FR3132222A1 - Procédé de fabrication d’une lingette de décontamination et lingette correspondante - Google Patents

Procédé de fabrication d’une lingette de décontamination et lingette correspondante Download PDF

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Abstract

L’invention concerne un procédé de fabrication d’une lingette de décontamination de surface, d’équipement ou de la peau, susceptible d’être contaminé par un produit toxique sous forme liquide, comprenant des étapes consistant à : - disposer des fibres comprenant plus de 98% de de polypropylène en une couche tampon non tissée, lesdites fibres étant continues, - prendre la couche tampon en sandwich entre un premier voile de transfert et un deuxième voile de transfert, identique au premier voile de transfert, chaque voile de transfert non tissé comprenant des fibres continues, lesdites fibres comprenant au moins 60% de polypropylène, et étant configurées pour transférer le produit toxique liquide de l’extérieur dudit voile de transfert vers le tampon par capillarité, - thermo souder le premier voile de transfert, la couche tampon et le deuxième voile de transfert, selon une forme de lingette prédéfinie, et - découper ladite lingette. Figure d’abrégé : Fig. 1

Description

Procédé de fabrication d’une lingette de décontamination et lingette correspondante
La présente invention concerne le domaine de la décontamination par voie sèche, en particulier la décontamination de surfaces contaminées par des liquides toxiques, en particulier des gouttelettes d’armes chimiques, dites « agents chimiques de guerre » ou « agents » par concision.
Il est connu une solution dite « gant poudreur » à base de poudre d’argile smectique, ou terre à foulon, qui permet dans un premier temps de répandre la poudre sur le contaminant pour l’absorber avec une face du gant comprenant la poudre, et d’enlever partiellement la poudre contaminée avec l’autre face du gant par essuyage, l’autre face ne comprenant pas de poudre.
Toutefois une telle solution présente des inconvénients importants : elle ne neutralise pas l’agent chimique et produit donc des déchets toxiques, qui sont eux même contaminants. La poudre contaminée est partiellement redéposée dans l’environnement après essuyage. La poudre se ré-aérosolise facilement en provoquant des contaminations secondaires ou des contaminations croisées particulièrement par voie aérienne ; et enfin, la poudre ne doit pas entrer en contact avec une peau lésée, la bouche ou les yeux, ce qui est une contrainte opérationnelle.
La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant une solution différente.
Plus précisément, l’invention concerne selon un premier de ses objets, un procédé de fabrication d’une lingette de décontamination de surface, d’équipement ou de la peau, susceptible d’être contaminé par un produit toxique sous forme liquide,
comprenant des étapes consistant à :
- disposer des fibres comprenant plus de 98% de de polypropylène en une couche tampon de type non tissé, orientées aléatoirement, lesdites fibres étant continues,
- prendre la couche tampon en sandwich entre un premier voile de transfert de type non tissé et un deuxième voile de transfert de type non tissé, identique au premier voile de transfert, chaque voile de transfert comprenant des fibres continues, lesdites fibres comprenant au moins 60% de polypropylène, et étant configurées pour transférer le produit toxique liquide de l’extérieur dudit voile de transfert vers le tampon par capillarité,
- thermo souder le premier voile de transfert, la couche tampon et le deuxième voile de transfert, selon une forme de lingette prédéfinie, et
- découper ladite lingette.
On peut prévoir que l’étape de thermo soudure comprend la thermo soudure et la découpe simultanée de la lingette ; la découpe étant réalisée avec un emporte-pièce chauffé à une température supérieure ou égale à la température de fusion du polypropylène.
On peut prévoir une étape de fabrication d’un voile de transfert de type non tissé, préalable à l’étape de sandwich, et comprenant des étapes consistant à :
- extruder en continu un mélange polymère comprenant au moins 60% de polypropylène avec une filière qui présente une forme multilobée, pour fabriquer les fibres continues du voile de transfert,
- disposer aléatoirement lesdites fibres du voile de transfert sur un tapis roulant, et
- lier lesdites fibres du voile de transfert avec de l’eau sous pression, de sorte que celles-ci présentent en coupe transversale, une forme multilobée.
On peut prévoir une étape consistant à recouvrir l’emporte-pièce d’un film protecteur antiadhésif préalablement à l’étape de découpe.
On peut prévoir une étape consistant à teinter dans la masse au moins l’un parmi le premier voile de transfert et le deuxième voile de transfert pour obtenir une couleur claire.
