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EP0826811B1 - Matériau complexe nontisse absorbant comportant une face souple et une face rugueuse, et procédé pour son obtention - Google Patents

Matériau complexe nontisse absorbant comportant une face souple et une face rugueuse, et procédé pour son obtention Download PDF

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Publication number
EP0826811B1
EP0826811B1 EP19970420136 EP97420136A EP0826811B1 EP 0826811 B1 EP0826811 B1 EP 0826811B1 EP 19970420136 EP19970420136 EP 19970420136 EP 97420136 A EP97420136 A EP 97420136A EP 0826811 B1 EP0826811 B1 EP 0826811B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fibres
sheet
fibers
material according
making
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP19970420136
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0826811A2 (fr
EP0826811A3 (fr
Inventor
Didier Bigot
Jacques Escoffier
Clément Heintz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AHLSTROM BRIGNOUD SA
Original Assignee
Ahlstrom Brignoud AA
Ahlstrom Brignoud S A
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ahlstrom Brignoud AA, Ahlstrom Brignoud S A filed Critical Ahlstrom Brignoud AA
Publication of EP0826811A2 publication Critical patent/EP0826811A2/fr
Publication of EP0826811A3 publication Critical patent/EP0826811A3/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP0826811B1 publication Critical patent/EP0826811B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
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    • D04H1/498—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties the fleeces or layers being consolidated by mechanical means, e.g. by rolling by needling or like operations to cause entanglement of fibres entanglement of layered webs
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    • D04H13/00—Other non-woven fabrics

Definitions

  • the thickness can be of the order of a few tenths of a millimeter when making a wiping "cloth” to reach a centimeter or even more for articles of the type "sponge", the grammage being able to vary from 30 g / m2 to 200 g / m2, or even more.
  • one of the three techniques for obtaining nonwovens is used, namely the technique so-called “dry process” which consists of making a veil of fibers mechanically or aerodynamically, using conventional textile machines such as openers, carding machines, or the so-called “wet” technique, technique derived from conventional papermaking, which consists in making a suspension of fibers which are received in the form of a sheet, or the so-called “melted” technique of producing a web of continuous filaments synthetics randomly oriented with respect to each other, directly at the outlet of the extrusion dies of said filaments.
  • dry process which consists of making a veil of fibers mechanically or aerodynamically, using conventional textile machines such as openers, carding machines, or the so-called “wet” technique, technique derived from conventional papermaking, which consists in making a suspension of fibers which are received in the form of a sheet, or the so-called “melted” technique of producing a web of continuous filaments synthetics randomly oriented with respect to each other, directly at the outlet of
  • the complex obtained being subjected to a treatment to merge the free ends of the fibers synthetics of the first layer making the latter abrasive by the formation of droplets at the place of the fusion.
  • the respective grammages of the two layers are adapted according to the applications, these grammages being able go from 15 to 200 g / m2 for the second layer and from 10 to 70 g / m2 for the first layer.
  • the invention also relates to a method for producing such a product, said method consisting in make two layers of elementary fibers, the two layers being linked together downstream of the formation zone by a needling treatment by jet of fluid acting at least against the surface of the sheet comprising the fibers hot-melt intended to constitute the "scraping" side of the complex article formed.
  • the nonwoven complex formed is then dried and receiving additional heat treatment allowing partial fusion of the ends chemical fibers from the first layer that remain linked to the basic nonwoven complex.
  • a conventional machine for obtaining of a wet nonwoven for example a machine of the Hydroformer type from the company VOITH, at the outlet of which is arranged a hydraulic binding assembly, also of known type, for example a processing machine by pressurized water jet needles of the "Jet Lace" type from ICBT-PERFOJET, this machine being adjusted so that the jets act preferentially on the face of the multilayer material constituted by the sheet which contains the hot-melt synthetic fibers, which makes it possible to redirect said fibers in the Z direction of the sheet and sort of "file” them inside it.
  • a conventional machine for obtaining of a wet nonwoven for example a machine of the Hydroformer type from the company VOITH, at the outlet of which is arranged a hydraulic binding assembly, also of known type, for example a processing machine by pressurized water jet needles of the "Jet Lace" type from ICBT-PERFOJET, this machine being adjusted so that the jets act preferentially on the face of the multi
  • the second layer by the dry route, the association being carried out at the exit of the formation of this layer by relating to its surface, on the side where the action of the jets of fluid will be exerted interlacing, the first veil made wet or dry.
  • the two overlapping layers are preferably rewetted before subjecting them to the action of the entanglement jets.
  • the nonwoven complex formed is dried and then optionally impregnated with chemical binders.
