Brevet FR2481615A1 — publié le 19811106

La présente invention se rapporte de façon générale à la dépose discontinue de poudre sur un matériau support en bande animé d'un mouvement de translation. De façon particuliere mais non exclusive, elle s'applique à la dépose discontinue de produits pulvé- rulents dits "super-absorbants" sur des feuilles ou nappes de fibres pour la réalisation d'articles d'hygiène absorbants tels que des se-rviettes périodiques, des protège-slips ou des couches pour bébés. Depuis plusieurs années, on cherche à augmenter le pouvoir d'absorption et de rétention des liquides des articles d'hygiène en recourant à des produits pulvérulents tels que des éthers cellulosiques, des alginates ou encore des polyacrylates modifiés, que l'on appelle communément des "super-absorbants". Les matelas absorbants des articles d'hygiène se présentent sous une forme générale sensiblement rectangulaire. Ils sont généralement constitués de plusieurs nappes, qui sont introduites dans la fabrication des articles d'hygiène sous forme de bandes continues. Pour réduire la quantité de matière constitutive de telles nappes, on insère entre deux d'entre elles des particules de produits superabsorbants. Cela revient en fait à déposer la poudre, dosée au préalable, sur une nappe inférieure et à recouvrir ensuite l'ensemble obtenu d'une nappe supérieure. Une première technique de dépose du produit superabsorbant sur la nappe consiste en un saupoudrage continu selon une ou plusieurs bandes longitudinales, c'est-à-dire s'étendant selon le sens d'avancement de la nappe défilant à grande vitesse sur un convoyeur. à la sortie du dispositif de formation de la nappe. Cette technique, si elle présente l'avantage d'être d'une réelle simplicité, a l'inconvénient de déposer la poudre superbsorbante sur toute la longueur de l'article d'hygiène obtenu, alors même que le fort pouvoir d'absorption et de rétention n'est requis que suivant une partie médiane de cette longueur. Des tests ont prouvé que la longueur "utile" de dépose de la poudre superabsorbante pouvait être égale, voir même inférieure aux deux tiers de la longueur de l'article, sans modifier les qualités d'absorption et de rétention de cet article. Une dépose restreinte à cette longueur "utile" permet, par conséquent, une économie de l'ordre de 30 % au moins sur le produit superabsorbant. Compte-tenu des quantités importantes utilisées et du coût relativement élevé de ce produit, les économies réalisées par une dépose discontinue peuvent être considérables. Il n'est pas question, bien entendu, d'avoir recours à un arrêt du mécanisme de saupoudrage pour réaliser la discontinuité du recouvrement de la nappe, et cela compte-tenu des très grandes cadences de fabrication. Ainsi, pour fixer un ordre de grandeur, la fabrication d'articles d'hygiène connaît des cadences de l'ordre de 300 à 400 articles par minute. La solution technique actuelle est connue sous le nom de saupoudreur par tambour à alvéoles. A partir d'un doseur en continu, on alimente en produits pul vérulents un tambour rotatif de dosage, comportant sur sa surface périphérique des ouvertures ou alveoles de la forme du dépôt à obtenir, c'est-à-dire rectangulaires ou oblongues, le plus souvent. Le tambour est disposé de telle manière que sa surface périphérique tourne pratiquement tangenti el 1 e- ment à la nappe support animée d'un mouvement de translation. La poudre est projetée du centre du tambour sur la nappe à travers les alvéoles. La vitesse linéaire tangentielle du tambour est égale à la vitesse de translation de la nappe support. Les intervalles entre les alvéoles du tambour sont en forme de poche pour recueillir la poudre excédentaire. Cette technique repose, par conséquent, sur une méthode analogue à la méthode du dessin par pochoir. Le fonctionnement du tambour à alvéoles se caracterise principalement par un dépôt de poudre en excès suivi d'un recyclage de cet excédent. Le recyclage s'effectue au moyen d'une conduite d'aspiration de la poudre en excès dans le tambour, d'un ventilateur et d'un cyclone. L'expérience montre que l'air de sortie du cyclone est porteur de poudre en assez grande quantité qui se répand tout autour et sur la machine de fabrication des articles d'hygiene. Si on affaiblit le courant d'air de