WO2002006009A1 - Outil de nettoyage, sa fabrication - Google Patents

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WO2002006009A1
WO2002006009A1 PCT/FR2001/002299 FR0102299W WO0206009A1 WO 2002006009 A1 WO2002006009 A1 WO 2002006009A1 FR 0102299 W FR0102299 W FR 0102299W WO 0206009 A1 WO0206009 A1 WO 0206009A1
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fibers
cleaning tool
binder
tool according
droplets
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PCT/FR2001/002299
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Vincent Boisseau
Christine Crux
Jean Curtet
Bryan Johnson
Nadine Poupa
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Financiere Elysees Balzac
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    • Y10T442/699—Including particulate material other than strand or fiber material

Definitions

  • the present invention relates to a flocked cleaning tool, particularly suitable for household maintenance. It also relates to the method of manufacturing said tool.
  • the flocking technique is a very old technique, which consists of spraying onto a surface beforehand with suitable adhesive, short textile fibers (the length of which is generally between 0.1 and 20 mm), called flocks, of so as to obtain a suede, felt, velvet, fur appearance, depending on the elements used.
  • Said cleaning tools comprise a substrate on which there are found, glued by one of their ends, short straight fibers, at the other end, free, of which small volumes of resin acrylic are hung. Said small volumes of acrylic resin are not necessarily discreet. Several of them were able to coalesce and in this hypothesis, a single volume of resin is joined to several fibers.
  • abrasive particles did not intervene in the composition of the resin, upstream of its spraying on the fibers, but downstream of the process, after the spraying of said resin on said fibers. They are sprinkled on the fibers which already have the volumes of resin (not polymerized) at their free end.
  • said abrasive particles are not firmly anchored in the resin and, in any event, the abrasive power of the tool is strictly limited to their intervention.
  • the inventors of the present invention set out to develop a flocked cleaning tool - therefore, of the type described in said patent GB-B-1,539,477, more than 20 years ago - optimized, with reference to its character abrasive. To do this, they went against the teaching of said patent, with reference to the density parameter of the flocs and they optimized the intervention of abrasive particles. Said particles are perfectly stabilized in the structure of the tool of the invention. They intervene further upstream in its manufacturing process.
  • Said tool has a structure which comprises a support on at least one face of which fibers have been joined by flocking, said fibers covering at least partly said face and having, mainly at their free end (not attached to said support), droplets of binder.
  • said tool is a cleaning tool within the meaning of patent GB-B-1,539,477.
  • the binder is charged, in its mass, with abrasive particles
  • the cleaning tool of the invention does not contain (or very little) such too emerging abrasive particles.
  • said abrasive particles which are too emergent said emerging particles are then successively consumed (by tearing or wear) and finally, said immersed particles (from the 'new tool).
  • the binder droplets, loaded in their mass with abrasive particles are advantageously loaded under optimized conditions with reference to the abrasive nature of the flocked tool.
  • said binder is thus advantageously charged at a charge rate ( ⁇ ), defined below:
  • Critical Volume Concentration CPVC greater than 0.5, preferably greater than 0.9.
  • Vc CPV (%) 100. - -, with Vc representing the volume of charges (here the
  • abrasive particles and VI which represents the volume of binder. These volumes are calculated from the masses and densities of the components of the formulation in question, here, the binder and the abrasive particles; and that the Critical Particulate Volume Concentration (CPVC) of a load is determined from a measurement of the oil uptake of said load according to standard ISO 787-5.
  • CPVC Critical Particulate Volume Concentration
  • the parameter ⁇ defined above is greater than 0.5, preferably greater than 0.9, in fact as close as possible to 1. It is incidentally recalled here that it is not excluded that it is greater than 1 but that the presence of excessively emerging particles is not really desired.
  • the minimum quantity of binder (but nevertheless sufficient) is therefore advantageously used to fill the gaps between the abrasive particles.
  • the abrasive formulation precursor of charged droplets, in an attempt to obtain a product with a droplet per fiber, with a minimum of coalescence of said droplets.
  • coalescence the amount of charged binder required is saved, the abrasiveness of the final flocked product is optimized and its rinsability is increased (by minimizing clogging).
  • the flocked cleaning tool of the invention therefore has, in the spirit of this optimization, at the free end of its fibers (its flocks), droplets of charged binder whose average equivalent diameter (0 m ) is such that: 0 m ⁇ f + 4c, f representing the mean equivalent diameter of said fibers and c that of the abrasive particles present in said droplets.
  • Said mean equivalent diameter of said droplets (0 m ) is even more advantageously close to, or even equal to f + 2c (f representing the mean equivalent diameter of the fibers in question and c that of the abrasive particles in question).
