FR2714678A1 - Procédé de thermoformage d'un non tissé et article, semblable à une étoffe, ainsi obtenu. - Google Patents

Abstract

Pour produire un article semblable à une étoffe, compressible et résilient, le procédé consiste à chauffer (70) une nappe (62) non tissée formée de fibres frisées ayant un composant fibreux structurel et un composant adhésif activable thermiquement en ne faisant fondre que ce dernier pour rendre la nappe malléable, à conformer la nappe sur un moule (66) sous pression légère, et à refroidir la nappe conformée pour solidifier le composant adhésif et former des liaisons inter-fibres, l'article résultant ayant un rapport approximatif masse spécifique: surface de 1-1,8.

Description

La présente invention concerne une nappe non tissée thermoformable et un

procédé pour le thermoformage d'une nappe. L'invention concerne en outre un article thermoformé qui a une apparence et une texture semblables à celles d'une étoffe, ainsi qu'une forte résilience. La production d'une nappe non tissée fibreuse liée à partir d'un matelas de fibres accouplées frisées ou frisables est connue dans la technique. Habituellement, de telles nappes sont formées en chauffant un matelas de fibres accouplées liables et frisables pour friser les fibres accouplées et réaliser des liaisons inter-fibres pour former une structure liée d'un seul tenant. En variante, un matelas de fibres accouplées frisées liables est chauffé pour

réaliser les liaisons inter-fibres et former une nappe liée.

En outre, il est également connu de former un matelas thermoformé de fibres accouplées frisées, par exemple, en chauffant le matelas pour activer le composant liable du matelas, puis en comprimant ledit matelas à une forme voulue tandis qu'il est chaud. En variante, une nappe de fibres accouplées non tissées liées peut être thermoformée en la comprimant contre un moule pour conformer la nappe, puis en chauffant le moule pour activer le composant liable des

fibres et former des liaisons inter-fibres dans le matelas.

Par exemple, US-A-4 068 036 au nom de Stanistreet et US-A-

4 195 112 au nom de Sheard et al décrivent des procédés de compression pour le thermoformage de matelas de fibres accouplées. US-A-4 547 420 et US-A-4 795 668 au nom de Krueger et al décrivent un masque respiratoire qui est

thermoformé à partir de nappes de fibres obtenues par fusion-

soufflage ayant une densité de fibres élevée. Cependant, ces articles thermoformés sont thermoformés sous des pressions de compactage élevées et ils sont sensiblement densifiés au cours du procédé de thermoformage pour former des articles à parois relativement plates, ou thermoformés à partir de

nappes plates relativement incompressibles.

Il serait souhaitable d'apporter un procédé de thermoformage qui puisse permettre le thermoformage d'une nappe substrat de fibres, non tissée et ayant de la hauteur, sans provoquer une densification significative de la nappe, et donc d'apporter des articles thermoformés relativement non compactés qui conservent les propriétés physiques et de surface, en particulier les propriétés de résilience et de résistance, et les caractéristiques semblables à celles d'une

étoffe que possède la nappe d'origine.

La présente invention apporte un procédé de thermoformage pour produire un article semblable à une étoffe, compressible et résilient à partir d'une nappe substrat non tissée et ayant de la hauteur, formée de fibres frisées, ladite nappe contenant un composant fibreux structurel et un composant adhésif activable thermiquement et ayant une masse spécifique comprise entre environ 0,01 g/cm3 et environ 0,1 g/cm3. Le procédé comprend le chauffage de la nappe pour faire fondre le composant adhésif et rendre la nappe malléable sans faire fondre le composant fibreux structurel, la conformation de la nappe sur un moule en appliquant une légère pression de conformation pneumatique ou mécanique et le refroidissement de la nappe conformée pour solidifier le composant adhésif fondu et former des liaisons inter- fibres, ledit article thermoformé ayant un rapport masse spécifique:surface compris entre environ 1 et environ 1,8. Par "rapport masse spécifique:surface" on entend le rapport (Di/Do)/(Ai/Ao), dans lequel Di est la masse spécifique moyenne de l'article thermoformé, Do est la masse spécifique moyenne de la nappe substrat, Ai est la surface totale de l'article thermoformé et A. est la surface totale de la nappe substrat qui est placée sur l'ouverture du moule, c'est-à-dire la surface affectée par le procédé de thermoformage. En outre, la présente invention apporte un autre procédé de production d'un article semblable à une étoffe, compressible et résilient à partir d'une nappe non tissée qui contient un composant fibreux structurel et un composant adhésif activable thermiquement et qui a une masse spécifique comprise entre environ 0,01 g/cm3 et environ 0,1 g/cm3. Le procédé consiste à déposer les composants de la nappe de fibres non tissée sur une surface de formation ajourée et tridimensionnelle pour former une nappe de fibres non tissées, à chauffer la nappe pour faire fondre le composant adhésif sans faire fondre le composant fibreux structurel, et à refroidir la nappe conformée pour solidifier le composant

adhésif fondu et former des liaisons inter-fibres.

La présente invention apporte en outre un article semblable à une étoffe, compressible et résilient thermoformé à partir d'une nappe substrat non tissée et ayant de la hauteur, formée de fibres frisées, ladite nappe contenant un composant fibreux structurel et un composant adhésif activable thermiquement, ladite nappe substrat ayant une masse spécifique comprise entre environ 0,01 g/cm3 et environ 0,1 g/cm3 et l'article thermoformé ayant un rapport masse

spécifique:surface compris entre environ 1 et environ 1,8.

L'article thermoformé convient tout particulièrement comme produit d'hygiène intime, matériau d'emballage, coussin, épaulette, doublure de vêtement, pièce intérieure pour l'industrie automobile, milieu de filtration conformé, et analogues. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention

ressortiront de la description qui va suivre, faite en

référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 illustre un procédé de production de nappes non tissées convenant pour la présente invention; - la figure 2 illustre un assemblage de moules convenant à la production d'articles thermoformés semblables à une étoffe, compressibles et résilients; - la figure 3 illustre un moule à double paroi ajourée convenant à la mise en oeuvre de l'invention; - la figure 4 illustre un moule à paroi unique ajourée convenant à la mise en oeuvre de l'invention; - la figure 5 illustre un procédé de thermoformage à chicanes; et - la figure 6 illustre un procédé de thermoformage

continu à chicanes.

La présente invention apporte un article thermoformé ayant une texture semblable à celle d'une étoffe et des propriétés de résilience semblables à celles d'une mousse, article qui est thermoformé à partir d'une nappe ou d'une étoffe thermoformable constituée de fibres non tissées. La nappe de fibres thermoformable contient un composant fibreux

structurel et un composant adhésif activable thermiquement.

Le composant fibreux structurel est constitué de fibres courtes, ou coupées, ou de fibres liées au filage. Des fibres convenant à la mise en oeuvre de l'invention sont les fibres à composants homogènes, c'est-àdire les fibres constituées d'une composition polymère homogène, ou les fibres accouplées à composants multiples, et les fibres ont un degré de frisure d'au moins deux frisures par 2,54 cm (par pouce) tel que mesuré selon la norme ASTM D3937-82. Le degré de frisure des fibres peut être varié pour donner des propriétés différentes à la nappe, y compris une masse spécifique, une résistance,

une souplesse et une texture différentes.

