FR2530155A1 - Feuille filtrante de microfibres polymeres, sa fabrication et son utilisation - Google Patents

Abstract

PROCEDE POUR FORMER UNE FEUILLE FILTRANTE HYDROPHILE A PARTIR D'UNE ETOFFE DE MICROFIBRES POLYMERES HYDROPHOBES. ON APPLIQUE UNE SOLUTION OU DISPERSION D'UN AGENT PRECIPITANT PUIS UNE SOLUTION D'UN LIANT RESINEUX OU POLYMERE NON CATIONIQUE, THERMODURCISSABLE, ON PROVOQUE LE MELANGE DES DEUX SOLUTIONS SUR L'ETOFFE ET, PAR SUITE, L'APPLICATION EN REVETEMENT DU LIANT RESINEUX OU POLYMERE A LA SURFACE DES MICROFIBRES, ON SECHE ET ON DURCIT L'ETOFFE. ON OBTIENT DES FEUILLES FILTRANTES HYDROPHILES PRESENTANT DES POTENTIELS ZETA POSITIFS PERMETTANT DE SEPARER DES PARTICULES EXTREMEMENT FINES.

Description

L'invention concerne un procédé pour transformer un tissu hydrophobe

comprenant des microfibres polymères en une feuille filtrante-hydrophile L'invention concerne également une feuille

filtrante polymère en microfibres.

Un filtre peut effectuer la clarification d'un liquide par différents mécanismes La matière particulaire peut être séparée au moyen d'un tamisage mécanique dans lequel toutes les particules de diamètre supérieur au diamètre de pores de la feuille filtrante sont séparées Avec ce mécanisme, l'efficacité de filtration est réglée par les dimensions relatives du contaminant et des pores du filtre La séparation efficace de très petites particules, par exemple de moins de O,lum de diamètre, nécessite donc des milieux filtrants de très faibles dimensions de pores pour la séparation par tamisage mécanique Ces feuilles filtrantes à pores fins ont tendance à présenter les caractéristiques indésirables de perte de

charge élevée à travers la feuille filtrante, de capacité de salis-

sure réduite et de durée de vie plus courte du filtre.

Un filtre peut également séparer une matière particu-

laire par adsorption L'élimination de particules est donc réglée par les caractéristiques de surface ( 1) des particules et ( 2) du milieu filtrant La plupart des particules qui sont séparées par filtration sont chargées négativement dans des systèmes aqueux au

voisinage du p H neutre Cette caractéristique est connue depuis long-

temps dans les procédés de traitement des eaux o l'on utilise des agents floculants cationiques de charge opposée pour améliorer les

efficacités de sédimentation pendant la clarification de l'eau.

La théorie de la stabilité colloïdale est utilisée pour prévoir l'interaction de particules et de surfaces chargées d'électricité statique Si les charges d'une particule et de la feuille filtrante sont de même signe et les potentiels zêta de plus d'environ 20 m V, les forces de répulsion mutuelle seront suffisamment intensespour empêcher la capture par adsorption Si les potentiels zêta des particules en suspension et de la surface filtrante sont faibles, ou plus avantageusement de signes opposés, les particules auront tendance à adhérer sur la surface des pores du filtre avec

une efficacité de capture élevée Les feuilles filtrantes caracté-

risées par des potentiels zêta positifs sont donc capables de

séparer par capture électrostatique des particules chargées négati-

vement beaucoup plus petites que les pores du filtre.

Les tissus polymères microfibreux, par exemple les tissus de polypropylène, ont un potentiel zêta négatif dans les milieux alcalins En conséquence, leur aptitude à séparer par adsorption une matière particulaire en suspension chargée négativement

est limitée -De plus? les tissus polymères microfibreux sont hydro-

phobes et il en résulte que, une pression appliquée donnée, ils ont

des débits d'écoulement liquide plus faibles que des feuilles hydro-

philes comparables Autrement dit, une perte de charge plus élevée à travers la feuille hydrophobe est nécessaire pour maintenir le

même débit.

Les tissus polymères hydrophobes en microfibres ayant de manière caractéristique des dimensions absolues de pores variant d'environ 1 à environ 30 ou 40 /um et, dans certains cas, jusqu'à environ 80/um, ont des caractéristiques souhaitées pour certaines applications de filtration, y compris l'utilisation comme pré-filtres pour séparer les particules relativement grossières, par exemple d'environ 1 à environ 30 ou 40 /um de diamètre et au-dessous par effet de tamisage Ils ont une capacité de salissure relativement élevée et sont résistants à l'attaque chimique Leur nature filtrante* "propre", c'est-à-dire leurs faibles caractéristiques de peluchage,

ajoute à leur intérêt.

L'invention a donc pour objet de préparer des feuilles filtrantes polymères microporeuses hydrophiles à partir de tissus

polymères microfibreux hydrophobes.

Selon l'invention, le problème est résolu par un procédé

caractérisé par les étapes suivantes: -

( 1) application d'une première solution ou dispersion d'un agent précipitant sur ledit tissu au moins partiellement pour mouiller ledit tissu; ( 2) application d'une seconde solution d'un liant thermodurcissable de résine ou de polymère cationique, non colloldal, hydrosoluble, au tissu mouillé de l'étape ( 1) pour former un tissu mouillé par un mélange desdites première et seconde solutions; ( 3) traitement du tissu mouillé de 1 tétape U 2) pour

mélanger lesdites première et seconde solutions de manière à faci-

liter la précipitation de ladite résine ou dudit polymère liant et sa distribution en revêtement sur les surfaces des microfibres; et ( 4) séchage du tissu revêtu de l'étape ( 3) et durcis- sement de la résine précipitée pour fournir une feuille filtrante polymère microfibreuse hydrophile à potentiel zêta positif sur laquelle les surfaces des microfibres sont revêtues par un liant

de résine polymère cationique fixé à chaud, précipité, durci.

En outre, selon l'invention, on propose une feuille

filtrante polymère microfibreuse caractérisée par un tissu polymère -

microfibreux normalement hydrophobe dans lequel les surfaces des microfibres-de polymère dudit tissu sont revêtues par un liant fixé à chaud de résine ou de polymère cationique, précipité, durci, ladite feuille filtrante étant hydrophile et ayant un potentiel zêta positif. Les feuilles filtrantes selon l'invention possèdent de manière caractéristique des dimensions absolues de pores de l'ordre d'environ 0,5 à environ 80/um et sont particulièrement intéressantes dans la filtration de particules fines chargées négativement jusqu'à

environ 0,l/um ou même moins, c'est-à-dire de dimensions moléculaires.

Elles ont également des résistances mécaniques améliorées par rapport

aux tissus hydrophobes non traités.

Les tissus de base préférés pour préparer les feuilles filtrantes de l'invention sont des tissus polymères hydrophobes comprenant des microfibres de polyoléfines, de polyesters ou de polyamides Les liants résineux ou polymères préférés sont les résines hydrosolubles à base d'époxydes, telles que les résines polyamido/polyamino épichlorhydrines à fonctionsépoxy On préfère en particulier les polyamines-épichlorhydrines à fonctions époxy contenant des groupes ammonium quaternaires Les agents pr 9 cipitants

préférés comprennent les polymères synthétiques solubles ou disper-

sables dans l'eau contenant des groupes anioniques, tels que des

anions carboxylates et sulfonates.

Comme il sera discuté ci-après, on peut utiliser dans la pratique des procédés de l'invention des variations dans les quatre étapes de base de traitement, ainsi que certaines étapes supplémentaires Les polymères ou liants résineux préférés sont les polymères ou liants résineux thermodurcissables cationiques, non collo Tdaux, solubles dans l'eau Il existe de nombreux produits disponibles sous diverses formes et qui ont trouvé des utilisations étendues en papeterie comme additifs de résistance au mouillé Ces produits sont décrits par exemple dans Amino Resins, J J Blair, Rheinhold Publishing Company, New York, 1959, Wet Strength in Paper and Paper Board, Tappi Monograph, Series Number 29, 1965; Polvmeric Amines and Ammonium Salts, E J Goethals, Pergamon Press, New York, 1980 On préfère les résines hydrosolubles à base d'dpoxydes Les polymères thermodurcissables cationiques, solubles dans l'eau à base d'époxydes appropriés comprennent à la fois les résines de

polyamido/polyamino-épichlorhydrines et les résines de polyamines-

épichlorhydrines. Les liants résineux doivent être capables, à l'état non durci, de former des solutions vraies dans l'eau La classe des polymères ou liants résineux intéressants comprend donc des produits solubles dans l'eau et non colloïdaux On entend par là que la solution du polymère ou liant résineux est appliquée au tissu dans un état non colloúdal Ceci ne signifie pas que le polymère ou liant résineux soit incapable de former des collo Tdes dans des

conditions appropriées, mais seulement que c'est une forme indési-

rable du polymère ou liant résineux pour les buts de l'invention.

