Brevet FR2536432A1 — publié le 19840525

La présente invention est relative à un dispo- sitif d'un type nouveau, pour fabriquer des étoffes non tissées, dont la surface comporte des motifs en creux ou en reliefs, voire desperforations. L'invention concerne également, à titre de produits industriels nouveaux, des étoffes non tissées ob- tenues à partir du dispositif selon l'invention. Il est connu de fabriquer des étoffes non tis- sées présentant des perforations, notamment pour des appli- cations dans les domaines médicaux et hospitaliers, de I' essuyage, de la filtration, etç Pour cela, il est connu par exemple par le brevet français n O 2 068 676, de faire circuler une nappe de fibres en voie humide, sur la toile poreuse d'un trans- porteur de support, la nappe à traiter passant sous un cy- lindre rotatif perforé, à l'intérieur duquel est disposé un injecteur hydraulique qui se présente sous la forme d'une barre transversale fixe Cet injecteur projette sous pression, un rideau d'eau dont une partie traverse les trous du cylin- dre perforé, pour traverser à ses emplacements, la nappe de fibres, avant digtre recueillie par une caisse aspirante située sous la toile du transporteur, au-dessous du cylin- dre rotatif. Ce dispositif connu présente divers inconvé- nients Tout d'abord, la médiocre rigidité de l'injecteur ne permet pas d'injecter de l'eau sous forte pression, tandis qu'il n'est pas possible de réduire beaucoup l'épaisseur de rideau d'eau De toute façon, cette épaisseur est difficile à définir avec précision Enfin, le rideau d'eau étant orienté perpendiculairement à la surface de la nappe de fi- bres, on est souvent gêné par le trop-plein d'eau injectée qu'il est difficile d'éliminer ou de réaspirer. On constate par ailleurs que l'énergie cinéti- que relativement faible du rideau d'eau sur la plupart des machines connues, permet de ne traiter que des nappes de fi- bres obtenues par le procédé à voie humide et de faible gram- mage, c'est-à-dire dont les fibres ne posèdent qu'un faible degré de cohésion interne Ces machines sont souvent inutili- sables pour des nappes de fibres obtenues par-voie sèche. La présente invention a pour but d'éviter ces inconvénients, en réalisant une machine pratiquement universelle, pour la fabrication d'étoffes non tissées sur lesquelles on peut répartir des motifs quelconques, en creux ou en reliefs, voire des perforations, et ceci, qu'il s' agisse de nappes fabriquées par voie humide, ou par voie sèche. Un dispositif selon l'invention, pour pra- tiquer des motifs en creux ou en reliefs sur une nappe de fi- bres non tissées, comprend une toile de support qui avance avec la nappe de fibres, sous un cylindre perforé tournant à l'intérieur duquel est placé un injecteur d'eau fixe, orienté transversalement, pour projeter un rideau d'eau à travers les perforations du cylindre, en direction de la nappe de fibres, et il est caractérisé en ce que l'injec- teur hydraulique comporte, d'une part une chambre d'arrivée d'eau à haute pression qui refoule l'eau entre les deux becs qui définissent un rideau d'eau transversal à orientation oblique, par rapport à la nappe de fibres, et d'autre part une chambre d'aspiration de l'eau réfléchie, susceptible de réaspirer le trop-plein de l'eau restée ou renvoyée à l Vin- térieur du cylindre Suivant une autre caractéristique de l'in- vention les deux becs transversaux situés de part et d'au- tre du rideau d'eau qu'ils définissent sont constitués, le premier par un bec fixe solidaire de l'injecteur le second par un bec mobile dans le sens perpendiculaire au rideau dt eau, sous l'action de moyens de réglage qui définissent 1 ' interstice entre les deux becs, c'est-à-dire l'épaisseur du rideau d'eau. Suivant une autre caractéristique de l'in- vention, les moyens agissant sur le bec mobile sont consti- tués par une chambre de contre-pression alimentée par de 1 ' eau sous pression, et dont l'action tend à repousser le bec mobile vers le bec fixe Cette disposition présente le dou- ble avantage suivant: d'une part t elle repousse uniformément la face