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Monsieur le Unis tre,
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Page *>, li.:nc Ï2 ):,ge lire : " 1, pouce (3tus :nin) " au lieu de " 1/32 pouce (0,8 mrn) " Page 5, e!J-tt te en la colonne 1 du Tableau lire : " Lchantil-
Ion bande de
1,5 pouce (38 mm) " au lieu de : " Lchantil- lon bande de
1/32 pouce
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(,t3 [un) " Nous vous crions de bien vouloir faire annexer la ;zsE:ntta Ictlru rc:ct-Lt'LcativE: :.\1 i:;::,c:r th, 1- demande do bre- vet pour valoir oom.te ni; droit et pour qu'une copie en soit Jointe h toute copie Ou bruvut oui sera llCiltlÂÂlIf(, Avec nos 1'C:.Iercie..wnts : T1L.l.c.?:'S veuillez agréer, Monsieur le Ministre, 1'a:àun; nc(: ue noire très haute consido- ration.
CD/HV. OFFIC'-. KIRKPATI#CK
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Tissu non tissé et procédé de traitement mécanique de ce tissu.
La présente invention se rapporte aux tissus non tis- ! ses et particulièrement à un procédé pour améliorer le drapé de ces tissus.
Le type de tissus non tissés auquel se rapporte par- ticulirement la présente invention comprend ceux qui sont consti- tués d'un ou plusieurs types de fibres textiles soudées ensemble par une matière adhésive ajoutée ou par auto-adhérence entre les fibres. Dans un procédé de formation de ces tissus non tissés, on dispose une prépondérance de fibres dans le même sens et ces fibres sont ensuite imprégnées d'une matière adhésive en proportion peu
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importante par rapport aux fibres de façon à lier ces fibres en une matière cohérente.
En évitant la.nécessité de transformer d'abord les fibres en fils puis de tisser ces fils.pour obtenir un tissu, il est possible d'obtenir des tissus non tissés pour un prix de revient qui ne représente qu'une fraction de celui de tissus classiques tissés.
Toutefois, ce procédé de fabrication de tissus non tissés n'est pas sans inconvénients. Un inconvénient majeur, auquel la présente invention a particulièrement pour but de remédier, est le manque de drapé des tissus non tissés obtenus. Un autre but de l'invention et de produire dans ces tissus un drppé comparable à celui des tissus actuels du type "wash and wera" sans perte de résistance à la traction pour un poids déterminé. Les procédés connus pour améliorer le drapé d'un tissu non tissé réduisent la quantité de matière adhésive utilisée ou réduisent la capacité adhésive de cette matière, mais dons les deux cas, entraînent une résistance mécanique fortement réduite du tissu finalement obtenu.
Suivant la présente invention on a adopté un point de vue entièrement différent et le tissu non tissé après qu'il a été formé est soumis à un traitement mécanique supplémentaire pour améliorer son drapé. Le tissu non tissé est soumis à une force de compression appliquée parallèlement à ses faces de manière à com- primer la nappe longitudinalement par rapport aux fibres. Après ce traitement, la nappe présente un drapé nettement meilleur.
Le chan- gement réel produit dans le tissu non tissé par cette action méca- nique n'est pas établi avec précision mais il est connu qu'au cours des procédés de fabrication habituels du tissu, différentes parties de la matière adhésive se solidifient à différents moments et qu'il existe donc dans le tissu final non tissé des concentra- tions de tensions internes qui empêchent les flexions de certaines des fibres du tissu, particulièrement dans le sens transversal du tissu. On pense donc que le traitement mécanique des tissus non
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tissés décrit, fait disparaître ces concentrations de tensions
Internes de la même manière que par exemple le recuit supprime les tensions internes des métaux et les rend plus ductiles.
