Brevet FR2123072A1 — publié le 19720908

La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour la préparation et le renforcement d'une nappe textile non tissée. Dans la présente description, par "matériau non tissé" on désigne des articles généralement homogènes présentant deux grandes dimensions par rapport à la troisième, constitués par des filaments continus ou des fibres discontinues de mbse matière ou de matière différente, répartis au hasard, En pratique, ces nappes sont, de préférence, réalisées à partir de fibres discontinues, naturelles ou chimiques, seules ou en mélange. La transformation des fibres en nappes non tissées se fait principalement à l'aide de cardes ou de nappeurs pneumatiques dans le cas des fibres discontinues et nappage direct dans le cas des filaments continus. Pour la plupart des applications, ces nappes manquent de tenue, de cohésion, de densité etXou de résistance. Pour ces raisons, il est nécessaire de les lier. Un des procédés les plus couramment utilisés pour obtenir la liaison des fibres ou filaments entre eux, consiste à les enchevêtrer par un aiguilletage au moyen d'aiguilles à barbillons qui agissent perpendiculairement à la nappe. Par ailleurs, pour obtenir des articles denses, on a proposé de réaliser des nappes non tissées à partir de fibres rétractables dont on pro voque ensuite la rétraction par traitement thermique. Si ces nappes sont plus compactes et plus denses que des nappes non rétractées, elles présentent pour certaines utilisations des caractéristiques mécaniques (résistance, allongement) jugées insuffisantes. Pour améliorer la résistance longitudinale des nappes fibreuses non tissées, on a proposé de les aiguilleter au moyen d'un dispositif dans lequel les aiguilles d'entrelacement sont inclinées par rapport à la surface externe de la nappe à traiter. De plus, il est connu de consolider une nappe fibreuse au moyen d'une aiguilleteuse comportant deux séries opposées d'aiguilles qui pénètrent en biais de chaque c8té de la nappe de fibres, mais dans ce cas l'angle que font les aiguilles avec la verticale est faible et l'augmentation de la résistance longitudinale est limitée. Par tailleurs, il est connu de soumettre une nappe fibreuse à l'action d'aiguilles tournantes qui agissent dans le sens de la longueur de la nappe et la renforce en réorientant les fibres et en les mettant sensiblement sous la forme d'un fil, les aiguilles agissant sur la nappe alors qu'elle est courbée sur un rouleau. Enfin, il est connu d'aiguilleter des nappes fibreuses à laide d'aiguilles recourbées ayant un rayon de courbure sensiblement uniforme, qui entrent et sortent par la même face de la nappe. De tels procédés, s'ils permettent de renforcer longitudinalement des nappes fibreuses, présentent cependant de nombreux inconvénients, et ne donnent pas entièrement satisfaction en ne permettant pas, notamment, d'aiguilleter facilement des nappes préalablement rétractées. L'invention pallie ces inconvénients et permet d'obtenir des nappes fibreuses non tissées très denses, ayant une excellente cohésion et présentant des caractéristiques mécaniques de résistance et d'allongement améliorées tant dans le sens de la longueur de la nappe que dans le sens de la largeur. Par ailleurs, ce procédé permet d'aiguilleter les nappes fibreuses rétractées et par là d'améliorer leurs caractéristiques, ce qu'il n'était pas possible de faire de façon satisfaisante et économique avec les divers procédés d'aiguilletage connus jusqu'à ce jour. La présente invention concerne une nappe fibreuse non tissée, feutrée par aiguilletage,dont au moins une partie des faisceaux de fibres de la nappe est orientée suivant des lignes courbes parallèles limitées d'un côté par une face de la nappe, caractérisée en ce que chaque ligne possède un rayon de courbure variable, de valeur croissante depuis l'intersection de cette ligne avec la face aiguilletée. Eventuellement, ces lignes peuvent aboutir sur la face de la nappe opposée à la face aiguilletée. Les courbes d'orientation des fibres peuvent être situées dans des plans soit parallèles à l'axe longitudinal de la nappe, soit formant un angle par rapport à cet axe. Dans ce dernier cas, l'angle