ar- rière du bec mobile en direction du bec fixe t ce qui permet de définir avec précision la largeur constante de l'inters- tice entre les deux becs, largeur dont dépend l'épaisseur du rideau d'eau d'autre part, cela permet d'obtenir un nettoyage au- tomatique de l'injecteur, m 9 me pendant le fonctionnement de la machine, par simple relâchement de la contre-pression dans la chambre arrière * dans ce cas, pendant le bref ins- tant considéré, la pression dans la chambre d'arrivée d'eau écarte du bec fixe le; bec mobile, ce qui accroit provisoire- ment la largeur de l'interstice, et permet l'évacuation au- tomatique d'éventuelles impuretés Un tel nettoyage est in- dispensable lorsqu'on veut fonctionner avec un rideau d'eau alimenté'sous très forte pression, sur une épaisseur faible, pouvant descendre par exemple jusqu'à quarante microns. : Le dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, permettra de mieux comprendre les caractéris- tiques de l'invention. Figures 1, 2 et 3, illustrent trois ty- pes de machines connues, susceptibles d'gtre utilisées en liaison avec un dispositif selon l'invention. Figure 4 illustre un injecteur de type connu. Figure 5 est une vue analogue d'un injecteur selon l'invention. Figure 6 montre une autre variante de l'in- jecteur selon l'invention. Figure 7 montre le dispositif selon l'in- vention en cours de fonctionnement. Figure 8 illustre un exemple de tissu non tissé ainsi obtenu ' présentant par endroit des perforations et à d'autres emplacements, des motifs simplement en creux. Dans la machine illustrée sur la figure 1, une toile de support 1 avance dans le sens indiqué par la flèche 2 Cette toile porte une nappe 3 de fibres non tis- sées L'ensemble 1, 3 t passe sous un cylindre transversal perforé 4, dont les perforations 5 sont réparties en fonc- tion du dessin à obtenir Bien entendu, la forme et les dimensions de chaque perforation 5 varient d'un point à 1 ' autre, en fonction de l'effet désiré, A l'intérieur du cylindre tournant 4, se trouve un injecteur 6 qui se présente sous la forme d'une barre transversale fixe, susceptible de projeter vers le bas un rideau d'eau 7 (figures 4 et 5), qui traverse les perforations 5, et vient frapper la nappe 3 des fibres. Sous la toile mobile 1, on peut disposer une caisse aspirante transversale 8, montée à poste fixe, et à l'intérieur de laquelle on entretient une dépression O Dans les machines de type connu, l'injecteur 6 (figure 4) possède deux becs fixes 9 entre lesquels prend naissance le rideau d'eau 7, qui est orienté perpendiculai- rement à la nappe de fibres 3 Ce rideau d'eau 7 est donc orienté sensiblement dans un plan diamétral du cylindre 4 L'eau réfléchie par les parties pleines du cylindre 4 est renvoyée en opposition au rideau d'eau 7 t comme schématisé par les flèches 10 Cela limite considérablement les possi- bilités d'utilisation de la machine, et interdit notamment son emploi pour une nappe fibreuse 3 obtenue par voie sè- che, c'est-à-dire dont les fibres possèdent un fort degré de cohésion interne. Au contraire, Iyinjecteur 6-selon l'inven- tion (figures 5 et 6) projette un rideau dreau 7 qui est in- cliné par rapport à la normale à la nappe fibreuse 3 à cet endroit Par ailleurs, outre la chambre d'arrivée d'eau sous pression 1 i, l'injecteur 6 selon l'invention possède une autre chambre longitudinale 12 à l'intérieur de laquelle on entretient une dépression O Cette chambre d'aspiration 12 s'ouvre par une fente longitudinale 13 disposée parallèlement au rideau d'eau 7, et dans la zone o vient rejaillir na- turellement l'eau réfléchie contre la paroi interne du cy- lindre 4 Graee à cette disposition, une partie importante du trop-plein d'eau du rideau 7 se trouve réaspirée dans la chambre 12, sans avoir eu à traverser, ni le cylindre 4 y ni la nappe de fibres 3 v Cette disposition permet entre au- tres, de n'avoir pas obligatoirement à perforer la nappe de fibres 3, ce qui permet, après traitement, de faire appa- ra tre sur le tissu non tissé 14 (figures 1 2 2, 3, 7 y 8), non seulement de véritables