Brevet FR2721949A1 — publié le 19960105

DESCRIPTION La présente invention concerne le domaine des produits non- tissés obtenus par extrusion et a notamment pour but de permettre la réalisation de non-tissés, à une ou à plusieurs couches, par exemple trois, présentant des caractéristiques mécaniques supérieures et un toucher plus doux par rapport aux non-tissés actuels, plus particulièrement ceux réalisés à base de polypropylène ou de polyéthyléne. Ainsi, les modules d'élasticité et de déformation, ainsi que la tension de rupture des non-tissés selon l'invention devront être sensiblement plus élevés que ceux de ces derniers non-tissés. De plus, les non-tissés conformes à l'invention devront présenter une résistance aux rayons gamma améliorée. A cet effet, la présente invention a pour objet un non-tissé formé de filaments continus, caractérisé en ce qu'au moins une partie desdits filaments obtenus à partir d'au moins un mélange, à un taux déterminé, de polyéthylène et de polypropylène présentent des grades inférieurs à 200 (unités SI, à 230 C), le rapport des viscosités dynamiques entre constituant majoritaire et constituant minoritaire dudit ou desdits mélange(s) étant compris entre 0,3 et 2,3. L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un nontissé tel que décrit ci-dessus, caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement à introduire, le cas échéant à partir d'un réservoir et sous forme granuleuse ou poudreuse, une masse solide d'un mélange de polyéthylène et de polypropylène dans au moins une extrudeuse chauffée, à chauffer de manière contrôlée ladite masse en la travaillant, afin d'obtenir un mélange homogène de polymères fondus, présentant une viscosité déterminée, à transporter ensuite ledit mélange fondu jusqu'à au moins un dispositif de filière pour la formation de filaments, à refroidir et à étirer les filaments ainsi obtenus, à déposer lesdits filaments, sans orientation préférentielle, sur un tapis collecteur circulant, de manière à former une nappe ou un voile non-tissé et, enfin, à solidariser lesdits filaments de ladite nappe entre eux au niveau d'au moins une partie de leurs point de croisement mutuels, et, le cas échéant, à traiter lesdits filaments de ladite nappe ou dudit voile par immersion, enduction, imprégnation ou pulvérisation. L'invention sera à présent décrite plus en détail sur la base d'exemples de réalisation préférentiels mais non limitatifs, la description ci-après étant illustrée par les dessins annexés, dans lesquels: les figures lA et lB représentent les tensions de rupture, pour une largeur d'échantillons de 5 cm, d'un échantillon de référence (REF) et de six échantillons, (3A, 1G, 2B, 3H, K2, L) réalisés en des non-tissés selon l'invention, ce dans la direction machine (Fig. 1A) et dans la direction transversale (Fig. lB) à la direction machine; les figures 2A et 2B représentent les allongements avant rupture des sept échantillons précités, respectivement dans la direction machine (Fig. 2A) et dans la direction transversale (Fig. 2B) à celle-ci, et, les figures 3A et 3B représentent le travail avant rupture des sept échantillons précité, respectivement dans la direction machine (Fig. 3A) et transversalement à cette dernière (Fig. 3B). Conformément à l'invention, au moins une partie des filaments continus ou discontinus formant le non-tissé objet de la présente demande sont obtenus à partir d'au moins un mélange, à un taux déterminé, de polyéthylène et de polypropylène présentent des grades inférieurs à 200 (unités SI, à 230 C), le rapport des viscosités dynamiques entre constituant majoritaire et constituant minoritaire dudit ou desdits mélange(s) étant compris entre 0,3 et 2,3. Les filaments constitutifs dudit non-tissé selon l'invention présentent avantageusement un titre compris entre 0,5 dtex et 5 dtex, préférentiellement entre 0,5 dtex et 2,5 dtex. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le polypropylène et le polyéthylène présents dans le mélange présentent des grades inférieurs à 100, le rapport de viscosités dynamiques entre constituant majoritaire et constituant minoritaire étant compris entre 0,4 et 1,5. En outre, afin de favoriser l'extrusion des mélanges polypropylène/polyéthylène précité, lesdits mélanges de polymères, ainsi que les filaments résultants, peuvent contenir jusqu'à 10 % en poids d'un copolymère de polyéthylène/polypropylène. De manière avantageuse, tous les filaments constitutifs du non-tissé conforme à l'invention sont obtenus à partir d'un mélange polypropylène/polyéthylène intégrant en outre, le cas échéant, jusqu'à 10% en poids d'un copolymère. Le non-tissé selon l'invention pourra consister, soit en une nappe ou en un voile à une seule couche ou épaisseur, soit en plusieurs nappes ou couches superposées et assemblées entre elles, chacune