formé est avantageusement compris entre 30 et 60 et, de préférence, voisin de 450. Les fibres constitutives de la nappe peuvent être de toute matière, la préférence étant donnée aux fibres chimiques. Dans le cas de fibres thermoplastiques, celles-ci peuvent être éventuellement rétractées. De plus, par fibres au sens de l'invention, il faut entendre aussi bien les filaments continus que les fibres discontinues. L'invention concerne également un procédé pour l'obtention des nappes ci-dessus, qui consiste à aiguilleter une nappe fibreuse à l'état recourbé, caractérisé en ce que, lors de l'aiguilletage, les aiguilles pénètrent dans la nappe par une de ses faces et progressent dans l'épaisseur de la nappe en s'éloignant de la face d'entrée des aiguilles. Eventuellement, les aiguilles peuvent ressortir de la nappe par la face de la nappe opposée à la face d'entrée des aiguilles. De préférence, les aiguilles sont rectilignes. Avantageusement, les aiguilles pénètrent dans la nappe avec un angle d'inclinaison aigu par rapport au plan tangent à la nappe au point de pénétration. De préférence, cet angle d'inclinaison est compris entre 30 et 600. L'invention concerne également un dispositif d'.aiguilletage en biais d'une nappe fibreuse non tissée, comprenant des moyens de courbure de la nappe comportant essentiellement une surface courbe convexe, des moyens de maintien de la nappe pendant l'aiguilletage et des moyens d'aiguilletage comprenant des aiguilles munies de barbillons et des moyens conférant à ces aiguilles un mouvement longitudinal alternatif, caractérisé en ce que a) les moyens de maintien sont constitués par une surface située près de la surface courbe et à une distance de celle-ci au plus égale à l'épaisseur de la nappe à aiguilleter, b) les aiguilles forment au moins une rangée, chaque rangée étant sensiblement comprise dans un plan faisant avec le plan tangent à la nappe fibreuse,au point de pénétration des aiguilles, un angle aigu, de préférence compris entre 30 et 60 , c) chaque aiguille est située dans un plan perpendiculaire au plan tangent à la nappe, plan qui forme avec le plan médian de la nappe dans la zone d'aiguilletage, un angle aigu de préférence au plus égal à 600. De préférence, la surface courbe, en matière à coefficient de frottement élevé, est celle d'un cylindre rotatif pouvant etre entraîné positivement. La surface de maintien, dont l'écartement par rapport à la surface courbe est réglable, en fonction de l'épaisseur de la nappe, peut être plane ou de préférence cylindrique. Dans ce dernier cas, le cylindre est rotatif, fou ou entraîné positivement dans le sens inverse du cylindre de courbure. Enfin, au moins le cylindre donnant la courbure à la nappe peut présenter des gorges ou rainures dans lesquelles peuvent s'engager les aiguilles dans le cas où celles-ci traversent la face de la nappe opposée à la face d'aiguilletage. Les moyens d'aiguilletage proprement dits comprennent essentiellement des aiguilles parallèles munies d'un ou plusieurs barbillons. Ces aiguilles sont de préférence rectilignes, mais peuvent aussi présenter une courbure de rayon croissant depuis leur insertion dans la planche à aiguilles jusqu'à leur extrémité. Les figures annexées, données à titre illustratif mais non limitatif, permettent de mieux comprendre l'invention. La figure 1 représente schématiquement une nappe aiguilletée selon l'invention, montrant les lignes de réorientation des fibres. La figure 2 représente schématiquement une vue de côté d'un dispositif selon l'invention. La figure 3 représente schématiquement une variante du dispositif de la figure 2. Ainsi qu'on peut le voir sur la figure 1, la réorientation des faisceaux de fibres (10) se fait selon une ligne courbe dont le rayon est variable et va croissant à partir du point d'intersection (11) de la ligne courbe avec la face externe (12) de la nappe. Dans le cas représenté par la figure, la courbe ne ressort pas de la nappe. Le fonctionnement du dispositif selon I'invention,illustré à la figure 2, est le suivant : la nappe fibreuse (1) non aiguilletée passe entre deux cylindres parallèles (2) et (3), d'écartement réglable et tournant en sens inverse l'un de l'autre. Au