Afin que 7.'invention soit bien comprise, on la décrira avec référence aux dessins annexés, dans lesquels :
Fig. 1 est une vue isométrique schématique d'un appa- reil utile pour traiter mécaniquement un tissu non tissé de la manière qui, suivant la présente invention, améliore largement le drapé de ce tissu; et,
Fig. 2 est une représentation des ombres portées par trois échantillons de tissu qui fournissent une mesure à titre de comparaison du drapé de ces échantillons et permet également de mieux comprendre le degré d'amélioration du drapé dû au traitement mécanique de la présente invention.
La Fig. 1 représente un appareil convenant pour le trai- tement mécanique d'un tissu non tissé suivant l'invention. Cet appa- reil comprend des rouleaux 10, 11, 12, un rouleau entraîné 13 et une épaisse courroie 15 dont la couche superficielle, de préférence ' en caoutchouc sur un support solide relativement inextensible en tissu câblé, peut se contracter.
Les rouleaux 10 et 13 peuvent être éloignés ou rapprochés l'un de l'autre ae façon à pincer convenablement la courroie 15 dans la passe entre eux lorsque la courroie va du rouleau 10 au rouleau 13. Tandis que la courroie passe du rouleau 10 au rouleau 13, la surface extérieure de la courroie de caoutchouc qui est convexe sur le rouleau 10 devient concave sur le rouleau 13 et, par conséquent, se raccourcit contre la surface lisse du rouleau 13.
Un tissu non tissé P introduit entre la courroie et le rouleau 13 à l'endroit où se produit le raccourcissement de la surface de la courroie est pressé en contact de frottement avec la surface en contraction de la courroie par la pression appliquée perpendiculairement dans la passe de telle sorte que la surface de la courroie applique au tissu une force de com-
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, pression qui, suivant la présente invention, constitue un moyen efficace de libérer le tissu P des tensions internes qui y ont été créées par la solidification non uniforme de la matière adhésive reliant ses fibres.
Il est bien entendu que le tissu non tissé P peut être du type formé par le procédé de cardage dans lequel les fibres sont orientées principalement dans un sens et que ces fibres peu- vent être introduites dans la passe de l'appareil de la Fig. 1 de façon que le sens des fibres se trouve dans le sens d'allongement ou sens longitudinal de la courroie 15. A l'entrée de la passe, le tissu P n'est qu'en contact léger avec la partie 16 de la surface de la courroie 15 qui est à ce moment là tendue et convexe, mais après que la courroie s'est déplacée longitudinalement et a entra!. né le tissu P dans la passe N, le tissu est appliqué fortement par la pression de la passe contre cette partie 16 de la surface de la courroie et y adhère par frottement au cours du raccourcissement ou de la contraction de cette partie.
L'effet du raccourcissement de la partie 16 de la surface de la courroie est d'appliquer une force de compression longitudinale et parallèle aux faces du tissu P. A la différence d'un calandrage qui soutaettrait le tissu à une force agissant perpendiculairement à ses faces sans produire d'amélioration sensible du drapé, on a constaté que le travail mécanique du tissu non tissé P par une force agissant parallèlement à ses surfaces, de la façon décrite ci-dessus, améliore le drapé du tissu dans une mesure importante.
Différents essais à l'aide de l'appareil de la Fig. 1 ont été exécutés sur des échantillons de tissu non tissé, ces échan- tillons étant secs et légèrement humectés et le rouleau 13 se trou- vant à la température ordinaire puis à des températures plus élevées afin de déterminer l'effet de ces facteurs dans l'amélioration du drapé de ces échantillons de tissu.