  • the following can be added. It is greater than 1000 fibers / cm ". It is advantageously less than 4000 fibers / cm 2 , very advantageously less than 3500 fibers / cm 2 .
  • it is between 2000 and 2500 fibers / cm.
  • the tools of the invention can exist in different forms, in particular:
  • the cleaning tool of the invention is flocked, uniformly, over the entirety of one of its main faces.
  • the cleaning tool of the invention is flocked, on at least part of one of its faces, in a non-uniform manner.
  • the flocked fibers can intervene at different lengths, advantageously at two different lengths; the distribution of fibers of different length being random or ordered.
  • Said support generally flexible, flexible, advantageously consists of a nonwoven, a synthetic or artificial sponge or a nonwoven secured to such a sponge. It very advantageously consists of such a nonwoven secured to a sponge.
  • the nonwoven / sponge connection may be of any type, and in particular consist of laminating, needling, sewing.
  • the fibers may in particular be fibers of polyamide, polyester, polypropylene or acrylic fibers. They advantageously consist of polyamide fibers. Said fibers, with reference to the flocking to be used, are not too long fibers (see the introduction). It has also been understood that the abrasive nature of the assembly decreases with the length of said fibers.
  • the intervening fibers preferably have a length of between 2 and 5 mm.
  • the binder involved is advantageously based on a thermosetting resin, in particular a thermosetting resin, phenolic, acrylic, epoxy or melamine. It is very advantageously based on a thermosetting phenolic resin. It is by no means excluded to use other types of resins and in particular resins curable under ultra-violet or other types of irradiation. It has already been understood that the binder is sprayed, upstream, loaded, uncured and that the support with the droplets of said binder, charged, not cured, is then treated, generally thermally, so that said droplets of said charged binder are cured.
  • the abrasive particles or fillers are advantageously chosen from mineral particles of silica, alumina, calcite, silicon carbide, talc and their mixtures. They advantageously consist of silica and / or alumina particles. It is not excluded to involve, when one seeks a softer descaling power, synthetic charges (organic) such as polyethylene terephthalate (PET), polymethyl methacrylate (PMMA), polyurethane (PU), polystyrene (PS) particles, etc.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • PU polyurethane
  • PS polystyrene
  • the quantity of material (binder + abrasive particles) involved is minimized by mainly providing the droplets of binder loaded only at the free end of the fibers and the efficiency of said droplets is optimized. in a context of "rigid" fibers, short and with a high density of implantation.
  • the cleaning tool of the invention consists of or comprises a nonwoven with polyamide flocks, mainly at the free end of which there are droplets of a crosslinked phenolic resin, charged in silica and / or alumina particles. Said flocs are advantageously perfectly individualized. Obviously, the coalescence of certain droplets, a small percentage in any event, cannot be totally excluded.
  • Said method typically comprises:
  • curable binder generally thermosetting
  • abrasive particles said particles intervening very upstream in said process
  • the application generally by spraying
  • said curable binder loaded with the flocked support obtained, in order to position droplets of said binder loaded mainly at the free end of said fibers;
  • the treatment generally thermal, of said flocked support with a hardenable binder loaded, treatment intended to harden said binder (to stabilize the droplets, charged in their mass, at the end of the "straight" fibers).
  • Flocking is a known per se process. For this purpose, reference can be made to the introduction to this text. Characteristically, it is used, according to the invention, to generate cleaning tools, with a relatively high fiber density and combined with an application, at the free end of said fibers, of droplets of binder loaded with particles. abrasive.
  • the flocking is advantageously an electrostatic flocking, implemented continuously on a strip of the moving support.
  • the flocking operation can be implemented, according to several variants.
  • at least two independent flocking operations are carried out successively (one with short fibers, the other with long fibers, assuming that two kinds of fibers are involved: short and long); or a single flocking operation is carried out with long fibers and some of said long fibers are shaved on the appropriate surface in order to transform them into shorter fibers.
  • the raw materials used for the manufacture of cleaning tools according to the invention are specified below.
  • the support is a nonwoven, of about 60 g / m 2 , composed of viscose and polyester fibers, bonded by needling and latex resinating.
  • the abrasive formulation used (precursor of the charged binder droplets) consists, for 100 g, of:
  • silica sold by SIFRACO under the C4 brand silica sold by SIFRACO under the C4 brand.
  • the oil intake according to ISO 787-5, is 19 ml of linseed oil (density 0.935) per 100 g of charge.
  • the CPVC is therefore equal to 64.99%
  • Example 1 a The support (non-woven), conditioned in rolls, is unwound. One of its faces is coated with a doctor blade on a cylinder with 200 g / m wet of an adhesive composed of 90% by weight of acrylic adhesive and 10% by weight of hardener.
  • the adhesive-coated nonwoven then passes through an AIGLE-type flocking cabin.