Le polymère ou liant résineux doit aussi être capable de durcir dans un état réticulé par un simple processus de conversion comportant seulement la durée, la température et facultativement un catalyseur. Les liants résineux doivent être relativement insensibles au gonflement par l'eau Les polymères gonflant à l'eau perdent leur résistance mécanique à mesure qu'ils gonflent La réticulation en un polymère réduit la susceptibilité au gonflement et favorise de manière correspondante l'intégrité mécanique des-structures

formées contenant le polymère.

Une caractéristique souhaitée des liants résineux

est une proportion éle,'e de charges cationiques qui doit de vr Sfé-

rence ne pas reposer simplement sur la protonation Les charges doivent plutôt provenir de groupes ammonium quaternaires, dont le caractère cationique est indépendant du p H, ces groupes ammonium étant dérivés de préférence de n'importe quelle amine aliphatique

appropriée qui a été totalement quaternisée.

Des polymères ou liants résineux caractéristiques qui peuvent être utilisés pour préparer les feuilles filtrantes salon l'invention sont décrits dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique n 2 926 154, 3 332 901, 3 224 986 et 3 855 158 Des liants résineux

ou polymères du commerce préférés appartenant à la classe des poly-

amido/polyamino-épichlorhydrines sont les résines des séries

Kymene 557 et Polycup fabriquées par la Société Hercules Incorporated.

Des résines particulièrement préférées sont les résines

polyamine-épichlorhydrine qui contiennent des groupes ammonium qua-

ternaires Des résines de ce type sont fabriquées par réaction de polyamines avec l'épichlorhydrine et diffèrent à plusieurs points de vue des résines polyamido/polyamino-épichlorhydrines Elles ne contiennent pas de liaisons amide et, contrairement aux polyamido/ polyaminoépichlorhydrines, leur caractère cationique dérive dans une mesure importante de la présence de groupes ammonium quaternaires: Des compositions commerciales de ce type sont préparées par réaction

de l'épichlorhydrine avec des produits de condensation de polyalkylène-

polyamides et de dichlorure d'éthylène Des compositions de ce type sont décrites dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 3 855 158 et illustrées par le produit "Santo-res 31 " de la Société Monsanto Inc.

Une autre forme de ce type de liant résineux particu-

lièrement préféré s'obtient par la réaction depichlorhydrine avec

une polydiallylméthylamine pour produire une résine ammonium quater-

naire à fonctions époxydes Des compositions de ce type sont décrites dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 3 700 623 et illustrées

par le produit "Resin R 4308 " de la Société Hercules Incorpcorated.

Ces deux classes de résines sont des classes de résines thermodurcissables cationiques à fonctions époxy, dont le caractère cationique dérive essentiellement de groupes ammonium quaternaires

et qui donnent un potentiel zêta positif en milieu à p H alcalin.

Plusieurs de ces polymères ou liants résineux intéres-

sants dans l'invention nécessitent une activation En vue de conférer à ces résines une durée de service ou stabilité au stockage prolongée, les groupes époxy sont chimiquement inactivés pour éviter une réti- culation prématurée de ces-résines Donc, avant l'utilisation, les

résines sont activées à l'état thermodurcissable réactif par régé-

nération des groupes époxy De manière caractéristique, l'activation comporte l'addition de suffisamment de soude caustique aqueuse à une solution de la résine inactive pour convertir chimiquement la forme chlorhydrine inactive en les formes époxy susceptibles de réticulation Le rapport pondéral de la soude caustique aqueuse à

la résine varie avec le produit et il est spécifié par le fabricant.

Divers agents précipitants sont appropriés et une première condition ou limitation de ce choix est que le produit doit être soluble ou dispersable dans l'eau et être apte à précipiter le liant résineux cationique de la solution aqueuse On préfère les agents précipitants synthétiques solubles ou dispersables dans l'eau qui sont dérivés de polymères naturels ou synthétiques Ces agents sont décrits, par exemple, dans Index of Commercial Flocculants, H.A Hamza et J J Picard, 1974 Canmet Report 77-78, Canada Centre For Mineral and Energy Technology, Canada, 1975; et Ind Min J.

(Special Issue), R D Booth, J E Carpenter et H Hart Jens, 335, 1957.

La précipitation du liant résineux cationique sur les surfaces des microfibres du tissu de polymère par l'addition de polymères de haut poids moléculaire contenant des charges anioniques s'est

révélée particulièrement efficace.

On pense que la combinaison d'une solution d'un liant

résineux cationique avec un précipitant anionique soluble ou dis-

persable dans l'eau dans les conditions décrites ici provoque la formation d'une forme précipitée du liant résineux cationique qui

adhère efficacement sur les surfaces des microfibres du tissu poly-

mère microfibreux L'interaction du liant résineux ou polymère avec l'agent précipitant peut conduire à la précipitation de l'agent précipitant avec le liant résineux Il doit Etre bien entendu que la composition de revêtement du tissu polymère peut contenir une

certaine proportion de l'agent précipitant.

On pense également que la remarquable aptitude à régler la quantité de liant résineux cationique déposée sur le tissu polymère par précipitation de la manière décrite ici peut provenir en partie des interactions favorables de potentiel zêta entre le précipité de liant résineux cationique et les surfaces des microfibres du tissu polymère On sait que ces interactions sont

complexes et divers autres mécanismes, tels que liaison électro-

statique, liaison hydrogène ou autres interactions physicochimiques, peuvent être responsables en totalité ou en partie des résultats extrêmement souhaitables obtenus Quelles que puissent être les

interactions détaillées, la demanderesse a trouvé que la combi-

naison d'agents précipitants anioniques polymères avec des liants résineux ou polymères cationiques thermodurcissables, non colloïdaux, solubles dans l'eau, dans un tissu polymère microfibreux normalement

hydrophobe, conduit au revêtement efficace de la surface des micro-

fibres dans le tissu par le liant résineux cationique On pense également que les faibles quantités de liant résineux ou polymère nécessaires pour améliorer notablement la résistance mécanique de ces tissus sont un reflet de l'efficacité et de la nette uniformité avec lesquelles les surfaces des tissus sont revêtues par le

procédé décrit.

Comme les agents précipitants anioniques utilisés de préférence dans l'invention contiennent des groupes carboxyles ou d'autres groupes acides ionisables, leur efficacité de précipitation

est fonction du p H En conséquence, la préparation des tissus poly-

mères revêtus de liant résineux ou polymère utilisés pour préparer

les feuilles filtrantes de l'invention est effectuée le plus effi-

cacement dans des conditions de p H o les groupes anioniques sont à peu près totalement ionisés et donnent l'efficacité de précipitation

la plus élevée, c'est-à-dire de préférence en conditions alcalines.