Telle qu'utilisée ici, l'expression "fibre liée au filage" se réfère à des fibres formées en extrudant des polymères thermoplastiques fondus sous la forme de filaments ou de fibres à partir d'une série de capillaires fins, habituellement circulaires, appartenant à une filière, puis en étirant rapidement les filaments extrudés par des mécanismes d'étirage éjecteurs ou autres pour conférer une orientation moléculaire et une résistance physique aux filaments. Les fibres étirées sont ensuite déposées sur une surface de formation selon une disposition fortement aléatoire pour former une nappe non tissée ayant essentiellement une masse spécifique uniforme. La production de fibres liées au filage et des nappes issues de telles fibres est décrite, par exemple, dans US-A-4 340 563 au nom de Appel et al. et US-A-3 692 618 au nom de Dorschner et al. Des fibres liées au filage à composant unique et frisées convenant à la mise en oeuvre de l'invention peuvent être produites selon le procédé de filage-nappage décrit ci- dessus avec une modification dans l'étape de filage des fibres. Pendant l'étape de filage, les fibres filées sortant de la filière sont refroidies asymétriquement le long de leur section transversale, générant des gradients de solidification dans ladite section transversale des fibres et générant ainsi des frisures, en particulier des frisures hélicoïdales dans les fibres. Des fibres courtes, ou coupées, à composant unique, frisées, convenables peuvent être produites à partir de brins de fibres continues qui sont filées par n'importe quel procédé connu de filage de fibres courtes et qui sont ensuite frisées avant que les brins ne soient coupés à des longueurs de coupe soit en mettant en

oeuvre le procédé de refroidissement asymétrique décrit ci-

dessus pendant l'étape de filage de fibres, soit en mettant en oeuvre un procédé de frisage mécanique connu, par exemple en utilisant une chambre de bourrage ou des roues dentées de frisage, après que les brins de fibres aient été totalement formés. Des fibres courtes, ou coupées, frisées à composants multiples accouplés, convenant à l'invention, peuvent être filées et frisées en mettant en oeuvre les procédés décrits ci-dessus à propos des fibres courtes à composant unique en remplaçant l'ensemble de filières par un ensemble de filières pour fibres accouplées comme cela est bien connu dans la technique, par exemple d'après US-A-3 730 662 au nom de Nunning. Des fibres liées au filage frisées accouplées à composants multiples peuvent être produites de façon similaire par mise en oeuvre d'un procédé de production de fibres liées au filage à composant unique en modifiant le procédé de façon à avoir un ensemble de filières pour fibres accouplées. En variante, les fibres accouplées filées, y compris les fibres liées au filage et les fibres courtes ou coupées, constituées de deux composants polymères ou davantage ayant différentes propriétés de cristallisation et/ou de solidification peuvent être frisées pendant l'étape de solidification du procédé de filage de fibres, car ces différences entre les polymères du composant créent des gradients de cristallisation et/ou de solidification dans les fibres, ce qui cause spontanément des frisures. En outre, les différences dans les propriétés de cristallisation et/ou de solidification qui font que les composants polymères des fibres formées ont différents retraits thermiques et qui donc leur confèrent une "frisabilité latente", peuvent être utilisées pour générer des frisures, ou générer des frisures supplémentaires, dans les fibres accouplées totalement formées. Lors de l'exposition à un traitement thermique approprié, les composants polymères ayant différents retraits thermiques développent les frisures latentes des fibres. En outre, les fibres courtes accouplées, composées de deux composants polymères ou davantage qui ont des propriétés de cristallisation et/ou élastiques différentes peuvent être frisées en étirant les brins de fibres totalement formés avant de les couper à des longueurs de coupe. Des fibres courtes ou coupées, accouplées, convenablement frisées sont disponibles dans le commerce. Selon la présente invention, l'activation des frisures latentes des fibres avant la formation d'une nappe est plus souhaitable car ce procédé produit des nappes plus uniformes et plus stables sur le plan dimensionnel. Le composant adhésif activable thermiquement de la nappe de fibres thermoformables peut être un adhésif fusible externe se présentant sous la forme d'une poudre ou d'un liquide qui est appliqué ou pulvérisé de façon à être distribué dans toute la nappe. Des adhésifs convenant particulièrement à la mise en oeuvre de l'invention sont des adhésifs fusibles thermoplastiques classiques, tels que des adhésifs fusibles à base de polyéthylène, de polyamide, de polyester, et de copolymère éthylène-acétate de vinyle, et les adhésifs sont choisis de telle façon que leur point de fusion soit inférieur au point de fusion du composant fibreux

structurel des nappes.

Pour les fibres accouplées, le composant adhésif activable thermiquement peut être un composant polymère des fibres, à la place d'un adhésif externe. Le composant polymère adhésif doit avoir un point de fusion inférieur aux autres polymères composants des fibres de telle sorte que, lors du chauffage, le composant polymère adhésif des fibres de la nappe fonde et que les portions fondues des fibres adhèrent de façon autogène aux fibres voisines aux points d'intersection tandis que les autres composants polymères des fibres conservent à la nappe son intégrité physique et dimensionnelle. En conséquence, des fibres accouplées convenables ont leur composant polymère adhésif au moins partiellement exposé en surface, sensiblement sur toute la longueur des fibres. Des fibres accouplées convenant particulièrement bien doivent avoir d'environ 20% à environ 80%, et de préférence d'environ 40% à environ 60%, en poids de polymère adhésif. Pour la présente invention, les configurations souhaitables de fibres accouplées comprennent

les configurations côte-à-côte et les configurations gaine-

noyau, et les configurations gaine-noyau convenables comprennent les configurations gaine-noyau excentriques et les configurations gaine-noyau concentriques. Lorsqu'on utilise une configuration gaine-noyau, il est hautement

souhaitable que le polymère adhésif forme la gaine.

Les fibres convenant à la mise en oeuvre de l'invention peuvent être déposées de façon uniforme sur une surface de formation pour former une nappe de fibres non tissées, enchevêtrées de façon lâche, puis liées pour donner de l'intégrité physique et de la résistance à la nappe non tissée. Comme cela est connu dans la technique, des fibres courtes ou coupées peuvent être déposées sur une surface de formation avec un procédé de cardage classique, c'est-à-dire un procédé de cardage pour la laine ou le coton, ou être étalées à l'air; et les fibres liées au filage et étirées peuvent être déposées directement sur une surface de formation. Des procédés convenables de formation de nappes de fibres liées au filage sont illustrés par exemple par US-A- 4 692 618 au nom de Dorschner et al et 4 340 563 au nom de Appel et al. La nappe de fibres déposées est traitée thermiquement au cours d'un procédé de liage qui ne compacte pas la nappe de façon significative et qui créé des liaisons inter-fibres sensiblement uniformes dans toute la nappe. Les traitements de liage thermique utiles pour la mise en oeuvre de l'invention comprennent le liage par air transversal, le

liage en four chauffé et le liage par dispositif infrarouge.

La durée et la température du procédé de liage peuvent varier pour tenir compte des limitations de température et de vitesse des différents équipements de liage. Cependant, il est important que la durée soit suffisamment longue et que la température soit suffisante pour fondre le composant adhésif ou le polymère adhésif mais que la durée ne soit pas si longue ou la température si élevée que les autres polymères structurels de la nappe de fibres accouplées fondent, pour préserver l'intégrité physique et dimensionnelle des nappes de fibres. La nappe de fibres déposée, peut, en variante, être liée par d'autres procédés de liage classiques, tels que le liage par adhésif liquide, le liage ultrasonore, l'aiguilletage et l'enchevêtrement hydraulique, qui donne une intégrité physique et une résistance à la nappe sans la

compacter de façon significative.