  • the flock fibers falling on the adhesive layer are oriented vertically by an electric field of up to 100 kV.
  • a batting system of the non-woven fabric ensures that the fibers are well planted in the adhesive and the excess fibers are removed by suction.
  • the flocked nonwoven is then cooled on a cylinder, brushed to remove the fibers not correctly planted and then wound up.
  • the flocking operation was carried out to obtain a fiber density of 2500 fibers per cm 2 .
  • the flocked nonwoven is unrolled, continuously, its flocked side up. All over said flocked face, the abrasive formulation is sprayed uniformly by compressed air nozzles.
  • Spraying is followed by heat treatment in a hot air tunnel oven at 180 ° C for 5 minutes to allow drying and crosslinking of the abrasive formulation.
  • the abrasive deposit represents 150 g / m 2 sec.
  • the droplets generated at the free end of the fibers have an average equivalent diameter of 2.2 c + f ⁇ 171 ⁇ m. This value results from a theoretical calculation and has been verified by microscopy. We generally have a droplet charged by fiber. c) The cleaning tool obtained has been tested.
  • a wet sample of said tool with a diameter of 125 mm, was rotated at 60 rpm.
  • Two aluminum rollers with a diameter of 50 mm and a thickness of 12 mm, were then rubbed against the flocked face of said sample.
  • a mass of 1.5 kg is applied to each of said rollers.
  • the loss of mass of said rollers is evaluated by difference in their mass before and after friction at 50 turns, then 200 turns.
  • Samples of cleaning tools according to the invention are produced with the raw materials indicated above and using the method detailed in Example 1.
  • Fiber density is varied from sample to sample.
  • the spray rate of the abrasive formulation is adapted to each density of fibers, so that approximately one droplet is deposited per fiber; each droplet having an average equivalent diameter corresponding to 2 c + f - 160 ⁇ m.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Cleaning Implements For Floors, Carpets, Furniture, Walls, And The Like (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

La présente invention a pour objet un outil de nettoyage, dont la structure comprend un support à au moins une face duquel des fibres ont été solidarisées par flocage, lesdites fibres recouvrant, au moins en partie, ladite face et présentant principalement en leur extrémité libre des gouttelettes de liant. De façon caractéristique, ledit liant est chargé, dans sa masse, avec des particules abrasives et lesdites fibres interviennent, sur au moins une partie de ladite face, à une densité supérieure à 1 000 fibres/cm<2>. La présente invention a également pour objet un procédé de fabrication dudit outil.

Description

Outil de nettoyage , sa fabrication
La présente invention a pour objet un outil de nettoyage floqué, convenant particulièrement pour l'entretien ménager. Elle concerne également le procédé de fabrication dudit outil.
La technique du flocage est une technique très ancienne, qui consiste à projeter, sur une surface préalablement ensuite de l'adhésif approprié, de courtes fibres textiles (dont la longueur est généralement comprise entre 0,1 et 20 mm), appelées flocs, de façon à obtenir un aspect suédé, feutre, velours, fourrure, suivant les éléments employés.
Ladite technique peut être mise en oeuvre selon différentes variantes. Il existe en fait à ce jour trois principales variantes de mise en oeuvre :
- avec battage ou vibration du support en cause,
- avec projection pneumatique des fibres, - avec projection électrostatique des fibres, qui peuvent aussi être combinées, selon la variante dite de l'électro-battage ou celle dite de l'électro-pneumatique.
Ladite technique est parfaitement décrite dans la littérature, elle est maîtrisée par les hommes du métier. Son domaine d'application est très large. Elle est notamment mise en oeuvre pour réaliser des matériaux, utilisés dans les industries, textile, automobile, du bâtiment, de l'emballage, du papier et de l'imprimerie, du bagage et de la gainerie, du plastique, du bois et du meuble, de la chaussure, du jouet...
Dans le brevet GB-B-1 539 477, il a été préconisé de mettre en oeuvre ladite technique du flocage pour élaborer des outils de nettoyage.
Lesdits outils de nettoyage, selon GB-B-1 539 477, comprennent un substrat sur lequel on trouve, collées par l'une de leurs extrémités, de courtes fibres droites, à l'autre extrémité, libre, desquelles de petits volumes de résine acrylique sont accrochés. Lesdits petits volumes de résine acrylique ne sont pas forcément discrets. Plusieurs d'entre eux ont pu coalescer et dans cette hypothèse, un unique volume de résine est solidarisé à plusieurs fibres.