Les agents précipitants préférés peuvent être choisis parmi les polymères synthétiques solubles ou dispersables dans

l'eau contenant des groupes anioniques,tels que des groupes carboxy-

lates ou sulfonates Les polymères contenant des groupes carboxylates, tels que les copolymères d'acide acrylique, sont spécialement prÉft-Èr E;; raiskn de leur efficacité, de leur large Q ii d'otrinet de leur bas prix Des agents Prî-cîDitavls corn enables pour les bute che il'Lnvent 4 ion coicprennerit des agents a u

tels que les "h-erco-flocs' -zabriqués par la Société Iemues cor-

po-ratec, les "Puriflocs' fabriqués par la Socfaét Dew Chemical Cerporatii:n et la serie des floculants anioniques fabri qués par la SrtéNalcol Company sous le nom de "Nloye Des agents précipitants appropriés du commerce comprennent les suivants Nalcolytes 7763, 7766 et 7173, Product 1,8 127-7 (Socifté Aldrich Chemical Company) et Carboset 531 (Société B F Goedrieh Covmparn" Les l Zalc;ilytes 7766 et 7173 sont des copolymères d'ac rylamidc et d'acryl Iate de sodium de poids moléculaire élevé (supérieur à un

million) Le Nalcolyte 7763 est un copolymère d'un poids molécu-

laire d'environ 5 à 10 mililions préparé par réaction d'environ 35 % d'acide acrylique et en v iron 65 % d'acrylamide Les structures générales de ces produits sont indiquées dans les brevets deu Etats-Unis d'Amérique 3 549 527, 3 617 542 et 3 673 083 Ce sont des agents floculants ioniques dont l'importance du caractère ionique est déterminée par la proportion relative d'acrylate de sodium dans le polymère On les prépare par l'hydrolyse réglée de poly,%acrylamide en polyacrylamide-coacrylate et également par la copolymérisation directe d'acrylamide avec Vlacrylate de sodium Le "Product 18 127-7 "

est un polyacrylamide ayant un poids moléculaire de 5 à 6 millions.

L'agentz précipitant particulièrement préféré, le '"Carboset 531 ", est une résine acrylique thermodurcissable autocatalvsa C so 11 uble dans l'eau d'uin poi-ds moléculaire d'environ 1 milo -On pense qu'il contient des groupes N-mét hylolacrylamilde et des groupes

acide acry-lique par 'itrdaredesquels a lieu la rdticulation.

Les tissus de base intéressants pour préparer les feuill-es filtrantes de l'invention sont constitués de microfibres

polym_-es Dans la présente description, V'expression "m-icroeibres"

ou "mi Lcrofibreux" désigne les fibres caractérisées par des diamètres d' env iron 0,5 à environ 20 /um, de préférence d'environ 1,0 à environ l Oum 'leur longueur peut varier de manière caractéristique depuis des mirfbrs'oupêes relativement courtes d'en-viron 1,27 cm ou

moins jiusiu'à dea fillaments sensiblement continus.

Les tissus formés avec ces microfibres polymères peuvent être formés de diverses manières bien connues dans

l'industrie Une technique préférée est décrite dans "The Manufac-

ture of Superfine Organic Fibers", V A White, U S Department of Commerce, Naval Research Laboratory, Publication P B 111437 ( 1954). Les tissus polymères microfibreux utiles pour préparer les feuilles filtrantes de l'invention sont de préférence non tissés et préparés à partir de microfibres polymères filées à l'état fondu te Uesque polyoléfines, par exemple polypropylène et polyéthylène;

polyesters, par exemple polytéréphtalate de butylène et polytéré-

phtalate d'éthylène; et polyamides, par exemple polyhexaméthylène-

adipamiide ("Nylon 66 "), polyhexaméthylènesébacamide ("Nylon 610 "); "Nylon 11 ", préparé à partir d'acide 11-amino-undécanoique;et homopolymères de poly caprolactame ("Nylon 6 ") D'autres polymères qui peuvent être mis sous forme de microfibres et qui forment des tissus microfibreux hydrophobes, en particulier ceux qui peuvent être filés à l'état fondu pour former des microfibres d'environ 0,5 à environ 20/um, peuvent également'être utilisés On peut également utiliser des tissus comprenant des mélanges de différentes

microfibres polymères Des tissus préférés sont les tissus micro-

fibreux hydrophobes vendus par la société demanderesse sous le nom de marque "HDC" Ces tissus sont constitués de microfibres de poly

propylène, ayant de manière caractéristique des diamètres de micro-

fibres d'environ 1,O à environ l O/um, ils ont une capacité élevée de salissure, sont disponibles aux dimensions absolues de pores d'environ 0, 6 à environ 70/um à des poids variant de 10,8 à

215,0 g/m 2 et des résistances à la traction de 0,27 à 1,52 kg/m.

Les tissus microporeux formés à partir de microfibres de ces polymères ont en commun qu'ils sont hydrophobes avant la conversion en une forme hydrophile par le procédé de l'invention et ont un potentiel zêta négatif en milieux alcalins Dans la

présente description, le terme "hydrophobe" signifie que les tissus

ne sont pas mouillés par l'eau, comme le met en évidence un angle

de contact élevé à l'interface eau-microfibre ou tissu microfibreux.

Dans la présente description également, le terme "hydro-

phile" signifie que les tissus sont facilement mouillés par l'eau, ce qui est visuellement observable par l'étalement rapide d'une

goutte d'eau placée en contact avec la microfibre ou le tissu micro-

fibreux. Les poids des tissus polymères microporeux hydrophobes intéressants pour former les feuilles filtrantes de l'invention sont

dans la gamme caractéristique d'environ 5,4 à 215 g/m, de préférence-

d'environ 10,8 à 108 g/m De manière caractéristique, les tissus microporeux hydrophobes ont des dimensions absolues de pores d'environ

0,5 à environ 80/um, de préférence d'environ 0,6 à environ O 1/um.

Le procédé de préparation des feuilles filtrantes de l'invention comprend essentiellement les quatre étapes indiquées précédemment. On peut utiliser des variations dans ces quatre étapes

de base, ainsi que certaines étapes supplémentaires de traitement.

Par exemple, les étapes ( 1) et ( 2) peuvent être interverties, bien

que l'ordre d'application préféré soit celui indiqué ci-dessus.

Une autre possibilité moins appréciée consiste à appliquer à peu près simultanément les première et seconde solutions de traitement décrites dans les étapes ( 1) et ( 2) ci-dessus, par exemple par pulvérisation sur la surface du tissu hydrophobe par des buses séparées Il est cependant nécessaire que la première et la seconde solution de traitement sdentàpeu près totalement mélangées, tandis que les solutions sont en contact avec le tissu, de sorte

que la précipitation du liant résineux ou polymère et sa distribu-

tion sur le tissu se produisent de manière sensiblement uniforme.

En outre, il peut être souhaitable dans certains cas

d'utiliser des solutions de pré-mouillage contenant un agent mouil-

lant,tel qu'un tensio-actif ou un alcool inférieur, par exemple tertbutanol, n-butanol, éthanol ou isopropanol, en solution aqueuse pour mouiller au préalable les tissus hydrophobes, puis de laver à l'eau pour éliminer au moins la majeure partie de l'agent mouillant

du tissu, de préférence aussi complètement que possible, tout en main-

tenant le tissu mouillé par l'eau et à appliquer ensuite la première et la seconde solution de traitement comme décrit ci-dessus ou dans

l'ordre inverse Dans la présente description, les termes "solution"

ou "solution de traitement" sont parfois utilisées dans la description

il du procédé dans les étapes ( 1) et ( 2) ci-dessus Il doit err entendu que, lor-sque l'on fait allusion à la composition contenant l'agent précipitant, elle doit Ure sous forme soit d'uns solution,

soit d'une dispersion.

Avec certains tissus poiymères mnicrofibreux hvdrophobes, par exemple "Nylon 66 " et téréphtalate de polybutylène, l'dtape de pré-mouillage peut être éliminée par l'incorporation dans la première solution de traitement d'un agent mouillant, tel qu'un alcool inférieur, pour abaisser la tension superficielle de la solution de traitement:, facilitant ainsi le mouillage du tissu La teveur en

alcool nécessaire pour réduire la tension superficielle de la solu-

tion de traitement et la quantité nécessaire peuvent être dâLerminées par approximations successives L'alcool utilisé et la quantité

présente dans la solution de traitement doivent, bien entendu, être -

à une valeur assez faib 2 e pour ne pas gêner le processus de revêtement.

En outre, il peut être souhaitable,avec certains agents précipitants du type carboxylate, de convertir certains des

groupes acide carboxylique présents en leur forme saline par neutra-

lisation avec des bases inorganiques, par exemple hydroxyde de sodium ou des bases organiques, par exemple diéthanolamine ou triêthanol amine Ce traitement améliore la solubilité de l' agent précipitant

et, dans certains cas, le pouvoir mouillant de la solution ou dis-

persion de l'agent précipitant dans le traitement du tissu hydrophobe.

