquide sous pression et orientées verticalement en direction de la toile Les rampes sont disposées perpendiculairement à la direction de défilement de la toile, et comportent des orifices d'injection répartis sur toute la largeur de la nappe Le nombre de rampes est variable et choisi en fonction de l'étagement des pressions souhaité De préférence il sera compris entre 3 et 10. En regard des rampes, sous la toile, des caisses aspirantes ( 118), communiquant avec une source de vide, ont pour fonction de récupérer l'eau, issue des injecteurs, qui a traversé la toile. L'installation comprend une deuxième unité de liage hydraulique ( 120) avec une toile sans fin ( 122), pour le traitement de la deuxième face Elle comprend une deuxième batterie de rampes d'injecteurs ( 126) alimentées en liquide sous pression par des conduits non représentés Les rampes sont associées à des caisses aspirantes ( 128) pour la récupération du liquide après son travail d'enchevêtrement. Comme on le voit sur la figure, la nappe de fibres ( 101) est déposée sur la toile ( 112) depuis un poste de formation de nappe, non représenté. Avant d'être acheminé à ce poste de formation de nappe, le coton est d'abord nettoyé et débarrassé de la plupart de ses impuretés telles que graines, débris de feuilles et poussières, sur du matériel textile classique, par exemple ouvreur, nettoyeur, etc Les flocons de fibres sont ensuite envoyés sur du matériel de nappage: carde, nappeuse pneumatique, etc On peut utiliser des cardes de tout type On choisit de préférence pour des nontissés légers, d'un poids inférieur à 100 g/m 2, une carde avec brouilleur de voile qui permet d'obtenir de bons rapports de résistance sens marche sur sens travers. Le nombre de voiles de carde à superposer dépend du poids au m 2 souhaité. Au lieu de former la nappe par cardage, on peut employer également des moyens pneumatiques du type RANDO, notamment pour les grammages plus élevés, jusqu'à 200 g/m 2. La nappe ( 101) ainsi formée est déposée sur la toile ( 112), en mouvement à une vitesse prédéterminée, d'o elle est entraînée vers la batterie de rampes d'injecteurs ( 116) pour le traitement sur une première face Pour assurer le prémouillage du voile (nécessaire du fait de l'hydrophobie des fibres employées), on peut, par exemple, utiliser un injecteur dont la pression est réglée à un faible niveau, sans perturber l'arrangement des fibres Les autres injecteurs sont réglés à des pressions variant de 40 à 250 bars, pour assurer l'enchevêtrement des fibres Ensuite, la nappe, ayant subi une première consolidation sur la première face, est retournée de manière à présenter vers le haut son autre face comme cela est représenté sur la figure Elle est entraînée vers la deuxième unité ( 120) o elle reçoit une feuille d'ouate de cellulose ( 103) qui est appliquée sur sa face supérieure par un cylindre presseur ( 123) La feuille d'ouate de cellulose ( 103) est alimentée de manière classique depuis un rouleau d'alimentation monté à rotation autour d'un axe horizontal. L'ensemble ( 101), ( 103) ouate sur le dessus est entraîné vers la deuxième batterie de rampes d'injecteurs ( 126) dont les jets de fluide qu'ils projettent assurent à la fois le liage des fibres de la nappe ( 101), continue leur décapage, et l'accrochage des fibres papetières ( 103) dans la nappe ( 101) Cette dernière fait office de filtre et évite que les fibres courtes ne soient entraînées sur la toile ( 122) sous-jacente. Le nontissé passe alors sur une dernière fente à vide qui permet d'évacuer la plus grande partie de l'eau Il est ensuite séché, par exemple sur un séchoir à air traversant ou sur des tambours sécheurs, non représentés Le cas échéant on lui fait subir un traitement de thermoliage si on a prévu d'incorporer des fibres thermoliantes dans le voile. On peut également prévoir, si on le souhaite, un poste de structuration hydraulique disposé