LU83444A1 - Procede pour lier de maniere autogene une feuille continue non-tissee,et cette feuille continue - Google Patents

Description

i ! L'invention concerne d'une manière générale les étoffes non tissées, et plus particulièrement un procédé ' pour lier thermiquement une étoffe non tissée, ainsi que l'étoffe liée de manière autogène, produite par ce procédé.

5 Des étoffes non tissées ont rencontré un grand * succès pour de nombreuses utilisations finales différentes dans lesquelles des propriétés analogues à' celles des textiles, par exemple la douceur, l'aptitude au drapement, la résistance mécanique et la résistance à l'abrasion, sont 10 souhaitées .Un marché très important pour les étoffes non . tissées, en particulier des bandes ou feuilles continues non tissées comprenant principalement des fibres de longueur textile, est constitué par les feuilles de revêtement ou de surface de produits tels que des couches à jeter. Ces 15 feuilles sont placées en contact direct avec la peau des bébés et au moins la surface de l'étoffe non tissée en contact avec la peau doit donc être extrêmement douce et non abrasive pour ne.pas provoquer d'irritation.

Il est particulièrement intéressant d'utiliser 20 comme feuilles de surface ou de revêtement des feuilles continues non tissées cardées d'une faible force ne dépas-sant pas environ 0,0339 kg/m . Un procédé représentatif de production d'une telle feuille continue non tissée et cardée est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique 25 N° 3 772 107. Ce type de feuilles continues est caractérisé par des propriétés hautement directionnelles dues au fait que les fibres tendent à s'aligner dans la direction de la formation delà feuille. Bien que certaines fibres se redis-posent dans le sens travers pendant la formation de la 30 feuille continue, la feuille fibreuse est en général beaucoup plus faible dans le sens travers que dans le sens machine.

Les feuilles continues cardées et non tissées sont communément stabilisées par une opération de liaison 35 d'un certain type, effectuée de manière à tendre à améliorer le niveau d'absorption d'énergie de traction à l'état humide, dans le sens travers, sans rendre l'étoffe râpeuse, abrasive ou dure, ce qui rendrait autrement les feuilles continues 2 impropres à une utilisation comme feuille de surfaçe de couche, ou à d'autres utilisations pour lesquelles on souhaite une surface douce et non abrasive. Les efforts

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produits jusqu'à ce jour n'ont eu qu'un succès modéré, j 5 Cependant, pour les couches à venir, on souhaite des ni veaux plus élevés de douceur, de qualité de toucher et d'aptitude au drapement. Ces propriétés tactiles souhaitées doivent être obtenues sur des feuilles continues ayant les caractéristiques nécessaires de résistance mécanique et 10 d'allongement pour permettre leur, utilisation convenable comme feuille de surface. Cet objectif est extrêmement ’ difficile à atteindre, car la liaison de la feuille conti nue, permettant d'obtenir les caractéristiques nécessaires de résistance et d'allongement (c'est-à-dire l'absorption 15 d'énergie de traction) s'accompagne généralement d'une réduction ou d'un amoindrissement des caractéristiques du toucher.

L'absorption d'énergie de traction (TEA) est la zone située au-dessous de la courbe contrainte/déformation 20 à la rupture de la feuille continue, et elle représente l'énergie absorbée par le produit lorsqu'il est allongé jusqu'à la rupture.

Les niveaux de résistance mécanique et d'absorption d'énergie de traction, indiqués dans le présent mémoire, 25 peuvent être déterminés sur un appareil d'essai de traction du type "Thwing Albert Electronic QC Tensile Tester", portant la dénomination "Intelect 500", avec une cellule de charge de 45 N, réglé à une sensibilité de 99 %. L'essai ; consiste à serrer un échantillon d'essai rectangulaire de 30 0,0254 m x 0,1778 m dans des pinces opposées de l'appareil d'essai de traction, les pinces étant espacées de 0,127 m.

Les pinces sont ensuite écartées à une vitesse de course de 0,127 m/min jusqu'à ce que l'échantillon se rompe. L'intégrateur numérique de l'appareil d'essai de traction 35 calcule directement et affiche la résistance à la traction (daN/mj, l'absorption d'énergie de traction (m.daN/m ) et l'allongement (%) à la rupture. Les valeurs d'absorption d'énergie de traction, de résistance et d'allongement à 3 l'état humide sont obtenues par immersion de l'échantillon dans l'eau avant l'essai.

Une technique très souhaitable pour stabiliser des bandes ou feuilles continues non tissées consiste à * 5 utiliser une quantité prédominante de fibres de matière thermoplastique dans la fabrication, puis à lier de manière autogène la structure de la bande par l'application de chaleur et de pression à cette bande. Ainsi, dans ces bandes, les fibres de matière thermoplastique constituent 10 en fait le milieu de liaison et aucun liant supplémentaire ne doit être ajouté.