Lorsque l'on utilise le liant résineux ou polymère comme première solution, c'est-a-dire lorsqu'on l'applique d'abord

au tissu dans l'étape ( 1) ci-dessus un agent mouillant peut égale-

ment être souhaitable pour améliorer le pouvoir mouillant de la solution de liant résineux ou polymère, éliminant ainsi l'étape de

pré-muuillage avec certains tissus polymères microporeux hydro-

phobes, par exemple 'lNylon 66 " et téréphtalate de polybuty 1-ne-

De préférence, le tissu hydrophobe est totalement mouilli, c'est-à-dire saturé dans l'étape ( 1) ci-dessus, c'est-à-dire par la première solution ajoutée, que celle-ci soit une solution

de l'agent précipitant ou la solution du liant résineux ou polymère.

Avant l'application de la seconde solution sur le tissu, on peut éliminer l'excès de la premiere solution, par exemple par essuyage mncanicue en utilisant une racle ou analogue, par tamponnage, etc. De préférence, avant l'applicatiin de la seconde solution au tissu, on eiinmine une portion suffisante de la première solution pour que le tissu ne soit pas totalement nouille, c'est-à-dire saturé, par la première solution lorsque l'on applique la seconde solution. Lorsque l'on a appliqué la seconde solution et que le tissu est de préférence totalement mouillé par un mélange de la première et de la seconde solution, il est nécessaire de traiter le tissu mouillé pour mélanger la première et la seconde solution, facilitant ainsi la précipitation du liant résineux ou polynmre et leur distribution en un revêtement sur les surfaces des Lmicrofibres constituant le tissu traité Ce traitement peut être effectué par diverses techniques, comprenant l'agitation mcanique, l'action de racles essuyeuses tendues ou l'action sur le tissu de la pression entre deux cylindres ou entre un cylindre et une surface plane, ou la mise en contact d'une face du tissu avec un cylindre tournant

en sens inverse.

La technique préférée de traitement du tissu mouillé consiste à le mettre en contact avec un cylindre tournant en sens inverse de la direction de déplacement du tissu passant sur ce cylindre Dans la pratique, en utilisant cette technique, onr applique de préférence la première solution sur un cylindre de transfert rotatif sous la forme d'une pellicule qui est appliquée sur le tissu et absorbéepar celui-ci, tandis que le cylindre de transfert, qui est en contact avec le tissu, tourne sur la surface supérieure du t-ssu qui est tiré au-delà du cylindre De préférence, le tissu est ensuite soumis à l'action d'une racle d'essuyage pour éliminer l'excès de solution du tissu afin d'aider l'absorption de la secondesolution de traitement, après quoi la seconde solution est appliquée sur le tissu au moyen d'un second cylindre de transfert sur lequel la seconde solution a été appliquée sous forme d'une pellicule Le second cylindre de transfert est de préférence le

cylindre m E en sens izverse de la direction de tissu et, de préfé-

rence, à peu près à la vitesse linéaire du tissu, afin de contribuer au mélange, à la précipitation et à la répartition comme décrit ci-dessus. Dans cette technique opératoire préférée, le tissu est passé au travers d'une série d'au moins trois cylindres alignés horizontalement en configuration dessous/dessus/dessous, le premier cylindre appliquant la première solution à la surface du tissu lorsque celui-ci passe au dessous de lui; le cylindre du milieu sur lequel le tissu passe opérant conjointement avec une lame essuyeuse de manière à éliminer un excès éventuel de la première solution, après quoi le tissu passe au-dessous d'un troisième cylindre ma en sens inverse de la direction du tissu (le second cylindre de transfert), qui applique la seconde solution sur le tissu Le troisième cylindre mélange également la première et la seconde solution en exerçant un effet mécanique sur le tissu entièrement mouillé, provoquant ainsi la précipitation du liant résineux ou polymère et son application en revêtement sur la surface des microfibres qui constituent le

tissu.

On peut faire appel à d'autres techniques pour appliquer la première et la seconde solution, et par exemple on peut utiliser une lame racleuse pour former des pellicules des deux solutions sur des surfaces séparées, après quoi on fait passer le tissu en contact

successivement avec les pellicules individuelles des deux solutions.

Après traitement du tissu et précipitation du liant résineux ou polymère sur les surfaces des microfibres du tissu traité;

avec formation d'un revêtement, de préférence à une épaisseur prati-

quement uniforme, on sèche le tissu, c'est-à-dire qu'on élimine les composants volatils, principalement l'eau, et on durcit, faisant

passer le liant résineux ou polymère à l'état réticulé.

L'expression "séchage", telle qu'elle est utilisée ici, s'applique principalement au phénomène par lequel les matières volatiles, par exemple l'eau, sont éliminées du système Toutefois, on doit comprendre que le liant résineux ou polymère précipité en revêtement sur les surfaces des microfibres constituant le tissu de support est également durci, passant sous une forme réticulée, à forte résistance mécanique et insoluble dans l'eau, améliorant la liaison entre les microfibres du tissu de support, c'est-à-dire le tissu normalement hydrophobe, des feuilles filtrantes selon

l'invention Les deux phénomènes peuvent se produire dans une opé-

ration continue dans laquelle le durcissement se produit au cours

de l'cpération de séchage Le durcissement est accéléré par l'uti-

lisation de températures élevées et par l'élimination de l'eau Le

séchage et le durcissement peuvent également être effectués à tempé-

rature ambiante dans une durée prolongée, selon la combinaison

particulière du liant résineux ou polymère et de l'agent précipitant.

Toutefois, le séchage et le durcissement sont plus rapides lorsqu'on observe des températures élevées allant de 50 à 150 'C pendant des durées qui peuvent atteindre plusieurs jours mais peuvent tomber à plusieurs minutes En général, on observe de préférence des durées

de durcissement d'environ 5 à 60 min en combinaison avec une tempéra-

ture de durcissement d'environ 75 à 130 'C.

De préférence, le procédé selon l'invention est mis en oeuvre en continu Toutefois, si la durée de séchage et de durcissement est longue> il peut être souhaitable de réaliser les trois premières étapes décrites cidessus de manière continue et d'effectuer l'étape de séchage et de durcissement séparément, de préférence en continu, mais indépendamment de ( 1) les trois premières étapes ainsi que,

naturellement, ( 2) tout traitement préalable, par exemple un mouil-

lage préalable et un lavage avant application de la première solution de traitement dans la première étape décrite ci-dessus, ou bien ( 3) toute étape intermédiaire éventuelle, par exemple l'élimination

d'une partie de la première solution de traitement avant l'applica-

tion de la seconde solution de traitement à l'étape ( 2).

La concentration de l'agent précipitant dans la première solution ou dispersion de traitement se situe couramment dans l'intervalle d'environ 2,5 à 7,5 % (toutes les indications de parties et de pourcentages données s'entendent en poids, par rapport

au poids de la composition totale de la solution, dispersion parti-

culière ou autre produit en considération, sauf indication contraire).

De préférence, l'agent précipitant sera présent dans la première solution ou dispersion en quantité d'environ 3 à 6 % L'expression "première solution ou dispersion", telle qu'elle est utilisée ici,

se rapporte à ce qui a été dit des quatre étapes opératoires fonda-

mentales décrites ci-dessus On notera que, si l'on parle de première solution ou dispersion de traitement, la solution ou dispersion en question peut être appliquée en tant que seconde solution de traitement si l'on a Inversé l'ordre d'application des solutens

de traitement.

La concentration du liant résineux ou polymère thermo-

durcissable, cationique, non colloïdal, soluble dans l'eau, dans la seconde solution de traitement peut varier couramment de moins

de 0,1 % jusqu'à 20 % dans la pratique du procédé selon l'invention.

Plus couramment, l'intervalle va d'environ 1 à 10 % Dans le cas du liant rdsineux ou polymère préféré, le produit du commerce Resin R 4308, on préfère des concentrations en poids d'environ 0,1 i 10 %, plus spécialement d'environ 1 à 5 % De même qu'on l'a dit plus haut ea référence à la "première solution", la "seconde solution" du liant

résineux ou polymère peut -tre en fait appliquée en premier.