On peut utiliser une grande diversité de polymères thermoplastiques pour former les fibres et/ou les filaments pour produire les fibres à composant unique selon la présente invention. De façon analogue, les fibres accouplées peuvent être formées à partir d'une grande diversité de combinaisons de polymères thermoplastiques pour autant que les polymères sélectionnés aient des points de fusion suffisamment différents, de préférence aient une différence de points de fusion d'au moins environ 10 C, et avantageusement des propriétés de cristallisation, de solidification et/ou élastiques différentes. La différence de point de fusion entre les polymères sélectionnés facilite le procédé de liage activé thermiquement, les différences dans les propriétés de cristallisation et de solidification favorisent la frisure des fibres, en particulier la frisure par activation thermique de frisure latente, et la différence de propriétés élastiques facilite le procédé de formation mécanique de frisure. Des polymères convenant à la mise en oeuvre de l'invention comprennent, sans que cela soit limitatif, les polyoléfines, par exemple le polyéthylène, le polypropylène, le polybutylène et analogues; les polyamides, par exemple le nylon 6, le nylon 6-6, le nylon 10, le nylon 12 et analogues; les polyesters, par exemple le poly(téréphtalate d'éthylène), le poly(téréphtalate de butylène) et analogues; le polycarbonate, le polystyrène; les élastomères thermoplastiques; les polymères vinyliques; le polyuréthane, et les mélanges et copolymères des composés précités. Des polymères convenant tout particulièrement bien à la mise en oeuvre de l'invention sont les polyoléfines, y compris le polyéthylène, par exemple le polyéthylène linéaire basse densité, le polyéthylène basse densité, le polyéthylène densité moyenne, le polyéthylène haute densité et leurs mélanges; le polypropylène; le polybutylène; et les copolymères et mélanges de ceux-ci. En outre, il peut être mélangé, aux polymères convenables formateurs de fibres, des élastomères thermoplastiques. Parmi ces polymères convenables, on préfère tout particulièrement pour le composant structurel des fibres accouplées convenables, le polypropylène et les copolymères du polypropylène et de l'éthylène et, pour le composant adhésif des fibres accouplées, on préfère tout particulièrement comme polymères, les polyéthylènes, et plus particulièrement le polyéthylène linéaire basse densité et le polyéthylène haute densité. En outre, le composant adhésif peut contenir des additifs pour augmenter l'aptitude à la frisure et/ou abaisser la température de liage des fibres, et augmenter la résistance à l'abrasion, la résistance en général ainsi que la souplesse et la douceur des nappes résultantes. Par exemple, le composant polymère adhésif peut renfermer d'environ 5 à environ 20% en poids d'un élastomère thermoplastique tel

qu'un copolymère séquencé ABA' de styrène, d'éthylène-

butylène et de styrène. De tels copolymères sont disponibles

dans le commerce et certains sont identifiés dans US-A-

4 663 220 au nom de Wisneski et al. Un exemple de copolymères séquencés élastomères convenant particulièrement bien est constitué par la série KRATON G-2740 qui est disponible auprès de Shell Chemical. Un autre groupe d'additifs polymères convenables est constitué par les copolymères éthylène-acrylate d'alkyle, tel que l'éthylène-acrylate de butyle, l'éthylène-acrylate de méthyle et l'éthylène-acrylate d'éthyle et la quantité convenant à la production des propriétés voulues va d'environ 2% en poids à environ 50% en poids, par rapport au poids total du composant polymère adhésif. D'autres additifs polymères convenables comprennent les copolymères de polybutylène et les copolymères d'éthylène-propylène. La nappe non tissée thermoformable selon la présente invention a de préférence une masse spécifique allant d'environ 0,01 à environ 0,1 g/cm3, mieux d'environ 0,0125 à environ 0, 08 g/cm3, et encore mieux d'environ 0,015 à environ 0,06 g/cm3, et un poids de base compris entre environ 10,2 et environ 680 g/m2 [environ 0,3 à environ 20 onces/yard2 (en abrégé osy)], mieux entre environ 17 et environ 510 g/m2 (environ 0,5 à environ 15 osy) et mieux encore entre environ ,5 et environ 340 g/m2 (environ 0,75 à environ 10 osy). La nappe non tissée est de préférence fabriquée à partir de fibres liées au filage et/ou de fibres courtes ou coupées ayant un diamètre moyen d'environ 5 gm à environ 100 gm, de

préférence compris entre environ 10 im et environ 50 gm.

Selon la présente invention, les nappes de fibres ayant une masse spécifique et/ou une épaisseur de fibres moyennes

significativement à l'extérieur des gammes indiquées ci-

dessus ne conviennent pas particulièrement car elles ne donnent pas la texture semblable à celle d'une étoffe et/ou la compressibilité avec résilience voulues, et les nappes non tissées convenant à la présente invention sont caractérisées comme ayant des liaisons inter-fibres relativement uniformes dans toute la nappe plutôt qu'une forte concentration de

liaisons de fibres en surface.

La figure 1 illustre un procédé convenant particulièrement bien pour la production de nappes non tissées utilisables selon la présente invention. Une ligne de fabrication 10 est conçue pour produire une nappe de fibres liées au filage, accouplées à deux composants, convenant à la mise en oeuvre de l'invention. Le procédé de formation de la nappe illustré par la ligne de fabrication 10 est un procédé de formation de nappe continue qui produit des nappes thermoformables ayant une texture semblable à celle d'une étoffe et une grande résistance physique sans utilisation d'adhésif externe, ce qui élimine le besoin en des étapes supplémentaires de formation de fibres et d'application d'adhésif pour la production des nappes de fibres et, donc, permet une production économique et efficace de nappes de fibres convenant tout à fait bien pour l'invention. En outre, ce procédé 10 frise totalement les fibres avant qu'elles soient déposées pour former une nappe non tissée, produisant ainsi une nappe de fibres courtes plus stable sur le plan dimensionnel et thermique. Une paire d'extrudeuses 12a et 12b extrudent séparément deux polymères différents, lesquels polymères sont alimentés dans une première trémie 14a et une seconde trémie 14b, pour fournir simultanément des polymères fondus à un ensemble de filage 18. Des ensembles de filage pour extruder des fibres accouplées sont bien connus dans la technique. En bref, l'ensemble de filage 18 comporte un boîtier qui contient une batterie de filage, et la batterie de filage est constituée d'une série de plaques et de filières. Les plaques ont un tracé d'ouvertures disposées pour créer des voies d'écoulement adaptées à diriger les deux polymères vers les filières qui comportent une ou plusieurs rangées d'orifices conçus selon la configuration voulue pour

les fibres accouplées résultantes.