desdites couches ou nappes étant au moins partiellement constituée de filaments obtenus à partir d'un mélange polypropylène/polyéthylène, les taux des mélanges pouvant être différents pour chacune desdites couches ou nappes. En vue de renforcer la structure des non-tissés conformes à l'invention, les filaments d'une même nappe ou, le cas échéant, les filaments d'au moins deux nappes différentes, sont liés entre eux par thermosoudage, obtenu par exemple par calandrage à chaud. De plus, dans la perspective d'applications spécifiques, lesdits filaments peuvent présenter des propriétés hydrophiles ou hydrophobes, obtenues, par exemple, par extrusion dans la masse, imprégnation ou pulvérisation d'agents tensio-actifs. Conformément à un mode de réalisation préférentiel de l'invention, la polyéthylène utilisé consiste en un polyéthylène à haute densité présentant un grade compris entre 25 et 35, préférentiellement environ égal à 30, ou en un polyéthylène linéaire de faible densité présentant un grade compris entre 60 et 70, préférentiellement environ égal à 65. De même, le polypropylène utilisé présente préférentiellement un grade compris entre 15 et 85. Le tableau 1 ci-après montre, à titre d'exemple, différents exemples de mélanges polypropylène/polyéthylène permettant d'obtenir des non- tissés conformes à l'invention (non-tissés monocouche ayant un grammage de 20 g/m-. TABLEAU 1 Echantillons Composition du Titre des fila Rapport des mélange en poids ments en dtex viscosités dyn (maj./min.) Ref 100 % de PP (A) 2 3 A 25 % DE PE(A)) % de PP(B) 1,9 0,5 1 G 25 % de PE(B) % de PP(C) 1,8 1,1 3 H 49 % de PE(B) 51% de PP(B) 2 1 2 B 49 % de PE(A) 51 % de PP(B) 1,9 0,5 K2 75 % de PE(B) % de PP(D) 2 0,5 L1 75 % de PE(B) % de PP(C) 2, 2 0,9 Dans le tableau précédent, PE(A) représente un polyéthylène linéaire de faible densité, de grade , connu sous la désignation NCPE 80651-butène par la société NESTE OY; PE(B) représente un polyéthylène haute densité, de grade 30, connu sous la désignation NCPE 7028 par la société NESTE OY; PP(A) représente un polypropylène de grade 25, connu sous la désignation 3250 YR1 par la société APPRYL; PP(B) représente un polypropylène de grade 18, connu sous la désignation 3180 YR1 par la société APPRYL; PP(C) représente un polypropylène de grade 37, connu sous la désignation VC 3734 par la société NESTE OY; PP(D) représente un polypropylène de grade 80, connu sous la désignation VC 90E par la société NESTE OY. Les figures 1 à 3 montrent, sur la base des différents échantillons du tableau 1, que grâce aux mélanges proposés, les caractéristiques mécaniques des non-tissés peuvent être nettement améliorées par rapport à un non-tissé réalisé uniquement à partir d'un polypropylène, du fait notamment d'une soudure plus facile du polyéthylène contenu dans les filaments, lors du calandrage à chaud et d'une répartition plus uniforme des filaments. La présente invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un non-tissé tel que décrit ci-dessus, consistant essentiellement à introduire, le cas échéant à partir d'un réservoir et sous forme granuleuse ou poudreuse, une masse solide d'un mélange de polyéthylène et de polypropylène dans au moins une extrudeuse chauffée, à chauffer de manière contrôlée ladite masse en la travaillant, afin d'obtenir un mélange homogène de polymères fondus, présentant une viscosité déterminée, à transporter ensuite ledit mélange fondu jusqu'à au moins un dispositif de filière pour la formation de filaments, à refroidir et à étirer les filaments ainsi obtenus, à déposer lesdits filaments, sans orientation préférentielle, sur un tapis collecteur circulant, de manière à former une nappe ou un voile non-tissé et, enfin, à solidariser lesdits filaments de ladite nappe entre eux au niveau d'au moins une partie de leurs point de croisement mutuels, et, le cas échéant, à traiter lesdits filaments de ladite nappe ou dudit voile par immersion, enduction, imprégnation ou pulvérisation. Ces dernières opérations sont effectuées par l'intermédiaire d'un poste de calandrage et d'un poste de traitement correspondant à travers lesquels le voile ou la nappe non-tissée peut passer après sa formation. Toutefois, les opérations de traitement précitées des filaments après extrusion, peuvent être remplacées ou être complétées par une extrusion dans la masse d'agents ou d'additifs correspondants, par exemple d'agents tensio-actifs, introduits dans le mélange de polymères avant extrusion ou au cours de l'extrusion des filaments formant le non-tissé, en vue de l'obtention, notamment, de propriétés hydrophobes ou hydrophiles. Ensuite, le voile ou la nappe non-tissée est naturellement mis en laize et enroulé(e) au niveau d'un poste à enrouleuse adapté. La ou les extrudeuse(s) utilisée(s) sont (est) du type monovis et