Les résultats de ces essais indiquent -qu'une amélioration sensible du drapé se produit dans
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tous les échantillons de tissu secs, traitas mécaniquement à la température ordinaire et qu'une amélioration plus grande peut être réalisme en humectant légèrement 1' échantillon et en exécutant le traitement mécanique à des températures élevées Naturellement, la destination finale du tissu détermine si le conditionnement préalable du tissu et le chauffage du rouleau 13 sont justifiés pour obtenir une amélioration maximum du drapé du tissu mais on Comprendra que le traitement mécanique d'un tissu non tissé suivant ,
l'invention améliora sensiblement le drapé même si tion n'apporte pas ces réglages au procède mécanique. Dans le tableau de ces essais donné ci-dessous, les échantillons sont tous des bandes de 1/32 pouce (0,8 mm) de large ayant la même longueur et la capacité de drapé de chaque échantillon est indiquée par la mesure de la hauteur moyenne la plus grande de la boucle que chaque bande est capable de former avant traitement mécanique et après traitement mécanique dans les conditions d'humidité et de température indi- quées.
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On se reportera à présent & là Fig. 2 ,où le drapé de deux échantillons d'un tissu non tissé, l'Un avant et l'autre après
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traitement mécanique par l'appareil de la )'':t.g. 1, sont comparés l'un à l'autre et également au drapé d'un échantillon de popeline "wash and wear" tissée de façon Classiques Les deux échantillons de tissu non tissé sont prélevés dans un même tissu constitua de fibres de rayonne viscose cardée collées par un adhésif acrylique à base d'eau à 10% de concentration.
Pour évaluer le drapé de ces échantillons, on utilise un "drape meter" du type décrit dans
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l'article intitule "Mechantes of Elastic Performance of Textile Materialâ, Part 5" qui a paru dans le numéro d'août 1950 du Textile Hesearch Journal page 539. Le drape, mëteë eh question (non représen- té) comprend un projecteur montt" à 8 pieds (240 m) environ.au- dessus d'une broche verticale* Un échantillon de tissu de 10 pouces (250mm) de diamètre est placé sur Un disque de 4 pouces (100mm) de diamètre sur la broche et la broche est ensuite relevée de 3 pou- ces (75 mm) environ vers le projecteur. A la Fig 2, le tracé de l'ombre portée par chaque échantillon est indique et cette figure procure une base de comparaison du drapé de chacun des échantil- lons.
Plus particulièrement, le tracé 20 représente le bord de l'ombre portée par l'échantillon de tissu non tissé qui n'a pas
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passé par l'appareil de la 3. .; le. tracé 21 est le bord de l'om- bre de l'échantillon au tissu non tîssé P qui a passé par l'appa- reil de la îig, 1 et qui a été epntrattd d'n1ron 8 dans le sens de la longueur et le derfdet tt*6 bzz It 1 bord de l'ombre portée par l'échantillon de tissu normal* On peut ,voir ,que l'échan- ! tillon de tissu non tissé qui nta pas été tassé .porte l'oMbre l<a plus grande à la fig.2 ce qui, indique sa plus grande raideur, Toutefois, ce même tissu non tissé prélevé dans une pièce qui a passé par l'appareil de la Fig.
1 possède un drapé sensiblement
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amélioré, même supérieur à celui de la popeline "aa, and vear" puisqu'on peut voir à la Fig.2 que le tracé 21 délimite une sur-
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face plus réduite que le tracé 22.
Une amélioration favorable du drapé des tissus non tissas qui, comme on l'a découvert, provient du traitement mécani- que de ces matières par une force de compression agissant parallè- lement à leurs surfaces, a pu être observée dans des matières présentant d'autres compositions de fibre et de matière adhésive et on pense donc que l'amélioration est indépendante de ces fac- teurs.
Plus particulièrement, aes tissus non tisses contenant les fibres suivantes ont tous présenté un meilleur drapé après le trai- tement mécanique; rayonne viscose 100,,, (échantillons 1, 2, 3 et 4): fibres de coton 60% et de rayonne 40% (échantillon 5); rayonne viscose 50% et fibres d'acétate 50% (échantillons 10 et 11); rayonne viscose 80%, coton 14% et fibres de cellulose 6% (échantil- Ion 12); et fibres de polyester 100% identifiées par la marque Dacron de Du Pont De Nemours (échantillon 13).