recyclage, on provoque des accumulations de poudre qui "bouchent" frequemment ce circuit Si on augmente le courant d'air de recyclage pour éviter de tels phénomènes d'accumulation, on augmente alors la quantité de poudre évacuée par l'orifice de sortie d'air du cyclone hors du circuit de recyclage. En bref, le circuit de recyclage de la poudre est générateur de pertes importantes, de l'ordre de 30 % de la poudre recyclée. D'autre part, la fabrication des articles d'hygiène à partir de nappes de fibres cellulosiques se fait toujours en atmosphère très humide (projection d'eau pour éviter les problèmes dus aux charges statiques, par exemple). Les ateliers de transformation présentent une humidité relative moyenne de l'ordre de 70 %. Le circuit pneumatique de recyclage n échappe pas à cette atmosphère. Or, les particules du produit super-absorbant-sont extrêmement hygroscopiques, et une fois recyclées, on constate qu' elles ont d'une part perdu une grande partie de leur pouvoir d'absorption et de rétention (modification de leur état de surface) et que leur granulométrie a été modifiée, ce qui est préjudiciable à la regu larité et à l'uniformité du dépôt, et de-façon générale au dosage de la poudre. Ensuite, le tambour à alvéoles ne permet pas un dépôt de poudre très régulier dans le sens travers de defilement de la nappe. Pour éviter de trop grandes irrégularités, on a recours entre l'ajutage d'alimentation en poudre du tambour et les alvéoles à un ensemble de plaques formant chicanes de distribution. Un tel système ne permet pas toutefois un dépôt parfaitement régulier dans le sens travers. Enfin, la poudre présente dans les poches n'est jamais totalement aspirée, créant ainsi d'autres causes d'irrégularité de la dépose principale. Le but de la présente invention est d'obvier à de tels inconvénients en proposant un nouveau dispositif de dépose discontinue qui ne nécessite pas de recyclage. Pour atteindre ce but, le mécanisme de dépose discon tinue de produits pulvérulents sur un support animé d'un mouvement de translation comprend - une trémie d'alimentation en produits pulvé rulents, - une goulotte vibrante pour amener le produit de l'orifice de sortie de la trémie d'alimen tation à la zone de dépôt sur le support, - des moyens pour doser la quantité de poudre déposée, - un organe escamotable de fermeture de la section de sortie de la goulotte vibrante, - et des moyens de commande cyclique dudit organe escamotable d'une position de fermeture à une position d'ouverture, totale ou partielle de la section de sortie de la goulotte vibrante. De façon préférentielle, l'organe escamotable de fermeture est une plaque animée d'un mouvement de translation alternatif dans de plan de la section de sortie de la goulotte vibrante Les moyens de commande cyclique dudit organe escamotable de fermeture peuvent être électriques, électromagnétiques, mécaniques, etc. Ils sont conçus de manière à permettre un mouvement très rapide de fermeture de l'organe escamotable, - un maintien en position fermée d'une durée cor respondante à la phase d'interruption de la dépose, - un mouvement également très rapide d'ouverture, - un maintien en position d'ouverture d'une durée correspondante à la longueur de la phase de dépose. A titre d'exemple non limitatif, ces moyens de commande peuvent être mécaniques, constitués par un système de téton se déplaçant contre la surface active d'une came rotative, ladite surface active présentant un profil "image" du cycle à réaliser. Les mouvements de translation de fermeture et d'ouverture sont très rapides et leur durée ne représente pas plus de 20 % de la durée totale d'un cycle. De manière connue en soi, le mouvement de l'organe escamotable de fermeture est synchronisé au mouvement principal de la machine de production des articles d'hygiène : un cycle du mouvement de l'organe escamotable correspond au passage d'un seul article d'hygiène. D'autre part, pour éviter l'accumulation de poudre sur la face amont de l'organe de fermeture pendant la fermeture de celui-ci, et par conséquent une irrégularité du dépôt dans le sens longitudinal de la dépose, l'ouverture de la section de sortie de la goulotte vibrante est partielle, d'une hauteur sensiblement égale à l'épaisseur du flux de poudre dans la goulotte au voisinage de la