De nombreuses techniques différentes ont été suggérées pour lier de manière autogène des bandes ou feuilles continues, constituées de fibres de matière 15 thermoplastique, comme décrit, par exemple, dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique N° 3 542 634, N° 3 261 899, N° 3 442 740, N° 3 660 555, N° 3 855 046, N° 4 005 169, N° 4 035 219, N° 4 128 679 et N° 4 151 023.

Les brevets N° 3 261 899 et N° 3 855 046 précités 20 suggèrent le préchauffage de la bande avant l'établissement réel de la structure de liaison souhaitée au cours d'une opération ultérieure de liaison sous pression. Bien que le brevet N° 3 261 899 suggère généralement de chauffer par rayons infrarouges une bande avant son passage dans un intervalle ; 25 de serrage à chaud (voir exemple V), il n'est pas suggéré de contrôler la structure de la liaison réalisée à travers la bande pour obtenir tout équilibre de propriétés particulier.

Le brevet N° 3 855 046 précité décrit une bande 30 formée de filaments continus de matière thermoplastique, qui est préchauffée par le rouleau 30 à surface lisse qui coopère aussi avec le rouleau chauffé 32 de gaufrage pour former l'intervalle de liaison. Ainsi, il est impossible de régler la température de préchauffage indépendamment des 35 paramètres de liaison, car la température à laquelle le rouleau 30 à surface lisse est chauffé doit généralement être équilibrée entre les critères demandés pour le pré-, chauffage, d'une part, et ceux demandés pour l'établisse- 4 ment de la structure de liaison souhaitée, d'autre part.

Bien que d'autres paramètres puissent être modifiés pour 3 régler l'amplitude du préchauffage, par exemple un réglage de l'amplitude de l'enroulement de la bande autour du rou-: 5 leau 30 à surface lisse en amont de l'intervalle de liaison, on pense que le réglage indépendant souhaité des opérations de préchauffage et de liaison est extrêmement difficile à ; obtenir avec ce type de dispositif. En fait, dans la fabri cation de bandes de faible force, c'est-à-dire d'une force 10 inférieure à environ 0,0339 kg/m , la structure de liaison formée sur chaque côté de la bande est décrite comme étant sensiblement la même, avec un coefficient de surface de liaison non fondue inférieur à environ 65 %. Le pourcentage élevé de liaison fondue ou par fusion obtenue dans ces der-15 nières bandes ne semble pas conférer les caractéristiques de toucher demandées (par exemple la douceur, l'aptitude au drapement, le lissé, etc.) recherchées dans des produits tels que des feuilles de surface pour couches nouvelles.

Le procédé selon l'invention met en oeuvre une 20 technique particulière de liaison progressive contrôlée pour réaliser des liaisons autogènes (thermiques) dans une structure de bande ou feuille continue non tissée, formée principalement, et de préférence en totalité, de fibres de matière thermoplastique. Le procédé selon l'invention est 25 caractérisé par les étapes consistant à diriger la bande vers un poste de préchauffage dans lequel de la chaleur . ' est introduite dans la bande à partir d'une seule surface de cette dernière, à faire passer la bande préchauffée dans un intervalle de liaison formé entre des rouleaux opposés 30 dont l'un est porté à une température proche ou au-dessus du point de fusion des fibres de matière thermoplastique et dont l'autre (désigné ci-après par l'expression "rouleau de soutien") est maintenu à une température inférieure au point de fusion des fibres de matière thermoplastique, le 35 rouleau le plus chaud étant positionné de manière à porter contre la surface de la bande opposée à celle vers laquelle la chaleur a été dirigée pour préchauffer la bande, la bande étant préchauffée par des moyens totalement indépendants des 5 rouleaux opposés présentant l'intervalle de liaison.

Le rouleau le plus chauffé est de préférence un rouleau de gaufrage dont la surface présente des zones surélevées et, dans le cas de bandes de faible force, c'est-5 à-dire d'une force ne dépassant pas environ 0,0339 kg/m , le rouleau de soutien devrait être élastique afin d'assurer une répartition plus uniforme de la pression que celle pouvant être obtenue avec un rouleau non élastique. L'étape de préchauffage est de préférence effectuée par l'utilisation 10 d'un rayonnement infrarouge qui s'est avéré offrir un réglage de température extrême fiable.

L'expression "liaison par fusion" ou "liaison fondue" utilisée dans le présent mémoire désigne une liaison établie par fusion de fibres et caractérisée par un 15 aspect tel que l'identité des fibres individuelles se trouvant dans la zone de liaison ait pratiquement disparu, cette liaison ayant l'aspect d'une pellicule.

Le terme "liaison collante" utilisé dans le présent mémoire désigne une liaison obtenue par chauffage des 20 fibres à un état collant leur permettant d'adhérer les unes aux autres tout en conservant leur forme ou aspect physique, bien que dans un état en général relativement aplati.