  • acrylic base possibly copolymerized
  • ethylene-vinyl-acetate polyurethane ... as well as various additives allowing to reinforce properties specific such as hydrophilicity, flexibility.
  • this machine At the outlet of this machine, there is an installation interlacing by fluid jets sold by the company ICBT-PERFOJET under the name JET-LACE, this machine comprising four rows of injectors allowing the complex to be subjected to the action of jets / needles obtained from water under pressure included between 10 bars and 125 bars.
  • the number of jets / needles per meter of width of each row can vary from 800 to 1700 and is advantageously around 1000, the diameter of each injector orifice being generally between 100 and 140 microns, but possibly reaching a value of 300 microns.
  • the two tablecloths are superimposed so that the tablecloth with polypropylene fibers are at the top and, before drying, the complex is subjected to an entangling action by water jets, the four successive series of jets being obtained from of water under increasing pressure ranging from 23 bars for the first, 27 bars for the second, 55 bars for the third and also 55 bars for the fourth.
  • the action of the water jets changes the initial position of the fibers fuses and stiff which, originally, are located perfectly in the plane of the sheet, said fibers being re-oriented along the Z axis of said sheet and their extremity rising under the effect of the knots of entanglement, or even for the longest fibers forming loops between the tangles.
  • the complex is then dried and subjected to treatment inside a tunnel brought to 400 ° C (the temperature of burner in the case where the fused fibers are of the polypropylene type).
  • This heat treatment causes a partial melting of the fibers of polypropylene visible on the surface of the tablecloth making it abrasive by the formation of droplets at the point of fusion.
  • the effective temperature inside the oven is 190 ° C, i.e. higher than the melting point of polypropylene
  • the passage speed of the sheet inside the oven is such that the fibers only melt partially, other synthetic fibers (excluding any fibers binders) entering the composition of the complex being not affected by this heat treatment, thus making it possible to preserve the flexibility of the article.
  • the speed of passage of the sheet at the interior of the furnace is of the order of 90 m / min, the said furnace having a "effective" length of six meters, the nonwoven being previously preheated to a temperature of 140 ° C.
  • a sheet weighing 40 g / m2 is obtained having a flexible and absorbent face and the other side of which has abrasive properties formed by the visible ends of the fibers polypropylene.
  • this sheet can be used either as is to receive additional treatment online with a binder, in this case a polymer emulsion acrylic / vinyl acetate deposited at a rate of 10 g / m2.
  • thermobonding fibers As indicated above.
  • Such products are particularly suitable for carrying out semi-scouring or very absorbent wiping products, but could also be used in other areas, for example in the food industry, for solvent media, bench tops laboratories ...
  • a complex material according to the invention is produced by combining on the one hand a nonwoven obtained by the wet method, and on the other hand, a nonwoven obtained by dry process.
  • the nonwoven obtained by wet process made on the same machine than the previous example, has only one jet, forming in the final product about 50% of the total mass of the fibers.
  • This first layer is added, before treatment by the set of fluid jets on a card web, constituting 50% of the total weight of fibers, card web made of polyester fibers having a title of 1.7 dtex, curly, and a 38 mm cut.
  • This card veil is preferably slightly tangled with water jets beforehand ensure its cohesion and facilitate its handling.
  • the card web is located below the web produced humid, the whole being rewetted before being subjected to the action of entanglement jets made in the same manner as in Example 1.
  • the product is, as in the previous example, subjected to a heat treatment resulting in a partial melting of polypropylene fibers, making the surface where they are present abrasive.
  • a complex product is obtained, the characteristics of which are grouped in the table below.
  • Such a product which has a flexible face formed by the fibers polyester and a rough side is particularly suitable to be used as a variety of wiping materials in a manner similar to those cited in Example 1, and which have a high flexibility innovation.
  • surfactants such as alkyl -sulfonates commonly used in dishwashing liquids, these products being either added alone, or mixed with a binder. It could also be considered to add softeners, degreasers, insecticides, bactericides, flame retardants, solvents.
  • polypropylene is particularly suitable for making the face scratching the article
  • fibers of polyethylene or possibly other fibers such as fibers polyvinyl chloride derivatives whose melting point allows perform heat treatment without deteriorating the characteristics of fibers used in the constitution of the complex.
  • the choice of polypropylene as a material particularly suitable for placing work of the invention is explained by the fact, that at the date of this demand, this is the product with the best ratio price / properties (solvent resistance, stiffness, abrasiveness, skin contact and food).
  • the ply preferably constituting the flexible layer absorbent will consist of fibers selected according to characteristics primarily sought.