présente(nt) une vis d'un diamètre de 90 mm environ et d'un rapport de 26 environ. Le corps de la ou des extrudeuse(s) est entouré d'une pluralité de colliers de chauffage délimitant, dans ledit corps, des zones de chauffage Z1 à Z5 pouvant présenter des valeurs croissantes de température entre l'entrée d'alimentation de l'extrudeuse considérée, reliée au réservoir, et la sortie de ladite extrudeuse. Selon une première variante de réalisation de l'invention, le procédé consiste à pousser le mélange fondu issu de l'extrudeuse à travers une filière composée de plusieurs champs, avantageusement sept, puis à refroidir les filaments issus de chaque champ par un flux d'air, à étirer ensuite lesdits filaments, par effet Venturi, dans des buses et, enfin, à déposer les filaments étirés sur un tapis collecteur circulant sans orientation préférentielle et de manière homogène, par l'intermédiaire de séparateurs. Un tel procédé est plus généralement connu sous la désignation LURGI dans les réalisations de non-tissés usuels. Selon une deuxième variante de réalisation de l'invention, le procédé peut également consister à pousser le mélange fondu issu de l'extrudeuse à travers une filière monobloc, puis à refroidir les filaments obtenus au moyen d'un flux d'air et à les étirer dans une fente et, enfin, à déposer lesdits filaments étirés sur ledit tapis collecteur défilant, sans orientation préférentielle et de manière homogène. En outre, un dispositif d'aspiration est situé sous le tapis collecteur, créant un effet de succion au niveau de ce dernier, destiné à plaquer les filaments contre lui. Un tel procédé est plus généralement connu sous la désignation S-Tex pour les réalisations de non-tissés synthétiques. Selon l'invention, la température de l'extrudeuse est avantageusement comprise, pour ce second mode de réalisation, entre 245 C et 295 C. Selon une troisième variante de réalisation de l'invention, le procédé conforme à l'invention peut également consister à pousser la matière fondue à travers une filière présentant une multitude de trous en ligne, puis à étirer les filaments obtenus par l'intermédiaire de courants d'air chauds circulant autour de la filière et en direction du tapis collecteur, et, enfin, à projeter lesdits filament, sans orientation préférentielle et de manière homogène, sur ledit tapis collecteur en déplacement. De manière avantageuse, la température du mélange fondu issu de l'extrudeuse est fixée, d'une part, par un premier circuit de chauffage comprenant un premier fluide caloporteur, lors de son transport de l'extrudeuse vers la filière et, d'autre part, par un deuxième circuit de chauffage comprenant un deuxième fluide caloporteur, distincts desdits premiers dispositifs et fluides, au niveau de la filière, ledit mélange fondu pouvant ainsi être porté à des températures différentes en fonction des opérations à subir. Le premier fluide caloporteur, par exemple du type connu sous la désignation marlo, pourra conférer à la masse fondue une température suffisante pour son transfert de l'extrudeuse vers la filière, alors que le second fluide caloporteur, par exemple du type connu sous la désignation dyphil, portera ladite masse fondue à une température plus important permettant son filage. En vue de garantir une qualité constante du voile ou de la nappe de nontissé, il est préférable d'alimenter la filière au moyen de pompes volumétriques reliés à la sortie de l'extrudeuse ou par l'intermédiaire d'une pompe de surpression. Le taux d'étirage des filaments est avantageusement supérieur à 100%c, et le voile ou la nappe de non-tissé obtenu(e) peut être traité(e) par imprégnation ou par pulvérisation d'agents tensio- actifs. A titre d'exemple pratique de mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, il est indiqué ci-après les valeurs des différents paramètres opératoires essentiels intervenant dans le procédé de fabrication des non-tissés monocouches selon l'invention obtenus selon la première variante de réalisation (Tableau 2). TABLEAU 2 Nature des Lieu/ Unités Valeurs paramètres objet concerné essai vitesse extrudeuse(vis) t/mn 32 pompes volum. t/mn 5 tapis m/mn 20 débit extrudeuse kg/h 31 température zone 1 C 250 5 zone 2 C 290+5 zone 3 C 290 5 zone 4 C 290 5 zone 5 C 290 5 1 circ.chauffe 0C 200 5 filière C 240 5 2 cir. chauffe C 245 5 pression extrudeuse bars n 37 surpression bars 46 pompes volum. bars ^ 24 filière bars t18 aspiration mm/CE, 50 vit. filament étirage m/s 12 taux étirage % _30 T picots C 132 15 T lisse calandre C 132 15 pression daN/cm 50 10 Conformément à une caractéristique supplémentaire de l'invention et en vue d'obtenir des produits présentant des propriétés spécifiques renforcées, il peut également être prévu de superposer plusieurs couches de filaments issues de plusieurs dispositifs de filière successifs et alimentés en mélanges à des taux différents, et à solidariser entre eux les filaments des diverses couches par calandrage à chaud. L'invention décrite dans la présente n'est pas limitée aux exemples et aux modes de réalisation mentionnés. Différentes modifications ou substitutions d'équivalents techniques peuvent être effectuées sans sortir pour autant du domaine de l'invention. 