Il est extrêmement important pour le procédé de l'invention que l'opération de préchauffage porte sur la 25 face de la bande opposée à celle engagée par le rouleau de liaison le plus chauffé, c'est-à-dire un rouleau chauffé de gaufrage dans la forme préférée de réalisation. Cette opération de préchauffage est destinée à établir un gradient de.température à travers la bande (la surface préchauffée 30 de la bande étant la plus chaude) qui favorise ou permet de contrôler la transmission de chaleur à travers la bande, pendant l'opération de liaison, à partir de la surface engagée par le rouleau chauffé de gaufrage, plus efficace que celui qui serait autrement réalisé si la bande n'était 35 pas préchauffée, ou bien si la bande était préchauffée par sa surface engagée par le rouleau chauffé de gaufrage. Le mode de préchauffage conforme à l'invention permet la formation, au cours de l'opération ultérieure de liaison,, de liaisons autogènes sur la surface préchauffée, constituées, 6 à nettement plus de 90 % (de préférence à 100 %} de liaisons "collantes",sans qu'il soit nécessaire d'appliquer à la surface opposée de la bande, par l'intermédiaire du rouleau chauffé de gaufrage, une énergie thermique excessive dété-5 riorant la bande.

Dans l'art antérieur, il est extrêmement difficile de contrôler la transmission de chaleur dans et à travers la bande pour lier des fibres situées à la surface opposée à celle du rouleau chauffé de gaufrage, sans provoquer 10 également une fusion excessive des fibres de polymère.

Cette fusion excessive peut provoquer une fusion et une séparation du polymère faisant apparaître dans la structure de la bande des "trous d'épingle" qui réduisent la résistance mécanique et l'allongement. Selon l'invention, les 15 liaisons autogènes formées à la surface engagée par le rouleau chauffé de gaufrage sont principalement (c'est-à-dire en général à plus de 80 %) des liaisons fondues (sans fusion excessive) qui ne s'étendent que sur une partie de l'épaisseur de la bande afin de conférer à cette dernière 20 les caractéristiques nécessaires de résistance mécanique et d'allongement.

Le procédé pour déterminer le pourcentage de liaisons collantes autogènes et de liaisons fondues autogènes dans la bande sera décrit ci-après.

25 L'opération de préchauffage selon l'invention favorise l'établissement du gradient souhaité de température à travers la bande avant l'opération de liaison pour permettre, lors de cette dernière opération, l'établissement des propriétés souhaitées d'allongement et de résistance 30 mécanique, principalement par la formation d'une liaison fondue qui s'étend partiellement à travers la bande, à partir de la surface engagée par le rouleau chauffé de gaufrage, tout en empêchant un "fluage" à partir de la surface préchauffée de la bande par l'établissement de 35 liaisons autogènes sur la surface préchauffée, ces liaisons étant principalement des liaisons "collantes".

Les étoffes non tissées selon l'invention sont caractérisées par le fait qu'elles présentent des propriétés ! 7 différentes sur leurs surfaces opposées. Le pourcentage élevé de liaisons autogènes, gui sont des liaisons fondues pénétrant dans l'étoffe à partir d'une première surface, confère à celle-ci un toucher relativement rêche, comparé 5 au toucher lisse et doux de la surface opposée, résultant du pourcentage élevé de liaisons autogènes qui sont des liaisons collantes. Cependant, ce pourcentage élevé de liaisons fondues autogènes traversant partiellement l'épaisseur de la bande est nécessaire pour établir, dans l'étoffe, le niveau 10 souhaité d'absorption d'énergie de traction à l'état humide, dans le sens travers. Le pourcentage élevé de liaisons collantes sur la surface opposée de la bande confère la résistance à l'abrasion nécessaire pour empêcher un "fluage" des fibres sans nuire aux caractéristiques de toucher de 15 la surface.

Selon l'invention, la réalisation à liaisons progressives et de faces différentes, décrite ci-dessus, peut être obtenue, et en fait est obtenue avec des bandes de faible force, cette dernière ne dépassant pas environ 20 0,0339 kg/m . Ces bandes ou feuilles continues de faible force se sont avérées le mieux adaptées à une utilisation comme feuilles de surface pour des produits tels que des._ couches à jeter. Lorsque la feuille est utilisée comme revêtement d'une couche, la surface dans laquelle prédomi- 25 nent les liaisons collantes autogènes est tournée vers l'extérieur afin d'être en contact avec la peau de l’enfant, car cette surface présente les meilleures propriétés de toucher (c'est-à-dire est la plus douce et la plus lisse).

La surface opposée, présentant le pourcentage élevé de 30 liaisons fondues autogènes, n'est donc pas mise en contact avec la peau. Bien que les avantages de l'invention soient connus comme étant sensibles dans des formes de réalisation constituées de bandes de faible force, ne dépassant pas 2 environ 0,0339 kg/m , on pense que l'invention peut être 35 également utilisée pour déterminer les propriétés de bandes de force supérieure.

De nombreux types différents de fibres de matière thermoplastique peuvent être utilisés dans l'invention, les δ polyoléfines étant particulièrement utiles. Il est préférable que l'invention utilise des fibres de polypropylène ayant une longueur supérieure à 2,54 cm. Une fibre convenable, pouvant être utilisée dans l’invention, est une fibre de : 5 polypropylène de 5,08 cm, titrant 0,333 g/km et ayant un point de fusion de 167°C.

