Brevet FR2128216A1 — publié le 19721020

La présente invention concerne un nouveau dispositif pour la fabrication de nappes de filaments chimiques continus disposés de préférence au hasard au travers de la nappe. Ces nappes sont désignées souvent dans la littérature sous le terne générique de nappes spunbonded. Par "spunbonded" (expression que l'on adoptera par mesure de simplification dans la suite de la description), on désigne une nappe non tissée formée par des filaments continuos, disposés au hasard au travers de la nappe. La fabrication de ces nappes consiste, schématiquement, à extruder à travers une filière percée de trous, un polymère organique fondu, voire même dissous, à orienter les filaments extrudés par étirage du faisceau au moyen d'un ou plusieurs jets d'air comprimé et, enfin, à recevoir le Iais- ceau de manière déterminée sur un tapis mobile, la vitesse et la direction d'avance de ce tapis étant réglées de façon à former une nappe non tissée sensiblement régulière et d'épaisseur voulue.En pratique, à ce stade du precédé de fabrication, on effectue un calibrage ou un calandrage, de préférence a chaud, de sorte que les filaments élémentaires soient liés les uns aus autres, ce qui augmente notablement la cohésion de ces nappes. En général, un calibrage léger suffit. Lors de la fabrication de ces nappes, après extrusion et étirage au moyen d'un dispositif à fluide, notamment à air comprimé, on dépose les filaments sur un tapis mobile récepteur. la répartition des filaments sur ledit tapis se fait notamment à l'aide de déflecteurs. Ces déflecteurs se présentent sous la forme de surfaces planes ou courbes, de préférence de révolution, ces dernières pouvant être concaves ou convexes par rapport à ld direction d'arri- vée des filaments sur le déflecteur. Dans les procédés connus utilisant des déflecteurs, l'obtention d'une nappe homogène dépend notamment de la régularité des nappes élémentaires issues chacune d'un faisceau de filaments étalé au moyen d'un déflecteur. Or, l'étalement, par le déflecteur, de faisceau issu de la buse d'étirage est le plus souvent irrégulier car le faisceau incident n'est pas surfis?mnent glati au moment du contact des filaments avec le déflecteur. La présente invention a pour but de pallier cet inconvénient. Il concerne un dispositif pour la fabrication de nappes de filaments contins dis- posés au hasard au travers de la nappe, dispositif comprenant des moyens e filage, des moyens d'étirage pneumatique, au moins un déflecteur et un transporteur caractérisé en ce que, entre les moyens d'étirage et le déflecteur est situé un dispositif comprenant - d'une part, un t::ub rectiligne d'accompagnement des filaments dis- posé sensiblement dans l'axe du tube de sortie de la buse d'étirage, le reponse de la longueur en millimètres, sur Ia section en millimètres carrés du tube d'accompagnement étant compris entre 5 et 100 mm I; - d'autre part, un conduit situé A l'extrémité du tube d'accompagnement et solidaire de celui-ci, de section sensiblement constante et sensiblement égale à celle de la section du tube d'accompagnement, et comprenant au moins une surface plane inclinée par rapport à l'axe du tube et coupant cet axe. De préférence, l'angle d'inclinaison de cette surface par rapport à l'axe du tube d'accompagnement est compris entre 10 et 450 > et l'extrémité aval du conduit est sensiblement plane et circonscrite dans un trapèze dont la plus petite base est constituée par l'extrémité aval de la surface plane. Fait également partie de l'invention un dispositif tel que défini ci-dessus, caractérisé en ce que le conduit est prolongé d'au moins un autre, de section sensiblement égale A celle du premier et présentant une surface inclinée par rapport à celle du premier et située du c8té opposé A cette dernière par rapport au passage du fil. De préférence, l'angle d'inclinaison de la seconde surface plane par rapport à la première est compris entre 10 et 45 . Le dispositif selon l'invention sera mieux compris A l'aide des figures annexées données à titre indicatif mais non limitatif pour illustrer l'invention. La figure 1 représente schématiquement, en fonctionnement, un dispo- sitif de fabrication de nappes de filaments chimiques continus par filage direct montrant l'emplacement du dispositif selon l'invention. La figure 2 est une vue détaillée en perspective de la Partie caractéristique de ce dispositif. La figure 3 est une vue en perspective d'une variante du dispositif selon l'invention. Sur la figure 1, les filaments chimiques continus (1) issus du dispositif de filage non représenté, passent dans la buse d'étirage (2) d'où ils sortent: par le tube (3). Dans le prolongement de ce tube, est disposé le tube (4) d'accompagnement des filaments, qui peut être par exemple de section droite, rectangulaire ou circulaire et a povX effet de régulariser le faisceau de filaments ; son extrémité aval est solidaire du conduit (S).A la sortie du tube (4), les filaments rencontrent la surface de préférence plane (51) (cf figure 2) inclinée par rapport A l'axe du tube (4) et rencontrant cet axe. Au contact de cette surface, les filaments fcrment un faisceau très plat à bords sensiblement oarallèles, analogue A un ruban ; celui-ci rencontre à son tour le déflecteur (6) qui le renvoie étale sur le tapis récepteur (7) sur lequel se forme la nappe. A le figure 1 est représente un v@é en perspective d'un type de dispositif selon