  • fibers selected according to characteristics primarily sought.
  • viscose or cotton if you are considering an item with good tear resistance, preferably use fiber polyamide and, if you want to improve the touch, you will use preferably acetate or cellulose fibers (artificial silk).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)

Description

De nos jours, de très nombreux produits à usage domestique, vestimentaire, hygiénique, médical, industriel... à base de matières fibreuses, sont réalisés à partir de structures textiles dites "nontissées".
Parmi ces articles, outre des matériaux d'essuyage se présentant sous la forme de feuilles relativement fines, comparables à du papier, mais ayant de très grandes propriétés d'absorption, il a été proposé de réaliser de véritables substituts d'éponge dont les dimensions (longueur, largeur et surtout épaisseur), peuvent varier dans de grandes limites en fonction de l'usage envisagé. A titre indicatif, l'épaisseur peut être de l'ordre de quelques dixièmes de millimètres lorsque l'on réalise un "torchon" d'essuyage pour atteindre un centimètre voire même plus pour des articles du type "éponge", le grammage pouvant, quant à lui, varier de 30 g/m2 à 200 g/m2, voire même plus.
Pour réaliser ces articles, on utilise l'une des trois techniques d'obtention de nontissés, à savoir soit la technique dite "par voie sèche" qui consiste à réaliser un voile de fibres par voie mécanique ou aérodynamique, en utilisant des machines textiles conventionnelles telles qu'ouvreuses, cardes..., soit la technique dite "par voie humide", technique dérivée de la fabrication conventionnelle du papier, qui consiste à réaliser une suspension de fibres que l'on réceptionne sous forme d'une feuille, soit la technique dite "par voie fondue" consistant à réaliser une nappe de filaments continus synthétiques orientés au hasard les uns par rapport aux autres, et ce directement à la sortie des filières d'extrusion desdits filaments.
Il a été proposé depuis fort longtemps d'utiliser ces technologies pour réaliser des articles multicouches, de manière à avoir des propriétés différentes sur les deux côtés de la feuille formée, par exemple une face imprimable ou imperméable et l'autre face fibreuse, ou une face imperméable et une autre face ayant un grand pouvoir d'absorption.
La présente invention a trait à un nouveau type de complexe non tissé absorbant constitué d'au moins deux nappes fibreuses superposées, liées entre elles par interpénétration des fibres dans le sens de l'épaisseur caracterisé en ce que :
  • la première nappe est constituée pour tout ou partie de fibres synthétiques thermofusibles sélectionnées de préférence dans la classe des polyoléfines ; avantageusement, cette nappe est constituée d'un mélange de fibres cellulosiques ou autres et de fibres synthétiques thermofusibles, le pourcentage de ces dernières dans la nappe étant supérieur à 30 % et de préférence supérieur à 50 % ;
  • la seconde nappe est, quant à elle, constituée de fibres naturelles et/ou artificielles et/ou synthétiques ayant une température de fusion plus élevée que ces dernières ;
  • l'association des nappes élémentaires est réalisée en les soumettant à un traitement permettant de ré-orienter les fibres synthétiques de la première nappe pour que, d'une part, elles soient intimement liées dans la structure de la seconde nappe et, d'autre part, présentent des extrémités libres ou bouclettes apparentes sur l'une des faces extérieures du complexe formé.
Les documents EP-A-0333211 et EP-A-0577156, dont le contenu est identique décrivent un procédé de fabrication d'un matériau non tissé résultant de l'entrelacement des fibres synthétiques d'une première couche, avec des fibres d'une seconde couche. Selon ces documents, le complexe obtenu peut être soumis à un traitement de liaison thermique permettant d'augmenter la dureté ou la résistance des matériaux pour liaison des fibres synthétiques entre elles sans pour autant que leur structure soit détériorée.
Le complex obtenu étant soumis à un traitement permettant de fusioner les extrémités libres des fibres synthétiques de la première nappe rendant cette dernière abrasive par la formation de goutelettes a l'endroit de la fusion.
La manière dont sont associées les nappes élémentaires sera fonction de la nature desdites nappes.
