Brevet FR2537886A1 — publié le 19840622

L'invention se rapporte à un nouveau procédé de fa- brication de masques respiratoires en particulier. On sait que ces masques sont obtenus par formage après découpage d'un matelas de fibres non-tissées légé- rement feutrées. Il est bien connu que la difficulté réside dans l'homogénéité du matelas, afin que tous les masques en provenant, aient les mêmes qualités filtrantes. C'est qu'en effet ces matelas sont formés par su- perposition de lits, faits de voiles de fibres que l'on entremêle dans un appareil mélangeur appelé Rando-Weber. On constate néanmoins que les fibres ont tendance à glisser les unes sur les autres provoquant ainsi des "clairs" donc des zones de filtration médiocre ou mauvai- se, zones qui ont tendance à s'accentuer lors du-formage. Pour remédier à ce défaut, on lie parfois les fi- bres au moyen d'un liant thermodurcissable ce qui a l'in- convénient d'augmenter non seulement le prix de revient, mais surtout la perte de charge. L'invention vise donc un procédé de fabrication d'éléments filtrants ou de masques respiratoires, se révé- lant avoir un pouvoir filtrant constant d'au moins 88 % et même plus dans les tests réalisés selon la norme AFNOR (N.76 101 de mai 1975 et N 76 201 d'octobre 1975)-. Enfin, le découpage traditionnel du matelas con- duit à des pertes de matière importantes (jusqu'à 200 à 300 %). Le procédé selon l'invention les-évite totalement. D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description et des revendications qui suivent, faites en regard des dessins sur lesquels Za figure 1 est un schéma se rapportant à l'ins- tallation permettant d'obtenir la nappe composite utili- sée selon l'invention, - Za figure 2 est un schéma montrant la prépara- 2 2537886 tion des flocons et la formation du masque les figures 3 et 4 se rapportent à cette for- mation. D'une manière classique on prépare un voile cardé et aiguilleté de fibres PV (par exemple vinyliques comme du "Rhovyl") de 3 dtx ou de polyester de 1 dtx ou de n'importe quelle fibre polyamided'une épaisseur de 100 g/m 2 et que l'on met en bobine. On place en vrac dans une trémie T des fibres sèches (PP) de polypropylene de moins de 5 microns. Sur le transporteur à bande (TA) continue on déroule la nappe (PV) et on la fait passer sous la trémie qui débite 800 g/m 2 de ce polypropylene (PP). Cet ensemble est introduit dans le Rando-Weber (RW) qui, comme on le sait, comporte un tambour à peignes (TR) qui a pour mission de mélanger les fibres et un tam- bour perforé (TP) dont l'intérieur est maintenu en dépres- sion et sur le pourtour duquel vient se constituer le voile après mélange des constituants. On peut également placer sur la nappe (PV), avant son passage sous la trémie, une nappe de fibres syn- thétiques ou minérales (par exemple, verre, polyamide) linéaires (FV) de 150 g/m 2 constituée par des fibres de moins de 2 microns et de préférence de 0,3 micron. Ces fibres linéaires pourraient également être ajoutées au polypropylene dans la trémie. Le Demandeur a observé qu'il était nécessaire de donner un réglage particulier au Rando-Weber, correspon- dant à un maximum d'efficacité du mélange et par voie de conséquence, à un pouvoir filtrant optimal. Ce réglage correspond aux données suivantes: vitesse d'entrée de la nappe complexe 0,40 m/minute, réglage de la barre d'entrée (NB 1)(nose bar) 0,3 mm, vitesse du tambour à peignes (TR) 2800 t/minute, 1/2 régime des deux ventilateurs (VL 1-VL 2) 3 - assurant l'aspiration dans le tambour perforé (TP), vitesse de sortie 3,6 m/minute (transporteur TB). On obtient ainsi un voile complexe Vi de 250 g/m 2. Avec les appareillages classiques, ce voile Vi à une largeur de 1,03 m. Pour les besoins de la seconde opération,-en vue d'obtenir des masques, on découpe ce voile Vi en bandes d'environ 18 cm au moyen de couteaux (non représentés) situés entre le tapis de sortie