Le liant résineux ou polymère cationique est de préf'rence appliqué sur le tissu polymère à l'état de solution aqueuse en quantité telle que le poids total des matières solides du liant résineux ou polymère cationique ajoutées, par rapport au poids sec du tissu de support hydrophobe avant tout traitement, se situe entre 1 %/ environ et 30 % environ, de préférence entre 5 et 15 % environ Comme on l'a dit plus haut, on doit comprendre que l'agent

précipitant peut, dans le cours de la précipitation du liant rési-

neux ou polymère, être combiné chimiquement et/ou mélangé physiquement

avec le liant résineux ou polymère, devenant ainsi partie du revê-

tement sur les microfibres Les pourcentages indiqués en dernier s'appliquent uniquement au liant résineux applique sur le tissu polymère à l'état de solution aqueuse La quantité de liant résineux ou polymère déposée sur la surface des microfibres du tissu est de préférence voisine de la quantité appliquée sur le tissu, mais on

peut en perdre une certainie partie au cours du traitement.

La quantité de l'agent précipitant nécessaire pour précipiter le liant résineux ou-polymère cationique sur les surfaces des microfibres du tissu hydrophobe peut varier d'environ 25 à 100 % (en poids sec d'agent précipitant par rapport au poids sec du liant résineux ou polymère cationique) La proportion varie avec la nature particuli Lre du liant résineux ou polymère cationique thermodurcissable et de l'agent précipitant De préférence, les proportions relatives en poids de l'agent précipitant doivent être maintenues à des niveaux inférieurs à ceux du liant résineux ou polymère cationique thermodurcissable -On comprendra que les proportions relatives en poids de l'agent prdcipitant et du liant résineux ou polymère dont il est question ici sont les quantités présentes dans le tissu juste avant traitement de ce dernier pour mélange des deux composés et précipitation du liant résineux ou polymère sur les surfaces des microfibres On peut appliquer au départ un excès de la première solution, qu'il s'agisse de ( 1) la solution d'agent précipitant ou ( 2) la solution de liant résineux ou polymère, afin d'assurer le mouiliage complet préferé du tissu,

après quoi on peut en éliminer une portion.

Pour la préparation des feuilles filtrantes polymères,

microfibreuses, hydrophiles avec le liant résineux ou polymère catio-

nique préféré, la résine du commerce R 4308, et l'agent précipitant préféré, le produit du commerce Carboset 531,les proportions relatives en poids préférées entre le liant résineux et l'agent précipitant se situent dans l'intervalle d'environ 4:1 à 1:1 et plus spécialement

d'environ 2:1 à 1:1.

Les feuilles filtrantes microfibreusesj polymères, hydrophiles prdpardes par le procédé selon l'invention ont couramment

des résistances à la traction à sec allant d'environ 35,7 à 268 kg/m.

Naturellement, on peut les utiliser sous la forme de feuilles plani-

formes Toutefois, on peut aussi les mettre sous des formes plissées ou onduiles (en accordéon) par des techniques connues des spécialistes, et les introduire dans des structures d'éléments filtrants, tels

que des cartouches de filtre, du type bien connu tans l'industrie.

Les feuilles filtrantes polymères, microfibreuses, hydrophiles selon l'invention se caractérisent en outre en ce qu'elles ont des potentiels zêta positifs à la fois en milieu acide et en milieu alcalin, couramment dans un intervalle de p H étendu allant d'environ 3 à 10 Les feuilles filtrantes sont hydrophiles, comme on l'a dit ci-dessus, et, comparativement aux tissus polymères microfibreux, hydrophobesà partir desquels on les prépare, elles donnent des débits aqueux nettement améliorés sous la même pression ou bien elles donnent un débit identique pour une pression de

refoulement plus faible.

Couramment, les feuilles filtrantes selon l'invention ont des dimensions absolues de pores allant d'environ 0:5 A 80 microns, de préférence d'environ 0,5 à 10 microns, et elles sont capables de séparer des particules chargées négativement a des dimensions allant vers le bas jusqu'à 0,1 micron environ ou même moins Comparativement aux tissus polymères, microfibreux, hydrophobes de support A partir desquels on les forme, leur résistance à la traction est couramment accrue d'un facteur qui peut aller de 25 à 100 % Ainsi, les tissus de support ont couramment des résistances à la traction à sec allant de 26 8 a 152 kg/m, comparativement à 35,7 A 268 kg/m pour les feuilles filtrantes polymères, microfibreuses, hydrophiles selon l'invention L'amélioration de la résistance à la traction résulte de l'application en revêtement sur les surfaces des microfibres du tissu de support du liant résineux ou polymère cationique précipité,

thermodurci et réticulé La feuille filtrante microporeuse, hydro-

phile obtenue contient couramment d'environ 1 à 30 % du liant résineux ou polymère cationique précipité, thermodurci et réticulé, de préférence d'environ 5 à 15 %, par rapport au poids sec du tissu hydrophobe de support avant tout traitement Comme on l'a indiqué ci-dessus, l'agent précipitant peut également constituer une partie du revêtement appliqué sur les microfibres Les pourcentages donnés ci-dessus en dernier ne se rapportent qu'au liant résineux ou polymère précipité On comprendra que, quoique de préférence tout le liant résineux ou poiymère appliqué sur le tissu est précipité sur les surfaces des microfibres et ainsi incorporé dans le tissu, une

portion peut en être perdue au cours des traitements.

La conversion de tissusmicroporeux, polymères, hydrophobes ayant des potentiels zêta négatifs en milieu alcalin en feuilles filtrantes microfibreuses, polymères, hydrophiles ayant (i) des potentiels zêta positifs, et donnant donc une meilleure élimination des particules chargées négativement, (ii) des débits accrus pour une pression déterminée et (iii) une plus grande résistance mécanique, constitue une amélioration substantielle dans les propriétés

de ce type de milieu filtrant.

Les exemples qui suivent illustrent l'invention sans toutefois en limiter la portée; dans ces exemples, les indications

de part: es eu Je peurcentages s'enterdert en poids, sauf mentior.

contraire.

EXEMPLES

Modes opératoires d'essasdes feuilles filtrantes des exemples: Les propriltés des feuilles filtrantes microporeuses

des exemples qui suivent ont été déterminées dans des modes opéra-

toires d'essais variés qu'on décrira maintenant: (a) ési$ 3 Yance à la traction: La résistance à la traction a été mesurée sur un appareii Instron Universal Testing Instrument Model 1130, selon le

mode opfratoi e de la norme américaine AST Mi D 882.

* (b) Poteniel zêta Les potentiels zêta des feuilles filtrantes microfibreuses ont été calculés à partir de mesures des potentiels d'écoulement produits par l'écoulement d'une solution de KC 1 à 0,001 % dans l'eau distillée au travers de plusieurs couches de la feuille filtrante insérées dans un support de feuille filtrante Le potentiel zêta est une mesure de la charge électrostatique immobile nette déposée sur la surface d'une feuille filtrante exposée à un fluide Il est en relation avec le potentiel d'écoulement produit lorsque ce fluide s'écoule au travers de la feuilie filtrante, selon la formule suivante (J T Davis et coll, Interfacial Phenomena, Academic Press, New York, 1963): 4 E x

Potentiel z 8 ta {m V) = -

D P (psi) dans laquelle 'O est la viscosité de la solution qui s'écoule,

D est la constante diélectrique de la solution, X est sa conducti-

vité, E est le potentiel d'écoulement, et P est la chute de pression s au travers de la feuille filtrante au cours de l'écoulement Dans les exemples qui suivent, la quantité D est constante, g-2 td égale à 2 052 x 10 et, en convertissant dans le système métrique, c'est-à-dire en kg/cm 2, la constante doit être multipliée par le facteur de conversion 703,1, de sorte que, dans le systèce métrique, le potentiel zêta peut être exprimé par l'équation: 1443 E (volt) X (/umho/Cm) Potentiel zêta (m V) S P (kg/cm 2) (c) Essai d'efficacité filtrante OSU F-2 (Essai d'efficacité d'élimination des particules en milieu aqueux) L'essai d'efficacité de filtration OSU F-2 qui est maintenant largement accepté dans diverses industries constitue un mode opératoire permettant de déterminer les taux d'efficacité-de filtration en milieu aqueux L'appareil utilisé est un compteur de

particules automatique, Model PC-320, de la Firme Hiac-Royco Instru-

ments of Menlo Park, Californie, Etats-Unis d'Amérique Le dispositif est équipé d'un détecteur CMB-60 en amont, d'un détecteur CM-60 en aval, et il permet l'essai rapide de membranes avec une suspension aqueuze de poudre de silice à un diamètre de particules de 0,1 A à microns L'appareil comporte deux séries de six compteurs de particules à canaux qui peuvent être réglés à six dimensions de particules sélectionnées dans l'intervalle de 1 à 40 microns de diamètre et enregistre automatiquement les concentrations des particules dans le liquide entrant et dans le liquide sortant du filtre L'appareil enregistre également automatiquement le rapport appelé bêta (P), qui est le rapport du nombre des particules entrantes au nombre des particules sortantes pour chacun des six diamètres de particules choisis La grandeur bêta est en relation avec l'efficacité d'élimination des particules,expriméaen pourcent, par l'équation suivante:

élimination % = x 100.

