Brevet FR2288174A1 — publié le 19760514

L'invention concerne un procédé et un dispositif pour réaliser une couche de fibres comme couche de base pour des textiles non tissés, ou renforcer des structtires places telles que des feuilles de matières plastiques, de papier, ou stratifier ces couches ou structures avec des structures pians, telles que des textiles et des feuilles.Dans ce procédé, des fibres sans iin sont amenées, par un Jeu d'aJutagess sous forme de filaments ou de fils et sont accélérées vers une installation qui les condense, telle que, par exemple, une bande transporteuse, un tambour perforé, une calandreuse, les surfaces travaillantes d'une machine à coudre ou d'une aiguilleteuse, à une vitesse au moins 1,5 foie supérieure à la vitesse deévacuation de ltinstallation où elles sont conden suées. Cette couche de fibres peut Extra, après coup, consolidée soit mécaniquement, soit par collage par un procédé connu quelconque. Le procédé suivant l'invention doit remplacer ou tout au moins perfectionner la façon connue jusqu'à maintenant de réaliser une couche brute de fibres destinée à la fabrication de textiles non tissée, c'est-à-dire la formation de feutres, à partir de fibres coupées, sur divers dispositifs tels que des cardes à Ami leaux associées à des installations de croisement ou sur des diapo- actifs de formation de feutres travaillant suivant un principe pneu- matique.On sait que plus de 90 % de la production mondiale actuelle de textiles non tissés est constituée de feutres fabriqués sur des cardes à rouleaux, bien que la production horaire de ces machines n. dépasse 30 kg que dans des cas extraordinaires0 C'est ainsi que ces dispositifs de formation de feutres limitent la production des lignes de fabrication dont ils font partie, lignes dans lesquelles tous les autres composants atteignent dee capacités sensiblement plus élevées, Une autre caractéristique typique des feutres de car- des et par conséquent des produits qui en dérivent, est le défaut de régularité des propriétés des feutres dans les différentes directions, ce dont on s'aperçoit par l'étude d'un diagramme polaire de résistance et d'allongsnent. La fabrication des feutres par voie pneumatique, qui devait écarter ces deux inconvénients, n'att eint pas efficacement le but recherché.La capacité des machines pneuma- tiques n'est notablement plus élevée que lorsqu'il s'agit de trana- former des fibres particulièrement grossières, tandis que ai l'on transforme des sortes de fibres courantes, surtout des fibres fines, on en arrive à la formation de feutres possédant ce que l'on appelle une 'nébulosité' caractéristique, c'est-à-dire présentant des zones mincas et des zones épaisses. Un tel feutre présente donc une régularité d'épaisseur et de poids moindre que le feutre donné par des cardes. D'autre part, tous les textiles non tissés fabriqués à partir de fibres coupées présentent, en outre, un défaut commun.Il réside surtout dans la dépendance entre les propriétés mécaniques et la longueur de coupe des fibres à transformer et, en outre, pour les textiles liés mécaniquement9 surtout sur machine à coudre et aiguail jeteuses, une tendance notable au boulochage (pilling) et à l'effet de collier. La cause en est clairement le nombre de bouts, eest-à- dire la longueur des fibres utilisées. Le procédé suivant l'invention permet d'obtenir de nombreuses améliorations par rapport à l'état de la technique. Â cet effet, l'invention concerne un procédé de réalisation dgune couche de fibres comme couche de base pour des textiles non tissés, pour le renforcement de feuilles de matières plastiques ou de papier, ou pour la stratification de celles-ci avec d'autres structures planes, caractérisé en ce que des fibres sans fin sont amenées, par un jeu d'ajustages, sous forme de fila ment s ou de fils et sont accélérées vers une installation qui les condense9 telle que, par exemple, une bande transporteuse, un tambour perforé, une calandreuses les surfaces travaillantes d'une machine à coudre ou d 'une aiguilleteuse, à une vitesse au moine 185 fois supérieure à la vitesse d'évacuation de l'installation où elles sont condensées. On élimine ainsi, dans les textiles non tissés de toutes sortes, la dépendance entre leura propriétés et la lon gueur des fibres et l'on diminue sensiblement aussi bien la tendance au boulochage qutà l'effet de collier. Les fibres se trouvent dans la couche sous la forme de boucles se recouvrant les unes les autres, l'orientation moyenne des sections de fibres étant répartie au hasard dans toutes les directions, ce qui a