Un rideau de fibres est produit par les rangées d'orifices de filière et il est partiellement trempé par une soufflante à air de trempe 20 avant d'être admis dans une unité d'étirage de fibres, ou aspirateur 22. Le procédé de trempe non seulement trempe partiellement les fibres mais développe également une frisure hélicoïdale latente dans les fibres. Des unités d'étirage de fibres ou aspirateur convenables destinés à être utilisés dans le filage à chaud des polymères sont bien connus dans la technique, et en particulier des unités d'étirage de fibres convenant à la présente invention comprennent des aspirateurs linéaires de fibres du type décrit dans US-A-3 802 817 au nom de Matsuki

et al et des pistolets d'éjection du type décrit dans US-

A-3 692 618 au nom de Dorschner et al ainsi que dans US-

A-3 423 266 au nom de Davis et al. En bref, l'unité d'étirage de fibres 22 comporte un passage vertical allongé à travers lequel les fibres sont étirées par de l'air d'aspiration pénétrant depuis le côté du passage. L'unité d'étirage de fibres utilise de l'air d'aspiration chauffé pour simultanément étirer les fibres et activer les frisures latentes. La température de l'air d'aspiration peut être réglée par un dispositif de chauffage 24. Différents degrés de frisure peuvent être obtenus en faisant varier la température de l'air d'aspiration et, en général, une température d'air plus élevée produit un nombre plus élevé de frisures. La ligne de fabrication 10 comprend en outre une

surface de formation ajourée sans fin 26 qui est disposée au-

dessous de l'unité d'étirage de fibres 22. Les fibres continues provenant de la sortie de l'unité d'étirage sont déposées sur la surface de formation 26 selon un mode aléatoire pour produire une nappe continue de densité et d'épaisseur uniformes. Le procédé de dépôt de fibres peut être facilité par utilisation d'une caisse aspirante 30

disposée au-dessous de la surface de formation 26.

Eventuellement, la nappe résultante peut être soumise à une légère pression de compactage par passage sous un rouleau 32 pour consolider la nappe et lui donner une intégrité physique supplémentaire avant qu'elle soit soumise à un procédé de liage. La nappe non tissée passe ensuite au travers d'un dispositif de liage 36 par air transversal qui, par exemple, comporte un cylindre perforé 38 et une hotte 40 entourant le cylindre perforé, pour produire une nappe de fibres liées. La température de l'air de liage du dispositif de liage par air transversal est maintenue de façon à chauffer la nappe à une température supérieure au point de fusion du composant polymère adhésif des fibres accouplées mais au-dessous du

point de ramollissement du composant polymère structurel.

Selon la présente invention, les nappes non tissées liées sont thermoformées au cours d'un procédé de thermoformage qui n'applique pas de pression de compactage significative et qui ne soumette pas de grandes sections des nappes au contact d'une surface chauffée ou à température élevée pendant le procédé de thermoformage, pour éviter un compactage significatif des nappes et pour empêcher une fusion thermique significative du composant fibres à la surface des nappes, pour lui conserver ses propriétés de douceur et de souplesse semblables à celles d'une étoffe et éviter la formation de surfaces lisses semblables à celle d'un film. Exprimé d'une autre manière, un procédé de thermoformage convenable n'applique pas de forte pression de compactage au cours du procédé de thermoformage et ne favorise pas la formation concentrée de liaisons entre les fibres à la surface de la nappe, en particulier lorsque la nappe vient en contact avec

le moule de thermoformage.

Il est également souhaitable d'éviter d'appliquer des tensions d'étirage sur la nappe substrat une fois que la nappe est placée sur un moule du fait que la nappe pourrait être étirée de façon excessive et pourrait perdre une certaine partie de sa texture semblable à celle d'une étoffe. En outre, il est souhaitable de disposer lâchement la nappe sur le moule pour donner un certain degré de "mou", mais pas au point de former des plis, pour tenir compte de l'étirement de la nappe pendant le procédé de thermoformage. Des procédés de thermoformage convenant particulièrement bien produisent des articles thermoformés ayant un rapport masse spécifique:surface compris entre environ 1 et environ 1,8, de préférence entre environ 1,1 et environ 1,5. De façon correspondante, les articles thermoformés selon la présente invention ont de préférence un rapport masse spécifique:surface compris entre environ 1 et environ 1,8, et

de préférence, entre environ 1,1 et environ 1,5. L'invention est décrite ci-après en se référant, à titre d'illustration, à

des nappes de fibres accouplées liées de façon autogène, bien que, comme indiqué plus haut, on puisse utiliser également des nappes à composant unique et des nappes à fibres accouplées liées par adhésif pour produire les articles thermoformés selon la présente

invention. En conséquence, la description des procédés de

fusion et de liage du composant polymère adhésif des fibres accouplées est applicable de façon analogue au procédé

utilisant un adhésif fusible.

Un procédé de thermoformage convenant, à titre d'exemple, est un procédé utilisant un moule principal et un moule auxiliaire. Une nappe non tissée liée selon la présente invention est préchauffée à une température égale ou

supérieure au point de fusion du polymère adhésif mais au-

dessous du point de ramollissement du composant polymère à point de fusion plus élevé des fibres de la nappe pour rendre la nappe malléable. Le préchauffage peut être commodément effectué en ayant recours à n'importe quel procédé de traitement thermique décrit ci-dessus en relation avec le procédé de liage. La nappe malléable préchauffée est placée sur un moule principal femelle ou mâle et le thermoformage est facilité par le recours à un moule auxiliaire animé d'un mouvement de va-et-vient qui contribue à la déformation et à la conformation de la nappe malléable à la forme du moule principal. Le moule auxiliaire est placé à l'opposé du moule principal par rapport à la nappe malléable et il est conçu pour avoir un contact superficiel minimal avec la nappe. Le moule principal et le moule auxiliaire se rapprochent pour appliquer une légère pression de conformation à la nappe pour en faciliter la déformation. Le moule principal et le moule auxiliaire ne sont pas chauffés, et de préférence, les deux moules sont plus froids que la nappe préchauffée. Le procédé de moulage peut être davantage aidé par des forces pneumatiques agissant sur la nappe, telles que du vide ou de l'air forcé pour contribuer au procédé de conformation. On doit noter que la pression de l'assistance pneumatique ne doit pas être si élevée qu'elle puisse comprimer la nappe de façon appréciable ou déformer ou écraser les fibres constitutives de la nappe. En outre, le moule principal et le moule auxiliaire ne doivent pas venir en contact étroit lorsque les moules sont appariés, ce pour éviter le

compactage de la nappe pendant le procédé de thermoformage.

Il est fortement souhaitable que, lorsque le moule principal et le moule auxiliaire sont appariés ou fermés, un espace demeure entre eux, au moins égal à l'épaisseur de la nappe malléable. La figure 2 illustre un moule mâle convenable 50 et un moule auxiliaire 52. Le moule auxiliaire 52 est une structure creuse qui comporte une ouverture 54 correspondant

au contour de la section de base du moule mâle 50.

L'ouverture 54 est légèrement plus grande que la section de base du moule 50 de telle sorte que la nappe thermoformée n'est pas compactée de façon appréciable ou significative lorsque les moules sont appariés. On doit noter que le moule auxiliaire est conçu pour venir en contact avec la nappe malléable seulement sur une zone limitée. En variante, si la forme du moule comporte des contours compliqués ou concaves vers l'intérieur, l'ouverture du moule auxiliaire peut être en outre équipée d'un chemisage formé d'un élément prolongé de matériau flexible, tel qu'un caoutchouc résistant aux hautes températures, pour faciliter l'application par le moule auxiliaire de pressions relativement égales sur la nappe malléable sur toute la zone de contact. En outre, le moule 50 peut comporter des fentes ou des perforations supplémentaires sur sa surface pour permettre une alimentation en air ou l'application d'une dépression pour

faciliter le procédé de thermoformage.