1l REVENDICATIONS 1. Non-tissé formé de filaments continus ou discontinus, caractérisé en ce qu'au moins une partie desdits filaments sont obtenus à partir d'au moins un mélange, à un taux déterminé, de polyéthylène et de polypropylène présentant des grades inférieurs à 200, le rapport des viscosités dynamiques entre constituant majoritaire et constituant minoritaire dudit ou desdits mélange(s) étant compris entre 0,3 et 2,3. 2. Non-tissé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les filaments présentent un titre compris entre 0,5 dtex et 5 dtex, préférentiellement entre 0,5 dtex et 2,5 dtex. 3. Non-tissé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le propylène et le polyéthylène présents dans le mélange présentent des grades inférieurs à 100, le rapport de viscosités dynamiques entre constituant majoritaire et constituant minoritaire étant compris entre 0,4 et 1,5. 4. Non-tissé selon la revendication I à 3, caractérisé en ce que les filaments contiennent jusqu'à 10 % en poids d'un copolymère de polyéthylène/polypropylène. 5. Non-tissé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que tous ses filaments constitutifs sont obtenus à partir d'un mélange polypropylène/polyéthylène intégrant en outre, le cas échéant, jusqu'à 10%c en poids d'un copolymère. 6. Non-tissé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il consiste en plusieurs nappes ou couches superposées et assemblées entre elles, chacune desdites couches ou nappes étant au moins partiellement constituée de filaments obtenus à partir d'un mélange polypropylène/polyéthylène, les taux des mélanges pouvant être différents pour chacune desdites couches ou nappes. 7. Non-tissé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les filaments d'une même nappe ou, le cas échéant, les filaments d'au moins deux nappes différentes, sont liés entre eux par thermosoudage, obtenu par exemple par calandrage à chaud. 8. Non-tissé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les filaments présentent des propriétés hydrophiles ou hydrophobes, obtenues par extrusion dans la masse, imprégnation ou pulvérisation d'agents tensio-actifs. 9. Non-tissé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le polyéthylène utilisé consiste en un polyéthylène à haute densité présentant un grade compris entre 25 et , préférentiellement environ égal à 30, ou en un polyéthylène linéaire de faible densité présentant un grade compris entre 60 et 70, préférentiellement environ égal à 65. 10. Non-tissé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le polypropylène utilisé présente un grade compris entre 15 et 85. 11. Procédé de fabrication d'un non-tissé selon l'une quelconque des revendications I à 10, caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement à introduire, le cas échéant à partir d'un réservoir et sous forme granuleuse ou poudreuse, une masse solide d'un mélange de polyéthylène et de polypropylène dans au moins une extrudeuse chauffée, à chauffer de manière contrôlée ladite masse en la travaillant, afin d'obtenir un mélange homogène de polymères fondus, présentant une viscosité déterminée, à transporter ensuite ledit mélange fondu jusqu'à au moins un dispositif de filière pour la formation de filaments, à refroidir et à étirer les filaments ainsi obtenus, à déposer lesdits filaments, sans orientation préférentielle, sur un tapis collecteur circulant, de manière à former une nappe ou un voile non-tissé et, enfin, à solidariser lesdits filaments de ladite nappe entre eux au niveau d'au moins une partie de leurs point de croisement mutuels, et, le cas échéant, à traiter lesdits filaments de ladite nappe ou dudit voile par immersion, enduction, imprégnation ou pulvérisation. 12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser une extrusion dans la masse d'agents ou d'additifs, par exemple d'agents tensio-actifs. 13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 11 et 12, caractérisé en ce que la ou les extrudeuse(s) utilisée(s) sont (est) du type monovis, et présente(nt) une vis d'un diamètre de 90 mm environ et d'un rapport de 26 environ. 14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisé en ce qu'il consiste à superposer plusieurs couches de filaments issues de plusieurs dispositifs de filière successifs et alimentés en mélanges à des taux différents, et à solidariser entre eux les filaments des diverses couches par calandrage à chaud.