A titre indicatif mais non limitatif, cette association pourra, par exemple, être réalisée de la manière suivante :
  • par exemple dans le cas où les deux nappes élémentaires sont obtenues selon la technique dite par voie humide ou papetière, leur réalisation sera faite sur une machine permettant d'obtenir et de superposer deux jets correspondant chacun à l'une des nappes ; dans ce cas, la superposition se fera en ligne, avant même séchage, et on procédera au complexage par l'action de jets d'eau sous pression ;
  • dans le cas où les deux nappes élémentaires sont obtenues selon la technique dite par sèche, dite aussi textile, elles seront également superposées et leur liaison sera obtenue par un traitement d'enchevêtrement par jets d'eau ;
  • enfin, dans le cas où l'on réalise un complexe à partir de deux nappes obtenues par des techniques différentes, il sera possible de prélier légèrement l'une ou l'autre des nappes par un enchevêtrement obtenu au moyen de jets d'eau en évitant des liaisons bloquantes de type chimique ou thermique ; les deux nappes sont ensuite superposées et liées par enchevêtrement par jets d'eau.
Avantageusement et en pratique, conformément à l'invention :
  • les fibres synthétiques entrant dans la composition de la première nappe, sont de préférence des fibres de polypropylène ou de polyéthylène :
    • dont le titre est supérieur 5 dtex, la limite haute étant directement en relation avec la pression du fluide d'enchevêtrement da manière à assurer la solidarité des fibres avec le reste de la nappe ; la limite supérieure des fibres sera fonction des disponibilités commerciales qui, à ce jour, proposent des fibres ayant un titre de 17 dtex;
    • dont la longueur est supérieure à 5 mm, la limite supérieure dépendant essentiellement de la technique de fabrication ; ainsi, un titre plus fin entraíne l'utilisation de fibres plus courtes et, la technique par voie humide nécessite une coupe plus courte que la technique par voie sèche ;
    • dont la surface est la moins ronde possible ; ainsi, on utilisera de préférence des fibres multilobées, fibrillables ou à section aplatie, qui sont beaucoup plus réceptives à l'action des jets du fluide d'enchevêtrement;
  • s'il est préférable d'utiliser des fibres de polyoléfines ayant comme caractéristique d'avoir une densité inférieure à 1, il peut cependant être envisagé d'utiliser d'autres types de fibres, par exemple des fibres constituées d'un copolymère de chlorure de vinyle (85 %) et d'acétate de vinyle (15 %) dont la température de fusion est de l'ordre de 160 °C avec une densité de 1,37 g/cm3 ;
  • comme fibres naturelles et/ou artificielles, on peut utiliser tout type de fibres permettant d'obtenir un caractère absorbant, tel que pâte de bois, coton, linters, viscose ; dans le cas d'une fibre chimique telle que la viscose, elle sera éventuellement de section multilobée ou fibrillable de manière à optimiser l'action des jets de fluide;
  • si l'on introduit des fibres synthétiques de structure dans la seconde nappe, celles-ci auront un point de fusion supérieur à celles entrant dans la composition de la première nappe ; on utilisera par exemple des fibres de polyester ou de polyamide 6.6 (de préférence à des polyamides 6), éventuellement frisées;
  • il est possible d'ajouter éventuellement dans l'une ou l'autre des nappes un certain pourcentage de fibres dites liantes, par exemple fibres bi-componantes, dont tout ou partie de la fibre flue sur les fibres voisines lors d'un traitement thermique permettant de réaliser un "collage" rendant les fibres solidaires ; dans un tel cas, le point de fusion de la partie liante de ces fibres liantes sera inférieur au point de fusion des fibres de structure précédemment citée, mais il peut cependant être inférieur ou supérieur à celui des fibres de la première nappe destinées à apporter l'effet "grattant";
  • après superposition des deux nappes, le complexe résultant reçoit un traitement thermique destiné, d'une part, à révéler la pouvoir liant des fibres liantes qui ont été éventuellement introduites, et d'autre part et surtout, à fusionner les extrémités libres des fibres synthétiques de la première nappe de manière à amplifier l'effet "grattant";
  • avant ou après traitement thermique, il est éventuellement possible de réaliser des traitements additionnels mécaniques, tels que par exemple crêpage ou utilisation d'un appareil de type Micrex destiné à assouplir le produit ou chimiques, tels que :
    • additions d'émulsions polymères de type latex destinées à renforcer mécaniquement le produit,
    • addition d'assouplissants chimiques,
    • additions d'agents hydrophiles,
    • imprégnation de liquides dégraissants (type liquide vaisselle), protecteurs pour la peau, détachants...
Les grammages respectifs des deux couches sont adaptés en fonction des applications, ces grammages pouvant aller de 15 à 200 g/m2 pour la seconde nappe et de 10 à 70 g/m2 pour la première nappe.
L'invention concerne également un procédé permettant la réalisation d'un tel produit, ledit procédé consistant à réaliser deux couches de fibres élémentaires, les deux couches étant liées entre elles en aval de la zone de formation par un traitement d'aiguilletage par jet de fluide agissant au moins contre la surface de la nappe comportant les fibres thermofusibles destinées à constituer la face "grattante" de l'article complexe formé.