plaque, lors de l'écou- lement de la poudre. D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention apparaîtront dans la description ci-après d'un exemple de réalisation non limitatif de l'objet de l'invention, accompagné du dessin suivant dans lequel - la figure 1 représente le mécanisme de dépose discontinue, - la figure 2 illustre le cycle ouverture fermeture de l'organe de fermeture, - les figures 3 à 5 illustrent la forme de l'écou- lement de la poudre au voisinage immédiat de l'organe de fermeture, - la figure 6 représente, à titre d'exemple, le profil d'une came pouvant servir à la commande du mouvement de l'organe de fermeture. Sur la figure 1, le support sur lequel la poudre doit être déposée de manière discontinue est refe- rence 1. Dans le présent exemple, il s'agit d'une nappe de fluff. Cette nappe de fluff, une fois la poudre déposée, est recouverte d'une seconde nappe de "fluff", l'ensemble formant un matelas absorbant, qui reçoit, lors d'opérations ultérieures, une feuille imperméable sur l'une de ses faces, puis une enveloppe de "non-tissé',' est ensuite découpée aux dimensions de la serviette périodique. Le mécanisme décrit n'intéresse que l'opération de dépose de la poudre de produit super-absorbant sur la nappe inférieure. Dans le présent exemple, on cherche à obtenir un dépôt sur une nappe de fluff de largeur voisine de 50 mm sous la forme de rectangles de poudre espacés longitudianlement (2a, 2b, 2c, etc.) aux dimensions suivantes - longueur : 120 mm - largeur : 35 mm - distance entre deux dépôts : 70 mm - quantité de poudre pour chaque dépôt : 1,3 gramme = 10S La cadence de la machine de production des serviettes périodiques est d'environ 400 serviettes par minute. La nappe 1 est animee d'un mouvement de translation d'une vitesse de l'ordre de 80 mètres/minute au moyen d'un convoyeur à bande 3. Le sens de ce mouvement de translation est donne par la flèche v. On alimente en produit pulvérulent, super-absorbant 4, une trémie d'alimentation 5, laquelle déverse le produit sur une goulotte 6. La section de la goulotte 6 est de forme générale en U, d'une longueur d'environ 60 cm et de largeur variable décroissante lorsqu'on s'éloigne de la trémie d'alimentation pour atteindre dans sa section de sortie référencée 7 la largeur du dépôt de poudre à effectuer. La goulotte est montée rigide au moyen de deux supports 9 sur un vibreur électromagnétique 8 de type connu en soi. L'ensemble constitue par le vibreur et la goulotte vibrante constitue un distributeur vitrant pour le transport de la poudre de la sortie de la trémie d'alimentation vers la zone de dépôt sur la nappe de "fluff". La goulotte peut présenter un fond plat, comme c'est le cas sur le dessin de la figure 1 pour un dépôt uniforme. Elle peut également présenter un fond profilé en V ou incurvé pour une distribution correspondante de la poudre selon le sens travers de la nappe. La goulotte est en acier inoxydable ou en un autre matériau non sensible aux attaques chimiques des poudres super-absorbantes. La goulotte peut être horizontale, le transport de la poudre étant alors un résultat du sens donne aux mouvements vibratoires. De préférence, la goulotte est inclinée vers la nappe, lorsque l'on s'éloigne de la trémie d'alimentation et sa section de sortie 7 est très proche de la nappe, dont elle peut s'approcher de quelques millimètres seulement, de prefQ- rence 4 ou 5 millimètres. Pour obtenir une dépose discontinue, il est prévu une plaque de fermeture 10, montée mobile dans le plan de la section de sortie de la goulotte entre deux positions ; une position basse dans laquelle la section de sortie est totalement obturée pour empêcher la chute de la poudre sur la nappe, et une-po- sition haute réglable dans laquelle ladite section de sortie est totalement ou partiellement ouverte pour permettre la dépose de la poudre. Le réglage de la hauteur de la position haute est obtenu par une fixation par lumière oblongue 10a de la plaque 10 sur son axe coulissant 17 (la vis de fixation n'est pas représentée). La plaque est montée coulissante contre l'extrémité de la goulotte, pratiquement sans jeu pour éviter les fuites de poudre lors des périodes de fermeture. La plaque peut être en acier inoxydable, ou encore en laiton, par exemple, compte-tenu des frottements. L'axe