Brevet FR2265891A1 — publié le 19751024

La présente invention se rapporte aux articles constitués par une nappe de fibres textiles, assemblées entre elles sans tissage, ainsi qu'à la fabrication de tels articles. Afin de donner à ces articles une meilleure cohésion, il est courant de les soumettre à une opération d'aiguilletage qui consiste à enfoncer dans la masse des fibres, puis à retirer des aiguilles sous l'action desquelles lesdites fibres s'enchevêtrent à l'intérieur de la nappe. Une telle opération requiert un appareillage compliqué et très délicat. Les aiguilleteuses utilisées actuellement dans l'industrie possèdent généralement des aiguilles métalliques munies à une extrémité d'un fût permettant leur fixation sur la machine et, à l'autre extrémité, d'une ou plusieurs barbelures. La réalisation d'aiguilles de faible diamètre pose des problèmes délicats de technologie, compte-tenu de la résistance minimum que lesdites aiguilles doivent présenter face aux efforts d'aiguilletage. En outre, de nombreuses aiguilles sont montées sur une ou plusieurs barres animées de mouvements divers selon le travail désiré. En particulier, pour un aiguilletage à double face, deux rangées d'aiguilles sont opposées l'une à l'autre et se déplacent soit alternativement, soit en même temps. On peut aussi, aux mêmes fins, faire passer le tissu sous une barre unique, puis le retourner et le faire passer une seconde fois sous ladite barre. Les machines du genre précité sont relativement complexes à réaliser, à cause notamment des dispositifs de génération des différents mouvements alternatifs; de plus, les nombreuses masses en mouvement entrainent des vibrations et un niveau de bruit élevé. I1 convient d'ajouter à cela que toutes ces machines n'autorisent qu'un aiguilletage pratiquement perpendiculaire au plan de la nappe de fibres - même lorsque, pour obtenir un certain effet d'étirage, on déplace cette nappe dans son plan pendant l'action des aiguilles - ce qui donne une orientation préférentielle aux fibres et, par voie de conséquence, une résistance également préférentielle aux étoffes aiguilletées. La présente invention a pour but essentiel de remédier à ces inconvénients et de créer un procédé et un appareillage qui permettent de remplacer l'aiguilletage classique, tout en obtenant, souvent, des articles plus homogènes. Selon la présente invention, on provoque l'enchevêtre ment des fibres d'une nappe en soumettant celle-ci à l'action de jets de fluide qui jouent un rôle similaire à celui des aiguilles, ce qui assure une simplification et une souplesse de traitement considérables. Le fluide peut être quelconque, du moment qu'il n'ex erce pas d'action nuisible sur les fibres à enchevêtrer; on peut utiliser, par exemple, de l'eau, le cas échéant additionnée d'ad juvants convenables tels que des polymères à longue chaîne desti nés à rendre le jet plus cohérent. Dans l'application à certains matériaux pour lequel le mouillage présente un inconvénient, on peut envisager de se servir de liquides très volatils ou de gaz liquifiés tels que des fluorochlorométhanes ou fréons. La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être exécutée. La figure 1 est une vue latérale schématique d'une forme de jet que l'on peut obtenir en expulsant un liquide d'une buse. La figure 2 est une vue analogue montrant une varian te de jet. La figure 3 est encore une vue analogue a la figure 1 mais montrant ce que l'on peut obtenir en expulsant le liquide par pulsations. La figure 4 est une vue schématique en perspective d'une machine simple permettant d'exécuter le procédé de l'inven tion. La figure 5 est une vue partielle analogue d'une machine multiple. La figure 6 est une vue partielle également analogue à la figure 4, mais relative à une machine permettant de traiter la nappe sur ses deux faces. La figure 7 est une vue partielle schématique en per spective d'une machine permettant de traiter la nappe selon trois directions différentes. La figure 8 est une vue analogue a la figure 7 mais concernant une variante. La figure 9 montre, toujours en perspective, une -machine comportant deux barres opposées munies chacune de plusieurs têtes d'éjection. La figure 10 montre, en coupe transversale, une machine équipée d'une installation de récupération de fluide. Lorsqu'on expulse un liquide hors d'une buse de diamètre relativement faible, par exemple de l'ordre du millimètre, le front du jet qui sort de la buse peut revêtir diverses formes, selon la nature du liquide, le diamètre de la buse et la pression servant à engendrer le jet. Pour des pressions relativement élevées, par exemple de plusieurs centaines de bars, on peut obtenir, avec de l'eau, un jet tel que celui que représente la figure 1 et dont le front 1, de forme sensiblement hémisphérique, se termine, dans l'axe du jet, par un mince dard pointu 2 dont la longueur est sensiblement égale au diamètre b de ce jet. Avec des pressions moindres, le front 1 se termine par un petit méplat central 3 qui ne fait que faiblement saillie, comme on l'a montré sur la figure 2. Si le liquide est expulsé de la buse, non pas sous la forme d'un jet continu mais par pulsations, on obtient une succes sion -de gouttes 4. Si les conditions d'éjection sont les mêmes