Le moule non chauffé à tendance à se comporter comme un dispositif d'évacuation thermique, refroidissant la nappe préchauffée tandis qu'elle se conforme de façon malléable et vient en contact avec le moule. En conséquence, à la différence des procédés de thermoformage utilisant un moule chauffé, le procédé de thermoformage selon l'invention ne fait pas fondre les fibres de la nappe qui viennent en contact avec la surface du moule, empêchant la formation de liaisons inter-fibres concentrées à la surface de la nappe et conservant à la nappe sa texture souple et semblable à celle d'une étoffe. En outre, les articles moulés à l'aide du procédé de thermoformage à moule non chauffé selon la présente invention n'ont pas besoin d'être maintenus dans le moule pendant une période de temps prolongée car le moule, agissant à la manière d'un dispositif d'évacuation thermique, refroidit rapidement la nappe thermoformée pour lui conserver

sa forme moulée.

Un autre procédé de thermoformage, décrit à titre d'exemple, est un procédé à double élément ajouré. La figure 3 illustre un tel procédé à double élément ajouré 60. Une nappe non tissée 62 selon la présente invention est

introduite entre deux éléments ajourés rigides 64 et 66.

L'élément ajouré supérieur 64 présente une forme de moule convexe et l'élément ajouré inférieur 66 présente une forme concave complémentaire à la forme convexe mais plus grande que la forme convexe pour tenir compte de l'épaisseur de la nappe. Les bords des deux éléments ajourés sont équipés de butées d'arrêt supérieure 68 et de butées d'arrêt inférieures 68a de telle sorte que lorsque les éléments ajourés sont réunis ou fermés, l'épaisseur combinée des butées d'arrêt supérieures et inférieures correspond à l'épaisseur voulue pour l'article thermoformé. Après qu'une nappe ait été placée entre les deux éléments ajourés 64 et 66, ceux-ci sont fermés pour contenir étroitement et contraindre la nappe à se conformer à la forme des éléments ajourés. La nappe contrainte est ensuite soumise à un traitement thermique 70 pour faire fondre le composant polymère adhésif des fibres de la nappe et pour former des liaisons inter-fibres afin de conserver le tracé déformé. Bien que tout traitement thermique décrit ci-dessus puisse être utilisé, un traitement thermique convenant particulièrement est le traitement thermique par air transversal car ce traitement thermique à convection forcée chauffe la nappe de façon plus rapide et plus uniforme que d'autres procédés de chauffage, par exemple des procédés de chauffage à infrarouge ou à four chaud. La nappe traitée thermiquement est ensuite refroidie pour fixer les liaisons inter-fibres. Le traitement thermique 70 peut être assisté par un appareil à vide 74 pour faciliter l'écoulement convenable de l'air de chauffage. Là encore, le débit d'écoulement et la pression de l'air de chauffage et du vide ne doivent pas être si élevés qu'ils entraînent une compression ou une flexion appréciables des fibres constitutives de la nappe. En variante, l'étape de traitement thermique peut être mise en oeuvre avant que le substrat soit placé entre les éléments ajourés formant moule, de sorte que la nappe soit malléable et que son composant adhésif soit activé. La nappe préchauffée est ensuite placée entre les éléments ajourés et, après que ceux-ci aient été appariés, la nappe est refroidie pour fixer les liaisons inter-fibres de façon que la nappe conserve la forme qui lui a été donnée par

les éléments ajourés formant moule.

Les éléments ajourés utilisés selon ce procédé sont des réseaux de fils métalliques ou des plaques fabriquées à partir d'un métal ou d'un polymère résistant aux températures élevées. Bien que la surface occupée par les vides de chaque élément ajouré puisse être variée pour donner différentes textures aux nappes thermoformées, il est souhaitable que la surface de vide total soit d'au moins environ 25%, et mieux d'environ 50% de la surface totale de l'élément ajouré, afin de réduire au minimum le contact entre la nappe et les surfaces pleines qui peuvent être chauffées pendant le traitement thermique et qui peuvent agir comme points de concentration de pression et de température pour fondre les

fibres constitutives de la nappe.

Un autre exemple encore de procédé de thermoformage est un procédé à élément ajouré unique tel qu'illustré à la figure 4. Le procédé à élément ajouré unique 80 est un procédé de thermoformage qui est assisté par un écoulement pneumatique. Une nappe non tissée 82 selon la présente invention est placée sur un élément ajouré 84 qui présente une forme de moule tridimensionnelle et la nappe est ensuite exposée à un traitement thermique 86 pour fondre le composant polymère adhésif des fibres accouplées, rendant la nappe malléable. Là encore, on peut utiliser n'importe quel traitement thermique parmi ceux décrits ci- dessus, et un traitement thermique convenant particulièrement bien est le chauffage par air transversal. La nappe malléable traitée thermiquement placée sur l'élément ajouré 84 est ensuite soumise à une pression de conformation pneumatique qui résulte de la combinaison d'un écoulement d'air provenant de la source de traitement thermique 86 et d'une dépression créée par un appareil à vide 88 disposé sous l'élément ajouré, pour conformer la nappe au contour de l'élément ajouré 84. Là encore, on doit noter que la pression pneumatique ne doit pas être si élevée qu'elle entraîne un compactage significatif de la nappe. Comme dans le cas du procédé à élément ajouré double, la surface de vide total de l'élément ajouré est d'au moins environ 25%, et mieux d'au moins environ 50%, de la surface totale de l'élément ajouré, et l'étape de traitement thermique peut précéder l'étape de

conformation de la nappe.

Un autre exemple encore de procédé de thermoformage est un procédé de thermoformage utilisant des plaques à chicanes comme illustré à la figure 5. Une nappe non tissée 90 est placée entre deux plaques ajourées rigides horizontales 92 et 94 qui comportent des cloisons verticales 96. Les cloisons sont plus courtes que l'espace entre les plaques horizontales et elles sont fixées alternativement à la plaque horizontale supérieure 92 et à la plaque horizontale inférieure 94. La longueur, la disposition et l'espacement entre les cloisons formant chicanes peuvent être modifiées pour satisfaire aux besoins et utilisations prévus pour les articles thermoformés, et les cloisons peuvent être fabriquées à partir de n'importe quel matériau rigide qui n'est pas affecté par les températures des traitements thermiques ultérieurs. Après que la nappe non tissée 90 ait été placée entre les plaques horizontales, elle est traitée thermiquement pour fondre le composant polymère adhésif des fibres accouplées, puis refroidie pour conserver la forme qui lui a été conférée par les chicanes, produisant, par exemple, une nappe non tissée ondulée ou plissée. Là encore, on peut utiliser l'un quelconque des traitements thermiques décrits ci-dessus, et un traitement thermique convenant

particulièrement bien est un chauffage par air transversal.