Dans le cadre d'une variante de réalisation, auxdits petits volumes de résine, à l'extrémité des fibres, sont solidarisées des particules abrasives. Lesdites particules abrasives ne sont pas intervenues dans la composition de la résine, en amont de sa pulvérisation sur les fibres, mais en aval du procédé, après la pulvérisation de ladite résine sur lesdites fibres. Elles sont saupoudrées sur les fibres présentant déjà les volumes de résine (non polymérisées) en leur extrémité libre. Ainsi, lesdites particules abrasives ne sont pas solidement ancrées dans la résine et, en tout état de cause, le pouvoir abrasif de l'outil est strictement limité à leur intervention. Une fois, lesdites particules "de surface" usées, on en trouve pas d'autres "pour prendre le relais".
Selon GB-B-1 539 477, il convient enfin de laisser des espaces non négligeables entre les fibres, pour éviter, à l'usage, tout problème d'encrassage de l'outil, de mauvaise rinçabilité de celui-ci.
Les inventeurs de la présente invention se sont attachés à développer un outil de nettoyage floqué - donc, du type de celui décrit dans ledit brevet GB-B-1 539 477, il y a plus de 20 ans - optimisé, en référence à son caractère abrasif. Pour ce faire, ils sont allés à rencontre de l'enseignement dudit brevet, en référence au paramètre de densité des flocs et ils ont optimisé l'intervention des particules abrasives. Lesdites particules sont parfaitement stabilisées dans la structure de l'outil de l'invention. Elles interviennent plus en amont dans son procédé de fabrication.
On se propose maintenant de décrire successivement l'outil de nettoyage floqué de l'invention et son procédé de fabrication.
Ledit outil présente une structure qui comprend un support à au moins une face duquel des fibres ont été solidarisées par flocage, lesdites fibres recouvrant au moins en partie ladite face et présentant, principalement en leur extrémité libre (non solidarisée audit support), des gouttelettes de liant. En cela, ledit outil est un outil de nettoyage au sens du brevet GB-B-1 539 477.
De façon caractéristique, dans la structure dudit outil de l'invention :
- le liant est chargé, dans sa masse, de particules abrasives ; et
- les fibres (ou flocs) qui interviennent sur au moins une partie de ladite face, interviennent à une densité supérieure à 1000 fibres/cm". Les particules abrasives interviennent, selon l'invention, dans la masse du liant, plus précisément dans la masse des gouttelettes dudit liant. Elles y sont solidement ancrées, majoritairement totalement noyées et donc parfaitement stabilisées. Outre les particules totalement noyées, on trouve avantageusement des particules émergentes. Leur taux d'ancrage reste généralement raisonnable dans la mesure où elles sont intervenues avec le liant (voir plus loin, le descriptif du procédé). Il ne saurait être totalement exclu la présence de particules trop émergentes, instables, sujettes à l'arrachement. De manière avantageuse, l'outil de nettoyage de l'invention ne comporte pas (ou très peu) de telles particules abrasives trop émergentes.
En tout état de cause, lors de l'utilisation de l'outil de nettoyage floqué selon l'invention, sont successivement consommées (par arrachement ou usure) lesdites particules abrasives trop émergentes, lesdites particules émergentes puis enfin, lesdites particules immergées (de l'outil neuf).
Les gouttelettes de liant, chargées dans leur masse en les particules abrasives le sont avantageusement dans des conditions optimisées en référence au caractère abrasif de l'outil floqué. Au sein desdites gouttelettes, ledit liant est ainsi avantageusement chargé à un taux de charge (λ), défini ci-après :
Concentration Particulaire Volumique CPV λ =
Concentration Particulaire Volumique Critique CPVC supérieur à 0,5, de préférence supérieur à 0,9.
Ces notions de Concentration Particulaire Volumique (CPV) et de Concentration Particulaire Volumique Critique (CPVC) sont familières à l'homme du métier.
On rappelle ici, à toutes fins utiles : que la Concentration Particulaire
Volumique (CPV) d'une charge est définie par la relation suivante :
Vc CPV (%) = 100. — — , avec Vc qui représente le volume des charges (ici les
particules abrasives) et VI qui représente le volume de liant. Ces volumes sont calculés à partir des masses et des densités des composants de la formulation en cause, ici, du liant et des particules abrasives ; et que la Concentration Particulaire Volumique Critique (CPVC) d'une charge est déterminée à partir d'une mesure de la prise d'huile de ladite charge selon la norme ISO 787-5.
Ainsi, dans le cadre de la présente invention, il est avantageux, tant du point de vue de l'optimisation du caractère abrasif que du point de vue économique, que le paramètre λ défini ci-dessus soit supérieur à 0,5, de préférence supérieur à 0,9, en fait le plus proche possible de 1. On rappelle incidemment ici qu'il n'est pas exclu qu'il soit supérieur à 1 mais que la présence de particules trop émergentes n'est pas vraiment souhaitée. Dans le cadre de la présente invention, on fait donc avantageusement intervenir la quantité de liant minimale (mais toutefois suffisante) pour combler les vides entre les particules abrasives.