moins la surface du cylindre (2) est en une matière à coefficient de frottement élevé. Cette nappe Du côté de l'entrée de la nappe entre les deux cylindres et/ou, éventuellement, du cOté de la sortie, est disposée au moins une série d'aiguilles (4), parallèles entre elles et montées sur un support (5), reliées à un dispositif tel qu'un ensemble bielle-manivelle (8)-(9), qui communique aux aiguilles un mouvement alternatif d'avance et de recul, d'amplitude réglable. Lors de leur déplacement, les aiguilles pénètrent dans la nappe, passent entre les deux cylindres, ressortent éventuellement par la face opposée de la nappe, puis sont ramenées en arrière pour permettre l'avance de la nappe. Généralement, comme représenté à la figure 2, chaque rangée d'aiguilles est dans un plan perpendiculaire au plan médian de la nappe et dans le cas présent perpendiculaire au plan formé par les axes longitudinaux des cylindres : c'est la position A? représentée figure 2 en traits pleins.Cependant, et principalement, dans le cas où l'on désire que les aiguilles traversent la nappe de part en part, la rangée des aiguilles peut être inclinée et former un angle aigu.7telle position est la position B, représentée en pointillés sur la figure 2,dans laquelle chaque rangée d'aiguilles est dans un plan faisant avec le plan tangent à la nappe au point de pénétration des aiguilles, un angle supérieur à celui de la position A mais de toutes façons inférieur à 60lus dans le cas présent voisin de 300. Par ailleurs, la planche à aiguilles peut être animée d'un mouvement de translation, synchronisé avec le mouvement d'avance et de recul afin de décaler les points d'aiguilletage de deux piquages successifs. De plus, les aiguilles peuvent être montées en biais sur la planche support, ce qui permet d'effectuer le traitement d'aiguilletage en biais par rapport à l'axe longitudinal de la nappe. Il est évident qu'un tel dispositif peut comporter, sans toutefois sortir de l'invention, d'autres moyens analogues aux premiers, pour permettre un aiguilletage simultané des deux cOtés de la nappe. La présente invention permet d'obtenir des nappes non tissées, rétractées puis aiguilletées, par conséquent d'une grande densité, particulièrement appréciées pour la fabrication de produits de remplacement du cuir. Enfin, le procédé présente un grand intérêt pour l'assemblage par aiguilletage de nappes de caractéristiques différentes. L'exemple suivant permettra de mieux comprendre les avantages apportés par le procédé selon l'invention. Exemple On superpose, de manière classique, à l'aide d'un nappeur mécanique du type BLAMIR, 16 voiles de carde pesant chacun 5 g/m2, à base de fibres polyester, rétractables, de titre 1,7 dtex/(l,5 denier), de 40 mm de longueur. La nappe formée est ensuite rétractée par traitement thermique à environ 1200C, à l'air chaud et pèse après rétraction 400 g/m2. Plusieurs nappes ainsi rétractées sont alors aiguilletées dans les mêmes conditions, c'est-à-dire avec le même type d'aiguilles et avec une densité de perçage de 50 coups/cm2, les deux faces de la nappe étant successivement aiguilletées, si ce n'est que a) l'une des nappes subit un aiguilletage classique, c'est-à-dire sur une nappe à plat, perpendiculairement à sa surface, b) la seconde est aiguilletée selon l'invention, les rangées d'aiguilles étant dans la position A représentée à la figure 2, c) la troisième est aiguilletée selon l'invention, les rangées d'aiguilles étant dans la position B et formant avec le plan tangent à la nappe un angle voisin de 45 . Les caractéristiques de ces nappes, mesurées sur des échantillons de 5 cm de large, sont regroupées dans le tableau suivant Type de nappe Résistance à la Allongement à la Poids Type de nappe traction g rupture ; ! i ! ! j au m2 ! !sens long. ;sens travers sens long. sens travers Nappe non ai- 1,8 kg 2,5 kg 110% 295% voisin de guilletée 400g Nappe par ai- Baisse de la résistance I i Ivoisin de aiguilletage de plus de 50 2 et moinsl I 400 g g - classique ;bel aspect de la nappe g I , Aiauilletée ' . I I I !selon l'invention voisin de parallèlementà 27kg 19kg . 53 %% 123% 800g, l'axe longitudinal! ! ! ! I I Aiguilletée ! I Aiguilletée ! ! ! !voisin del selon 1 invention ! 