coulissant 17 est animé d'un mouvement de translation alternatif qui lui est communiqué par un sys tème de came 14 et téton 18. Le téton 18 est monté rigide sur l'extrémité non liée à la plaque 10 de l'axe coulissant 17 par l'intermédiaire du galet support 19. Le téton 18 est engage dans une rainure 16 de la came dont le profil sera décrit plus loin dans le texte : il s'agit d'obtenir un mouvement de translation alternatif avec un mouvement de descente et un mouvement de remontée très courts, afin d'obtenir des ruptures aussi "franches" que possible dans la dépose discontinue. L'axe d'entraînement 20 de la came rotative est monté sur des paliers 13, eux-mêmes fixés sur une plaque de support 11. La plaque support 11 des paliers et la bague de guidage 21 de l'axe coulissant 17 sont montées sur une partie fixe 22, liée ou non au bâti de la machine de production des serviettes périodiques par l'intermédiaire respectivement d'une équerre de renforcement 12 pour la plaque support 11 et d'un bras support 23 pour la bague de guidage 21. L'entraînement de la came rotative 14 est réalisé au moyen d'une liaison avec l'arbre principal de la machine de production des articles d'hygiène, par l'intermédiaire d'un mécanisme réducteur ou multiplicateur de façon parfaitement connue en soi ; il s'agit d'obtenir une rotation complète de la came par article. Ce mécanisme n'est pas décrit, il est seulement sym bolisé par le pignon d'entraînement 15 de l'axe d'en traînement 20. Dans le présent exemple, le mécanisme pour-la transformation du mouvement rotatif en mouvement translatif alternatif est une came à rainure et téton. Il va de soi que l'on peut substituer à ce mécanisme un tout autre système mécanique et notamment une came simple dont la surface périphérique constitue la surface "active". Le dosage de la poudre peut être effectué de différentes manières. On peut d'une part utiliser un doseur independant, du type doseur à vis, qui alimente la goulotte vibrante. On peut également utiliser le distributeur vibrant (goulotte + vibreur) pour effectuer aussi le dosage ; il suffit pour cela de régler de manière appropriée la distance entre l'orifice de sortie de la trémie d'alimentation 5 et le fond de la goulotte 6 et/ou la fréquence du vibreur et/ou l'amplitude du mouvement vibratoire. Pratiquement, un réglage d'approche sera obtenu en faisant varier la distance entre l'orifice de sortie de la termie d'alimentation 5 et le fond de la goulotte 6, tandis que le réglage par l'amplitude et/ou la fréquence constituera un réglage de finition. L'inclinaison de la goulotte constitue elle aussi un paramètre du dosage. Sur le dessin de la figure 2 on a représenté le cycle d'ouverture-fermeture de la plaque 10. M illustre la position d'ouverture et O la position de fermeture. Les temps de transition, qui correspondent aux passages ouverture-fermeture et fermeture ouverture, doivent être réduits au maximum : dans l'exemple de réalisation décrit ici, ils représentent chacun 10 % de la durée d'un cycle complet. Ob : ouverture de la plaque bc : maintien en position "ouverte" cd : fermeture de la plaque de : maintien en position de fermeture. Les tronçons d'ouverture (Ob) et de fermeture (cd) sont des tronçons également circulaires sur le dessin de la figure 6. Pour obtenir le cycle illustré sur le dessin de la figure 2, le profil ou surface "active" de la came est celui représenté sur le dessin de la figure 6, dans lequel les segments Ob, bc, cd et de correspondent à des secteurs référencés mêmement sur le profil. Sur le dessin des figures 3 à 5, on a représenté schématiquement l'écoulement de la poudre de la sortie de la trémie d'alimentation à la zone de déPôt sur la nappe. Sur la ligne 3, l'écoulement est représenté au début du cycle de dépose, c'est-à-dire à -la fin d'une période de fermeture. (point O et point e sur le graphique de la figure 2). A cet instant, et compte-tenu de la période de fermeture précédente, la poudre s'est légèrement accumulée contre la face amont de la plaque de fermeture 10. La hauteur de poudre a contre la plaque 10 est supérieure à la hauteur moyenne Hm le long de la goulotte. Si la position d'ouverture de la plaque 10 est choisie au dessus de a, la quantité de poudre versée dès l'ouverture, au début de la période de