On peut prévoir une étape consistant à boucler le film protecteur antiadhésif entre deux cylindres, en circuit fermé, l’emporte-pièce étant disposé à l’intérieur de cette boucle.
Selon un autre de ses objets, l’invention concerne une lingette fabriquée par le procédé selon l’invention, comprenant :
- une couche tampon de type non tissé comprenant des fibres comprenant plus de 98% de polypropylène, lesdites fibres étant continues, orientées aléatoirement, et présentant une capacité d’absorption et de stockage du produit toxique liquide,
- un premier voile de transfert et un deuxième voile de transfert, chaque voile de transfert de type non tissé comprenant des fibres continues, lesdites fibres comprenant au moins 60% de polypropylène, et étant configurées pour transférer le produit toxique liquide de l’extérieur dudit voile de transfert vers le tampon par capillarité,
- la couche tampon étant prise en sandwich entre le premier voile de transfert et le deuxième voile de transfert,
- le premier voile de transfert, la couche tampon et le deuxième voile de transfert étant thermosoudés.
On peut prévoir que le deuxième voile de transfert est identique au premier voile de transfert, de sorte que ladite lingette est réversible.
On peut prévoir que la couche tampon est configurée pour pouvoir absorber jusqu’à 600% de sa masse en produit toxique liquide.
On peut prévoir que le premier voile de transfert et le deuxième voile de transfert présentent un grammage compris entre 50 et 70 g/m², de préférence 60 g/m² ; et la couche tampon présente un grammage compris entre 200 et 300 g/m².
D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante donnée à titre d’exemple illustratif et non limitatif et faite en référence aux figures annexées.
illustre un mode de réalisation d’un dispositif de fabrication d’une lingette selon l’invention,
est une illustration d’une coupe transversale d’une fibre d’un voile de transfert selon l’invention, en sortie de filière,
est une illustration de la fibre de la , après une étape de traitement par eau sous pression,
est une photographie d’une lingette selon l’invention.
Description détaillée
Une lingette selon l’invention est illustrée sur la .
Elle comprend une couche tampon prise en sandwich entre deux voiles de transfert.
Une lingette selon l’invention permet de décontaminer une surface, par exemple un équipement ou de la peau, qui est susceptible d’avoir été contaminé par un produit toxique sous forme liquide, pouvant présenter des viscosités différentes, de fluide à huileuse.
Le produit toxique peut être un agent de guerre. En particulier, l’agent de guerre liquide est de l’ypérite ou un agent innervant organophosphoré, notamment le VX.
Le produit toxique peut également être un produit toxique industriel chimique, notamment l’un quelconque des produits listés à l’adresse suivante https ://www.osha.gov/emergency-preparedness/guides/toxic-industrial-chemicals.
Au sens de la présente invention, on entend donc indistinctement « agent » et « produit toxique ».
Dans un tel contexte, il est important, voire essentiel, qu’une lingette de décontamination présente certaines caractéristiques, notamment d’absorption rapide mais également de non re-déposition.
A ce titre, une lingette selon l’invention ne se présente ni sous forme d’éponge ni sous forme de produit comprenant des fibres discontinues, notamment à base de coton.
L’avantage des fibres continues est de ne pas générer de poussières ou de particules, qui pourraient venir contaminer d'autres surfaces ultérieurement, par exemple comme un coton ou une lingette à base de fibres cellulosiques ou synthétiques discontinues.
- VOILES DE TRANSFERT -
Le voile de transfert est un voile qui résiste au produit toxique, et qui permet d'absorber très rapidement par capillarité les liquides ou les huiles. En l’espèce, on prévoit une épaisseur du voile de transfert de l’ordre de 0,29 mm +/- 0.05mm.
De préférence, le premier et le deuxième voile de transfert sont des non tissés extrudés à l'état fondu, comprenant un mélange de polypropylène (PP) et de polyéthylène téréphtalate (PET).
On prévoit au moins 60% de fibres continues de PP ; et en l’espèce 70% de fibres continues de PP et 30% de fibres continues de PET, les valeurs de 70% et 30% étant comprises avec plus ou moins 2% de marge.
L’avantage des fibres continues est d’éviter que le voile de transfert qui en résulte contienne des morceaux de fibres.
Les voiles de transfert sont non tissés, la disposition des fibres est aléatoire et leurs propriétés sont similaires en toutes directions.
Les fibres des voiles de transfert passent par une filière qui présente une forme multilobée, par exemple en forme d’étoile, voir , puis elles sont éclatées par un jet d’eau sous pression, de sorte que leur section transversale présente une forme multilobée encore plus marquée, comme illustré sur la , ce qui augmente leur surface spécifique.