En plus du drapé, on a pu observer une amélioration remarquable de la résistance à la traction dans certains des tissus non tissas étudiés, après traitement mécanique suivant l'invention, la matière non tissée particulière qui a présenté l'amélioration la plus marquée est constituée de fibres de rayonne viscose col- lées par un adhésif acrylique à base d'eau d'une concentration de 10%.
Des essais effectuas sur deux formes du commerce de cette matière révèlent tous une amélioration 'le la résistance à la trac- tion par livre (453 g), comme indiqué dans le tableau ci-dessous:
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Eschant11- Traitement Poids insistance ttsisxxnce Accroissement Ions non mécanique à pour à la trac- à lu trac- de la z-3ie- tissas 77 F (25"<<:
) 3000 tion 11 Yre!3/ tion sur " tance à la
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Toutefois, comme la caractéristique des matières non tissées étu- diées qui ont subi l'amélioration la plus prononcée est le drapé, c'est cette amélioration, qui est mise en vedette dans les reven- dications qui suivent, sans toutefois que la portée de celles-ci y soit limitée.
Bien entendu, différentes modifications aux détails, matière, opérations et dispositions de pièces qui ont été décrits ci-dessus et illustres pour expliquer la nature de l'invention peuvent être apportés sans sortir du cadre de l'invention.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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Mr. United,
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Ion strip
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(, t3 [un) "We ask you to have the; zsE: ntta Ictlru rc: ct-Lt'LcativE::. \ 1 i:; ::, c: r th, 1- request do bre- vet to be valid or not; right and so that a copy is Attached to any copy Or brut yes will be llCiltlÂÂlIf (, With our 1'C: .Iercie..wnts: T1L.lc?:'S please accept, Mr. Minister, 1'a: àun; nc (: black eu very high consideration.
CD / HV. OFFIC'-. KIRKPATI # CK
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Nonwoven fabric and method of mechanically treating this fabric.
The present invention relates to non-woven fabrics! ses and particularly to a method for improving the drape of these fabrics.
The type of nonwoven fabrics to which the present invention is particularly concerned include those which are made of one or more types of textile fibers welded together by added adhesive material or by self-adhesion between the fibers. In a process for forming these nonwoven fabrics, a preponderance of fibers are placed in the same direction and these fibers are then impregnated with an adhesive material in a small proportion.
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large relative to the fibers so as to bind these fibers into a cohesive material.
By avoiding the need to first transform the fibers into yarns and then weave these yarns to obtain a fabric, it is possible to obtain nonwoven fabrics at a cost price which is only a fraction of that of classic woven fabrics.
However, this method of manufacturing nonwoven fabrics is not without drawbacks. A major drawback, which the present invention particularly aims to remedy, is the lack of drape of the nonwoven fabrics obtained. Another object of the invention is to produce in these fabrics a drppé comparable to that of current fabrics of the "wash and wera" type without loss of tensile strength for a determined weight. Known methods for improving the drape of a nonwoven fabric reduce the amount of adhesive material used or reduce the adhesive ability of this material, but in both cases, result in greatly reduced mechanical strength of the fabric ultimately obtained.
According to the present invention an entirely different point of view has been taken and the nonwoven fabric after it has been formed is subjected to further mechanical treatment to improve its drape. The nonwoven fabric is subjected to a compressive force applied parallel to its faces so as to compress the web longitudinally with respect to the fibers. After this treatment, the tablecloth has a much better drape.
The actual change produced in the nonwoven fabric by this mechanical action is not established with precision, but it is known that in the course of usual fabric manufacturing processes different parts of the adhesive material solidify at different levels. moments and therefore there are in the final nonwoven fabric internal stress concentrations which prevent flexing of some of the fibers of the fabric, particularly in the transverse direction of the fabric. It is therefore believed that the mechanical treatment of tissues not
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woven fabrics described, removes these concentrations of tensions
Internal in the same way as for example annealing removes internal stresses from metals and makes them more ductile.