(d) Elimination de particules de latex On a préparé des suspensions monodispersées de latex de polystyrène à des dimensions de particules bien caractérisées (qu&on peut obtenir dans le commerce auprès de la Firme Dow Diagnostics Inc) en solution à environ 0,1 % en poids dans de l'eau déminéralisée contenant 0,1 % de l'agent tensio-actif du commerce Triton X-100 (un adduct d'environ 10 moles d'oxyde d'éthylène sur le nonylphènol) On a pompé les suspensions de latex sur les feuilles filtrantes soumises aux essais maintenues dans un support à disque de 47 mm de diamètre et ayant une surface de filtration efficace de 9,29 cm 2 l'aide d'une pompe à seringue du type Sage Instrument Model 341 à un débit de 2 ml/min On a fait passer l'effluent dans une cellule d'écoulement optique placée dans un photomèetré à diffraction de lumière (Model 2 C O OD, de la Firme Phoenix Precision Instrument inc) Le signal de diffraction d'un faisceau de lumière de 537 nm, mesuré a 90 degrés, a été converti en concentration de grains de latex à l'aide d'une

équation concentration-intensité de diffraction déterminée empi-

riquement pour chaque dimension du latex Les capacités pour les grains de latex ont été obtenues à partir des efficacités mesurées et du volume total de grains de latex soumis aux essais au moyen de la formule suivante concentration à l'entrée ( 0,1 %) concentration à la sortie

efficacité d'élimination % = t x 100.

(e) Essai d'écoulement d'eau: On a déterminé le débit d'eau passant au travers d'une feuille filtrante sous une pression déterminée en opérant de la manière suivante: on a placé un disque circulaire de 90 mm de

diamètre de la feuille filtrante dans un support de surface effec-

tive 64,1 cm On a fait passer au travers de la feuille filtrante placée dans le support de l'eau filtrée au préalable et on a réglé à la différence de pression voulue au travers de la feuille filtrante en réglant le débit d'eau On a alors mesuré le débit de l'eau au travers du dispositif et converti en 1/min et par m 2 de surface filtrante La différence de pression au travers de la feuille

iltrante a alet t mesur 2 e en g/c (diffrence).

Filtrante a également été mesurée en g/cm (différence).

(f) Essai du point de buile La pression de déplacement capillaire d'ur liquide à partir d'un pore est proportionnelle à la tension superficielle du liquide Par conséquent, un liquide à forte tension superficielle comme l'eau a une pression de point de bulle supérieure a cell Ea d'un liquide g faible tension superficielle comme l'alcool: pour une dimension de pores déterminée Ainsi donc, pour un liquide mouillant quelconque, on peut établir une courbe de relation entre

la pression du point de bulle et la dimension moyenne de pores.

La feuille filtrante soumise aux essais est immergée dans de l'eau déminéralisée pendant 5 min environ Les feuilles filtrantes hydroph- iles sont facilement mouillées par l'eau, alors que les filtres hydrophobes ne le sont pas Après immersion dans l'eau, la feuille filtrante est placée dans un support A surfece effective de 64,1 cm 2 On applique alors une pression d'air sur la feuille filtrante et on masure le débit total drair au travers de la feuille Pour les tissus hydrophiles, le débit d'air est limité A un très faible écoulement par diffusion au travers du réseau fibreux et poreux mouille Pour les tissus hydrophobes, l'air passe facilement au travers de la feuille filtrante à haut débit car les pores de la feuillc filtrante ne sont pas mouillés ni obturés par l'eau. Lorsqu'on immerge une feuille filtrante mouillable par l'eau, c'est-àdire une feuille filtrante hydrophile, dans de l'eau, tous les pores sont mouillés et se garnissent d'eau Lorsqu'on soumet une telle feuille filtrante a l'essai décrit ci-dessus, le débit d'air au travers de la feuille filtrante est produit par diffusion lorsque les pressions appliquées sont inférieures A la pression de déplacement capillaire Lorsqu'on atteint la pression de déplacement capillaire, l'eau est rapidement expulsée des pores et le débit d'air au travers de la feuille filtrante augmente

brutalement C'est le point qu'on désigne sous le nom de point de-

bulle ou de pression de déplacement capillaire (qu'on mesure en m Rg)

pour la feuille filtrante; la grandeur est inversement proportion-

nelle au diamètre de pores moyen de la feuille filtrante La pression appliquée conduisant a un débit de 1,6 cm /min par cm de surface de la feuille au travers de celle-ci est le point de bulle 1500 cm 3 de la feuille filtrante Les tisses hydrophobes non traitus ne sent pas moui llables pr l'eau 'e;utefois, on peut les soumettre à

l'essai de point de bulle en les mouillant par une solution mouil-

lante, à faible tension superficielle, par exemple une solution aqueuse d'éthanol à 95 %, après quoi on opère comme décrit ci-dessus. Mode opératoire général de préparation des feuilles filtrantes des exemples 1 à 3: On immerge une étoffe hydrophobe en microfibres de polypropylène filées à l'état fondu et pratiquement continues, au diamètre de fibre moyen d'environ 1,9 micron (l'étoffe pèse environ 43 g/m) dans une solution d'alcool nr -butylique à 7 % dans l'eau déminéralisée, jusqu'à mouillage complet de l'étoffe On fait ensuite passer au travers de l'étoffe de l'eau déminéralisée jusqu'à un volume total d'environ 54 1/m afin d'éliminer l'alcool de l'étoffe en maintenant celle-ci à l'état mouillé On applique alors sur l'étoffe mouillée, à l'aide d'un cylindre de transfert, à un débit d'environ 129 ml/m 2, une première solution aqueuse contenant % d'un agent précipitant, le produit du commerce Carb Dset 531,

et 1,2 % de diéthanolamine.

L'étoffe est ensuite débarrassée de l'excès de la première solution à l'aide d'une lame d'essuyage; on applique alors sur l'étoffe au débit d'environ 129 ml/m 2 d'étoffe, à l'aide d'un second cylindre de transfert, une seconde solution contenant 5 %/ d'un liant résineux ou polymère, le produit du commerce Resirn R 4308, dans lteau déminéralisée Ce cylindre est mû en sens inverse du sens de déplacement de l'étoffe, à peu près à la mgme vitesse linéaire que cette dernière, provoquant le mélange de la première et de la seconde solution et facilitant la précipitation et la répartition du liant résineux ou polymère en revêtement sur les

surfaces des microfibres de l'étoffe de polypropylène.

L'étoffe revêtue est eusuite séchée et réticulée par chauffage aux rayons infrarouges; on obtient une feuille filtrante hydrophile de microfibres de polypropylène dont les surfaces portent en revêtement un liant résineux ou polymère cationique,

précipité, thermodurci et réticulé.