Le complexe non tissé formé étant ensuite séché et recevant un traitement thermique complémentaire permettant la fusion partielle des extrémités des fibres chimiques de la première couche qui restent liées au complexe non tissé de base.
Pour la mise en oeuvre d'un tel procédé, on peut utiliser par exemple une machine conventionnelle pour l'obtention d'un non tissé par voie humide, par exemple une machine du type Hydroformer de la Société VOITH, à la sortie de laquelle est disposé un ensemble de liage hydraulique, également de type connu, par exemple une machine de traitement par jets-aiguilles d'eau sous pression du type "Jet Lace" de la Société ICBT-PERFOJET, cette machine étant réglée pour que les jets agissent préférentiellement sur la face du matériau multicouches constituée par la nappe qui comporte les fibres synthétiques thermofusibles, ce qui permet de réorienter lesdites fibres dans le sens Z de la feuille et en quelque sorte de les "ficher" à l'intérieur de cette dernière.
Lorsque les deux couches élémentaires sont réalisées par voie humide, leur association est obtenue sur la toile d'égouttage avant traitement par jets de fluide.
Il peut également être envisagé de réaliser la seconde couche par voie sèche, l'association étant réalisée à la sortie de la formation de cette couche en rapportant à sa surface, du côté où va s'exercer l'action des jets de fluide d'entrelaçage, le premier voile réalisé par voie humide ou par voie sèche. Dans un tel cas, les deux couches superposées sont de préférence réhumidifiées avant de les soumettre à l'action des jets d'enchevêtrement.
Après réalisation, le complexe non tissé formé est séché puis éventuellement imprégné de liants chimiques de base acrylique (éventuellement copolymérisé), éthylène-vinyle-acétate, polyuréthane.... ainsi que divers adjuvants permettant de renforcer des propriétés spécifiques telles que l'hydrophilie, la souplesse.
Après séchage, on réalise, de préférence sur la même machine, un traitement thermique permettant de provoquer la fusion partielle des extrémités des fibres chimiques de la couche supérieure qui restent liées au complexe nontissé de base, les extrémités fondues augmentant et magnifiant l'effet de rugosité.
L'invention et les avantages qu'elle apporte seront cependant mieux compris grâce aux exemples de réalisation donnés ci-après à titre indicatif mais non limitatif.
Ces exemples sont réalisés sur une machine papetière conventionnelle du type Hydroformer VOÏTH, adaptée pour comporter deux arrivées de suspension distinctes et permettant donc de produire une feuille multicouches.
A la sortie de cette machine, est disposée une installation d'entrelaçage par jets de fluide commercialisée par la Société ICBT-PERFOJET sous la dénomination JET-LACE, cette machine comportant quatre rangées d'injecteurs permettant de soumettre le complexe à l'action de jets/aiguilles obtenus à partir d'eau sous pression comprise entre 10 bars et 125 bars. Le nombre de jets/aiguilles par mètre de largeur de chaque rangée peut varier de 800 à 1700 et est avantageusement de l'ordre de 1000, le diamètre de chaque orifice d'injecteur étant en général compris entre 100 et 140 microns, mais pouvant éventuellement atteindre une valeur de 300 microns.
Exemple 1
Sur une machine papetière du type précité, on réalise un complexe non tissé conforme à l'invention à partir de deux suspensions fibreuses ayant les compositions suivantes :
  • pour la couche supérieure qui sera ultérieurement soumise à l'action préférentielle des jets d'aiguilletage, et qui constitue globalement 23 % de la masse fibreuse totale du complexe après formation, une suspension d'un mélange comportant :
    • 50 % de fibres de polypropylène (titre 6,7 dtex, coupe 6 mm, section ronde) ; ces fibres sont teintées dans la masse, ce qui permet, dans le produit final, de pouvoir identifier visuellement les différentes couches du produit fini.
    • 50 % de fibres cellulosiques constituées de fibres papetières longues obtenues à partir de pin sylvestre.
  • pour la couche inférieure formant la seconde nappe souple et avantageusement absorbante, et qui constitue globalement 77 % de la masse totale fibreuse dans le complexe final, une suspension comprenant :
    • 67 % de fibres cellulosiques longues obtenues à partir de pin sylvestre,
    • 33 % de fibres de polyester titre 1,7 dtex - coupe 18 mm - section ronde.