que dans le cas de la figure 1, ces gouttes sont précédées de petits dards 2, comme on l'a dessiné sur la figure3. Les inventeurs ont trouvé que l'impact de jets de fluide, continus ou pulsatoires, sur une masse de fibres en vrac permettait d'exercer sur ces fibres un effet analogue à celui des aiguilles classiques. Si le jet est muni d'un petit dard 2, ce dernier agit comme les barbelures des aiguilles barbelées. Si le jet est terminé par un méplat 3, celui-ci repousse les fibres. Le jet doit posséder un pouvoir de pénétration suffisant pour repousser et déformer les fibres, mais ce pouvoir ne doit pas être trop élevé, afin que le jet ne chasse pas ou ne coupe pas lesdites fibres. A titre d'exemple non limitatif ,- on peut indiquer que de bons résultats ont été obtenus pour une nappe de fibres de polyester pesant 340 grammes au mètre carré, en projetant sur cette nappe de l'eau sous une pression de 300 bars au moyen d'une buse dont le diamètre était de 0,12 millimètre, avec une fréquence de 20 herz, la distance entre la buse et la nappe étant d'environ 20 millimètres. Lorsqu'on veut obtenir un effet d'étirage sous l'action du déplacement de la nappe transversalement par rapport à la direction du jet, ou encore pour le traitement de nappes de fibres de forte épaisseur, par exemple de l'ordre de quelques centimètres, on peut incorporer au fluide un adjuvant destiné à donner au jet-une bonne cohésion à des distances importantes de l'orifice de la buse (par exemple des distances supérieures à 100 fois le diamètre de ladite buse). Comme adjuvants, on peut citer des polymères à longue chaine tels que des polymères d'oxyde d'éthylène. Dans d'autres cas, au contraire, il est plus avantageux d'utiliser des jets épanouis. La figure 4 donne un exemple de machine simple conforme à 1' invention. - La nappe 10 de fibres à traiter passe sur un support à claire-voie 11, constitué par exemple par une toile métallique qui repose sur des chevalets 12. Elle est entrainée dans le sens de la flèche au moyen d'une paire de cylindres 13 montés sur un bâti 14 et actionnés au moyen d'un moteur 15. Au-dessus de la nappe 10 et du grillage 11 est prévue une traverse 16 portée par des pieds 17 et sur- laquelle est montée une tête d'éjection 18, terminée par une tuyère 180. Cette tête est alimentée en liquide au moyen d'une conduite souple 19. Si le jet doit être pulsé, elle est combinée à un dispositif de pulsation convenable, par exemple à boisseau tournant ou encore électro magnétique ou à commande par oscillateur à fluide. La traverse est munie d'une crémaillère 20 le long de laquelle on peut déplacer alternativement la tête 18 grâce à un mécanisme adéquat 21 entrainé par un moteur électrique 22. Avec une telle machine, on peut superposer, à l'effet d'aiguilletage causé par les jets de fluide, un effet d'étirage dû au déplacement longitudinal de la nappe 10. Si l'on veut pouvoir accélérer la vitesse de déplacement de ladite nappe on peut, comme le montre la figure 5, disposer les unes à la suite des autres plusieurs traverses 16 portant chacune une tête d'éjection 18. A partir de cette machine élémentaire on peut prévoir de nombreux types de réalisation suivant les résultats que l'on veut obtenir. Dans l'exemple de la figure 6, deux têtes d'éjection 18 dirigées l'une vers le bas et l'autre vers le haut sont montées coulissantes sur des traverses jumelles 23 entre lesquelles passe le support à claire voie Il qui porte la nappe 10. Les traverses 23 sont fixées à des montants latéraux 24 de chaque côté du support 11 et ces montants sont à leur tour fixés à des pieds 25 qui portent les moteurs 22. Ces moteurs déplacent les têtes d'éjection 18 grâce des cordons 26 passant sur des poulies convenables 27 montées sur les pieds 25. Sur la figure 7, trois têtes d'éjection 181, 182 et 183 sont respectivement montées sur des traverses 161, 162 et 163 dont l'une est perpendiculaire à la direction de déplacement de la nappe 10 tandis que les deux autres sont inclinées en sens inverse par rapport à ladite direction, l'une d'elles (163) étant située sous la nappe. Les diverses têtes sont orientées de telle sorte que les axes de leurs tuyères 180 soient parallèles à des directions faisant à peu près 1200 les unes avec les autres. Elles sont déplacées, d'un mouvement alternatif, sur leurs traverses respectives, de préférence en synchronisme, par des moyens tels que des cordons, non représentés. Cet agencement associe au traitement biface de la figure 6 un effet tridimensionnel supplémentaire procurant une amélioration de la résistance de la nappe dans le sens transversal à celui de son déplacement. Selon la figure 8, trois têtes d'éjection 181, 182 et 183 sont montées sur les tiges, orientables 291, 292 et 293, de vérins tels que le vérin 29. Ces vérins sont disposés parallèlement au plan du support 11 de la nappe 10, transversalement par rapport au sens d'avancement de ce tissu et ils permettent de déplacer les têtes d'injection d'un mouvement alternatif, selon toute loi désirée. Dans l'exemple représenté, les trois têtes sont orientées à environ 1200 les unes par rapport aux autres, les têtes 181 et 182 étant disposées au-dessus de la nappe et également inclinées sur la verticale, mais en sens