Brevet FR2047077A1 — publié le 19710312

I 2047077 La présente invention concerne des étoffes non-tisséçs. On a déjà proposé, par exemple dans le brevet E.U.A. N° 3.3*27.708, de préparer une étoffe stratifiée non-tissée qui comprend une nappe de fibres fortement étirées, liée par un adhé-5 sif à une feuille de support en ouatage cellulosique, par un procédé consistant à guider la feuille de support enduite d'adhésif autour d'un rouleau immédiatement adjacent au châssis d'étirage et à écarter cette feuille du châssis d'étirage sensiblement dans le même plan que celui dii trajet de décharge de ce châssis, mais 10 à une vitesse légèrement plus élevée, afin de maintenir la nappe de fibres hautement étirées sous une tension constante pendant sa décharge du châssis d'étirage et son dépôt sur la feuille de support. Alors que l'étirage et l'alignement des fibres sont 15 faciles à régler de manière à obtenir une feuille très uniforme lorsqu'on prépare des nappes relativement étroites, les problèmes mécaniques prennent une ampleur disproportionnée à mesure de l'accroissement de la largeur, principalement parce que les forces dynamiques qui sont développées dans des rouleaux d'étirage 20 plus larges ayant un diamètre relativement faible obligent les rouleaux à osciller, à fléchir ou à se débattre aux vitesses élevées indispensables pour une production économique. Dans les appareils d'étirage que l'on utilise normalement dans le procédé, les paires de rouleaux supérieurs et infé-25 rieurs d'étirage, qui sont cannelés et alignés, créent des zones de pincement sous faible pression à travers lesquelles les rubans juxtaposés de fibres synthétiques discontinues sont étirés. Les mécanismes d'entraînement de ces rouleaux sont étudiés de manière à faire tourner les paires successives à des vitesses de plus en 30 plus grandes si bien que lorsque les rubans passent d'une zone de pincement à la suivante, les fibres individuelles sont étirées et étendues jusqu'à leur longueur pratiquement maximale, tout en étant alignées en juxtaposition et en parallélisme de manière à former une nappe mince et fragile. Les rouleaux d'étirage ont né-35 cessairement des diamètres relativement petits à cause de la faible longueur des fibres synthétiques discontinues que l'on emploie habituellement. Les fibres synthétiques discontinues des qualités les plus courantes ont habituellement des longueurs d'environ 57 mm et ces longueurs peuvent être comprises, d'une 70 23101 2 2047077 façon générale, entre environ 25, 50 mm et environ 76 mm. Pour manipuler de façon satisfaisante des fibres de cette nature, le diamètre des rouleaux doit être compris entre 50 et 57 mm et l'étendue entre les zones de pincement des paires successives 5 de rouleaux peut être d'environ 99 mm. Des diamètres plus petits peuvent provoquer des enroulements indésirables sur les rouleaux et des accumulations de fibres sur ces derniers, alors qu'avec des diamètres plus grands, l'étirage des fibres n'est plus uniforme parce que l'espacement entre les zones de pincement succes-10 sives est trop important par rapport à la longueur des fibres. Le fonctionnement des rouleaux de petit diamètre ne pose aucun problème dans les châssis d'étirage étroits. On a cependant constaté que lorsqu'on augmente la largeur du châssis d'étirage pour tenter de former des nappes plus larges et mieux appropriées 15 à un usage commercial, la limitation obligatoire du diamètre des rouleaux d'étirage imposée par la faible longueur des fibres, comme on l'a expliqué plus haut, impose une limitation correspondante de la longueur du rouleau que l'on peut utiliser. Des rouleaux plus longs, dont le diamètre est limité pour les raisons 20 indiquées, sont relativement plus flexibles et, de ce fait, la pression exercée dans la zone de pincement entre deux rouleaux d'étirage varie dans le sens transversal d'une extrémité à l'autre. Ce manque d'uniformité de la pression empêche un réglage précis des fibres pendant l'étirage et on aboutit à des 25 variations d'épaisseur, de densité et d'alignement de la nappe fibreuse qui sort de l'appareil. On peut surmonter cette difficulté en utilisant l'appareil qui fait l'objet de la présente invention et qui comprend un premier châssis d'étirage comportant une série de paires de 30 rouleaux d'étirage qui tournent à des vitesses de plus en plus grandes et qui permettent d'étirer des rubans multiples de fibres en une nappe fibreuse légère ; une feuille de support et un dispositif pour imprimer de l'adhésif sur la surface