perforations 15, mais en outre des zones en creux 16, qui restent obturées par un fond 17, d'épaisseur réduite. ' C'est le choix de la dimension et de la ré- partition des perforations 5, ainsi que le choix de la pres- sion dans la chambre d'arrivée d'eau 11 il, qui permettent de définir localement, la présence d'un fond 17 ( zones en creux 16), ou l'absence de fond ( perforations 15). Dans la variante illustrée sur la figure 6, le rideau d'eau 7 de l'injecteur 6 selon l'invention est dé- fini par passage entre deux becs longitudinaux, à savoir un bec fixe 18, et un beêc mobile 19 o Le bec mobile 19 est soli- daire d'une lèvre ou baguette 20, qui s'étend sur toute la longueur de l'injecteur 6, et qui communique avec une cham- bre arrière de contre-pression 21 o Cette chambre est ali- mentée en eau à une pression préférablement supérieure à la pression régnant dans la chambre 11, et, par conséquent, dans la chambre avant 22 Ainsi, la poussée hydraulique ap- paraissant dans la chambre arrière 21 repousse sur toute sa longueur la lèvre 20 dans le sens indiqué sur, la figure 6 par la flèche 23, ce qui tend à réduire l'interstice entre le bec fixe 18 et le bec mobile 19, c'est-à-dire à réduire l'épais- seur du rideau d'eau 7 Dans ce mouvement vers le-bec fixe 18 ( flèche 23), la lèvre mobile 20 est arr 9 tée par des vis de butée 24, dont on peut régler la position depuis l'exté- rieur, par exemple à partir d'un bouton ou d'une molette 25. Cette disposition présente le double avan- tage suivant: d'une part, on peut régler avec précision la posi- tion de la lèvre mobile 20, c'est-à-dire la largeur de 1 ' interstice 31 séparant les deux becs 18 et 19, jusqu'à ame- ner à une valeur très faible l'épaisseur du-rideau d'eau 7 ( on peut descendre par exemple jusqu'à une quarantaine de microns); d'autre part, la répartition de la contre-pression dans la chambre 21 sur toute la longueur de la lèvre mobile 20, garantit au rideau d'eau 7 une épaisseur rigoureusement constante sur toute sa longueur, même si cette épaisseur doit être très faible, (épaisseur 31 fig 6). L'injecteur 6 selon l'invention (figures 5 et 6) peut 9 tre également utilisé sur des machines du type illustré sur les figures 2 et 3. Dans le cas de la figure 2, c'est une toile per- forée sans fin 26, tournant entre deux rouleaux 27 -, qui presse la nappe fibreuse 3 sur une longueur 28 contre la toile de support 1 o Dans ce cas, à l'intérieur de la toi- le perforée 26, et entre les rouleaux extrêmes 27, on place c 8 te à côte plusieurs injecteurs 6, par exemple qua- tre. Dans la machine illustrée sur la figure 3, la nappe à traiter 3 circule autour du cylindre perforé 4, contre la périphérie duquel elle est pressée par une toile sans fin 29, qui l'y applique suivant un angle au centre éventuellement supérieur à 180 Ainsi, plusieurs injec- teurs 6 sont répartis le long de la périphérie interne du oy- lindre 4 ( quatre dans le cas de la figure 3)L 4 toile sans fin 29 circule autour de plusieurs rouleaux 30 à axe fixe, pour maintenir la nappe non tissée 3 contre le cylindre 4 On comprend qu'il suffise de reltcher la pres- sion hydraulique dans la chambre 21, pour que le bec mobile 19 se trouve soudain écarté du bec fixe 18, ce qui permet d'évacuer automatiquement d'éventuelles impuretés présentes dans la chambre 22 Aussitôt après cette évacuation, on rétablit la contre-pression dans la chambre 21, et -le bec mobile 19 revient en butée sur les vis 24 Cette opération d'auto-nettoyage présente l'avantage de pouvoir Otre effec- tuée en marche, pendant le fonctionnement de la machine La compensation hydraulique des pressions entre les chambres 21 et 22 permet d'utiliser dans la chambre d' alimentation 1, une pression d'eau pouvant atteindre jusqu' à 70 bars, sans déformer notablement la lèvre mobile 20 et le bec mobile 19 * Cela permet de fournir un rideau d'eau 7 à haute énergie cinétique, capable de perforer une nappe 3, dont les fibres possèdent entre elles une cohésion interne élevée o Cela permet notamment de traiter des nappes fibreu- ses 3 obtenues par voie sèche. Blen