Exemple 1

On traite par le mode opératoire général décrit ci-

dessus une étoffe de microfibres de polypropylène filées A i'àtat fondu, présentant une pression de point de bulle de 69,1 g/cm 2 (mouillée par une solution aqueuse d'éthanol à 95 %) correspondant à un diamètre de pores moyen d'environ 9 microns, d'après l'essai du point de bulle décrit ci-dessus Après application de la première solution d'agent précipitant, on applique la solution aqueuse a 5 % du liant résineux ou polymère à l'aide d'un cylindre de transfert tournant à 60 tr/min environ, en sens inverse de la marche de l'étoffe, laquelle se déplace à la vitesse de 3,3 m/min L'étoffe

revêtue est ensuite séchée et durcie en 5 min à 120 'C -

On a déterminé sur la feuille filtrante de l'exemple 1 les propriétés indiquées dans la première colonne du tableau I ci-après A titre de comparaison, on a mesuré les mêmes propriétés sur une étoffe témoin, la mgme étoffe de polypropylene qui a été utilisée pour préparation de la feuille filtrante de l'exemple 1, mais non traitée Les résultats obtenus sont rapportés dans le

tableau I ci-après.

Essai Potentiel zêta Point de bulle (mouillé à l'eau)

Débit d'eau (à une dif-

férence de pression de ,6 g/cm 2) Efficacité d'élimination % pour des grains de latex de 1,74 micron Résistance à la traction

TABLEAU I

Feuille filtrante

de l'exemple 1

+ 7,54 millivolts a p H = 7,15 196,8 g/cm 676 1/min/m 2

99,98 %

Témoin 'non traité) 28 millivolts à p H = 7,15 essai impossible avec l'eau en

raison des pro-

priétés hydrophobes 147 1/min/m 2 0 % 78,9 kg/m kg/m

Exemple 2

On traite par le mode opératoire général décrit ci-

dessus une étoffe de microfibres de polypropylène filées au mouillé présentant une pression de point de bulle de 269 g/cm 2 (mouillée par une solution aqueuse d'éthanol à 95 %) correspondant à un diamètre de pores moyen d'environ 5 microns On soumet ensuite-l'étoffe à un traitement identique à celui de l'exemple 1, sauf pour le séchage et le durcissement qui sont effectués en 20 min à 79,40 C. La feuille filtrante obtenue et un témoin correspondant (l'étoffe de polypropylène utiliséepour la préparation de la feuille filtrante de l'exemple 1 mais non traitée) sont ensuite soumis aux essais

dont les résultats sont rapportés dans le tableau II ci-après.

TABLEAU Il

Pr Eriété Feuille filtrante Témoin

de l'exemple 2

Potentiel zêta + 4,8 m V 28 m V a p H = 7,9 Point de bulle 656 g/cm essai impossible (mouillé à l'eau) en raison des

propriétés hydro-

phobes Débit d'eau (à une 94,7 1/min/m 11,8 1/min/m 2

différence de pres-

sion de 351,6 g/cm 2) Efficacité d'élimi 99,9997 % 50 % nation pour des grains de latex de 0, micron

Exemple 3

On met les feuilles filtrantes des exemples 1 et 2 sous la forme d'éléments filtrants plissés par des techniques bien connues des spécialistes On détermine ensuite l'efficacité de ces éléments dans la séparation de particules siliceuses de leurs

suspensions aqueuses par le test d'efficacité filtrante OSU F-a 2.

A titre de comparaison, on prépare des éléments filtrants plissés témoins à partir des étoffes de polypropylène correspondantes non traitées qui ont servi à la préparation des feuilles filtrantes des exemples 1 et 2 et on les soumet à des essais analogues Les

résultats obtenus sont rapportés dans le tableau III ci-après.

Elément -e

l'exemple

Témoin 2 Témoin

TABLEAU III

Efficacité d'élimination % au diamètre de particules indiqué en microns

1,0 2,0 3,0

micron microns microns

99 ?, 99,98 99,999

90 95

9 999 99,998 99,994

99; 7 99,97 non effectué

Exemple 4

On traite une étoffe de microfibres de polypropylene identique à celle utilisée dans l'exemple 1 par le mode opératoire général décrit Ci-d&ssus, mais en utilisant en tant que liant résineux ou polymere cationique thermodurcissable le produit du commerce Santo-rez 31, Après application de la solution de Carboset 531 1 5 %, on applique une solution aqueuse de Santo-rez 31 à 5 % a l'aide d'un cylindre de transfert mû en sens inverse, tournant à environ

60 tr/min, ll'toffe se déplaçant à la vitesse d'environ 3,4 m/min.

L'étoffe traitée est ensuite séchée et durcie en 20 min à 120 C, On soumet la feuille filtrante obtenue à des essais visant A déterminer les propriétés indiquées dans la première colonne du tableau IV ci-après A titre de comparaison, on soumet aux mêmes essais l'étoffe de polypropylene utilisée pour la prépa=

ration de la feuille filtrante de cet exemple mais non traitée.

Les résultats de c 2 e essais sont rapportés dans le tableau IV ci-après. 2 C 6

TABLEAU v'

Essai Feuille filtrante Tdcoin (non de l'exe N i__ trait Se) Potentiel zgtt + 2,77 millivolts 23 millivolts à p H = 7; 5 à p H = 7,15 Point de bulle 190 g/cm essai impossible avec (mouillé à l'eau) l'eau en raison des propriétés hydrophobes Résistance à la 969,8 g/cm 791,2 g/cm tractionEfficacité d'élimi 99 83 % O nation %/ pour des grains de latex de 1,74 microns (essai d'élimination des particules de latex) Mode oo Pratoire général de préparation des feuilles filtrantes des exmpes 5 et 6: On étale en pelliculle deuviron 0,025 cm d'épaisseur à l'aide d'une lame racleuse, sur une glace, une première solutiou contenant 5 parties d'un agent préeipitant, le produit du commerce Carboset 531, 1,2 padtie de didthanolamine, 20 parties d'alcool t-butylique et 73,8 parties d'eau d Oinralise, On place ensuite en contact avec cette pellicule une étoffe microfibreuse polymère hydrophobe. De caniire analogue, à l'-ide d'une lame racleuse, sur une seconde glace, on forme une pe'licule d'environ 0, 025 cm d'épaisseur d'une solution contenant 4 parties d'un liant résineux ou polymère, le produit du commerce Resin R 4308 _ 20 pa-rties d'alcool tbutylique et 76 parties d'eau On retire l'étoffe microfibreuse mouille de la pellicule de la première solution d'avec la première glace et on met en contact avec la pellicule de la seconde solution sur la seconde glace On utilis un r uleau pour appliquer une pression modéree permettant de mélanger la première et la seconde solution dans la masse de l'étoffe, de précipiter le liant résineux, le produit du commerce Resin R 4308, et de revêtir les microfibres de l'étoffe Celle-ci est ensuite séchée et durcie en 1 h dans un four à convection maintenu à 110 C On notera que l'alcool t-butylique présent dans la seconde solution, dans ce mode opératoire général,

est facultatif.

Exemple 5

On traite par le mode opératoire général décrit en dernier une section de 25,4 x 25,4 cm d'une étoffe microfibreuse -de Nylon 66 pesant 37,7 g/m 2 et dont les microfibres ont un diamètre moyen d'environ 2 microns Comme on le verra en examinant le tableau V ci-après, la feuille filtrante obtenue est hydrophile et présente un potentiel z&ta positif en milieu alcalin Le témoin (l'étoffe de support de Nylon 66, avant traitement) est hydrophobe et présente le potentiel zêta négatif également indiqué dat, le

tableau V ci-après.

TABLEAU V

Essai Feuille filtrante Témoin (non de l'exemple 4 traité) Point de bulle 162,3 g/cm 2 essai impossible avec (mouillé à l'eau) l'eau en raison des propriétés hydrophobes Potentiel zêta + 2,44 m V à p H = 7,9 11,5 m V à p H= 7,9

Exemple 6

On traite une étoffe microfibreuse de téréphtalate de polybutylène à un diamètre moyen de fibres d'environ 1,7 micron comme l'étoffe de l'exemple 4 et avec les mêmes solutions de traitement La feuille filtrante obtenue est hydrophile et présente en milieu alcalin un potentiel z 9 ta positif indiqué dans le tableau VI ci-après Un témoin (l'étoffe de support de téréphtalate de polybutylène avant traitement) est hydrophobe et présente le potentiel zêta négatif également indiqué dans le tableau VI

ci-après.