de cettefeuill^ ladite feuille de support étant notamment plus large que ladite 35 nappe de fibres hautement étirées; au moins un second châssis d'étirage pour former une autre nappe fibreuse légère ; et un mécanisme pour déplacer la feuille à une vitesse supérieure à la vitesse de décharge des nappes à partir des châssis d'étirage et le iohg d'un trajet incliné vers lé haut qui' croise les 0 23201 3 2047077 trajets de décharge des nappes des châssis d'étirage,, les premier et second châssis d'étirage étant disposés dans un rapport latéralement déporté et verticalement étagé de manière que la première et la seconde nappes soient déposées successi-5 vement sur la feuille de support en position juxtaposée et pratiquement en aboutement. D'autres buts et avantages de l'invention ressortix^ont de la description qui suit en regard du dessin annexé, dans lequel : 10 La figure 1 est une vue de côté schématique d'un mode de réalisation de l'appareil selon l'invention ; et La figure 2, une vue schématique en perspective d'une partie de cet appareil. Dans l'exemple représenté à la figure 1, des rubans 15 multiples 12 de fibres textiles discontinues sont étirés en juxtaposition dans un châssis d'étirage 13 qui comprend une série de rouleaux 14 et 15 groupés deux à deux. Les rouleaux de chaque paire sont entraînés par un mécanisme convenable bien connu des spécialistes, à une vitesse périphérique légèrement supérieure à 20 celle des rouleaux de"la paire précédente, afin, d'étirer et d'aligner les fibres individuelles suivant un agencement pratiquement parallèle, lesdites fibres étant allongées à leur longueur maximale. Les fibres étirées sont déchargées du châssis 13 sous forme de nappe plate et fragile 16. 25 Quand la nappe 16 est déchargée du châssis 13, elle est tellement fragile et tellement analogue à une gaze qu'il est indispensable de la déposer rapidement sur une feuille de support 17 si l'on veut préserver le parallélisme et l'extension à peu près totale des fibres. Dans l'exemple représenté et décrit, la 30 feuille de support 17 est une feuille continue déouatage cellulosique léger qui fera finalement partie du produit terminé. La feuille de ouatagê 17 aura été, de préférence, tendue et repassée pour avoir une douceur analogue à celle d'un papier de soie, cette opération étant faite par des moyens bien connus qui permettent 35 de conférer cette douceur et des caractéristiques correspondantes de toucher au produit final. Cependant pour certains produits, cette tension et ce repassage peuvent ne pas être nécessaires ni même souhaitables. La feuille de ouatage 17 est déroulée d'un rouleau 70 23201 4 2047077 d'alimentation 18 et passe sur .la surface d'un dispositif d'impression d'adhésif qui est indiqué par la référence générale 20. Ce dispositif comprend un rouleau 21 d'impression en offset maintenu en léger contact de pression avec la feuille de ouatage 5 17. Dans ce cas, la surface du rouleau offset 21 porte un dessin d'adhésif provenant d'un motif en creux sur la surface d'un rouleau de transfert 22 qui prélève l'adhésif dans un bac 23. L'excès d'adhésif est enlevé du rouleau de transfert 22 par une raclette 24. De préférence, l'adhésif est un adhésif thermoplas-10 tique de faible viscosité qui demeure pratiquement sur la surface de la feuille de ouatage 17 sous la forme d'une couche qui correspond au dessin choisi. La feuille imprimée 17 qui porte l'adhésif sur sa surface est ensuite tirée autour d'un rouleau de guidage 26 et progresse vers le haut le long d'un trajet qui croise le 15 trajet de décharge de la nappe 16 à partir du châssis 13. La nappe fibreuse 16 passe partiellement autour d'une barre de guidage 30 interposée entre le châssis 13 et la feuille inclinée vers le haut 17. A partir de la barre de guidage 30, la nappe 16 est déposée directement sur la surface de la feuille 20 de ouatage 17 qui porte l'adhésif imprimé. Alors que la nappe 16 est déposée sur la feuille 17, il est important que les fibres soient maintenues sous une tension permanente après l'étirage. Cette tension permet de maintenir une prise de frottement entre les fibres adjacentes de manière que les fibres soient maintenues 25 à l'état fortement étiré et aligné, pour être à l'allongement maximum et mutuellement parallèles. Afin d'assurer le maintien de la tension dans la nappe fibreuse étirée 16 pendant son transfert sur la feuille 17, cette feuille doit naturellement progresser à une vitesse légèrement 30 plus grande que la vitesse de décharge de la nappe 16 à partir