pour conséquence une répartition régulière des propriétés également dans tosses les directions. Lors de la détermination à 1' aide du diagramme polaire, le tracé de la courbe s'approche de la forme circulaire. D'un point de vue économique, il est possible, gråce à la présente inventionS d'obtenir avec la disposition d'aju- tages la plus simple sur une seule rangée, une production horaire moyenne de 150 kg que l'on peut encore multiplier en augmentant le nombre de rangées d'ajutages. Cette capacité dépasse sensiblement la capacité des cardes et des machines pneumatiques et elle permet d'utiliser plus économiquement les autres machines à haute capacité faisant partie de l'installation, telles que les lignes de finition, les machines à imprimer, les séchoirs, les calandres, etc... Bn outre, cette capacité élevée permet de réaliser une couche de consolidation directement lors de la fabrication des feuilles de matières plastiques et du papier. Elle permet aussi de former la couche de fibres à la suite de la fabrication des fibres chimiques, notamment de la viscose. Dans le cas particulier mentionné en dernier, il est possible de faire passer un faisceau de fibres dans un seul ajutage; par suite de la disposition suivant l'invention, ce faisceau se subdivise dans le courant d'air et donne lieu à la formation d'une couche de fibres d'une structure tout à fait identique à celle qui se forme par utilisation de fibres séparées. L'invention se distingue aussi très avantageu- serment d'un autre procédé suivant lequel on forme un entrelacement de ii1nments amenés l'un à caté de l'autre à une paire de cylindres cannelés et déposés mécaniquement sur une installation de condensa~ tion.Ce procédé connu permet certes la formation d'un type analo gue de couche de fibres, mais la vitesse d'extraction est considéra~ blement moindre puisque, si la vitesse est plus élevée, on ne peu* pas empêcher l'enroulement des fibres distinctes sur les cylindres et les troubles de fonctionnement qui en résultent. Bn outre, il; n1 est pas possible de déposer les fibres distinctes dans le cas où elles sont amenées en faisceaux, de telle sorte que la productivité d1un tel procédé en est abaissée plus que d'un ordre de grandeur. L'invention se distingue aussi considérable- ment de la formation directe d'une couche de fibres à l'aide d'un jeu de filières de filature (procédé dit de spun-bonding). Ce procédé connu permet de déposer les fibres verticalement de haut en bas sur la bande transporteuse se trouvant à une distance relativement importante de la filière de filage. Le problème de la fourniture d1- une couche de fibres par exemple directement entre les cylindres de calandrage ou dans un mécanisme de couture, est, dans ce cas, techniquement insoluble. Il est, en outre, impossible avec oe procédé de former une couche de fibres en rayonne viscose, matière qui possède pourtant les meilleures caractéristiques pour être introduite dans la production des textiles non tissés. Le procédé suivant l'invention offre encore des avantages supplémentaires non négligeables quand on combine dif férentés sortes de fibres, c'est-à-dire notamment en ajoutant des fibres de liaison ayant une faible température de ramollissement et des fibres hautement rétrécissables. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et de l'exemple de réalisation de l'invention et des dessins annexés dans lesquels - les figures la et lb représentent respectivement une vue de face et une vue de dessus du dispositif suivant l'inventions et, - la figure 2 est une vue détaillée de l'aju- tage utilisé dans ce dispositif. La couche de fibres est formée de matériaux en fibres continues, comme par exemple des filaments, des fils, des bandes qui sont amenés au disposrtif pneumatique de formation de feutre séparément ou sous la forme de faisceaux de 10, 20, 40 filaments ou plus et ceci directement après leur fabrication, ou à partir de bobines ou d'ensouples. Les fibres continues 1 (figures la et lb) sont amenées à un jeu d'ajutages d'air 2 disposésen une ou plusieurs rangées. Chaque ajutage (figure 2) est constitué d'une partie d'aspiration ouverte 8 en forme d'entonnoir pour recevoir les fibres, par où les fibres sont aspirées et acheminées plus loin, et d'une partie de traction 9 par laquelle les fibres passent en étant entraenéespar le courant d'air.L'air comprimé est amené par au moins deux orifices d'entrée d'air 10 disposés de préférence en biais dans le corps de l'ajutage de telle façon que deux ou plusieurs de ces orifices se fassent toujours symétriquement vis à vis dans