TB et les bobines d'en- roulement BV. La figure 2 montre l'appareillage d'une instal- lation de mise en pratique du procédé selon l'invention, et nécessaire à la préparation des flocons et à la for- mation d'élément filtrant, ici un masque Cet appareil- lage comprend un dispositif de déroulement d'une bobine BV sur laquelle a été enroulée une bande du voile Vi et une déchiqueteuse DC du type dit "Lickerin", dans laquel- le la bande portée par le tapis TE entre par une entrée limitée par une barre (NB 2) (nose bar). Le peigne de la déchiqueteuse DC tourne très vite ( 3000 T/m) et met en flocons ou en-charpie le voile Vi,- flocons qui sont entraînés dans une manche à air MA-par une machine de compresson d'air MC (compresseur, ventila- teur, surpresseur, soufflerie) La longueur de la tubu- lure ou manche à air MA est calculée pour que le flux (air + flocons) passe de l'état turbulent à la sortie de la déchiqueteuse, à l'état laminaire à l'extrémité infé- rieure de cette tubulure. Au-dessous de celle-ci se trouve une table TL per- cée d'un orifice OT auquel aboutit une tubulure inférieure TU dont l'autre extrémité est solidaire de l'aspiration d'une machine tournante (AS) destinée à créer une dépres- sion dans cette tubulure. Cet orifice OT est coiffé par une grille GR (voir figures 3 et 4) conformée selon le profil, ici du masque à obtenir et placée sous la tubulure MA dont la partie Infé- rieure MA 2 coulisse télescopiquement par rapport à la par- tie supérieure M Al de cette manche MA. Le formage de l'élément filtrant (masque) s'ef- fectue de la mlanière suivante. On pose sur la grille GR par exemple la coquille intérieure Ci en textile tissé ou-non tissé, qui repose par sa périphérie C Pl sur la table TL. On applique sur cette périphérie l'extrémité MB de MA 2 de manière à ce que cette périphérie reste libre de flocons Ceux-ci pulsés par l'air venant de MC se dépo- sent d'une manière uniforme-sur la partie convexe de la coquille Ci Au fur et à mesure que ce dépôt s'épaissit, la perte de charge dans la tubulure inférieure TU, augmente. Un dispositif de mesure (par-exemple une sonde ST) évalue la pression résultante et par conséquent cette perte de charge en TU, On place à l'intérieur de cette tubulure TU un dispositif de réglage de l'aspiration RA par exemple des volets commandés par une ou plusieurs électro-vannes (non représentées). Il est aisé de comprendre que la sonde ST peut déclencher un dispositif servo-moteur (relais par exemple) au moment o elle enregistre une perte de charge prédétermi- née, lequel dispositif servo-moteur peut actionner à son tour les organes de manoeuvre (par exemple électro-vannes) des volets du dispositif de réglage RA, voire ouvrir le circuit d'alimentation des moteurs des machines AS et MC. On voit que de cette manière on peut régler l'épaisseur du matelas MD formé par le dé pôt des flocons sur la coquille Ci, et que par voie de conséquence, tous les masques formés produisent la même perte de charge, et 4 - sont contrôlés en cours de fabrication. Le dispositif servo-moteur peut également action- ner un vérin remontant automatiquement la partie MA 2 de la tubulure MA pour dégager lraccès au masque en cours de fabrication. On peut alors poser la coquille extérieure Ce et assembler les deux coquilles par des moyens traditionnels, en observant néanmoins que la périphérie C Pl ayant été protégée de la chute des flocons en est pratiquement ex- empte de ceux-ci ce qui facilite grandement la soudure, si ce mode d'assemblage est choisi. On constate que selon ce procédé il n'y a plus aucune perte de matière, puisqu'il n'y a plus de découpa- ge. On peut évidemment envisager d'utiliser une table tournante dite "résolver" comportant une pluralité de postes, tels par exemple, un poste d'approvisionnement en coquille inférieure: un poste de formage du matelas isolant, un poste de pose de la coquille extérieure, et un