du châssis d'étirage 13. De même, la barre de guidage 30 maintient les fibres dans la nappe sous une tension continue. Pour faciliter le noyage préliminaire des fibres dans l'adhésif sur la feuille de ouatage 17, une succion est établie 35 sur la face de la feuille 17 opposée à celle qui porte l'adhésif. Dans l'appareil représenté, la succion est établie par une caisse d'aspiration 35 qui comporte une surface perforée 36 inclinée vers le haut et vers l'avant par rapport au trajet de décharge de la nappe 16 à partir du châssis d'étirage 13, suivant un 23201 5 2047077 angle aigu. On remarquera également que par suite du mouvement relatif entre la feuille de ouatage 17 et la nappe fibreuse 16, l'angle réel de dépôt de la nappe sur la feuille est relativement petit. Alors que l'angle entre la nappe 16 et la feuille 17 est 5 indiqué comme étant de 15°, il est évident que cet angle peut varier pour se conformer au mieux aux conditions opératoires de l'appareil. En quittant la caisse d'aspiration 35, l'ensemble combiné 16-17 est entraîné autour des rouleaux de guidage 38 et 10 39 et vers une position de contact prolongé avec un tambour chauffé 40. La chaleur fait fondre et durcir l'adhésif qui devient pratiquement non poisseux pendant que les fibres sont en contact ferme avec la surface du tambour. Pour assurer ce durcissement de l'adhésif, il est avantageux de faire passer le compo-15 site autour d'une partie importante de la périphérie du tambour 40, comme représenté. Le stratifié dont les fibres sont partiellement noyées dans l'adhésif, passe sous un roule.au de pression ou un rouleau de calandi'age 41 qui enfonce la couche fibreuse plus profondément dans l'adhésif pour assurer une fixation per-20 manente. La nappe stratifiée est ensuite enroulée sur un rouleau de reprise 42. Comme on l'a déjà dit, la largeur de la nappe fibreuse hautement étirée 16 est limitée par suite des paramètres mécaniques du châssis 13. Cependant, la feuille de ouatage 17 peut 25 être sensiblement plus large que la nappe fibreuse 1S. En conséquence, un second châssis d'étirage 13a est installé dans une position latéralement déportée et verticalement étagée par rapport au premier châssis 13, de manière qu'une seconde nappe 16a_ de fibres fortement étirées soit déposée sur 30 la feuille de support 17, en juxtaposition et pratiquement en aboutement avec la première nappe 16. Le fonctionnement du second châssis 13a_ est identique à celui du premier châssis 13. Après décharge du châssis 13ji, la nappe fibreuse étirée 16a_ passe sous une barre d'enfoncement 30ji et est déposée sur la 35 surface inclinée vers le haut de la feuille de support 17, opposée à la surface qui coopère avec la caisse d'aspiration. Comme on peut le voir à la figure 2, non seulement le second châssis 13a_ est au-dessus du premier châssis 13 mais il est latéralement déporté de telle sorte que le bord rapproché de 70 23201 6 2047077 la nappe 16ji rencontre le bord éloigné de la nappe 16, après son dépôt sur la feuille 17. Outre les châssis 13 et 13a_, on a représenté un troisième châssis d'étirage 13b à la figure 2. Ce châssis 13b comporte les 5 éléments usuels, c'est-à-dire les rouleaux supérieurs et inférieurs d'étirage et la barre d'enfoncement 131d. En quittant le châssis 13b la nappe 16b est maintenue sous tension et est disposée angulairement par rapport à la feuille 17 de la même façon que la nappe 16ei. Comme représenté, le troisième châssis IC 13b est déporté vers le côté éloigné du premier châssis 13 de manière que le bord rapproché de la nappe 16b rencontre le bord éloigné de la nappe 16fi. On utilise cet agencement chaque fois qu'on désire une nappe plus large que celle qu'on pourrait former avec deux châssis d'étirage seulement. Le produit résul-15 tant comprend une seule nappe large formée de trois nappes séparément déposées 16, 16*1 et 16b, quand on les observe de droite à gauche. Il est évident que d'autres châssis d'étirage peuvent être incorporés dans le bas et dans le haut de sorte qu'on peut fabriquer une nappe encore plus large, d'une largeur presqu'illi-20 mitée. Quand on règle l'appareil, il convient'de prendre soin que la barre d'enfoncement 30a_ qui coopère avec le châssis supérieur 13_a, soit suffisamment surélevée au-dessus de la nappe 16 précédemment déposée afin de ne pas toucher cette nappe ou de ne 25 pas fausser l'alignement des fibres. La vitesse de la feuille de support 17 doit être réglée de manière à exercer une tension suffisante sur les nappes étirées pour maintenir un alignement uniforme des fibres. 