L’invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d’exemple nullement limitatif et sur lesquels ï 10 la figure 1 est une élévation schématique d’un dispositif destiné à la mise en oeuvre de la forme préférée du procédé de l’invention ; la figure 1A est une élévation partielle du rouleau de gaufrage, montrant la disposition préférée des 15 zones en relief ; la figure 2 est une photographie effectuée à l’aide d’un microscope électronique à balayage,à un grossissement de 20, montrant une première face d’une bande liée de manière autogène, conformément à l’invention ; 20 la figure 3 est une photographie réalisée au moyen d’un microscope électronique à balayage, à un grossisr sement de 100, montrant une zone de liaison située sur la face de la bande montrée sur la figure 2 ; la figure 4 est une photographie au microscope 25 électronique à balayage, à un grossissement de 20, montrant la face de la bande opposée à celle représentée sur la figure 2 ; et la figure 5 est une photographie au microscope électronique à balayage, à un grossissement de 50, montrant 30 une zone de liaison située sur la face de la bande représentée sur la figure 4.

La figure 1 représente schématiquement un dispositif destiné à la mise en oeuvre du procédé de l’invention. Un appareil 10 destiné à produire une bande ou 35 feuille continue, par exemple un appareil de cardage, est mis en oeuvre pour produire initialement une bande fibreuse 12. Lorsqu'un tel appareil de cardage est utilisé, les fibres sont alignées principalement dans le sens machine de t ί 9 la bande formée, comme indiqué par une flèche 13. Les fibres préférées entrant dans la constitution de la bande 12 sont des fibres constituées à 100 % de polypropylène, titrant 0,333 g/km et ayant une longueur de 5,08 cm, ces fibres 5 étant commercialisées sous la marque "Marvess" par la firme Ihillips Fibers Corporation, une filiale de la firme Phillips Ifetroleum Company. D'autres fibres de matière thermoplastique peuvent être utilisées et on pense également que la bande selon l'invention peut être formée à 10 partir d'un mélange de fibres dans lequel certaines des fibres ne sont pas constituées de matière thermoplastique. Cependant, on pense que l'invention exige une utilisation prépondérante, en poids, de fibres de matière thermoplastique, ayant une longueur convenant aux applications 15 textiles, c'est-à-dire supérieure à 6,4 mm, et de préférence supérieure à 25,4 ram.

La bande 12, telle que formée initialement, est très faible, car les fibres sont maintenues assemblées uniquement par leur entremêlement qui se produit de manière 20 naturelle lorsque ces fibres sont déposées sur une surface de mise en forme, et par les forces de cohésion ou de frottement apparaissant entre les fibres en contact. Lorsque la bande est formée par une opération de cardage ou autre opération analogue, elle est particulièrement faible dans 25 le sens travers en raison de l'alignement prédominant des fibres dans le sens machine de la bande.

Après que la bande a été formée, elle est dirigée de manière à passer dans un poste de préchauffage qui, dans la forme de réalisation représentée, comporte une rangée de 30 panneaux 14 à rayons infrarouges. Ces panneaux sont mis en marche de manière à faire pénétrer un rayonnement infrarouge dans la bande 12 par la seule surface 18 de cette dernière. Les panneaux à infrarouges préchauffent la bande, et cette dernière est ensuite dirigée immédiatement vers 35 l'intervalle de serrage d'un poste de liaison comportant des rouleaux opposés 20 et 22. Il est préférable que le rouleau 20 soit un rouleau de gaufrage réalisé en métal et chauffé à une température supérieure au point de fusion des 10 fibres de polypropylène. Le rouleau 22 d'appui ou rouleau presseur est de préférence un rouleau élastique formé d'un revêtement 23 de polyamide ("Nylon"), de 2,5 cm d'épaisseur et ayant une dureté Shore A de 90. Ce rouleau d'appui 5 est de préférence chauffé de manière déterminée au moyen d'un élément convenable de chauffage de surface (par exemple des panneaux à infrarouges) afin d'être porté à une température inférieure au point de fusion des fibres de matière thermoplastique, et de préférence inférieure au point de 10 collage ou d'agglutination de ces fibres.

Il est extrêmement important, selon l'invention, de préchauffer la bande par son côté opposé à celui engagé par le rouleau métallique chauffé 20 de gaufrage. Cette opération de préchauffage est destinée à établir à travers 15 la bande un gradient de température (la surface préchauffée 18 étant la plus chaude) qui assure un contrôle de la transmission de chaleur à travers la bande, au cours de l'opération suivante de liaison, plus efficace que celui qui serait autrement obtenu si la bande n'était pas préchauffée, 20 ou bien si la bande était préchauffée uniquement sur la même surface que celle engagée par le rouleau chauffé 20 de gaufrage. En préchauffant la surface 18 de la bande pour établir à travers l'épaisseur de cette dernière un gradient de température, il est plus aisé de contrôler la vitesse de 25 la transmission de la chaleur dans et à travers la bande 12, à partir de la surface 25 qui est engagée par le rouleau 20 de gaufrage, chauffé le plus fortement. Ceci permet la formation sûre de liaisons autogènes sur la surface préchauffée 18, constituant nettement plus de 90 % de liaisons collantes 30 ou collées, et de préférence 100 % de liaisons collantes, sans qu'il soit nécessaire d'appliquer à la surface opposée 25, par l'intermédiaire du rouleau chauffé 20 de gaufrage, une énergie thermique excessive détériorant la bande.