In order for the invention to be fully understood, it will be described with reference to the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 is a schematic isometric view of an apparatus useful for mechanically treating a nonwoven fabric in a manner which according to the present invention greatly improves the drape of that fabric; and,
Fig. 2 is a representation of the shadows cast by three fabric samples which provide a measure for comparison of the drape of those samples and also provide a better understanding of the degree of improvement in drape due to the mechanical processing of the present invention.
Fig. 1 shows an apparatus suitable for the mechanical treatment of a nonwoven fabric according to the invention. This apparatus comprises rollers 10, 11, 12, a driven roller 13, and a thick belt 15, the surface layer of which, preferably of rubber on a relatively inextensible solid backing of cord fabric, can contract.
The rollers 10 and 13 can be moved away from or closer to each other so as to properly pinch the belt 15 in the pass between them as the belt goes from roll 10 to roll 13. As the belt passes from roll 10 to roll 13. roller 13, the outer surface of the rubber belt which is convex on roller 10 becomes concave on roller 13 and, therefore, becomes shorter against the smooth surface of roller 13.
A nonwoven fabric P introduced between the belt and the roller 13 at the point where the shortening of the belt surface occurs is pressed into frictional contact with the contracting surface of the belt by the pressure applied perpendicularly in the pass such that the surface of the belt applies a compressive force to the fabric.
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, pressure which, according to the present invention, constitutes an effective means of releasing the fabric P from the internal stresses which have been created therein by the non-uniform solidification of the adhesive material connecting its fibers.
It is understood that the nonwoven fabric P can be of the type formed by the carding process in which the fibers are oriented mainly in one direction and that these fibers can be introduced into the pass of the apparatus of FIG. 1 so that the direction of the fibers is in the direction of elongation or longitudinal direction of the belt 15. At the entry of the pass, the fabric P is only in light contact with the part 16 of the surface of the belt 15 which is at this time taut and convex, but after the belt has moved longitudinally and entered !. Born the fabric P in the pass N, the fabric is applied strongly by the pressure of the pass against this part 16 of the surface of the belt and adheres thereto by friction during the shortening or contraction of this part.
The effect of shortening the portion 16 of the belt surface is to apply a compressive force longitudinal and parallel to the faces of the fabric P. Unlike calendering which would support the fabric at a force acting perpendicular to its sides. sides without producing a substantial improvement in drape, it has been found that the mechanical working of the nonwoven fabric P by a force acting parallel to its surfaces, as described above, improves the drape of the fabric to a great extent.
Different tests using the apparatus of FIG. 1 were carried out on non-woven fabric samples, these samples being dry and slightly damp and the roll 13 being at room temperature and then at higher temperatures in order to determine the effect of these factors in the improved drape of these fabric samples.
The results of these tests indicate that a significant improvement in drape occurs in
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all fabric samples are dry, mechanically processed at room temperature and that further improvement can be achieved by slightly moistening the sample and performing the mechanical processing at elevated temperatures. Of course, the final destination of the fabric determines whether conditioning prior to the fabric and the heating of the roll 13 are justified to obtain maximum improvement in the drape of the fabric but it will be understood that the mechanical treatment of a subsequent nonwoven fabric,
the invention will significantly improve the drape even if it does not make these adjustments to the mechanical process. In the table of these tests given below, the samples are all 1/32 inch (0.8 mm) wide strips having the same length and the drape ability of each sample is indicated by the height measurement. the largest mean of the loop that each strip is capable of forming before mechanical treatment and after mechanical treatment under the conditions of humidity and temperature indicated.
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We will now refer to Fig. 2, where the drape of two samples of a non-woven fabric, one before and one after
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mechanical treatment by the apparatus of the) '': t.g. 1, are compared to each other and also to the drape of a sample of "wash and wear" poplin woven in a Classic manner The two samples of non-woven fabric are taken from the same fabric made of carded viscose rayon fibers bonded with a water-based acrylic adhesive at 10% concentration.