3i la vitesse est trop élevée, la ténacité entre les fibres risque d'être détruite et les fibres risquent 30 de s'écarter en sections non uniformes et non contrôlables. Dans la description qui vient d'être faite, la feuille de support 17 portant l'adhésif reste dans le stratifié final. Cependant un tel agencement n'est pas toujours nécessaire ou souhaitable. Ainsi la feuille 17 pourrait être remplacée par une 35 courroie porteuse revêtue d'un agent de dégagement. Quand on traite une telle courroie avec un agent de dégagement et qu'on l'utilise simplement comme support pour l'adhésif, la nappe fibreuse amalgamée sera ensuite détachée de la courroie et le composite final necomportera que le liant adhésif et les fibres. 23201 7 2047077 Bien entendu, avant de faire passer la courroie autour du rouleau, cette courroie doit recevoir, sur sa surface enduite de l'agent de dégagement, une impression d'adhésif suivant le motif voulu afin d'assurer l'adhérence des nappes 16, 16a et 5 16b. Bien qu'on puisse utiliser divers adhésifs bien connus pour ce procédé, il est avantageux d'employer un plastisol ; on sait qu'un plastisol est une dispersion colloïdale d'une résine synthétique dans un ester organique convenable (plasti-10 fiant). Sous l'effet de la chaleur, un plastisol developpe une grande puissance de liaison tout en restant mou et, flexible. Alors qu'on connaît de nombreux adhésifs de ce genre, ceux qui conviennent particulièrement bien pour la fabrication des produits selon l'invention sont les polymères de chlorure de 15 vinyle et les copolymères de chlorure de vinyle avec d'autres résines vinyliques, la plastification étant assurée par des phtalates, sébacates, adipates ou phosphates organiques. On obtient ainsi un plastisol adhésif à prise rapide qui se caractérise par une viscosité relativement faible, une faible tendance 20 à la migration et un minimum de vola t il.it é. Un tel adhésif demeure mou et flexible après sa prise, il peut être réactivé par application de chaleur et de pression (par exemple lors du calandrage à chaud pour la fabrication des stratifiés indiqués) et il donne un produit qui conserve les propriétés désirées 25 de douceur et de toucher. Bien qu'on préfère le plastisol, on peut également employer des résines polyvinyliques seules, plastifiées ou non plastifiées. Bien que leur usage soit moins avantageux, d'autres adhésifs flexibles peuvent être utilisés, en particulier, des 30 résines acryliques telles que des acrylates d'alkyle et des résines butadiène comme les Buna-S et Buna-N. On préfère que le dessin adhésif soit essentiellement ajouré et présente des zones ouvertes étendues ; si l'on désire un maximum de flexibilité, la superficie totale occupée par 35 l'adhésif ne doit pas représenter plus de 25% de la surface totale du stratifié de fibres et de ouatage. Ainsi, un dessin préféré pour l'adhésif peut comprendre une série de carrés espacés ou un agencement en losanges. Cependant on peut également utiliser d'autres dessins connus, par exemples des lignes parallèles 70 23201 8 2047077 continues et espacées, des cercles espacés, des points successifs, des dessins en V, des agencements en chevrons, etc. Indépendamment de la nature de l'adhésif choisi, on doit prendre soin que la zone exempte d'adhésif entre les dessins voisins soit plus 5 petite dans le sens longitudinal des fibres que la longueur moyenne des fibres individuelles, car ce n'est qu'ainsi que l'unité de la nappe sera préservée. Les fibres utilisées dans les procédés peuvent, être pratiquement toutes les fibres discontinues de qualité textile. 10 Cn mentionnera les fibres naturelles et les fibres synthétiques, par exemple les fibres de coton, de viscose, d'acétate, de rayonne, de nylon, de polyesters, d'acrylonitriles, de polyolé-fines etc. Quand on utilise des fibres synthétiques, on préfère un denier de 0,5 à 3. On peut cependant utiliser un denier plus 15 gros. On préfère également que les fibres aient une longueur comprise entre 12,7 et 76 mm ou plus longues, la majorité des fibres devant avoir au moins 25 mm de longueur. Pour la plupart des usages, la nappe étirée doit être aussi légère que possible de façon compatible avec la possibilité de manutention sur le 20 châssis d'étirage. Le poids et la nature des fibres dans les rubans initiaux peuvent varier pour fournir une nappe étirée ayant des caractéristiques variables sur sa largeur. On peut également employer divers mélanges de fibres thermoplastiques et non 25 