TABLEAU VI

Essai Feuille filtiante Témoin de ltexempie 5 (non traité) Point de bulle 141,6 glcm essai impossible avec (mouillé à l'eau) l'eau en raison des propriétés hydrophobes Potentiel zêta + 2,81 m V à pli = 7,6 78 m V à p = 7,6 Les éléments filtrants préparés à-partir des feuilles filtrantes selon l'invention sont utilisables en tant que filtres préalables, permettant d'accroître considerablement la durée de service des filtres très fins utilisés en aval de ces filtres préalabies L'industrie pharmaceutique en particulier est une consommatrice importante de ce type de filtres préalables, par exemple pour la préparation d'eau stérile En outre, les filtres selon l'invention ne déchargent pas de fibres ou autres particules et sont donc utilisables dans des applications pharmaceutiques variées dans lesquelles une filtration est nécessaire Les éléments filtrants prépares à partir des feuilles filtrantes selon l'invention sont capables de séparer des particules très fines allant jusqu'aux dimensions moléculaires, ce qui les rend particulièrement utiles

pour la filtration des-liquides parentéraux.

En raison de leurs propriétés hydrophiles, les filtres et éléments filtrants selon l'invention donnent de forts débits de milieux aqueux sous de faibles pressions de refoulement, ce qui

les rend utiles pour la clarification de produits alimentaires -

et boissons.

Les filtres et éléments filtrants selon l'invention peuvent également 8 tre utilisés pour filtrer des eaux déminéralisées ultra-pures telles que celles utilisées dans les fabrications

électroniques.

Il existe de nombreuses autres applications indus-

trielles possibles demandant des feuilles filtrantes à haute effi-

cacité de séparation des particules sous faible perte-de charge

aux débits exigés.

Il est clair que l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation préférés décrits ci-dessus à titre d'exemples et que l'homme de l'art peut y apporter des modifications sans

pour autant sortir de son cadre.

R V E D I CJA TI O NS

1 Przocédé pour convertir une étoffe hydrophobe constit-utde-

de microfibres polymeres en une feuille filtrante hydroph-ile, caracttérisé pa r les étapes suivantes ( 1) application d'une première solution ou dispers-i-on d'un agent précipitant sur l'étoffe avec mouillage en Partie au moins de cette dernière, 2) application d'une seconde solutiond'un liant Dil po 1 yrnëre catfcnique, non colloïdal, hydrosoluble, 1-0 thern Ddurcissable sur l' étoffe rnouillée du stade ( 1) donnant une étoffe mouillée Dar un m-clange de la première et de la seconde ( 3) traitement de la feu ille mouillée-au stade ( 2) en vue de ridianger la première et la seconde soluti on e t de aîte

ainsi la precipi tt-'otio du liant résinèux ou polytehre et sa réparti-

tion er, revftotmaatt sur les surfaces des micr ofibrese et ( 4) se 5 chage de l'étoffe revêtue de ltétipe ( 3) et durcissement de la résine pré 4 cipitée donnant une feuille filtrante polymàre, hydrophile, microporeuse ayant un potentiel zeta posi-tife 2.0 et donc les surfaces des mzicrofibres sont revêtues par un liant résineux -ou polymère cat ionique précipité, thermodurcf et -éiué 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le traiteene't deltfe nile au stadle ( 2) est réal-isé par contact de ladite étoffe mouillée avec un cylindre tournant en sens, contrire du sens de déplacement de l'étoffe-mouillée de-vant,

ledit Cyl iudze.

3 J 2 roce;dé selon la revendication i ou 2, caract,5 risé en,, ce que le séchage et le durcissement de l'étape ( 4) sont ciffectués à une température d'environs 50 à 150 'C en une durée allant dz plusieurs minutes à plusieurs jours 4 Frocédé s,:o In-l'une quelconque des revendicatiorr I à

car, ctérisé en ce que les microfibres polymères de l'étoffes hvdyro -

phobe sont constituées dl'une -polyoléfi-ne et eni ce que-1 l'étoffe hydrcprnbe est louillée au préalable à l'aide d'une solution de

mouillage comprenant de l'eau et un agent mouillant, avant l'ltape ( 1).

Procéd, selon l'une quelconque des revendications 1 à 3,

caractérisé an ce que les microfibres polymères de l'étoffe hydro-

phobe comprennent du Nylon 66, du Nylon 11 ou un autre polyamide.

6 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3,

caractérisé en ce que les micro-fibres polymères de l'étoffe hydro-

phobe comprennent du térépihtalate de polyéthylène, du téréphtalate de poiybutylnre ou un autre polyester

7 Procédé selon l'unre quelconque des revendications 1 6 ',

caractérisé en ce que les microfibres ont des eiamètres de 0,5 > microns et en ce que l'étoffe hydrophobe a des dimensions absolues de pores de 0, 5 à 80 microns, de preference des diamètres de 1,0 à 0 ruicrons, et en ce que l'étoffe hydropahobe a une dimension absolue

de pores de 0,6 à 10 microns.

8 Procédd slon l'une quelconque des revendications 1 à 7,

caractri-sé en ce que la concentration du liant résineux ou polymère dans la seconde solution se situe dans l'intervalle de 0,1 20 % et

de pr-efeence de 0,1 à 10 %,.

9, Procódé selon l'une quelccnque des revendications 1 à 8,

caractérisd en ce que la concentration de l'agent précipitant dans la Dremière solution ou dispersion ze situe dans l'intervalle de

2,5 75 %.

Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9,

ca a téri en ce que la seconde solution est appliquée sur l'étoffe mouille de l'étape ( 1) en quantité telle que le poids total du lient r-sineux ou polymère ajouté à l'étoffe mouillée de l'étape 1) représente de 1 à 30 %,% de préférence de 5 à 15 % par rapport au

poids sec de l'étoffe hydrophobe.

11 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10,

caractérisé en ce que le rapport en poids entre le liant résineux ou polymère et l'agent précipitant dans l'étoffe mouillée de l'étape ( 2) juste avant traitement de ladite étoffe mouillée se

situe entre 4:1 et 1:1, de préférence entre 2:1 et 1:1.

12 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à i 1,

caractérisé an ce que l'agent précipitant contient des groupes anio-

-: f 2530155 3. niques tels que des groupes carboxylates et sulfonates, ou conisiste

en un autre agent précipitant anionique.

13 Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'agent précipitant anionique est une résine acrylique hydro soluble, autocatalysee et thermodurcissable.

14 Procédé selon l'une quelconque des revendications à 13,

caractérisé-en ce que le liant résineux ou polymère comprend une

résine polyamido/polyamino-épichlorhydrine à fonctions époxy.

Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 13

caractérisé en ce que le liant résineux ou polymère thermodurcissable comprend une résine polyamine-épichlorhydrine à fonctions époxy

portant des groupes ammonium quaternaires.

" 16 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 a 15,

caractérisé en ce que avaht l'application de la première solution ou dispersion sur l'étoffe à l'étape ( 1), on applique sur -l'toffe un mélange contenant de l'eau et un agent mouillant afin de mouiller préaiablement cette étoffe, après quoi on-la lave à l'eau afin d'éliminer l'agent mouillant en maintenant l'étoffe a l'état mouille

par l'eau.

17 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 16,

caractérisé en ce que la première et la seconde étape sont effec-

tuées pratiquement simultanément.

18 -Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 17,

caractérisé en ce que l'on inverse l'ordre des étapes ( 1 Cl) et ( 2).

19 Feuille filtrante polymère, microfibreuse, caractérisée

en ce qu'elle consiste en une étoffe polymère, microfibreuse, -

normalement hydrophobe dont la surface des microfibres polymères est revêtue d'un liant résineux ou polymère cationique, précipité, thermaodurci et réticulé ladite feuille filtrante étant hydrophile et présentant un potentiel zêta positif, et ayant été obtenue

par un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 18.

Feuille selon la revendication 19, caractérisée en ce que le liant résineux ou polymère est présent en quantité de 1 à 307 par rapport au poids sec de l'étoffe polymère microfibreuse

normalement hydrophobe.

21 Feuille selon la revendication 19 ou 20, caractérisée

en ce qu'elle présente un potentiel zêta positif dans tout l'inter-

valle de p H de 3 à 10.