dépose, sera supérieure à la quantité moyenne de poudre à déposer : d'ou une irrégularité dans le sens longitudinal de la dépose. Pour éviter pareil inconvénient, la position d'ouverture de la plaque, référencée M sur le dessin des figures 2 et 3 est fixée à une hauteur inférieure au point a, sensiblement au niveau de l'épaisseur Hm de l'écoulement dans la goulotte. Lorsque la goulotte est de largeur variable, la hauteur Hm est égale à l'épaisseur de poudre se déplia çant dans la goulotte au voisinage de la plaque de fermeture, après accumulation de la poudre. De cette manière, le flux de poudre versée est sensiblement constant. Au moment de l'ouverture de la plaque (figure 4) l'accumulation de poudre en amont de la plaque disparaît rapidement (figure 5). Bien que les moyens décrits ci-dessus dans l'exemple de réalisation soient des moyens mécaniques, il va de soi qu'on peut leur substituer tout moyen électrique, électromagnétique, photo-électrique, etc. remplissant les mêmes fonctions de commande de la plaque de fermeture, selon le cycle illustré sur le dessin de la figure 2. Les moyens décrits ci-dessus permettent une dépose en discontinu sans recyclage de la poudre, et par conséquent évitent les pertes très importantes d'une matière relativement coûteuse. Le trajet de la poudre depuis la trémie d'alimentation à la zone de dépose est considérablement raccourci. De ce fait, la poudre ne traverse plus de grandes quantités d'air humide, notamment l'air en mouvement d'un cyclone de recyclage, le contact étant ici réduit à l'air statique le long de la goulotte. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour la dépose discontinue de poudre sur un support animé d'un mouvement de translation comprenant - une trémie d'alimentation t5), - une goulotte vibrante (6) pour amener le produit de l'orifice de sortie de la trémie d'alimentation à la zone de dépôt sur le support (1)s - des moyens pour doser la quantité de poudre déposée, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre - un organe escamotable (10) de fermeture de l'orifice de sortie de la goulotte vibrante, et - des moyens de commande cyclique dudit organe de fermeture à une position d'ouverture, totale ou partielle, de la section de sortie de la goulotte vibrante. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit organe escamotable (10) de fermeture est une plaque mobile dans le plan de la section de sortie de la goulotte vibrante (6), animée d'un mouvement de translation alternatif entre lesdites positions d'ouverture et de fermeture. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite plaque est animée d'un mouvement de translation alternatif au moyen d'une came rotative (14) entrainée par un arbre moteur (20) lié au mouvement de translation du support recevant la poudre. 4. D#ispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite came rotative (14) présente un profil de came en quatre tronçons - un premier tronçon circulaire (dO) pour le maintien de la plaque de fermeture en position de fermeture, - un second tronçon circulaire (bc) pour le maintien de la plaque en position d'ouverture, - et deux tronçons de raccordement (Ob, cd) également circulaires joignant respectivement le premier au second tronçon circulaire pour commander respecti vement le mouvement d'ouverture et le mouvement de fermeture de ladite plaque. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la -position d'ouverture de l'organe de fermeture (10) est située a une distance du fond de la goulotte (6) sensiblement égale à l'épaisseur du flux de poudre se déplaçant dans la goulotte au voisinage dudit organe de fermeture. 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la goulotte vibrante (6) est sensiblement inclinée par rapport à l'horizontale, son extrémité éloignée de la trémie d'alimentation étant située à une distance de quelques millimètres du support destiné à recevoir la poudre, de préférence 3 à 5 millimètres. 7. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens pour doser la quantité de poudre déposée sont constitues par la goulotte vibrante (6) elle-même, par réglage de son incli naison et/ou de sa distance à l'orifice de sortie de la trémie d'alimentation (5) et/ou de la fréquence et/ou de l'amplitude de son mouvement vibratoire, de manière connue en soi.