avant le séchage bien sûr. Exemple: On a réalisé selon le procédé décrit ci-dessus un nontissé à partir d'une nappe de fibres de coton écru du type peigneuse La longueur moyenne des fibres était de 12 à 14 mm. Après avoir traité hydrauliquement une première face de la nappe, on a retourné celle-ci, déposé sur l'autre face deux feuilles de ouate de cellulose de 17 g/m 2 chacune, et, traité l'ensemble hydrauliquement Chaque unité de liage hydraulique était composée de 4 injecteurs dont les pressions étaient respectivement à 60, 110, 130, 70 bars A la vitesse de défilement de 30 mètres par minute, l'énergie libérée successivement par les injecteurs et mesurée au niveau des pompes par kilogramme de matière traitée est rapportée dans le tableau ci-dessous: ENERGIE PAR ENERGIE DISSIPEE INJECTEURS PRESSION (bars) RAMPE D'INJECTEURS CUMULEE (KWH/KG) (KWH/KG) 1 60 0,13 ( 1) 0,13 ( 1) 2 110 0,35 ( 1) 0,48 ( 1) 3 130 0,31 ( 1) 0,79 ( 1) 4 70 0,12 ( 1) 0,91 ( 1) 60 0,07 ( 2) 0,57 ( 2) 6 110 0,19 ( 2) 0,76 ( 2) 7 130 0,17 ( 2) 0,93 ( 2) 8 70 0,06 ( 2) 0,99 ( 2) ( 1) rapportée au coton seul, ( 2) rapportée au complexe nontissé. L'énergie globale libérée par les injecteurs est ainsi de 0,99 Kwh par kg de complexe nontissé Sur la première face l'énergie libérée sur le voile de coton seul a été de 0,91 Kwh par kg de coton Sur la deuxième face, l'énergie libérée sur l'ensemble ouate de cellulose plus coton a été de 0, 49 Kwh par kg de complexe nontissé. On a obtenu un nontissé aux caractéristiques suivantes: poids au m 2: 74 g (coton écru 40 g, ouate 34 g) épaisseur: 0,53 mm résistance à la rupture | SM: 55 N d'une éprouvette de 5 cm | ST: 21 N de large, à sec résistance à la rupture | SM: 54 N d'une éprouvette de 5 cm | ST: 21 N de large, humide allongement à la rupture | SM: 26 % (sec) | ST: 80 % temps d'immersion: 4 à 6 secondes coefficient d'absorption: 7,4 g/g. Il apparaît que le produit présente un temps d'immersion très faible, de l'ordre de 4 à 6 secondes, à comparer avec un temps d'immersion de 30 secondes pour les produits sans fibres lignocellulosiques, courtes, hydrophiles, que sont les fibres papetières. La mesure du temps d'immersion a été effectuée selon la même méthode du panier que dans la demande de brevet principal Il en est de même pour le coefficient d'absorption qui dans le cas présent est normalement plus faible que dans le cas du nontissé 100 % coton En effet le coefficient de l'ouate de cellulose est lui même plus faible, de l'ordre de 5 à 6 g/g. REVENDICATIONS 1) Procédé de fabrication par liage hydraulique d'un nontissé à partir de coton écru ou autres fibres lignocellulosiques, selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 de la demande de brevet français 89 15892, consistant à communiquer par le traitement d'enchevêtrement une quantité d'énergie suffisante pour rendre ledit nontissé hydrophile caractérisé en ce qu'il consiste: à former une nappe non liée, comportant au moins 70 % desdites fibres de coton écru ou d'autres fibres lignocellulosiques naturelles comportant en surface une gaine de matières hydrophobes, et la déposer sur une toile perméable à soumettre une première face de ladite nappe à un traitement d'enchevêtrement par jets d'eau; déposer sur la seconde face opposée à la première au moins une feuille d'ouate de cellulose et soumettre la seconde face ainsi revêtue à un traitement d'enchevêtrement par jets d'eau. 2) Procédé selon la revendication précédente caractérisé en ce que la nappe de fibres est de grammage compris entre 25 et 200 g/m 2 et la feuille d'ouate de cellulose de grammage supérieur à 10 g/m 2. 3) Procédé selon la revendication précédente caractérisé en ce que l'ouate de cellulose représente de 10 % à 50 % du poids total du nontissé. 4) Nontissé hydrophile obtenu selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le temps d'immersion d'un échantillon est inférieur à 10 secondes.