l'invention En fonctionnement, le faiSceau de filaments de section sensiblement ronde rencontre la surface (511) du conduit (51) et est trasformé en faisceau plat à bords sensiblement parallèles. La figura 3 représente schématiquement une variante du dispositif selon l'invention. Ce dispositif comprend en plus du tube (4) et du conduit (51), un second conduit (52. solitaire du précédent et sensiblement de section de même valeur. En fonctionement, après l'impact du caisceau sur la surface (511), celui-ci se présente sous forme d'un roban plan qui rencontre la seconde surface plane (521) Cette surface est située de l'autre côté de la surface (511) par rapport au trajet des filaments ; son inclinaison, par rapport à la première surface obéit aux mêmes limites que l'angle d'incidence du faisceau incident sur la surface (311).Ce second conduit: a pour effet d'améliorer encore la stabilité du faisceau sous forme d'un faisceau plat: à bords parallèles, présentation qui parmet d'obtenir un dépôt régulier de filaments sur le tapis réceptcur et par là même ure nappe bien homogène. A la sortie du conduit (51), éventuellement du conduit (52), le faisceau plat rencontre le déflecteur (6) qui peut, mieux qu'avec les disposi- tifs connus, étaler le faisceau et donner sur le tapis récepteur une nappe élémentaire à la fois plus large et plus régulière. Le déflecteur peut être plan, concave ou convexe. Des résultats particulièrement bons ont été obtenus en utilisant une surface déflectrice conique. Les exemples suivants illustrent des formes de mise en oeuvre du dispositif selon l'invention. Exemple 1 - A l'aide d'un dispositif tel que décrit ci-dessus, on fabrique une nappe non tissée par filage direct de huit faisceaux de filaments continus en polytéréphtalate d'éhylène de 4,4 dtex, au travers da trous de filière circulaires de 0,5 mm de diamètre. Le débit d'extrusion est d'environ 2,6 g/mm/trou. Les filaments sa-rt ensuite étirés à un taux de 3,5 dans une buse à air compris mé, puis passent dans un. dispositif selon l'invention qui présente les caractéristiques suivantes: La section de l'extrémité aval du tube d'accompagnement, égale à celle de l'extrémité amont du conduit, est de 154 mm, ce qui correspond à un rapport longueur d'environ 26mm-1. La surface plane fait avec l'axe de la section buse d'étirage et du tube d'accompagnament un angle égal à 20. Le déflecteur est un cône vertical fixe, de révolution, de demi-angle an sommet d'environ 60 , dont le sommet est situé à 30 mm de la base du conduit, les filaments fragment le déflecteur à environ 3 mm de sommet de cône. La dis tance entre ce point @@@eur et l'@@@ is@@@ sur est de é@@@m. Pour chaque position de filage, on obtient une nappe élémentaire de 400 mm de large, alors qu'en opérant dans les mêmes conditions mais en enlevant le système "tube d'accompagnement - conduit", l'étalement de chaque nappe élémentaire n'st q-Je de 100 mn. Exemple 2 On répète l'exemple précédent en remplaçant le déflecteur conique par un déflecteur plan fixe et en réglant la surface plane du conduit de manière à faire un angle de 30 avec l'axe de la buse d'étirage et du tube d'accompaguement On obtient des nappes élenentaires de 350 mm de large mais de régularité supérieure à celle de la nappe obtenue à l'exemple 1. Exemple 3 On répète l'exemple 2, à la différence près que le déflecteur plan est animé d'un mouvement de rotation autour de l'axe vertical du tube d'accompagnement avec une amplitude de 25 , et à raison de 30 allerset retours à la minute. L'étalement est un peu supérieur au cas précédent et le brouillage des brins est excellent. R E V E N D I C A T I O N S 1. Dispositif pour la fabrication de nappes de filaments continus disposés au hasard au travers de la nappe, dispositif comprenant des moyens de filage, des moyens d'étirage pneumatique, au moins un déflecteur et un tapis transporteur, caractérisé en ce que, entre les moyens d'étirage et le déflecteur est situé un dispositif comprenant - d'une part, un tube rectiligne d'accompagnement des filaments disposé sensiblement dans l'axe du tube de sortie de la buse d'étirage, le rapport de la longueur en millimètres, sur la section en millimètres carrés, du tube d'accompagnements étant compris entre 5 et 100 mm - d'autre part, un conduit situé à l'extrémité du tube d'accompagnement et solidaire de celui-ci, de section sensiblement constante et sensiblement égale à celle de la section du tube d'accompagnement, et comprenant au moins une surface plane inclinée par rapport l'axe du tube et coupant cet axe. 2. Dispositif selon I, caractérisé en ce que l'angle d'inclinaison 2c la surface plane, par rapport à l'axe dutube d'accomDagnement, est compris entre 10 et 45 . 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé e ce que l'extrémité aval du conduit est sensiblement plane et circonscrite dans un trapeze dont la plus petite base est constituée par l'extrémité aval de la surface plane. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractXrisé en ce que le conduit est prolongé d'au moins un autre, de section sensiblement égale A celle du premier et présentant une surface plane inclinée par rapport à celle du premier conduit et située du côté opposé à cette dernière surface par rapport au passage du fil. 5. Dispositif. selon la revendication 4, caractérisé en ce eue l'angle d'inclinaison de la seconde surface plane avec la première est ccmpris entre 10 et 45".