entendu, un injecteur 6 selon l'invention peut sans inconvénient 8 tre alimenté à une pression plus fai- ble, si bien qu'il peut fonctionner de façon universelle dans une gamme de pression comprise entre 5 et 70 bars. De m 9 me, divers joints d'étanchéité 32 peuvent 9 tre prévus entre la lèvre mobile 20 et la partie fixe de 1 l injecteur 6. Enfin le mot "eau" a été utilis 6 tout au long du texte de façon non limitative étant entendu que ce mot est utilisé par les professionnels comme synonyme de "liqui- de" t et pourrait désigner tout type de liquide. Finalement la chambre de contre-pression 21 peut Itre fractionnée en plusieurs vérins répartis sur 1 ' arrière de la lèvre mobile 20 o 1 Dispositif pqptr pratiquer des motifs en creux ou en reliefs sur une nappe ( 3) de fibres non tissées, comprenantunue toile de support ( 1) qui avance avec la nappe de fibres ( 3) contre un cylinire tournant perforé ( 4) on une bande perforée sans fin ( 2-6) dont iintér-ieur comporte un injecteur d'eau fixe ( 26), owîenté transversalement Pour Ireojeter un rîdeau dveau à twav 7 ers les parforations ( 5) du- cylindre ( 4 > ou de la bande ( 26) c en direction de la nappe de f:lbres ( 3), et aetrs au ce que 1 ' i Lnjecteur hydrauli- que ( 6 >Y comnporte,d'une part une chambre ( 1 U) dîrrîvée dl eau à haute pression qui wefoule leeaut entre les deux becs ( 18) et ( 19) définissant un rideau dteau trabsversal ( 7) à. ozien; tieïn oblique par rapport a% la nappe deé fibees (j) et dfaitîre 'Part une chambre ( 12) pour leaspiration de l'eau rfléchie, susceptible de w-4 aspirer le trop-plein de V'eau :Irestée ou renvoyée à I"intérieur du I Cylindre ( 4) ou de la bande, ( 26 Y Jeo 2, Bispes:ktif suivantla revendioe ilon 1 caraecîIrr 5 sê en ce que les deux becs transversaux, S Ittués de part et d'autre du rideau d'eau (-7 > O ja'$,s définiissent sont constitu 4 S i la prenmiar par un bec fixe ( 18 >Bollidaire- de l'rin Secteur ( 6) 9 le second par un bec ( 19 > 9, mobile dans le sens ( 23 r Y perpendî ulaire au rideau d'e-eu ( 7 >, sous l'-action de moyens de réglage quî défirnissent l'interstice ( 31 > entre les deux becs c'est-à-dire leépaisseur du ri- deaut d'eau O 3-Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé e N ce que les moyens agissant sur le bec mobile ( 19) sont; constitués par une chambre de centre-pression ( 21 > alimentée Par de l'eau sono pression, et dont l' action tend a repousser le bec mobile ( 19) vers le bec fixe ( 18), ce qui z 3.5 d'une part rapousse uniformément la Lace orrïère du bec mobile ( 19) en direction du bec fixe ( 18) pour définir avec précision la le rgeur ( 31 > constante de l'interstice en- tre les deux becs ( 18) et ( 19),9 largeur ( 31) dont dépend l'épaisseur du rideau d'eau ( 7); d'autre part, permet dtobtenir un nettoyage auto- matique de l'injecteur, mime pendant le fonctionnement de la machine, par simple relâchement de la contre-pression dans la chambre arrière ( 21)'O 4 Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que t pendant le bref instant de l'auto- nettoyage t la pression dans la chambre dvarrivée d 9 eau ( 11) écarte du bec fixe ( 18 l) le bec mobile ( 19), ce qui accroit provisoirement la largeur ( 31) de l'interstice et permet l'évacuation automatique d'éventuelles impaetés O Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce queil com- porte des butées à vis ( 24) réglables depuis l'extérieur par une commande ( 25), pour servir de butées à la lèvre mo- bile ( 20) que repousse la contre-pression dans la chambre arrière ( 21). 6 Dispositif suivant l'une qael nque des revendications précédentes, caractérisé on ce qu'il com- porte des joints d'étancbhéité ( 32) entre la lèvre mobile- ( 20) et les parties fixes de l'injecteur ( 6). 7 Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la-. largeur réglable ( 31) de l'interstice entre les deux becs ( 18) et ( 19) peut descendre jusqu'à quarante miceonso 8 Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisés en ce que la pres- sion d'eau dans sa chambre d'arrivée ( 11) est comprise en- tre O et 70 bars, 3 o