Sur la et la , les éléments en clair illustrent la partie en PET de la fibre, et les éléments foncés illustrent la partie en PP.
L’éclatement par jet d’eau sous pression d’une fibre permet d’augmenter la distance entre la partie en PET et la partie en PP de la fibre.
Comme illustré sur la , on a D l’épaisseur d’une partie en PP d’une fibre et E1 la distance entre la partie en PP et la partie en PET adjacente.
Après éclatement par jet d’eau sous pression de la fibre illustrée sur la , la partie en PP et la partie en PET adjacente s’écartent l’une de l’autre, et se trouvent au final à une distance E2 l’une de l’autre, avec E2 > E1. Les figures 2 et 3 ne sont pas à l’échelle.
Grâce à cette caractéristique, les fibres des voiles de transfert présentent une surface spécifique supérieure à celle qu’elles présentent avant leur traitement par jet d’eau sous pression
En l’espèce, l’épaisseur du voile de transfert est inférieure à 500 µm, et en l’espèce égal à 300 µm, le diamètre équivalent des fibres du voile étant compris en 0.5 et 5 µm.
En outre, la forme en étoile des fibres permet au voile de transfert en résultant de présenter des caractéristiques d’absorption par capillarité, bien que le polypropylène soit naturellement hydrophobe.
De préférence, le premier voile de transfert et le deuxième voile de transfert présentent un grammage compris entre 50 et 70 g/m², plus préférentiellement encore un grammage de 60 g/m²
De préférence, le voile de transfert n’est pas calandré, le calandrage venant amoindrir les capacités de capillarité du voile de transfert.
Grâce à la présente invention, les voiles de transfert présentent, outre leur capacité de transfert, des caractéristiques de non étalement (moins de 0.5 %), de non redéposition, de non relargage et de résistance à l’abrasion.
De préférence, au moins l’un parmi le premier voile de transfert et le deuxième voile de transfert présente une couleur claire.
Grâce à cette caractéristique, il est possible de visualiser si des produits ont été absorbés par la lingette.
Plus particulièrement, on prévoit de teinter dans la masse au moins l’un au moins parmi le premier voile de transfert et le deuxième voile de transfert pour obtenir une couleur claire, en l’espèce par des pigments colorés.
Comme la lingette est réversible, il est possible de voir quelle face de la lingette, donc quel voile de transfert, a été utilisée.
- COUCHE TAMPON -
La couche tampon, de type non tissé, comprend également des fibres absorbantes. Les fibres sont, comme les fibres de voiles de transfert, également des fibres continues. En l’espèce, la couche tampon présente une épaisseur moyenne de 2 mm +/- 0.2 mm.
Elles comprennent plus de 98% de polypropylène, et sont avantageusement exemptes de poudres, exemptes de colles, exemptes de catalyseur et exemptes de solvant.
En effet, l’utilisation de poudre amène un risque de redéposition, l’utilisation de colle augmente le poids et peut amener un risque chimique, de même que l’utilisation de catalyseur ou de solvant.
Avantageusement selon l’invention, le processus de fabrication de la lingette par filage en voie fondue évite l’utilisation d’auxiliaires chimiques tels que colle, solvant, etc. qui peuvent apporter des risques toxicologiques lors d’une utilisation au contact avec la peau.
En l’espèce, on prévoit plus de 99,5 % de fibres continues de polypropylène, le reste étant des pigments conformes aux exigences réglementaires européennes.
Les fibres de la couche tampon présentent une section sensiblement circulaire.
Par l’agencement de ses fibres et son caractère non tissé, la couche tampon présente une capacité d’absorption. En l’espèce, elle peut absorber jusqu’à 600% de la masse de la couche tampon en toxique liquide.
En l’espèce, une lingette selon l’invention présente une capacité d’absorption de 40ml pour une surface décontaminable de 3m², soit la surface d’un corps humain adulte.
La couche tampon présente un grammage compris entre 200 et 300 g/m².
La structure fibreuse ne constitue pas une éponge, le produit toxique reste stocké dans la couche tampon, grâce aux forces de capillarité.
- ASSEMBLAGE –
Pour fabriquer une lingette selon l’invention, on prévoit d’assembler une couche tampon en sandwich entre un premier voile de transfert et un deuxième voile de transfert, comme illustré sur la .