Cette optimisation des quantités respectives de charges et de liant au sein des gouttelettes abrasives l'est en référence au caractère abrasif du produit floqué final.
Selon l'invention, on a également cherché à optimiser la distribution de la formulation abrasive, précurseur des gouttelettes chargées, pour tenter d'obtenir un produit avec une gouttelette par fibre, avec un minimum de coalescence desdites gouttelettes. En minimisant ainsi la coalescence, on économise la quantité de liant chargé nécessaire, on optimise l'abrasivité du produit floqué final et on augmente sa rinçabilité (en minimisant le colmatage).
L'outil de nettoyage floqué de l'invention présente donc, dans l'esprit de cette optimisation, à l'extrémité libre de ses fibres (ses flocs), des gouttelettes de liant chargé dont le diamètre équivalent moyen (0m) est tel que : 0m < f +4c, f représentant le diamètre équivalent moyen desdites fibres et c celui des particules abrasives présentes dans lesdites gouttelettes.
Ledit diamètre équivalent moyen desdites gouttelettes (0m) est de façon encore plus avantageuse voisin de, voire égal à f + 2c (f représentant le diamètre équivalent moyen des fibres en cause et c celui des particules abrasives en cause).
Sur la(les) face(s) floquée(s) des supports des outils de nettoyage selon l'invention, on trouve donc des flocs, à une densité supérieure à 1000 flocs/cm2, qui présentent à leur extrémité libre des gouttelettes de liant, chargées dans leur masse, de particules abrasives. Lesdites gouttelettes se caractérisent avantageu- sèment par :
- un rapport λ > 0,5, très avantageusement > 0,9 ;
- un diamètre équivalent moyen 0„, < f + 4c, très avantageusement voisin de, voire égal à f + 2c.
En référence à la densité de flocage, on peut ajouter ce qui suit. Elle est supérieure à 1000 fibres/cm". Elle est avantageusement inférieure à 4000 fibres/cm2, très avantageusement inférieure à 3500 fibres/cm2.
De manière préférée, elle est comprise entre 2000 et 2500 fibres/cm .
Avec de telles densités de flocage, on a obtenu, selon l'invention, de manière tout à fait surprenante, des outils performants. On a réussi à limiter, voire à éviter totalement, la coalescence des gouttelettes.
En combinant de telles densités de flocage à des caractéristiques de gouttelettes de liant chargé (λ, 0m) optimisées, on a obtenu, selon l'invention, des outils très performants. On rappelle incidemment ici que les fibres, solidarisées par flocage au support des outils de l'invention, présentent les gouttelettes de liant chargé principalement en leur extrémité libre. La présence de telles gouttelettes le. long desdites fibres ne saurait toutefois être totalement exclue.
Les outils de l'invention peuvent exister sous différentes formes, notamment :
- avec une ou plusieurs de leurs faces, floquées ;
- la(les) face(s) floquée(s), sur toute sa(leur) surface ou non, de manière uniforme ou non...
Selon une première variante, l'outil de nettoyage de l'invention est floqué, de manière uniforme, sur l'intégralité de l'une de ses faces principales.
Selon une seconde variante, l'outil de nettoyage de l'invention est floqué, sur au moins une partie d'une de ses faces, de manière non uniforme.
Ainsi, les fibres floquées peuvent-elles intervenir à des longueurs différentes, avantageusement à deux longueurs différentes ; la répartition des fibres de longueur différente étant aléatoire ou ordonnée.
On peut avoir des fibres de longueur différente, sur au moins deux zones d'une face ; la longueur desdites fibres étant, dans chacune desdites zones, sensiblement la même. On peut ainsi générer une zone de récurage fort (zone des fibres courtes) et une zone de récurage faible (zone des fibres longues, plus souples).
On peut aussi avoir des fibres courtes et des fibres longues, mélangées, sur au moins une partie d'une face. Dans un tel cas de figure, des colorations différentes, attribuées avantageusement respectivement aux fibres longues avec résine et aux fibres courtes, permettent d'apprécier le taux d'usure du matériau, la coloration évoluant de celle des fibres longues avec résine à celle des fibres courtes. D'autres cas de figures sont tout à fait possibles.
On peut tout aussi bien réaliser un outil floqué, de façon dissymétrique, sur l'une et l'autre de ses deux faces principales. On se propose maintenant de donner quelques précisions, nullement limitatives, sur la nature de chacun des constituants principaux - le support, les fibres, le liant, les particules abrasives - des outils de l'invention.
Ledit support, généralement souple, flexible, consiste avantageusement en un non-tissé, une éponge synthétique ou artificielle ou un non-tissé solidarisé à une telle éponge. Il consiste très avantageusement en un tel non-tissé solidarisé à une éponge. La solidarisation non-tissé/éponge peut être de tout type, et notamment consister en un contrecollage, un aiguilletage, une couture.