Les deux nappes sont superposées de telle sorte que la nappe comportant les fibres de polypropylène se trouvent à la partie supérieure et, avant séchage, le complexe est soumis à une action d'enchevêtrement par jets d'eau, les quatre séries successives de jets étant obtenues à partir d'eau sous pression croissante allant de 23 bars pour la première, 27 bars pour la seconde, 55 bars pour la troisième et également 55 bars pour la quatrième.
L'action des jets d'eau modifie la position initiale des fibres fusibles et raides qui, à l'origine, sont situées parfaitement dans le plan de la feuille, lesdites fibres étant ré-orientées selon l'axe Z de ladite feuille et leur extrémité se relevant sous l'effet des noeuds d'enchevêtrement, voire même pour les fibres les plus longues formant des bouclettes entre les noeuds d'enchevêtrement.
Le complexe est ensuite séché et est soumis à un traitement thermique à l'intérieur d'un tunnel porté à 400°C (la température de brûleur dans le cas où les fibres fusionnées sont de type polypropylène). Ce traitement thermique entraíne une fusion partielle des fibres de polypropylène apparentes sur la surface de la nappe rendant cette dernière abrasive par formation de gouttelettes à l'endroit de la fusion. Bien que la température efficace à l'intérieur du four soit de 190°C, c'est-à-dire supérieure au point de fusion du polypropylène, la vitesse de passage de la nappe à l'intérieur du four est telle que les fibres ne fondent que partiellement, les autres fibres synthétiques (hors les éventuelles fibres liantes) entrant dans la composition du complexe n'étant quant à elles pas affectées par ce traitement thermique, permettant donc de conserver la souplesse de l'article. A titre indicatif, la vitesse de passage de la nappe à l'intérieur du four est de l'ordre de 90 m/min, le dit four ayant une longueur "efficace" de six mètres, le nontissé étant préalablement préchauffé à une température de 140°C.
Bien entendu, ces valeurs concernant la température et la vitesse ne sont pas limitatives étant donné qu'une vitesse supérieure peut être compensée par une longueur utile du four plus longue, ou une température plus élevée et qu'un autre type de fibres nécessitera une adaptation des températures sélectionnées.
En sortie de machine, on obtient une feuille pesant 40 g/m2 comportant une face souple et absorbante et dont l'autre face présente des propriétés abrasives constituées par les extrémités apparentes des fibres de polypropylène.
Il convient de noter que le choix des fibres de polyoléfines pour constituer la face apparente grattante de l'article, facilite l'obtention de cette dernière car lors de la mise en suspension pour former la nappe, les dites fibres ayant une densité inférieure à 1 restent en surface lors de la conformation par voie humide.
En fonction des applications souhaitées, cette feuille peut être utilisée soit telle que soit recevoir un traitement complémentaire en ligne avec un liant, dans le cas présent une émulsion de polymère acrylique/acétate de vinyle déposée à raison de 10 g/m2.
Les caractéristiques et propriétés des nappes obtenues sont regroupées dans le tableau ci-dessous.
SANS IMPREGNATION AVEC IMPREGNATION
Grammage (g/m2) 40,3 50,7
Epaisseur (microns sous 100 kPa) 268 261
Perméabilité(L/m2/S sous 196 Pa) 1335 1103
Rupture sens long (N/M) 470 1439
Rupture travers (N/M) 170 470
Allongement sens long (%) 2,5 12,3
Allongement travers (%) 5,5 30,0
Rupture humide sens (N/M) 109 952
Rupture humide travers (N/M) 48 286
Déchirure sens long (cN) 118 525
Déchirure travers (cN) 198 1152
Rigidité sens long (cN Handle O meter) 45 80
Rigidité travers (cN Handle O meter) 17 27
Capacité d'absosrption (%) 693 477
Les mesures des caractéristiques des produits sont effectuées dans les conditions suivantes.
  • Grammage : suivant méthode EDANA 40.3-90
  • Epaisseur : suivant méthode AFNOR NF Q 03+016
  • Perméabilité : suivant méthode EDANA 140.1-81
  • Rupture : suivant méthode EDANA 20.2 - 89 modifiée
       distance entre machoirs : 127 mm
       vitesse de traction : 25,4 mm/min
  • Allongement: suivant méthode EDANA 20.2 - 89 modifiée
       distance entre machoirs : 127 mm    vitesse de traction : 25,4 mm/min détection à 75 % de la rupture maximum
  • Rupture humide : suivant même méthode que rupture sèche mais parés séjour des bandes tests 10 min sous 20 mm d'eau distillée à 20°C
  • Déchirure : suivant méthode EDANA 70.3 - 96
  • Rigidité : avec appareillage "HANDLE-0-Meter"
  • Capacité d'absorption : suivant méthode EDANA 10.2 - 96.