thermoplastiques. i 23201 9 2047077 REVENDICATIONS 1. Appareil pour 3a fabrication d'une étoffe non-tissée comportant une nappe de fibres hautement étirées, caractérisé en ce qui1 comprend en combinaison un premier châssis d'étirage 5 comportant une série de paires de rouleaux d'étirage qui tournent à des vitesses de plus en plus grandes et qui permettent d'étirer des rubans multiples de fibres en une nappe fibreuse légère ; une feuille de support et un dispositif pour imprimer de l'adhésif sur la surface de cette feuille, ladite feuille de support 10 étant notablement plus large que ladite nappe de fibres hautement étirées ; au moins un second châssis d'étirage pour former une autre nappe fibreuse légère ; et un mécanisme pour déplacer la feuille à une vitesse supérieure à la vitesse de décharge des nappes à partir des châssis d'étirage et le long d'un trajet 15 incliné vers le haut qui croise les trajets de décharge des nappes des châssis d'étirage, les premier et second châssis d'étirage étant disposés dans un rapport latéralement déporté et verticalement étagé de manière que la première et la seconde nappes soient déposées successivement sur la feuille de support en posi-20 tion juxtaposée et pràtiquement en aboutement. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un dispositif d'aspiration est placé à côté du trajet ascendant incliné de la feuille afin d'aspirer l'air à travers la feuille sur le côté opposé aux châssis d'étirage et tirer 25 ainsi les nappes de fibres étirées contre la feuille et les noyer partiellement dans l'adhésif. 3. Appareil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend au moins tin châssis d'étirage supplémentaire pour former au moins une autre nappe fragile de fibres 30 hautement étirées, les châssis adjacents étant latéralement déportés et verticalement étagés les uns par rapport aux autres de sorte que les nappes soient déposées successivement sur la feuille de support en juxtaposition et pratiquement en aboutement . 35 4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend un nombre impair de châssis d'étirage, tous les châssis ayant des numéros impairs étant disposés sur un niveau vertical et tous les châssis portant des numéros pairs étant disposés sur un autre niveau vertical. 70 23201 10 2047077 5. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend un nombre pair de châssis d'étirage, tous les châssis portant un numéro pair étant disposés sur un niveau vertical et tous les châssis portant un numéro impair étant disposés 5 sur un niveau vertical différent. 6. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la feuille de support comprend au moins une couche de ouatage cellulosique sur laquelle est imprimé l'adhésif, et est associée à un dispositif de calandrage pour 10 noyer encore plus les fibres hautement étirées dans l'adhésif et pour faire durcir cet adhésif. 7. Procédé de fabrication d'un produit stratifié non-tissé comportant un ouatage cellulosique et des fibres hautement étirées, caractérisé en ce qu'on étire des rubans multiples de 15 fibres discontinues à travers un châssis d'étirage à rouleaux multiples pour former une nappe fragile de fibres hautement étirées dans laquelle les fibres individuelles sont juxtaposées, pratiquement parallèles et dans un état d'extension totale ; on imprime un dessin espacé d'adhésif sur une face d'une feuille 20 légère de ouatage cellulosique qui est sensiblement plus large que la nappe de fibres hautement étirées ; on étire des rubans multiples de fibres discontinues à travers un second châssis d'étirage qui est latéralement déporté et verticalement étagé par rapport au premier châssis ; on déplace la feuille à une 25 vitesse plus grande que la vitesse de décharge des nappes à partir du châssis et le long d'un trajet qui croise le trajet de décharge des nappes suivant un angle aigu ; et on dépose successivement la première et la seconde nappes pratiquement en aboute-ment et en juxtaposition sur la surface de la feuille portant 3C l'adhésif imprimé. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'on aspire l'air par dépression à travers la feuille de support après le dépôt des nappes sur elle, pour noyer partiellement les fibres dans l'adhésif et les retenir en juxtaposition, 35 en alignement parallèle et à l'état d'extensiontotale. S. Procédé selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce qu'on chauffe et qu'on calandre la nappe et la feuille pour noyer plus profondément les fibres dans l'adhésif et pour faire durcir cet adhésif.