25 kg 1 19,5 kg ! 78 % ! 85 % ! 800 g ! en biais par rapport I I I à l'axe longitudinal Ces exemples montrent bien qu'un aiguilletage classique ne permet pas de traiter de façon correcte une nappe non tissée rétractée alors que l'invention conduit à des produits dont la résistance à la traction est nettement améliorée et dont l'allongement à la rupture peut être soit plus faible en long qu'en large, soit sensiblement égal en long et en large. REVENDICATIONS 1. Nappe fibreuse non tissée,feutrée par aiguilletage, dont au moins une partie des faisceaux de fibres ou filaments est orientée suivant des lignes courbes parallèles limitées d'un côté par une face de la nappe, caractérisée en ce que chaque ligne possède un rayon de courbure de valeur croissante depuis l'intersection de la ligne avec la face aiguilletée. 2. Nappe fibreuse non tissée selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'autre extrémité des lignes courbes se trouve dans ltépaisseur de la nappe. 3. Nappe fibreuse non tissée selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'autre extrémité des lignes courbes se trouve sur la face de la nappe opposée à la face où se trouve la première extrémité. 4. Nappe fibreuse non tissée selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle est constituée au moins par partie de fibres ou filaments thermoplastiques rétractables. 5. Nappe fibreuse non tissée selon l'une des revendications -l à 3, caractérisée en ce qu'elle est constituée au moins par partie de fibres ou filaments thermoplastiques rétractés. 6. Procédé d'obtention d'une nappe non tissée feutrée selon l'une des revendications 1 à 5, qui consiste à aiguilleter une nappe fibreuse à 11 état recourbé, caractérisé en ce que, lors de l'aiguilletage, les aiguilles pénètrent dans la nappe par une de ses faces et progressent dans l'épaisseur de la nappe en s'éloignant de la face d'entrée des aiguilles. 7. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que les aiguilles ressortent de la nappe par la face opposée à la face d'entrée des aiguilles. 8. Procédé selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que les aiguilles sont rectilignes. 9. Procédé selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que les aiguilles-pénétrent dans la nappe avec un angle d'inclinaison aigu par rapport au plan tangent à la nappe au point de pénétration. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'angle d'inclinaison des aiguilles est compris entre 30 et 600. Il. Procédé selon l'une des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que l'angle formé par le plan contenant une aiguille et perpendiculaire à la nappe avec le plan médian de celle-ci dans la zone d'aiguilletage, est aigu. 12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'angle est au plus égal à 600. 13. Dispositif d'aiguilletage en biais, d'une nappe fibreuse non tissée, comprenant des moyens de courbure de la nappe comportant essentiellement une surface courbe convexe, des moyens de maintien de la nappe pendant l'aiguilletage, des moyens d'aiguilletage comprenant des aiguilles munies de barbillons et des moyens conférant à ces aiguilles un mouvement longitudinal alternatif, caractérisé en ce que a) les moyens de maintien sont constitués par une surface située près de la surface courbe et à une distance de celle-ci au plus égale à l'épaisseur de la nappe à aiguilleter, b) les aiguilles forment au moins une rangée, chaque rangée étant sensiblement comprise dans un plan faisant avec le plan tangent à la nappe fibreuse au point de pénétration des aiguilles, un angle aigu de préférence compris entre 30 et 600, c) chaque aiguille est située dans un plan perpendiculaire au plan tangent à la nappe, plan qui forme avec le plan médian de la nappe dans la zone d'aiguilletage un angle aigu de préférence au plus égal à 60a. 14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que la surface courbe est celle d'un cylindre. 15. Dispositif selon l'une des revendications 13 et 14, caractérisé en ce que la surface de maintien est celle d'un cylindre. 16. Dispositif selon l'une des revendications 13 et 14, caractérisé en ce que la surface de maintien est celle d'une plaque plane.