Les fibres peuvent notamment être des fibres de polyamide, de polyester, de polypropylene ou des fibres acryliques. Elles consistent avantageusement en des fibres de polyamide. Lesdites fibres, en référence au flocage à mettre en oeuvre, ne sont pas des fibres trop longues (voir l'introduction). On a compris par ailleurs que le caractère abrasif de l'ensemble diminue avec la longueur desdites fibres. Les fibres intervenantes ont, de façon préférée, une longueur comprise entre 2 et 5 mm.
Le liant intervenant est avantageusement à base d'une résine thermo- durcissable, notamment d'une résine thermodurcissable, phénolique, acrylique, époxy ou mélaminé. Il est très avantageusement à base d'une résine phénolique thermodurcissable. Il n'est nullement exclu de faire intervenir d'autres types de résines et notamment des résines durcissables sous ultra-violets ou autres types d'irradiation. On a déjà compris que le liant est pulvérisé, en amont, chargé, non durci et que le support avec les gouttelettes dudit liant, chargé, non durci, est ensuite traité, généralement thermiquement, pour que lesdites gouttelettes dudit liant chargé soient durcies. Les particules ou charges abrasives sont avantageusement choisies parmi les particules minérales de silice, d'alumine, de calcite, de carbure de silicium, de talc et de leurs mélanges. Elles consistent avantageusement en des particules de silice et/ou d'alumine. Il n'est pas exclu de faire intervenir, lorsque l'on recherche un pouvoir décrassant plus doux, des charges synthétiques (organiques) telles que des particules en polyéthylène téréphthalate (PET), en polyméthacrylate de méthyle (PMMA), en polyuréthanne (PU), en polystyrène (PS) ...
Dans le cadre du présent texte, toutes ces charges, minérales et organiques, ont été qualifiées de charges abrasives.
En tout état de cause, selon l'invention, on minimise la quantité de matière (liant + particules abrasives) intervenant en ne prévoyant principalement les gouttelettes de liant chargé qu'à l'extrémité libre des fibres et on optimise l'efficacité desdites gouttelettes dans un contexte de fibres "rigides", courtes et à forte densité d'implantation.
Selon une variante de réalisation particulièrement préférée, l'outil de nettoyage de l'invention consiste en ou comprend un non-tissé avec des flocs de polyamide, principalement à l'extrémité libre desquels on trouve des gouttelettes d'une résine phénolique réticulée, chargée en particules de silice et/ou d'alumine. Lesdits flocs sont avantageusement parfaitement individualisés. Bien évidemment, la coalescence de certaines gouttelettes, d'un faible pourcentage en tout état de cause, ne saurait être totalement exclue.
On en vient maintenant au procédé de fabrication des outils de nettoyage selon l'invention, outils floqués optimisés. Ledit procédé comprend, de façon caractéristique :
- la préparation d'un liant durcissable (généralement thermodurcissable) chargé de particules abrasives (lesdites particules intervenant très en amont dans ledit procédé) ;
- le flocage, avec des fibres, d'au moins une partie d'au moins une des faces dudit support (on a vu que une ou plusieurs faces pouvaient être concernées, dans leur intégralité ou en partie, de façon uniforme ou non...) ; ladite partie ayant été préalablement rendue adhésive (de façon connue per se) et ledit flocage étant mis en oeuvre pour obtenir une densité de fibres supérieure à 1000 fibres/cm2 (à propos de ladite densité on a vu qu'elle pouvait être optimisée). - l'application (généralement, par pulvérisation) dudit liant durcissable chargé au support floqué obtenu, pour positionner des gouttelettes dudit liant chargé principalement à l'extrémité libres desdites fibres ; - le traitement, généralement thermique, dudit support floqué avec liant durcissable chargé, traitement destiné à durcir ledit liant (à stabiliser les gouttelettes, chargées dans leur masse, à l'extrémité des fibres "droites").
Le flocage est un procédé per se connu. On peut se référer à cet effet à l'introduction du présent texte. De façon caractéristique, il est mis en oeuvre, selon l'invention, pour générer des outils de nettoyage, avec une densité de fibres relativement élevée et conjugué à une application, à l'extrémité libre desdites fibres, de gouttelettes de liant chargé en particules abrasives.
Dans le cadre de la mise en oeuvre du procédé de l'invention, le flocage est avantageusement un flocage électrostatique, mis en oeuvre en continu sur une bande du support en défilement.