Dans l'art antérieur, il est extrêmement difficile 35 de contrôler la transmission de la chaleur dans et à travers la bande pour former la structure de liaison nécessaire à la fixation des fibres sur une première surface de la bande sans,dans le même temps, lier excessivement les fibres de t 11 ! polymère de la surface opposée. Une liaison excessive provoque, en fait, une fusion du polymère et sa séparation, entraînant la formation, dans la structure de la bande, de "trous d'épingle" ou "piqûres" réduisant la 5 résistance mécanique et l'allongement. Selon l'invention, l'opération de liaison est réalisée de manière que le pourcentage élevé de liaisons collantes soit obtenu sur la surface préchauffée 18, les liaisons autogènes formées sur la surface opposée 25 étant principalement (c'est-à-10 dire, en général, à plus de 80 %) des liaisons fondues qui ne s'étendent que sur une partie de l'épaisseur de la bande. Ce résultat est obtenu sans liaison excessive de la bande.

La réalisation de liaisons fondues ne traversant que partiellement la bande est le facteur principal contribuant 15 aux caractéristiques de résistance et d'allongement de la bande.

Dans la forme préférée de réalisation de l'invention, on utilise principalement la transmission de la chaleur à travers la bande, à partir du rouleau chauffé 20 20 de gaufrage, pour établir la structure de liaisons collantes souhaitée sur la surface préchauffée 18. A cet égard, le procédé préféré est mis en oeuvre alors que le rouleau 22 d'appui est porté à une température inférieure au point d'agglutination des fibres de matière thermoplastique. Le 25 chauffage du rouleau 22 d'appui est apparu très avantageux pour améliorer le contrôle de la transmission de chaleur dans et à travers la bande et permettre ainsi une meilleure maîtrise de la structure finale de liaison que celle qui serait autrement obtenue si le rouleau 22 d'appui n'était 30 pas chauffé.

Il est particulièrement souhaitable d'utiliser un rouleau 22 d'appui qui soit élastique lors de la formation de bandes 12 ayant une faible force qui ne dépasse pas environ 0,0339 kg/m . Ceci est important, car l'élas-35 ticité du rouleau tend à répartir la pression plus uniformément que si le rouleau 22 d'appui n'était pas élastique.

Le contrôle de la répartition de la pression est très important, car la pression constitue, avec la température des 12 rouleaux 20 et 22 de liaison et la vitesse de défilement de la bande 12 dans l'intervalle de liaison, une variable importante pour contrôler la structure de la liaison de la bande.

5 La figure 1A montre une configuration préférée de zones 24 en relief s'étendant transversalement au rouleau 20 de gaufrage afin de former des liaisons fondues transversales améliorant la résistance de la bande liée dans le sens travers. Ces zones en relief occupent avantageusement 10 moins de 50 % de la surface du rouleau de gaufrage et elles occupent de préférence environ 20 à 25 % de cette surface afin d'établir ainsi, sur la surface 25 de la bande, des liaisons autogènes dont la surface occupe moins de 50 % de la surface de la bande, et de préférence d'environ 20 à 25 % 15 de la surface de la bande. Bien que ces zones en relief soient représentées comme étant continues, certaines discontinuités peuvent exister tout en permettant l'obtention de la structure de liaison fondue nécessaire pour atteindre les niveaux souhaités de résistance et d'absorption d'énergie 20 dans le sens travers, dans le cas de feuilles de surface pour couches, comme décrit ci-après. L'expression "sensiblement continues" associée aux liaisons fondues, dans le présent mémoire, désigne des liaisons fondues qui sont totalement continues ou bien qui présentent des discontinuités 25 limitées. Après le passage de la bande dans l'intervalle de liaison formé entre les rouleaux 20 et 22, cette bande peut être bobinée en un rouleau (non représenté) pour être ensuite stockée et/ou réutilisée.