inverses, tandis que la troisième tête, 183, est disposée verticalement sous la nappe Les exemples des figures 7 et 8 illustrent bien les possibilités d'application de l'invention. Aucune contrainte mécanique ne limite le nombre de têtes d'éjection et il est possible de traiter la nappe pratiquement selon n'importe quelle incidence. De plus, par variation de la vitesse transversale de la tête d'éjection ou de la vitesse d'avancement de la nappe, on peut obtenir un traitement d'aiguilletage ou d'étirage à pas très fin ou très grand suivant le résultat final escompté. La figure 9 montre une machine comportant-deux traverses 30 articulées à leurs extrêmités à des balanciers 31 pivotant dans des chapes latérales 32, sur des axes 33. Chacune des traverses porte une série de têtes d'éjection 18 alimentées en fluide en parallèle au moyen d'un collecteur 34 auquel sont raccordées leurs conduites 19. L'oscillation des traverses est assurée par un moteur 35. Le support 11 de la nappe 10 passe entre les deux séries de têtes d'éjection qui sont dirigées vers lui. Selon la figure 10 un bac 36 pourvu d'une tubulure 37 d'évacuation est disposé sous le support 11 de la nappe 10 afin de récupérer une partie du fluide de traitement. Les diverses têtes d'éjection 18 peuvent être montées sur un vaste distributeur 38 qu'alimente une conduite supérieure 39. Un tel agencement convient particulièrement à l'utilisation de produits vaporisables ou volatils. I1 assure également la protection mécanique de la machine. L'invention peut s'appliquer à la fabrication de tous articles non tissés au moyen de fibres naturelles artificielles ou synthétiques. I1 va de soi que l'on peut apporter des modifications aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits notamment par substitution de moyens équivalents sans sortir pour cela du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'articles non tissés à partir de fibres textiles disposées en nappest caractérisé en ce que l'on provoque un enchevêtrement des fibres en soumettant la nappe (10) à l'impact de jets de fluide qui repoussent et déforment lesdites fibres localement. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les jets de fluide sont continus. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les jets de fluide sont pulsatoires. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le fluide est projeté à l'état liquide. 5. Procédé selon la revendication 4 caractérisé en ce que'le liquide contient un adjuvant destiné à augmenter la cohésion des jets. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la nappe de fibre est traitée au moyen dé jets d'incidences différentes. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que les divers jets sont dirigés parallèlement à des directions concourantes. 8. Procédé selon Itune quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la nappe est déplacée en continu durant son traitement par les jets. 9. Machine permettant l'exécution du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, comportant un support sur lequel on peut déplacer la nappe de fibres à traiter, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une tête (18) d'éjection de fluide dirigée vers ledit support (11). 10. Machine selon la revendication 9 caractérisée par des moyens (21, 22, 30, 35) pour déplacer la tête d'éjection (18) transversalement par rapport au sens de déplacement de la nappe (10) sur le support. 11. Machine selon la revendication 10, caractérisée en ce que la tête d'éjection (18) est portée par une traverse (16, 23) le long de laquelle elle peut être daplacée d'un mouvement alternatif. 12. Machine selon la revendication 10r caractérisée en ce que la tête d'éjection (18) est portée par un vérin (29) permettant de la déplacer par rapport au support. 13. Machine selon l'une quelconque des revendications 10 à 12 caractérisée en ce que plusieurs têtes d'éjection (181 à 183) sont prévues de façon à agir- sur la nappe selon des directions différentes. 14. Machine selon la revendication 13, caractérisée en ce que le support (11) est à claire-voie, par exemple constitué par un grillage, de façon à permettre le traitement de la nappe sur ses deux faces. 15. Machine selon la revendication 14 caractérisée en ce qu'elle comporte des traverses jumelles (23) disposées respectivement au-dessus et au-dessous du support (11) et portant respectivement des têtes d'éjection (18) dirigées vers ledit support. 16. Machine selon l'une quelconque des revendications 10 à 15 caractérisée en ce que plusieurs têtes d'éjection (18) ou groupes de têtes d'éj-ection sont disposés à la suite les uns des autres le long du trajet de la nappe (10). 17. Machine selon l'une quelconque des revendications 10 à 16 caractérisée en ce que plusieurs têtes d'éjection (18) sontmontées sur un support commun (30, 38). 18. Machine selon la revendication 17, caractérisée en ce que deux supports communs (30) sont disposés de part et d'autre du support (11) pour la nappe et reliés entre eux par des balanciers (31) de façon à pouvoir être déplacés en synchronisme. 19. Machine selon l'une quelconque des revendications 9 à 18, caractérisée en ce qu'elle comporte un carénage permettant de-récupérer du fluide et d'assurer une protection mécanique.