Pour ce qui concerne la préparation d'un outil de l'invention présentant, sur une même face, des fibres de longueur différente, on peut mettre en oeuvre l'opération de flocage, selon plusieurs variantes. Pour répartir lesdites fibres de longueur différente, dans des zones différentes : soit l'on effectue au moins deux opérations de flocage successives indépendantes, (l'une avec des fibres courtes, l'autre avec des fibres longues, dans l'hypothèse où deux sortes de fibres interviennent : des courtes et des longues) ; soit l'on effectue une unique opération de flocage avec des fibres longues et l'on rase certaines desdites fibres longues sur la surface adéquate afin de les transformer en fibres plus courtes.
Si lesdites fibres de longueur différente interviennent en mélange, on procède à un unique flocage dudit mélange. On se propose maintenant d'illustrer l'invention par les exemples ci- après.
Les matières premières utilisées pour la fabrication d'outils de nettoyage selon l'invention sont précisées ci-après.
Le support est un non-tissé, d'environ 60 g/m2, composé de fibres de viscose et de polyester, liées par aiguilletage et résinage latex.
Les fibres de floc sont des fibres de polyamide 6,6, d'une longueur de 4 mm, de titre 22 dtex, conditionnées pour être floquées. Elles présentent un diamètre équivalent moyen : f = 50 μm. La formulation abrasive utilisée (précurseur des gouttelettes de liant chargées) est constituée, pour 100 g, de :
- 23,4 g d'une résine phénolique de type résol commercialisée par la société CRAY VALLEY sous le nom commercial Norsophen, - 20,7 g d'eau distillée,
- 0,3 g de pigment vert, commercialisé par la société FAPCO sous la dénomination vert 60202,
- 55,6 g de charges abrasives : de la silice commercialisée par la société SIFRACO SOUS la marque C4. Les grains de silice ont un diamètre équivalent moyen : c = 55 μm. Pour cette silice (densité
2,65), la prise d'huile, selon la norme ISO 787-5, est de 19 ml d'huile de lin (densité 0,935) pour 100 g de charge. La CPVC est donc égale à 64,99 %
(CPVC = 100. 1 Q0 / 2'65 = 64,99 %).
100/ 2,65+ 19 /0,935 Elle est obtenue par simple mélange de ses constituants.
Elle se caractérise par le paramètre ci-après :
CPV λ = = 0,94 (calculé sur résine sèche).
CPVC
Exemple 1 a) Le support (non-tissé), conditionné en rouleaux, est déroulé. L'une de ses faces est enduite par racle sur cylindre avec 200 g/m humide d'un adhésif composé de 90 % en poids de colle acrylique et de 10 % en poids de durcisseur.
Le non-tissé enduit d'adhésif passe ensuite dans une cabine de flocage type AIGLE. Les fibres de floc tombant sur la couche adhésive sont orientées verticalement par un champ électrique pouvant atteindre 100 kV. Un système de battage du non-tissé assure un bon plantage des fibres dans l'adhésif et l'excès de fibres est retiré par aspiration.
Le passage du non-tissé floqué à 180°C pendant 5 minutes, dans un four tunnel à air chaud permet le séchage et la réticulation de l'adhésif utilisé.
Le non-tissé floqué est ensuite refroidi sur un cylindre, brossé pour enlever les fibres non correctement plantées puis enroulé. L'opération de flocage a été mise en oeuvre pour obtenir une densité de fibres de 2500 fibres par cm2. b) Le non-tissé floqué est déroulé, en continu, sa face floquée vers le haut. Sur toute ladite face floquée, la formulation abrasive est pulvérisée uniformément par des buses à air comprimé.
La pulvérisation est suivie d'un traitement thermique dans un four tunnel à air chaud à 180°C pendant 5 minutes pour permettre le séchage et la réticulation de la formulation abrasive.
Le dépôt abrasif représente 150 g/m2 sec. Les gouttelettes générées à l'extrémité libre des fibres ont un diamètre équivalent moyen de 2,2 c + f ~ 171 μm. Cette valeur résulte d'un calcul théorique et a été vérifiée par microscopie. On a généralement une gouttelette chargée par fibre. c) L'outil de nettoyage obtenu a été testé.
Son abrasivité a été mesurée, de façon classique, sur un abrasimètre de type Taber.
Un échantillon humide dudit outil, d'un diamètre de 125 mm, a été mis en rotation à 60 tours/min. Deux roulettes en aluminium, d'un diamètre de 50 mm et d'une épaisseur de 12 mm, ont alors été mises en frottement, contre la face floquée dudit échantillon. Une masse de 1,5 kg est appliquée sur chacune desdites roulettes.
La perte de masse desdites roulettes est évaluée par différence de leur masse avant et après frottement à 50 tours, puis 200 tours.
Les caractéristiques de l'outil de l'invention ainsi que les résultats au test Taber sont indiquées dans le tableau ci-après :
Figure imgf000011_0001
Exemple 2
On réalise des échantillons d'outils de nettoyage selon l'invention avec les matières premières indiquées ci-dessus et en mettant en oeuvre le procédé détaillé à l'exemple 1.