Selon le meilleur mode de mise en oeuvre de l'in-30 vention, la température des panneaux 14 à infrarouges, ainsi que la température du rouleau chauffé 20 de gaufrage et du rouleau 22 d'appui, sont coordonnées avec les caractéristiques des fibres, la force de la bande 12, la vitesse linéaire et la pression de liaison afin de former un gradient de 35 liaison dans la direction Z, gradient dans lequel les liaisons autogènes situées sur la surface de la bande engagée par le rouleau 20 sont principalement (de préférence à plus de 80 %) des liaisons fondues qui s'étendent partiellement 13 ί à travers l'épaisseur de la bande pour conférer à cette dernière la résistance et l'allongement souhaités, et dans lequel également les liaisons autogènes situées sur la surface opposée et engagée par le rouleau élastique 22 5 d'appui sont, à bien plus de 90 %, des liaisons collantes qui lient les fibres de la surface sans nuire aux propriétés de toucher. En fait, selon l'invention, les liaisons autogènes formées sur la surface 18 de la bande engagée par le rouleau élastique 22 d'appui peuvent être contrôlées afin 10 d'être pratiquement exemptes de liaisons fondues (les liaisons étant alors presque en totalité des liaisons collantes), tout en permettant, dans le même temps, une meilleure profondeur de pénétration des liaisons fondues à partir de la surface opposée 25 afin que l'on obtienne un niveau souhaité 15 d'absorption d'énergie de traction à l'état humide,dans le sens travers, d'environ 3,09 m.daN/m et plus pour des bandes utilisées comme revêtements de couche ou pour d'autres applications. Il eèt préférable que ces bandes aient également une résistance à la traction à l'état humide, dans le 20 sens travers, d'au moins 9,64 daN/m.

Les figures 2 et 3 sont des photos montrant partiellement en plan la face 18, contactée par le rouleau élastique, de l'étoffe non tissée 12 selon l'invention. Les zones de liaison de cette surface sont indiquées en 32 et 25 les caractéristiques de ces zones de liaison apparaissent plus clairement sur la figure 3. Il convient de noter que les régions comprises entre les zones 32 de liaison, comme montré sur la figure 2, ne présentent que peu, voire pas de signes d'exposition à la chaleur, et que les fibres de 30 ces régions tendent à conserver leur forme initiale non aplatie. Ces régions semblent améliorer les propriétés de toucher de la surface 18.

Comme représenté sur la figure 3, les zones 32 de liaisons autogènes sont caractérisées . par un degré 35 extrêmement élevé de liaisons collantes. Autrement dit, les fibres individuelles de la zone de liaison, bien que relativement aplaties, conservent leur intégrité et leur forme propres, et peuvent être suivies à travers la struc- 14 ture de la bande. Il convient de noter que la zone 32 de liaison ne présente que très peu de régions (beaucoup moins de 10 % de la zone de liaison) dans lesquelles l’intégrité des fibres disparaît d'une certaine manière. Ce degré élevé 5 de liaisons collantes est destiné à conférer des propriétés de toucher extrêmement souhaitables (par exemple la douceur et le lissé) à la surface 18 de la bande.

Les figures 4 et 5 représentent la face 25 de la bande 12 ayant été mise en contact avec le rouleau de 10 gaufrage. Comme représenté en particulier sur la figure 4, la bande est caractérisée par une série de zones 42 liées de façon autogène, séparées par des zones pratiquement non liées. Les zones liées 42 ont sensiblement la configuration des zones 24 en relief du rouleau 22 de gaufrage (c'est-à-15 dire qu'elles se présentent sous la forme de lignes ondulées), et elles comprennent un pourcentage élevé de liaisons fondues ou fusionnées, ayant l'aspect d'une pellicule, comme mieux montré sur la figure 5. Les fibres sont en réalité à 1'état fondu dans ces zones de fusion complète de manière 20 à former des liaisons fondues qui pénètrent partiellement dans l'épaisseur de la bande 12. Selon l'invention, un meilleur contrôle de la profondeur de liaison par fusion est obtenu sans nuire aux propriétés de toucher de la surface de la bande engagée par le rouleau élastique. Ce con-25 trôle amélioré permet la formation régulière de bandes ayant des propriétés de toucher souhaitées, avec une résistance à la traction à l'état humide, dans le sens travers, d'au moins 9,64 daN/m, et un niveau d'absorption d'énergie de traction à l'état humide, dans le sens travers, d'au moins 30 3,09 m.daN/m , à des vitesses supérieures à 30,5 m/min. En fait, on a produit des bandes, ayant les propriétés équilibrées de toucher et de résistance indiquées précédemment, à des vitesses supérieures à 91,5 m/min par la mise en oeuvre du procédé de l'invention. Dans l'art antérieur, on n'a pas 35 été capable d'obtenir les valeurs précitées de résistance et d'absorption d'énergie de traction, en même temps que des propriétés de toucher acceptables, à une vitesse d'avance de la bande aussi faible que 25,9 m/min.

15

Le procédé pour déterminer le pourcentage de liaisons autogènes constituées de liaisons collantes, et le pourcentage de liaisons autogènes constituées de liaisons fondues, sera à présent décrit. Le pourcentage de 5 liaisons collantes est défini comme étant le "coefficient de surface de liaison non fondue" (UBAC), et le pourcentage de liaisons fondues est calculé comme étant égal à (100-UBAC).