Pour faciliter le traitement thermique, les plaques ajourées 92 et 94 sont fabriquées de façon à présenter une grande surface de vide. En variante, le procédé de thermoformage à chicanes peut être mis en oeuvre en utilisant une plaque unique ayant des cloisons verticales ou relativement verticales. La nappe substrat thermoformable peut être pliée dans les espaces entre les cloisons par tout moyen mécanique ou pneumatique puis traitée thermiquement pour réaliser les liaisons inter- fibres aux fins de conserver les formes pliées. On doit noter que le procédé de thermoformage à cloisons ou chicane soumet la nappe substrat non tissée à un contact avec des sections très limitées de l'appareil de thermoformage, c'est-à-dire seulement avec l'arête supérieure des cloisons, produisant des articles non compactés ayant une forte résilience et une texture semblable à celle d'une étoffe. Ce procédé de thermoformage à plaques cloisonnées convient particulièrement bien à un procédé de thermoformage en continu tel qu'illustré à la figure 6. Une nappe non tissée relativement continue 90 peut être placée entre les plaques ajourées horizontales 92 et 94 précédemment décrites et déplacée horizontalement dans la direction longitudinale des cloisons. La nappe non tissée 90 est ensuite exposée successivement à un traitement thermique 98, par exemple à un liage par air transversal, pour activer le composant adhésif, et à un traitement de refroidissement 100, par exemple un écoulement d'air de refroidissement, pour former les liaisons inter-fibres et pour fixer la forme ondulée. En outre, la forme des cloisons peut être choisie parmi une grande diversité de configurations pour produire des articles thermoformés de différentes formes. Des formes utiles de cloisons comprennent des formes circulaires, ovales et triangulaires. Lorsque l'on utilise des cloisons ayant une configuration non plane, les cloisons peuvent être produites

à partir d'un matériau ajouré rigide et avoir un noyau creux.

Le noyau creux peut alors être utilisé comme conduit pour fournir de l'air chauffé, et faciliter le procédé de liage, et de l'air de refroidissement pour contribuer au

refroidissement de la nappe moulée.

Bien que le procédé de formation de nappe et le procédé de thermoformage selon la présente invention aient été décrits ci-dessus comme deux procédés séparés, ces deux procédés peuvent être mis en oeuvre en continu. Par exemple, les nappes de fibres enchevêtrées lâchement sont traitées thermiquement pour activer le composant adhésif des fibres puis les nappes chauffées sont transportées directement sur un moule et soumises à l'un des procédés de thermoformage

décrits ci-dessus avant que les nappes soient refroidies.

Dans une variante d'exécution de la présente invention, les articles thermoformés peuvent être formés en déposant directement les composants convenables décrits ci-dessus de la nappe de fibres, c'est-à-dire le composant structurel et le composant adhésif, sur une surface de formation ajourée qui comporte des formes concaves ou convexes correspondant à la forme voulue pour les articles thermoformés devant être produits. Là encore, par exemple, des fibres courtes ou coupées peuvent être étalées à l'air et des fibres liées au filage peuvent être directement déposées sur la surface de formation avec ou sans l'assistance d'un appareil à vide, et la nappe de fibres déposées est ensuite soumise à un

traitement thermique pour former des liaisons inter-fibres.

Des traitements thermiques convenables sont les traitements thermiques de liage décrits ci-dessus, y compris le liage par air transversal, le liage par four chaud et le liage par chauffage infrarouge, qui fondent le composant activable thermiquement de la nappe de fibre sans affecter thermiquement le composant structurel de la nappe. Pendant le procédé de traitement thermique, il est souhaitable de maintenir la cohérence et de contrôler le degré de compactage de la nappe étalée en prévoyant un dispositif à vide sous la surface de formation et en contrôlant le niveau du vide. La nappe liée thermiquement est enlevée de la surface de formation après que la nappe ait été refroidie pour conserver les formes réalisées. Le procédé continu de dépôt de fibres et de thermoformage est particulièrement souhaitable lorsqu'il n'impose pas de force d'étirement substantielle car les fibres déposées qui sont seulement enchevêtrées lâchement peuvent être déposées directement pour se conformer à la forme de la surface de formation avec une force ou une

pression de conformation minimale.

Les nappes non tissées thermoformables selon la présente invention sont très utiles pour le thermoformage de composants d'articles d'hygiène intime, par exemple de couches de canalisation de fluides, de couches de retenue de fluides et de couches de distribution de fluides pour changes pour nourrissons et serviettes hygiéniques; pour coquilles de serviettes hygiéniques, pour composants de produits d'hygiène pour adultes incontinents; pour masques faciaux; pour aspirateurs et analogues. De tels articles thermoformés offrent non seulement une excellente résilience et une aptitude à exercer un effet de coussin, mais ils offrent également une texture semblable à celle d'une étoffe, rendant les articles hautement fonctionnels ainsi que hautement confortables pour les utilisateurs. Par exemple, la résilience et la texture des articles thermoformés selon l'invention permettent à ceux-ci de se conformer aux mouvements corporels des utilisateurs tout en offrant une texture confortable semblable à celle d'une étoffe. En outre, les nappes non tissées selon la présente invention peuvent être thermoformées pour prendre diverses formes s'adaptant à l'anatomie et donner des produits pour hygiène intime offrant

un confort, une adaptation et une efficacité améliorés.

Bien que la présente invention soit illustrée par référence à des produits d'hygiène intime, elle n'est pas limitée à des articles thermoformés pour produits d'hygiène intime. La présente invention peut être utilisée dans diverses applications dans lesquelles l'apparence semblable à celle d'une étoffe, la compressibilité résiliente et la thermoformabilité facile des nappes non tissées selon la présente invention sont des avantages. Comme exemples d'autres applications, on peut citer les matériaux d'emballage, les coussins, les épaulettes, les doublures pour vêtements, les pièces intérieures pour automobiles, les milieux filtrants conformés et analogues. En outre, la nappe thermoformable selon l'invention peut renfermer d'autres additifs, tels que des particules absorbant l'eau, des déodorants, des assouplissants, des particules abrasives et analogues, et d'autres fibres telles que des fibres hydrosolubles, des fibres naturelles, des fibres non frisées, des frises augmentant le bouffant, des fibres formant charge et analogues. L'invention est plus particulièrement décrite par les exemples suivants. Cependant ces exemples ne sont donnés qu'à

titre d'illustration, sans aucun caractère limitatif.

Exemple 1

On a produit une nappe de fibres à deux composants liée au filage de 170 g/m2 (5 osy) en utilisant le procédé de production illustré à la figure 1. On a mélangé un polyéthylène basse densité linéaire (en abrégé LLDPE, d'après la nomenclature anglaise linear low density polyethylene) Aspun 6811A, disponible auprès de Dow Chemical, avec 2% en poids d'un concentré de TiO2 contenant 50% en poids de TiO2 et 50% en poids de polypropylène, et le mélange a été alimenté dans une première extrudeuse à vis unique. Un polypropylène, PD3445, disponible auprès de Exxon, a été