En l’espèce, on pose un premier voile de transfert sur un tapis roulant 100. On dépose une couche tampon 30 sur le premier voile de transfert 10 ; et on dépose un deuxième voile de transfert 20, identique au premier voile de transfert, sur la couche tampon 30.
Chaque voile de transfert et la couche tampon proviennent d’un rouleau respectif. Les rouleaux débitent leur voile / couche à la vitesse de mouvement du tapis roulant, dont le sens déplacement est illustré par la flèche double, ce qui entraine les rouleaux en rotation.
Une fois le premier voile de transfert, la couche tampon et deuxième voile de transfert superposés sur le tapis roulant et avançant de manière synchrone, on prévoit une étape d’assemblage et une étape de découpe, qui en l’espèce sont avantageusement simultanées.
En l’espèce, on prévoit un emporte-pièce 300 disposé au-dessus du tapis roulant, dont la forme et les dimensions sont celle d’une lingette.
L’emporte-pièce est chauffé à une température supérieure ou égale à la température de fusion du polypropylène, de sorte que l’application de l’emporte-pièce sur le sandwich vient thermo souder le premier voile de transfert, la couche tampon et le deuxième voile de transfert ensemble.
L’emporte-pièce comprend des lames chauffables, parallèles entre elles et au plan de la lingette, chaque lame venant en compression au contact d'un voile de transfert respectif.
La température de l'emporte-pièce est supérieure ou égale à la température de fusion du polypropylène de sorte que polypropylène de chaque couche fond lorsque celui-ci est appliqué. Le polypropylène du premier voile de transfert se lie avec celui de la couche tampon et avec celui du deuxième voile de transfert, ce qui réalise la soudure en refroidissant, avantageusement sans colle.
De préférence, on vient recouvrir le voile de transfert supérieur, c’est à dire le voile de transfert placé du côté de l’emporte-pièce, d’un film protecteur 200 antiadhésif dont la température de fusion est supérieure à celle du polypropylène, de sorte que la mise en température de l'emporte-pièce fasse fondre le polypropylène des différentes couches de la lingette mais pas celle du film protecteur antiadhésif.
Par exemple, le film protecteur antiadhésif comprend un matériau polyimide en particulier du Kapton (marque déposée).
Le film protecteur antiadhésif permet d’éviter que le polypropylène fondu adhère à l’emporte-pièce lorsque celui-ci est retiré.
En l’espèce, le film protecteur antiadhésif est bouclé entre deux cylindres 210, 220, en circuit fermé, et l’emporte-pièce est disposé à l’intérieur de cette boucle. A chaque découpe de l’emporte-pièce, les cylindres tournent sur eux-mêmes d’un angle prédéterminé, afin que le film protecteur antiadhésif qui vient d’être utilisé pour une découpe ne le soit pas pour la découpe suivante.
De préférence, le film protecteur antiadhésif est remplacé au bout d’un nombre de cycle prédéterminé.
De préférence, l'emporte-pièce présente une forme en biseau, qui est chauffé à une température comprise entre la température de fusion du polypropylène et la température de fusion du film protecteur antiadhésif.
On peut prévoir un premier emporte-pièce pour thermosouder le premier voile de transfert et la couche tampon ; et un deuxième emporte-pièce, au doit du premier, pour thermosouder le deuxième voile de transfert et la couche tampon.
- USAGE -
De préférence on prévoit d’utiliser une lingette selon l’invention en appliquant celle-ci sur la surface à décontaminer.
Grâce à la présente invention, comme celle-ci est essentiellement basée sur du polypropylène, polymère inerte chimiquement, la lingette de décontamination ne présente pas de risque de réaction exothermique ou explosive en contact avec l’agent.
Le polypropylène, qui est avantageusement chimiquement inerte et stable, ne se dégrade pas au contact des produits toxiques.
En outre, le polypropylène se soude bien avec lui-même, ce pourquoi les voiles de transfert et la couche tampon en comprennent une proportion supérieure à 50%.
Grâce à la présente invention, il est possible d’obtenir un taux de décontamination supérieur à 99% sur de la peau et des surfaces, valeur minimale garantissant une toxicité résiduelle acceptable, là où un gant poudreur présente par exemple un taux de décontamination d’environ 85 % sur de la peau, la contamination étant confinée dans la lingette alors que le gant poudreur entraine une dispersion de la contamination sur le site d’utilisation.
La surface décontaminable avec une lingette est de préférence au moins de 3m². On peut prévoir une surface supérieure, par exemple afin qu’une même lingette puisse servir à décontaminer un individu et son équipement.