Selon l'invention, le pourcentage de liaisons autogènes constituées de liaisons collantes (UBAC) sur la 10 surface 18 est sensiblement supérieur à 90 %, et de préférence égal à 100 %. Sur la surface opposée 25 de la bande, le pourcentage de liaisons collantes doit être inférieur à 20 % (le pourcentage de liaisons autogènes constituées de liaisons fondues devant être supérieur à 80 %) .

15 Le coefficient de surface de liaison non fondue est déterminé de la manière suivante : dix échantillons carrés de 2,5 cm de côté sont pris au hasard dans des parties liées différentes de la bande. Une grille carrée, de 63,5 mm de côté, est divisée en dix segments égaux, puis 20 placée sur une photographie au microscope électronique à balayage de la zone de liaison de chaque échantillon, à un grossissement de 100. Il est possible que la dimension de la grille carrée doive être légèrement modifiée selon les dimensions globales d'une zone liée dans chacune des 25 photographies. Cependant, la dimension de la grille doit être choisie de manière à couvrir la plus grande partie possible de la zone liée présente dans chaque photographie.

On pense que les valeurs spécifiques du coefficient de surface de liaison non fondue, indiquées dans le présent 30 mémoire, sont précisément dans la plage de variations de dimensions de la grille pouvant être nécessaire par suite des variations des dimensions particulières de la zone de liaison, ces variations étant acceptables dans la bande selon l'invention.

35 La zone de liaison de chaque échantillon est affectée à l'une des trois catégories suivantes : (1) fusion de 0 à 33 % ; (2) fusion de 33 à 66 % ; ou (3) fusion de 66 à 100 %. On détermine le pourcentage de fusion d'une zone 16 ! de liaison donnée en caractérisant d'abord chaque région de la zone de fusion correspondant à chaque segment de la grille, comme "fusionnée" ou "non fusionnée". Une région est caractérisée comme étant "non fusionnée" si la présence 5 de filaments individuels peut être identifiée en un point quelconque de la région. De même, une région de la zone de liaison est caractérisée comme étant "fusionnée" si la présence de fibres individuelles ne peut être identifiée en un point quelconque de cette région.Le pourcentage de fusionde chaque 10 zone de liaison étudiée est le nombre de régions de la zone de liaison caractérisées comme étant 'fusionnées" (chaque région correspondant à un segment de grille sans fibres individuelles identifiables), divisé par 10 (le nombre total de segments de grille). Le coefficient UBAC est le 15 pourcentage du nombre total de zones de liaison caractérisées comme présentant une fusion de 0 à 33 I.

L'essai décrit ci-dessus est très analogue à celui décrit dans le brevet N° 3 855 046 précité.

Le tableau suivant indique un groupe de paramètres 20 convenant à la mise en oeuvre du procédé de l'invention, ainsi que les propriétés du produit obtenu. Cependant, cet exemple n'est indiqué qu'à titre illustratif, sans limitation du cadre de l'invention.

__ Température de la rangée de six panneaux à infrarouges

Fibre Vitesse Tempé- ’ Tempé- Trois Trois linéaire rature rature du pan- pan-30 du rouleau rouleau neaux neaux Force _ _ de gaufrage d'appui amont aval__

Fibres discontinues d'une oléfine 35 ’Marvess" de (“/s) <”c> (°c) (°c) (°c) Ι^“2) dénomination °'66 191'7 101'7 685 343'3 °'030 "C01" (poly-propylène), 40 5,08 cm ; 0,333 g/km 17

Traction Allongement Absorption Traction à à l'état dans le sens d'énergie de l'état humide , humide dans travers traction à dans le sens le sens l'état humide, machine 5 travers dans le sens _ _ travers_ _ (daN/m) (%) m.daN/m2 (daN/m) 15,6 49,7 5,27 83,6

Claims (20)

18 r

1. Procédé pour lier de manière autogène une bande non tissée (12) formée principalement de fibres de matière thermoplastique, caractérisé en ce qu'il consiste 5. introduire de la chaleur dans la bande par une seule surface (18) de cette dernière afin de la préchauffer, puis à faire passer la bande préchauffée dans un intervalle de liaison formé entre des rouleaux opposés dont l'un (20) est plus chaud que l'autre (22) et peut chauffer la surface (25) 10 de la bande contre laquelle il porte à une température supérieure au point de fusion des fibres de matière thermoplastique, ce rouleau étant disposé de manière à engager la surface (25) de la bande, opposée à celle (18) vers laquelle de la chaleur est dirigée pendant l'opération de préchauf- 15 fage, ladite bande étant préchauffée par des moyens totalement indépendants des rouleaux opposés formant l'intervalle de liaison.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'intervalle de liaison est formé entre un rouleau 20 (20) de gaufrage, comportant des zones surélevées (24) à sa surface, et un rouleau (22) d'appui à surface lisse (23), le rouleau de gaufrage étant le rouleau le plus chaud.

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser un rayonnement infrarouge 25 (14) en amont de l'intervalle de liaison pour préchauffer la bande.