mélangé avec 2% en poids du concentré de TiO2 décrit ci-

dessus et le mélange a été alimenté dans une seconde extrudeuse à vis unique. Les polymères extrudés ont été filés sous la forme de fibres circulaires à deux composants ayant une configuration côte à côte et un rapport pondéral 1:1 entre les deux composants polymères, en utilisant une filière pour fibres à deux composants, ayant un diamètre de trou de filière de 0,6 mm et un rapport L/D de 6:1. Les températures de fusion des polymères alimentés dans la filière étaient maintenues à 213 C (415 F) et le débit des trous de filière était de 0,75 g/trou/minute. Les fibres à deux composants sortant de la filière ont été trempées par un courant d'air ayant un débit de 502 dm2/cm (45 pieds3/pouce) de largeur de filière et une température de 18,3 C (65 F). L'air de trempe était appliqué à environ 13 cm (5 pouces) au-dessous de la filière et les fibres trempées étaient étirées dans une unité d'aspiration du type décrit dans US-A-3 802 817 au nom de Matsuki et ai. L'aspirateur était équipé d'une source d'aspiration d'air à température contrôlée et la température de l'air d'alimentation était maintenue à environ 177 C (350 F). Les fibres trempées ont été étirées par l'air chauffé pour atteindre un titre de 0,44 tex (4 deniers). Ensuite, les fibres étirées ont été déposées sur une surface de formation ajourée avec l'aide d'une dépression pour former une nappe de fibres non liée. La nappe de fibres non liée a été liée en la faisant passer au travers d'une hotte chauffante (un dispositif de liage par air transversal) équipée d'une source d'air chauffé. La vitesse de l'air chauffé et la température de l'air chauffé étaient respectivement de 61 mètres (200 pieds) par minute et de 128 C (262 F). Le temps de séjour de la nappe dans la hotte était d'environ 1 seconde. La nappe liée résultante avait une épaisseur de 5,46 mm (0, 215 pouce) et une masse spécifique de

0,0317 g/cm3.

La nappe a été placée sur une plaque de moulage ajourée ayant des trous circulaires de 6,35 mm (0,25 pouce) distribués de façon uniforme. Les trous occupaient environ % de la surface totale de la plaque de moulage. La plaque comportait une dépression de moulage en forme de coupe rectangulaire ayant les dimensions suivantes: longueur environ 102 mm (4,5 pouces), largeur environ 76 mm (3 pouces) et profondeur environ 25 mm (1 pouce). La nappe a été légèrement poussée ou tassée dans la dépression de la plaque pour recouvrir environ 75% de la surface de la dépression pour éviter un étirage excessif de la nappe pendant le traitement thermique de thermoformage ultérieur. La nappe et la plaque ont ensuite été passées à une vitesse de 3 mètres (10 pieds) par minute sous un jet d'air chaud fourni par une buse ayant une fente de 6 mm (0,24 pouce) de largeur, placée à environ 76 mm (3 pouces) au dessus de la nappe, pour chauffer et conformer la nappe à la forme de la dépression du moule et pour activer le composant adhésif de la nappe, à savoir le LLDPE. La température et la vitesse de l'air chaud quittant la buse étaient respectivement 177 C (350 F) et 1.220 mètres (4.000 pieds) par minute. Un appareil d'assistance à vide avait été placé sous la plaque pour aider le courant d'air chaud et pour donner à l'air une vitesse de 610 mètres (2.000 pieds) par minute à travers la nappe. La nappe traitée thermiquement a ensuite été refroidie pour fixer les liaisons inter-fibres dans la nappe. La coupe thermoformée résultante avait de la hauteur et elle avait une

texture douce, souple et semblable à celle d'une étoffe.

L'article thermoformé avait une masse spécifique de 0,0437 g/cm3, et le rapport entre la surface totale de l'article thermoformé et la surface totale affectée de la nappe substrat était d'environ 1,11. De même, le rapport masse spécifique:surface de l'article thermoformé était

d'environ 1,24.

L'article thermoformé en forme de coupe a été placé sur une surface plate avec l'ouverture de l'article touchant la surface plate. Ensuite, des objets plats de différents poids, tels qu'indiqués dans le tableau 1 ont été placés sur l'article pour tester sa résilience. La profondeur de l'article thermoformé a été mesurée en mm (en pouce) dans trois états différents: sous la charge, immédiatement après l'enlèvement de la charge et une minute après l'enlèvement de

la charge. Les résultats sont indiqués dans le tableau 1.

Tableau 1 Poids en kg (en livres)

0 0,11 0,23 0,68 2,04 4,76

(0) (0,25) (0,5) (1,5) (4,5) (10,5)

Sous charge* 25,4 13,46 11,94 6,10 3,05 2,54

(1) (0,53) (0,47) (0,24) (0,12) (0,10)

Charge enlevée* - - - - 23,11 23,11

(0,91) (0,91)

Après 1 minute* - - - - 25,4 23,87

(1) (0,94)

* épaisseur en mm (en pouce) Les résultats ci-dessus indiquent que l'article thermoformé offre une forte résilience ainsi qu'une texture semblable à celle d'une étoffe convenablement souple et douce, tout en conservant la structure en hauteur de la nappe substrat.

Exemple 2

Une nappe de fibre non tissée liée formée d'une structure à deux couches à été préparée et thermoformée. La nappe non tissée comportait une couche interne de 34 g/m2 (1,0 osy) et elle était formée d'un mélange, par rapport au poids total de la nappe, de 60% en poids de fibres courtes ou coupées de polyester de 50,8 mm (2 pouces) de long et de 0,67 tex (6 deniers), disponibles auprès de Hoechst-Celanese Corporation, North Carolina, USA, 35% en poids de fibres courtes ou coupées accouplées gaine de polyéthylène/noyau de polypropylène Chisso ES de 38, 1 mm (1,5 pouce) de long et de 0,17 tex (1,5 denier), et de 5% en poids de fibres courtes ou coupées accouplées gaine de polyéthylène/noyau de polypropylène Chisso ES-HB de 38, mm (1,5 pouce) de long et de 0,22 tex (2 deniers). Les fibres courtes ou coupées accouplées sont disponibles auprès de Chisso Corporation, Japon. Le mélange de fibres a été mélangé soigneusement puis cardé sur une surface de formation. Sur la couche intérieure, on a cardé des fibres courtes ou coupées accouplées gaine de polyéthylène/noyau de polyester de 38,1 mm (1,5 pouce) de long et de 0,33 tex (3 deniers) disponibles auprès de BASF Corporation, Fibers Division, North Carolina, USA, pour former une couche extérieure de 17 g/m2 (5 osy). La nappe cardée à deux couches a été liée par air transversal à

environ 132 C (270 F).

La nappe liée a ensuite été placée sur un ensemble de 6 cloisons verticales parallèles ayant chacune 12,7 mm (0,5 pouce) de haut et écartées les unes des autres de 12,7 mm (0,5 pouce), et l'ensemble à cloisons a été placé sur un appareil à vide. L'appareil à vide était réglé à 254 mm (10 pouces) de pression négative d'eau pour attirer la nappe dans les espaces entre les cloisons et former une nappe plissée. Un répartiteur d'air était placé approximativement à 38,1 mm (1,5 pouce) au-dessus de la nappe, et de l'air chauffé à environ 180 C (355 F) était fourni à une pression de 0,4137.105 Pa (environ 6 livres/pouce2) pour thermoformer la nappe pendant environ deux secondes, après quoi la nappe a été refroidie. La nappe résultante présentait cinq plis

permanents et elle était souple et résiliente.

Exemple 3

On a préparé un ensemble de cloisons verticales parallèles disposées à 6,35 mm (0,25 pouce) les unes des autres. Les cloisons avaient 12,7 mm (0,5 pouce) de haut et elles avaient une épaisseur de 0, 63 mm (0,025 pouce). En suivant le procédé de l'exemple 1, on a produit une nappe liée au filage à deux composants liés par air transversal ayant un poids de base de 51 g/m2 (1,5 osy) et une épaisseur

de 1,9 mm (0,075 pouce).