Avantageusement, une lingette selon l’invention ne nécessite pas de rinçage après utilisation.
Des essais ont été réalisés et une lingette selon l’invention décontamine plus de 99% des agents chimiques testés sur tout type de surface et de peau, quel que soit le protocole ou la gestuelle de décontamination employée, et quelle que soit le diamètre équivalent des gouttes.
Grâce à la couche tampon, le produit toxique reste dans la lingette, ce qui réduit les risques de contamination croisée par stockage interne du produit toxique.
De même la lingette selon l’invention évite la surcontamination par étalement, et la redéposition de l’agent absorbé sur des surfaces initialement non contaminées.
Elle ne présente pas de réaction exothermique ou explosive.
De préférence, une lingette selon l’invention est commercialisée dans un emballage hermétique qui permet non seulement un stockage facile pour une durée supérieure à 10 ans, mais l’emballage permet également d’être transformé en sac de déchet après usage de la lingette.

Claims (10)

  1. Procédé de fabrication d’une lingette de décontamination de surface, d’équipement ou de la peau, susceptible d’être contaminé par un produit toxique sous forme liquide,
    comprenant des étapes consistant à :
    - disposer des fibres comprenant plus de 98% de de polypropylène en une couche tampon de type non tissé, orientées aléatoirement, lesdites fibres étant continues,
    - prendre la couche tampon en sandwich entre un premier voile de transfert de type non tissé et un deuxième voile de transfert de type non tissé, identique au premier voile de transfert, chaque voile de transfert comprenant des fibres continues, lesdites fibres comprenant au moins 60% de polypropylène, et étant configurées pour transférer le produit toxique liquide de l’extérieur dudit voile de transfert vers le tampon par capillarité,
    - thermo souder le premier voile de transfert, la couche tampon et le deuxième voile de transfert, selon une forme de lingette prédéfinie, et
    - découper ladite lingette.
  2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l’étape de thermo soudure comprend la thermo soudure et la découpe simultanée de la lingette ; la découpe étant réalisée avec un emporte-pièce chauffé à une température supérieure ou égale à la température de fusion du polypropylène.
  3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une étape de fabrication d’un voile de transfert de type non tissé, préalable à l’étape de sandwich, et comprenant des étapes consistant à :
    - extruder en continu un mélange polymère comprenant au moins 60% de polypropylène avec une filière qui présente une forme multilobée, pour fabriquer les fibres continues du voile de transfert,
    - disposer aléatoirement lesdites fibres du voile de transfert sur un tapis roulant, et
    - lier lesdites fibres du voile de transfert avec de l’eau sous pression, de sorte que celles-ci présentent en coupe transversale, une forme multilobée.
  4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, comprenant une étape consistant à recouvrir l’emporte-pièce d’un film protecteur antiadhésif préalablement à l’étape de découpe.
  5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une étape consistant à teinter dans la masse au moins l’un parmi le premier voile de transfert et le deuxième voile de transfert pour obtenir une couleur claire.
  6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, comprenant une étape consistant à boucler le film protecteur antiadhésif entre deux cylindres, en circuit fermé, l’emporte-pièce étant disposé à l’intérieur de cette boucle.
  7. Lingette fabriquée par le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant :
    - une couche tampon de type non tissé comprenant des fibres comprenant plus de 98% de polypropylène, lesdites fibres étant continues, orientées aléatoirement, et présentant une capacité d’absorption et de stockage du produit toxique liquide,
    - un premier voile de transfert et un deuxième voile de transfert, chaque voile de transfert de type non tissé comprenant des fibres continues, lesdites fibres comprenant au moins 60% de polypropylène, et étant configurées pour transférer le produit toxique liquide de l’extérieur dudit voile de transfert vers le tampon par capillarité,
    - la couche tampon étant prise en sandwich entre le premier voile de transfert et le deuxième voile de transfert,
    - le premier voile de transfert, la couche tampon et le deuxième voile de transfert étant thermosoudés.
  8. Lingette selon la revendication 7, dans laquelle le deuxième voile de transfert est identique au premier voile de transfert, de sorte que ladite lingette est réversible.
  9. Lingette selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8, dans laquelle la couche tampon est configurée pour pouvoir absorber jusqu’à 600% de sa masse en produit toxique liquide.
  10. Lingette selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, dans laquelle le premier voile de transfert et le deuxième voile de transfert présentent un grammage compris entre 50 et 70 g/m², de préférence 60 g/m² ; et la couche tampon présente un grammage compris entre 200 et 300 g/m².
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