4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce qu'il consiste à chauffer la surface de la bande avec le rouleau le plus chaud pour 30 former des liaisons autogènes qui sont principalement des liaisons fondues (42) ne pénétrant que partiellement dans l'épaisseur de la bande, et à former des liaisons autogènes sur la surface préchauffée, ces liaisons étant constituées „ à plus de 90 % de liaisons collantes (32).

5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il consiste à former, sur la surface préchauffée de la bande, des liaisons autogènes constituées pratiquement à 100 % de liaisons collantes. 19

6. Procédé pour lier de manière autogène une bande non tissée (12) constituée principalement de fibres de - matière thermoplastique et ayant une force ne dépassant 2 pas environ 0,0339 kg/m , caractérisé en ce qu'il consiste 5 à introduire de la chaleur dans la bande, par une seule surface (18) de cette dernière, afin de préchauffer ladite bande, puis à faire passer la bande préchauffée dans un intervalle de liaison formé en partie par un rouleau chauffé (20) capable de porter la surface de la bande, avec laquelle 10 il est en contact, à une température supérieure au point de fusion des fibres de matière thermoplastique, ce rouleau chauffé étant disposé de manière à porter contre la surface (25) de la bande opposée à celle (18) vers laquelle de la chaleur est dirigée pendant l'opération de préchauffage, de 15 manière à former des liaisons autogènes qui, sur la surface engagée (25), sont constituées pratiquement de liaisons fondues (42) ne pénétrant que partiellement dans l'épaisseur de la bande.

7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé 20 en ce qu'il consiste à former l'intervalle de liaison entre le rouleau chauffé (20) et un rouleau opposé (22) d'appui qui présente une température de surface inférieure à celle du rouleau chauffé, et à régler la température des rouleaux opposés t ainsi que la durée et la pression de passage de 25 la bande dans l'intervalle de liaison, pour former sur la surface préchauffée de la bande des liaisons constituées, à plus de 90 %, de liaisons collantes.

8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il consiste à former pratiquement 100 % de liaisons 30 collantes.

9. Procédé selon l'une des revendications 4 et 6, caractérisé en ce qu'il consiste à former la bande liée à une vitesse supérieure à 30,5 m/min, et plus particulièrement à une vitesse supérieure à 91,5 m/min.

10. Procédé selon l'une quelconque des revendi cations 6, 7, 8 et 9, caractérisé en ce que des liaisons autogènes, constituées pratiquement en totalité de liaisons fondues (42) qui ne traversent que partiellement l'épaisseur 20 * v de la bande, sont formées sur la surface engagée par le rouleau le plus chaud.

11. Bande non tissée réalisée selon le procédé de la revendication 1.

12. Bande non tissée réalisée selon le procédé de la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle présente un niveau d'absorption d'énergie de traction à l'état humide, dans le sens travers, d'au moins environ 3,09 m.daN/m .

13. Bande non tissée réalisée selon le procédé -jO de la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle présente un niveau d'absorption d'énergie de traction à l'état humide, “ 2 dans le sens travers, d'au moins environ 3,09 m.daN/m et une résistance à la traction à l'état humide, dans le sens travers, dépassant 9,64 daN/m. •J5 14. Bande non tissée réalisée selon le procédé de la revendication 7.

15. Bande non tissée réalisée selon le procédé de la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle présente un niveau d'absorption d'énergie de traction à l'état humide, 2 2o dans le sens travers, d'au moins environ 3,09 m.daN/m .

16. Bande non tissée réalisée selon le procédé de la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle présente un niveau d'absorption d'énergie de traction à l'état humide, dans le sens travers, d'au moins environ 3,09 m.daN/m et 25 une résistance à la traction à l'état humide, dans le sens travers, dépassant 9,64 daN/m.

17. Bande non tissée, liée de manière autogène et qui, avant la liaison, est plus faible dans le sens travers que dans le sens machine, caractérisée en ce que 30 les liaisons autogènes situées sur une première surface (25) sont constituées pratiquement de liaisons fondues continues (42) s'étendant dans une direction, dans le plan de la bande, afin de renforcer cette dernière dans le sens travers, lesdites liaisons fondues ne s'étendant que partiellement à travers 35 l'épaisseur de la bande, cette dernière ayant un niveau d'absorption d'énergie de traction, à l'état humide, dans 2 le sens travers d'au moins environ 3,09 m.daN/m et une résistance à la traction à l'état humide, dans le sens 21 ! ! travers, dépassant 9,64 da.N/m.

18. Bande non tissée selon la revendication 17, ' caractérisée en ce que sa force n'est pas supérieure à envi ron 0,0339 kg/m2.

19. Bande non tissée selon l'une des revendica tions 17 et 18, caractérisée en ce que la surface opposée (18) de la bande comporte des liaisons autogènes qui sont constituées à plus de 90 %, et de préférence pratiquement à 100 %, de liaisons collantes (32).

20. Bande non tissée selon la revendication 19, caractérisée en ce que les liaisons autogènes situées sur la première surface sont constituées à plus de 80 % de liaisons fondues (42) .