Deux couches de la nappe liée au filage ont été coupées de façon à avoir une longueur d'environ 241 mm (9,5 pouces) et on les a placées sur l'ensemble à cloisons. L'étoffe formée par les deux couches a ensuite été inséré mécaniquement dans les espaces inter-cloisons pour former des plis rapprochés. L'ensemble à cloisons avec l'étoffe pliée a été placé dans un four à 150 C pendant 10 mm pour activer le composant adhésif de la nappe de fibres accouplées. La nappe thermoformée a ensuite été refroidie et enlevée de l'ensemble à cloisons. La nappe thermoformée résultante avait une structure pliée serrée avec une hauteur approximative de ,3 mm (0,8 pouce). La nappe thermoformée était fortement résiliente tout en ayant une texture douce et souple semblable à celle d'une étoffe, ainsi que la hauteur dans l'épaisseur de ses parois latérales. La forme ondulée à demeure de la nappe thermoformée offrait d'excellentes propriétés autoporteuses. Les masses spécifiques respectives de la nappe substrat etde l'article thermoformé étaient de 0,0267 g/cm3 et 0,034 g/cm3 et aucun changement n'était apparent à la surface de l'article. Le rapport masse

spécifique:surface était d'environ 1,27.

L'article thermoformé a été testé quant à sa résilience en utilisant un appareil d'essai de traction Instron adapté à un test de résilience en compression. L'enclume utilisée avait un diamètre de 49,3 mm (1,94 pouce) et la vitesse de la mâchoire était de 5,08 mm (0,2 pouce) par minute. L'épaisseur de l'article a été mesurée sous compression et après que la force de compression ait été enlevée. Les résultats sont répertoriés dans le tableau 2 et ces résultats montrent la résilience de l'article thermoformé conformément à l'invention.

Tableau 2

Charge en Pa (livre/pouce2)

68,9 689 3445 2756

(0,01) (0,1) (0,5) (4,0)

Sous charge* 20,57 15,75 12,45 9,65

(0,81) (0,62) (0,49) (0,38)

Charge enlevée* 15,49 12,7

(0,61) (0,50) - -

* épaisseur en mm (en pouce) Ces exemples montrent que les articles thermoformés selon la présente invention à partir de la nappe thermoformable sont fortement résilients tout en ayant une texture excellente, douce et souple semblable à celle d'une étoffe.

Claims (16)

REVENDICATIONS

1 - Procédé de thermoformage pour produire un article semblable à une étoffe, compressible et résilient à partir d'une nappe substrat non tissée, ayant de la hauteur, et formée de fibres frisées, ladite nappe étant constituée d'un composant fibreux structurel et d'un composant adhésif activable thermiquement, ladite nappe non tissée ayant une masse spécifique comprise entre environ 0,01 g/cm3 et environ 0,1 g/cm3, lequel procédé comporte les étapes suivantes: a) le chauffage (70; 86; 98) de ladite nappe (62; 82; 90) pour faire fondre ledit composant adhésif et rendre ladite nappe malléable sans faire fondre ledit composant fibreux structurel, b) la conformation de ladite nappe sur un moule (64; 66; 84; 92, 94, 96) en appliquant une légère pression de conformation pneumatique ou mécanique, et c) le refroidissement (100) de la nappe conformée pour solidifier le composant adhésif fondu et former des liaisons inter-fibres, ledit article thermoformé ayant un rapport masse spécifique:surface compris entre environ 1 et environ 1,8. 2 - Procédé de thermoformage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit composant fibreux structurel est

constitué de fibres courtes ou coupées frisées.

3 - Procédé de thermoformage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit composant fibreux structurel est

constitué de fibres liées au filage frisées.

4 - Procédé de thermoformage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit composant adhésif est un adhésif

fusible.

- Procédé de thermoformage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit composant fibreux structurel et ledit composant adhésif activable thermiquement sont des

fibres accouplées.

6 - Procédé de thermoformage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moule est constitué par une (84)

ou par une paire (64, 66) de plaques ajourées.

7 - Procédé de thermoformage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moule est constitué d'une ou d'une paire de plaques ajourées (92, 94) ayant des cloisons

(96) relativement verticales.

8 - Procédé de thermoformage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit article thermoformé a un rapport masse spécifique:surface compris entre environ 1,1 et environ 1,5. 9 - Article thermoformé issu de la mise en oeuvre du

procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.

- Procédé de thermoformage pour produire un article semblable à une étoffe, compressible et résilient, comprenant les étapes suivantes: a) le dépôt des composants constitutifs d'une nappe de fibres non tissées sur une surface de formation ajourée pour former une nappe de fibres non tissée (90), ladite nappe non tissée étant constituée d'un composant fibreux structurel et d'un composant adhésif activable thermiquement et ayant une masse spécifique comprise entre environ 0,01 g/cm3 et environ 0,1 g/cm3, et ladite surface de formation ajourée comportant des formes tridimensionnelles, b) le chauffage (98) de ladite nappe pour faire fondre ledit composant adhésif sans faire fondre ledit composant fibreux structurel, et c) le refroidissement (100) de la nappe conformée pour solidifier le composant adhésif fondu et former des liaisons

inter-fibres.

11 - Procédé de thermoformage pour produire un article semblable à une étoffe, compressible et résilient selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit composant fibreux structurel est constitué de fibres courtes ou coupées

frisées.

12 - Procédé de thermoformage pour produire un article semblable à une étoffe, compressible et résilient selon la

revendication 10, caractérisé en ce que ledit composant fibreux structurel est constitué de fibres liées au filage5 frisées.

13 - Procédé de thermoformage pour produire un article semblable à une étoffe, compressible et résilient selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit composant

adhésif est un adhésif fusible.

14 - Procédé de thermoformage pour produire un article semblable à une étoffe, compressible et résilient selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit composant fibreux structurel et ledit composant adhésif activable

thermiquement sont des fibres accouplées.

15 - Article thermoformé semblable à une étoffe, compressible et résilient issu de la mise en oeuvre du

procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 14.

16 - Article thermoformé semblable à une étoffe, compressible et résilient thermoformé à partir d'une nappe substrat non tissée et ayant de la hauteur formée de fibres frisées, ladite nappe étant constituée d'un composant fibreux structurel et d'un composant adhésif activable thermiquement, ladite nappe substrat ayant une masse spécifique comprise entre environ 0,01 g/cm3 et environ 0,1 g/cm3, et ledit article thermoformé ayant un rapport masse spécifique:surface

compris entre environ 1 et environ 1,8.

17 - Article thermoformé selon la revendication 16, caractérisé en ce que ledit composant fibreux structurel est

constitué de fibres courtes ou coupées frisées.

18 - Article thermoformé selon la revendication 16, caractérisé en ce que ledit composant fibreux structurel est

constitué de fibres liées au filage frisées.

19 - Article thermoformé selon la revendication 16, caractérisé en ce que ledit composant adhésif est un adhésif

fusible.

- Article thermoformé selon la revendication 16, caractérisé en ce que ledit composant fibreux structurel et

ledit composant adhésif activable thermiquement sont des fibres accouplées.

21 - Article thermoformé selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il a un rapport masse spécifique:surface

compris entre environ 1,1 et environ 1,5.