    • Il ressort des exemples qui précédent que le produit non imprégné présente une plus grande capacité d'absorption, est beaucoup plus souple, et a en revanche des caractéristiques mécaniques relativement basses qui, le cas échéant, pourraient être compensées par l'introduction d'un certain pourcentage de fibres thermoliantes, comme indiqué précédemment.
    De tels produits sont particulièrement adaptés pour réaliser des produits d'essuyage semi-décapants ou très absorbants, mais pourraient également être utilisés dans d'autres domaines, par exemple dans le domaine agro-alimentaire, pour les milieux solvants, les paillasses de laboratoires.. .
    Le même produit imprégné au moyen d'un liant polymère est, quant à lui, particulièrement adapté pour réaliser :
    • des essuyages imprégnés de liquide vaisselle pour vaisselle à usage unique (camping..),
    • des essuie-mains imprégnés d'agents dégraissants et adoucissants pour travailleurs manuels (garages..),
    • des essuie-vitres imprégnés d'un liquide adequat pour les véhicules (insectes écrasés, déjections d'oiseaux), le domestique .. ,
    • des essuyages pour bricoleurs (nettoyage de balustrades, dépoussiérage en extérieur..).
    Exemple 2
    On réalise un matériau complexe conforme à l'invention en combinant d'une part un nontissé obtenu par voie humide, et d'autre part, un nontissé obtenu par voie sèche.
    Le nontissé obtenu par voie humide, réalisé sur la même machine que l'exemple précédent, ne comporte qu'un seul jet, formant dans le produit final environ 50 % de la masse totale des fibres.
    Cette nappe est obtenue à partir d'une suspension fibreuse comportant :
    • 33 % de fibres polypropylène, de titre 6,7 dtex, coupe 6 mm, section ronde ;
    • 67 % de cellulose (pâte de bois) en fibres longues (résineux).
    Cette première nappe est rapportée, avant traitement par l'ensemble de jets de fluide sur un voile de carde, constituant 50 % du poids total de fibres, voile de carde constitué de fibres polyester ayant un titre de 1,7 dtex, frisées, et une coupe 38 mm. Ce voile de carde est de préférence préalablement légèrement enchevêtré par jets d'eau pour assurer sa cohésion et faciliter sa manipulation.
    Le voile de carde est situé en dessous du voile réalisé par voie humide, l'ensemble étant réhumidifié avant d'être soumis à l'action des jets d'enchevêtrement réalisés de la même manière que dans l'exemple 1.
    Après réalisation du complexe, le produit est, comme dans l'exemple précédent, soumis à un traitement thermique entraínant une fusion partielle des fibres de polypropylène, rendant la surface où elles sont présentes abrasive.
    On obtient un produit complexe dont les caractéristiques sont regroupées dans le tableau ci-dessous.
    Grammage 68,4 g/m2
    Epaisseur 255 microns sous 100 kPa
    Perméabilité 1160 L/m2/S sous 196 Pa
    Rupture sens long 1920 N/M
    Rupture travers 690 N/M
    Allongement sens long 29 %
    Allongement travers 30 %
    Rupture humide sens long 1600 N/M
    Rupture humide travers 550 N/M
    Déchirure sens long 1330 cN
    Déchirure travers 2810 cN
    Rigidité sens long 31 cN (Handle-O-Meter)
    Rigidité travers 5 cN ("   "   " )
    Capacité d'absorption 402 %
    Un tel produit qui comporte une face souple constituée par les fibres de polyester et une face rugueuse, est particulièrement adapté pour être utilisé comme matériaux d'essuyages divers d'une manière similaire à ceux cités dans l'exemple 1, et qui présentent une souplesse fortement amélioriée.
    Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits précédemment, mais elle en couvre toutes les variantes réalisées dans le même esprit.
    Ainsi, il est possible de traiter le produit pour y incorporer des additifs divers, par exemple des produits tensio-actifs, tels que les alkyl -sulfonates couramment utilisés dans les liquides de vaisselle, ces produits étant soit additionnés seuls, soit en mélange avec un liant. Il pourrait être également envisagé d'ajouter des produits assouplissants, dégraissants, insecticides, bactéricides, ignifugeants, solvants.
    Si le polypropylène est particulièrement adapté pour réaliser la face grattante de l'article, on peut également utiliser des fibres de polyéthylène, voire éventuellement d'autres fibres telles que les fibres dérivées de chlorure de polyvinyle dont le point de fusion permet de réaliser un traitement thermique sans détériorer les caractéristiques des fibres entrant dans la constitution du complexe. Le choix du polypropylène comme matériau particulièrement adapté pour la mise en oeuvre de l'invention, s'explique par le fait, qu'à la date de la présente demande, il s'agit du produit qui présente le meilleur rapport prix/propriétés (résistance aux solvants, rigidité, abrasivité, contact cutané et alimentaire).