la paroi de l'ajutage pour éviter la torsion du faisceau de fibres qui y passe. Au point de vue de ltéconomie de fonctionnement, c'est-à-dire pour obtenir la vitesse maximum avec le minimum de consommation d'air et le minimum de surpression, les détails de construction de la disposition des ajutages sont importants. Les fibres sont accélérées par le courant d'air vers la surface où elles se condensent et sty déposent.Cette surface de condensation est cons titubée ici par une bande transporteuse 3 et une presse à tambour 4 à la suite la matière liée 6 obtenue immédiatement après le passage de l'entrelacement 5 est enroulée sur le rouleau 7. Le jeu d'ajutages disposés l'un à c8té de 1'autre est, de préférence, pourvu d'une série de tubes de distribution 12, avec arrivée d'air commune Il en un ou plusieurs endroits de celle-ci. La disposition des ajutages par rapport à la direction de traction des fibres peut hêtre quelconque. I1 est néanmoins très avantageux que les ajutages soient dirigés horizontalement ou m & e en biais vers le haut jusqu'à un angle de 45 . Ceci permet de rac courir la distance entre les ajutages et la surface de condensation tout en écartant de celle-ci l'air s'échappant des ajutages. Le poids à l'unité de surface de la couche de fibres réalisée dépend, outre la vitesse de traction, du nombre de fils dans un faisceau amené à un ajutage, du nombre d'ajutages et de la vitesse de traction de l'installatioh de condensation. On peut sans difficulté obtenir des couches de fibres ayant des poids de 10 à 1000 glm2 ou plus. La régularité de ces couches est sensiblement plus élevée que celle des feutres pneumatiques ou des feutres de cardes et le coefficient de variation des couches obtenues suivant l'invention, varie habituellement de moins de 3 %. Les couches de fibres obtenues de cette façon peuvent être consolidées après coupe d'une façon quelconque connue en soi, par exemple par collage ou mécaniquement par aiguilletage ou par couture. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-deaENs décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S 1.- Procédé de réalisation d'une couche de fibres comme couche de base pour des textiles non tissés, pour le renforcement de feuilles de matières plastiques ou de papier, ou pour la stratification de celles-ci avec d'autres structures planes, caractérisé en ce que des fibres sans fin (1) sont amenées par.un jeu d'ajutages (2) sous forme de filaments ou de fils et sont accélérées vers une installation qui les contense, telle que par exemple une bande transporteuse (3), un tambour perforé, une calandreuse, les surfaces travaillantes dans machine à coudre ou d'une aiguilleteuse, à une vitesse au moins 1,5 fois supérieure à la vitesse d'évacuation de l'installation où elles sont condensées. 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les ajutages sont conçus comme des éjecteurs ayant une entre ouverte en forme d'entonnoir, le diamètre de la pièce (9) de traction de l'ajutage par où passent les fibres étant au moins le quintuple de 1' épaisseur des fibres et en ce que les or'- fices d'air (10) disposés de façon diamétralement opposée l'un à l'autres ou symétriquement s'ils sont en nombre impair, ont un dia mètre intérieur plus faible que le s ètre intérieur de la pièce de traction (9), là où elle est la plus étroire. 3.- Procédé suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les ajutages (2) disposés l'un à côté de l'autre sur une ou plusieurs rangées, sont horizontauxg orientés vers le haut jusqu'à un angle de 450, de telle sorte que les fibres sont accélérées de façon sensiblement horizontale ou en biais vers le haut. 4.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications I à 3, caractérisé en ce que l'on fait passer par chaque ajutage (2) une ou plusieurs fibres (1), de préférence de 10 à 20 fibres. 5.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les fibres (1) sont amenées aux ajutages (2) en continu à partir de bobines disposées sur un ratelier ou à partir d'une ensouple. 6.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la couche de fibres est formée d'une ou de plusieurs sortes de fibres comportant, de préférence, une certaine proportion de fibres adhésives à point de ramollissement relativement bas, de fibres hautement rétrécissables ou de fibres à plusieurs composants. 7.- Procédé suivant l'une quelconque des re- vendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'on souffle dans les ajutages (2) de l'air chauffé au-dessus de la température de ramollissement des fibres adhésives (i) utilisées.