On fait varier la densité des fibres, d'un échantillon à l'autre. On adapte le taux de pulvérisation de la formulation abrasive à chaque densité de fibres, de telle sorte que l'on dépose environ une gouttelette par fibre ; chaque gouttelette présentant un diamètre équivalent moyen correspondant à 2 c + f - 160 μm.
Les échantillons sont testés à l' "abrasimètre Taber". Les caractéristiques desdits échantillons ainsi que les résultats au test sont indiqués dans le tableau ci-après.
Figure imgf000012_0001
Ces résultats montrent que l'abrasivité augmente avec le nombre de fibres, jusqu'à atteindre un optimum vers 2500-3000 fibres/cm2. Au-delà, la diminution des performances est due à la difficulté de conserver des gouttelettes discrètes par le procédé de pulvérisation. En effet, les gouttelettes, rapprochées du fait de la forte densité des fibres, ont tendance à coalescer.

Claims

REVENDICATIONS
1. Outil de nettoyage, dont la structure comprend un support à au moins une face duquel des fibres ont été solidarisées par flocage, lesdites fibres recouvrant, au moins en partie, ladite face et présentant principalement en leur extrémité libre des gouttelettes de liant, caractérisé en ce que ledit liant est chargé, dans sa masse, avec des particules abrasives et en ce que lesdites fibres interviennent, sur au moins une partie de ladite face, à une densité supérieure . à 1 000 fibres/cm2.
2. Outil de nettoyage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le taux de charge dudit liant en lesdites particules abrasives est tel que le rapport :
_ Concentration Particulaire Volumique
Concentration Particulaire Volumique Critique est supérieur à 0,5 ; est avantageusement supérieur à 0,9.
3. Outil de nettoyage selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le diamètre équivalent moyen (0m) desdites gouttelettes de liant chargé est tel que :
0m < f + 4c,
f représentant le diamètre équivalent moyen des fibres aux extrémités desquelles interviennent lesdites gouttelettes, c représentant le diamètre équivalent moyen des particules abrasives présentes dans lesdites gouttelettes.
4. Outil de nettoyage selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit diamètre équivalent moyen (0m) desdites gouttelettes de liant chargé est voisin de, voire égal à f + 2c.
5. Outil de nettoyage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdites fibres interviennent, sur au moins une partie de ladite face, à une densité inférieure à 4 000 fibres/cm", avantageusement inférieure à
3500 fibres/cm2.
6. Outil de nettoyage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lesdites fibres interviennent, sur au moins une partie de ladite face, à une densité comprise entre 2 000 et 2 500 fibres/cm".
7. Outil de nettoyage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que lesdites fibres interviennent, sur ladite face, à des longueurs différentes ; avantageusement selon deux longueurs différentes.
8. Outil de nettoyage selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdites fibres interviennent sur au moins deux zones de ladite face, à des longueurs différentes ; la longueur desdites fibres, dans chacune desdites zones, étant sensiblement la même.
9. Outil de nettoyage selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ledit support consiste en un non-tissé, une éponge synthétique ou artificielle, ou un non-tissé solidarisé à une telle éponge.
10. Outil de nettoyage selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que lesdites fibres sont des fibres de polyamide, de polyester ou de polypropylene ; avantageusement des fibres de polyamide.
11. Outil de nettoyage selon l'une quelconque des revendications 1 à
10, caractérisé en ce que ledit liant est à base d'une résine thermodurcissable, phénolique, acrylique, époxy ou mélaminé ; avantageusement d'une résine phénolique thermodurcissable.
12. Outil de nettoyage selon l'une quelconque des revendications 1 à
11, caractérisé en ce que lesdites particules abrasives sont choisies parmi les particules de silice, d'alumine, de calcite, de carbure de silicium, de talc et leurs mélanges.
13. Procédé de fabrication d'un outil de nettoyage selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que ledit procédé comprend :
- la préparation d'un liant durcissable, chargé avec des particules abrasives ; - le flocage, avec des fibres, d'au moins une partie d'au moins une des faces d'un support ; ladite partie ayant été préalablement rendue adhésive et ledit flocage étant mis en oeuvre pour obtenir une densité de fibres supérieure à 1 000 fibres/cm2 ; - l'application dudit liant durcissable, chargé, au support floqué obtenu, pour positionner des gouttelettes dudit liant chargé principalement à l'extrémité libre desdites fibres ;
- le traitement, généralement thermique, dudit support floqué avec liant durcissable chargé ; traitement destiné à durcir ledit liant.
14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que ledit flocage est un flocage électrostatique mis en oeuvre en continu sur une bande dudit support en défilement.
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