    Par ailleurs, il pourrait éventuellement envisagé de réaliser des produits de grammage beaucoup plus élevés que ceux indiqués dans la description qui précède.
    Enfin, la nappe constituant la couche souple de préférence absorbante, sera constituée de fibres sélectionnées en fonction des caractéristiques prioritairement recherchées. A titre indicatif, lorsque l'on souhaite avoir une face souple et fortement absorbante, on utilisera de préférence de la viscose ou du coton, si on envisage un article présentant une bonne résistance à la déchirure, on utilisera de préférence la fibre polyamide et, si l'on souhaite améliorer le toucher, on utilisera de préférence des fibres d'acétate ou de cellulose (soie artificielle).

    Claims (11)

    1. Matériau complexe non tissé absorbant constitué d'au moins deux nappes fibreuses superposées, liées entre elles par interpénétration des fibres dans le sens de l'épaisseur, ou :
      la première nappe est constituée pour tout ou partie de fibres synthétiques thermofusibles sélectionnées de préférence dans la classe des polyoléfines
      la seconde nappe est, quant à elle, constituée de fibres naturelles et/ou artificielles et/ou synthétiques ayant une température de fusion plus élevée que ces dernières ;
      l'association des nappes élémentaires est réalisée en les soumettant à un traitement permettant de ré-orienter les fibres synthétiques de la première nappe pour que, d'une part, elles soient intimement liées dans la structure de la seconde nappe et, d'autre part, présente des extrémités libres ou bouclettes apparentes sur l'une des faces extérieures du complexe formé;
      caractérisé en ce que :
      le complexe obtenu est soumis à un traitement thermique permettant de fusionner les extrémités libres des fibres synthétiques de la première nappe rendant cette dernière abrasive par formation de . gouttelettes à l'endroit de la fusion.
    2. Matériau selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première nappe est constituée d'un mélange de fibres cellulosiques ou autres et de fibres synthétiques thermofusibles, le pourcentage de ces dernières dans la nappe étant supérieur à 30 % et de préférence supérieur à 50 %.
    3. Matériau selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les fibres synthétiques entrant dans la composition de la première nappe sont des fibres de polypropylène ou de polyéthylène.
    4. Matériau selon la revendication 3, caractérisé en ce que les fibres ont un titre supérieur à 5 dtex pour une longueur supérieure à 5 mm.
    5. Matériau selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les fibres naturelles et/ou artificielles permettant d'obtenir le caractère absorbant sont des fibres papetières, des fibres de viscose...
    6. Matériau selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les fibres synthétiques entrant dans la composition de la seconde nappe sont des fibres de polyester ou de polyamide, éventuellement frisées, ayant un point de fusion supérieur à celles entrant dans la composition de la première nappe.
    7. Matériau selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le complexe reçoit un traitement additionnel, tel que crêpage, traitement avec des agents mouillants permettant d'améliorer son hydrophilie, l'imprégnation avec un liquide plus ou moins agressif tel que liquide vaisselle.
    8. Matériau selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le grammage de la seconde nappe est compris entre 15 et 200 g/m2 et celui de la première nappe est compris entre 10 à 70 g/m2.
    9. Procédé pour l'obtention d'un matériau selon l'une des revendications 1 à 8, l'on réalise deux nappes de fibres élémentaires, les deux nappes étant liées entre elles en aval de la zone de formation par un traitement d'aiguilletage par jets de fluide agissant au moins contre la surface de la première nappe, caractérisé en ce que : le complexe non tissé formé est ensuite séché et reçoit un traitement thermique complémentaire permettant de provoquer la fusion partielle des extrémités des fibres chimiques de la première couche qui restent liées au complexe non tissé de base.
    10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que les deux couches élémentaires sont réalisées par voie humide, leur association étant obtenue sur le tapis d'égouttage avant traitement par jets de fluide.
    11. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la seconde nappe est obtenue par la technique dite "voie sèche", l'association des deux nappes élémentaires étant réalisée à la sortie de la formation de cette nappe par voie sèche en rapportant à sa surface, du côté où va s'exercer l'action des jets de fluide d'entrelaçage, le premier voile réalisé par voie humide, les deux nappes superposées étant de préférence réhumidifiées avant de les soumettre à l'action des jets d'enchevêtrement.
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