To evaluate the drape of these samples, a "drape meter" of the type described in
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the article titled "Mechantes of Elastic Performance of Textile Materialâ, Part 5" which appeared in the August 1950 issue of the Textile Hesearch Journal on page 539. The drape, mëteë eh question (not shown) includes a mounted projector " about 8 feet (240 m) above a vertical spindle * A 10 inch (250mm) diameter fabric sample is placed on a 4 inch (100mm) diameter disc on the spindle and the spindle is then raised approximately 3 inches (75 mm) towards the projector In Fig 2, the shadow pattern cast by each sample is indicated and this figure provides a basis for comparison of the drape of each of the samples.
More particularly, plot 20 represents the edge of the shadow cast by the sample of nonwoven fabric which has not
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passed through the apparatus of 3..; the. trace 21 is the edge of the shadow of the sample to the unwoven fabric P which has passed through the apparatus of the ilig, 1 and which has been stretched by n1ron 8 lengthwise and le derfdet tt * 6 bzz It 1 edge of the shadow cast by the normal tissue sample * We can, see, that the sample! tillon of nonwoven fabric which has not been tamped. carries the uMber l <a larger in fig. 2 which indicates its greater stiffness, However, this same nonwoven fabric taken from a piece which has passed through the apparatus of FIG.
1 has a noticeable drape
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improved, even superior to that of the "aa, and vear" poplin since it can be seen in Fig.2 that the line 21 delimits an over-
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face smaller than line 22.
A favorable improvement in the drape of non-woven fabrics which, as has been found, results from the mechanical treatment of these materials by a compressive force acting parallel to their surfaces, has been observed in materials exhibiting high density. other fiber and adhesive compositions and therefore the improvement is believed to be independent of these factors.
More particularly, the nonwoven fabrics containing the following fibers all exhibited better drape after mechanical processing; rayon viscose 100 ,,, (samples 1, 2, 3 and 4): cotton fibers 60% and rayon 40% (sample 5); 50% viscose rayon and 50% acetate fibers (samples 10 and 11); 80% viscose rayon, 14% cotton and 6% cellulose fibers (sample 12); and 100% polyester fibers identified by the Dacron brand of Du Pont De Nemours (sample 13).
In addition to the drape, a remarkable improvement in tensile strength was observed in some of the non-woven fabrics studied, after mechanical treatment according to the invention, the particular non-woven material which exhibited the most marked improvement is constituted. viscose rayon fibers bonded with a water-based acrylic adhesive at a concentration of 10%.
Tests on two commercial forms of this material all show an improvement in tensile strength per pound (453 g), as shown in the table below:
<Desc / Clms Page number 9>
EMI9.1
Eschant11- Treatment Weight insistence ttsisxxnce Increase Non-mechanical Ions to for to the trac- to the trac- of the z-3ie- tissas 77 F (25 "<<:
) 3000 tion 11 Yre! 3 / tion on "tance at the
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<tb> feet <SEP> inch <SEP> the <SEP> base <SEP> of the <SEP> traction <SEP> in
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<tb> squares <SEP> weight
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Control A # 21 g, 0 ,, 1
EMI9.4
<tb> Sample-
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EMI9.5
lon A bec 19.4 z,, 38 4el4% awide 22.2 bzz, 3 4, f 9.9é'j Witness R # 21.4 7.7 3.60
EMI9.6
<tb> Sample-
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<tb> Ion <SEP> B <SEP> sec <SEP> 21.9 <SEP> 8.7 <SEP> 3.97 <SEP> 10.5%
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<tb> Wet <SEP> 23.7 <SEP> 8.8 <SEP> 3.71 <SEP> 3.06%
<tb>
<tb>
However, since the characteristic of the nonwoven materials studied which underwent the most marked improvement is drape, it is this improvement which is featured in the following claims, although without the scope of the invention. these are limited to it.
Of course, various modifications to the details, material, operations and arrangements of parts which have been described above and illustrated in order to explain the nature of the invention can be made without departing from the scope of the invention.
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