poste de soudure. Les masques réalisés selon le procédé objet de l'invention ont un pouvoir filtrant bien supérieur aux masques traditionnels dans lesquels le matelas filtrant est une nappe feutrée. La raison tient essentiellement au fait que la couche filtrante n'est pas compressée ou compactée comme c'est le cas avec de telle nappe feutrée. Par ailleurs, le processus de formation permet d'incorporer aux flocons des charges minérales, comme du charbon actif sans connaître les inconvénients d'une ma- nipulation salissante à l'air libre, sous condition de couper le flux dans la manche MA avant le relèvement de MA 2. L'invention n'est pas limitée à la fabrication de masque respiratoire, il est aisé de comprendre que l'on 6 - peut utiliser une grille et des coquilles ayant d'autres formes que celle d'un groins et qu'il est donc possible de faire des éléments filtrants industriels. 7 - REVENDICATIONS 1. Elément filtrant ou masque respiratoire com- portant deux coquilles préformées (Ci et Ce) en matière textile tissée ou non-tissée et un lit de matériau fil- trant (MD) enfermé entre ces deux coquilles, caractérisé en ce que ce lit (MD) est constitué par juxtaposition sans cohésion entre eux de flocons obtenus par déchique- tage d'une nappe de fibres de textile naturel, artificiel ou synthétique, non-tissées. 2 -Procédé d'obtention d'un élément filtrant ou un masque respiratoire selon la revendication 1, carac- térisé en ce qu'on place l'une des coquilles (Ci ou Ce) au-dessus de l'orifice d'une manche (TU) à air dans. laquelle on produit une-dépression contrôlée, que l'on dépose les flocons sur cette coquille à l'aide d'une goulotte (MA) dont l'extrémité inférieure (MB) applique sur la périphérie de ladite coquille (Ci), que l'on met en place l'autre coquille et qu'ensuite on procède d'une manière classique à l'assemblage des coquilles par exem- ple par soudure. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les flocons sont à l'intérieur de la goulotte (MA) portés par un flux d'air pulsé sous pression cons- tante. 4 Procédé selon l'une des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que les flocons sont obtenus par déchiquetage de nappes de fibres non-tissées, consti- tuées par un mélange de fibres ondulées ou frisées et de fibres rectilignes. 5 Procédé selon l'une des revendications pré- cédentes dans laquelle la nappe est déchiquetée pour constituer les flocons, caractérisé en ce que cette nappe comporte en mélange des fibres ondulées ou frisées (PP). et de fibres dites "linéaires" (FV). 6 Procédé selon la revendication 5, caractérisé 8 2537886 en ce que les fibres ondulées (PP) sont en polypropylène de diamètre d'au moins 5 microns. 7. Procédé selon la revendication 5, caractéri- sé en ce que les fibres (FV) dites "linéaires" sont de diamètre voisin de 0,3 microns. 8. Procédé sélon la revendication 7, caractéri- sé en ce que ces fibres l inéaires sont des polyamides ou minérales. 9.-Procédé selon l'une des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que sur un voile de base de fibres cardées et aiguilletées vinyliques (PV) de 3 dtex ayant une épaisseur correspondant à 100 g/m 2 on dépose 800 g/m 2 de polypropylène (PP) et 150 g/m 2 de fibres "linéaires" (FL). 10 Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la nappe résultante est introduite dans un mé- langeur à peigne (Rando-Weber par exemple) (RW), cet appareil étant réglé pour que la nappe composite formée sorte sous une épaisseur correspondant à 120 g/m 2 répartis sur 1,03 m de large. 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'on découpe cette nappe composite en bandes d'environ 18 cm de large. 12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que chacune de ces bandes est introduite dans une déchiqueteuse (DC) à peigne (par exemple Lickerin) tour- nant très vite, les flocons obtenus étant éjectés par la force centrifuge, d'une part, et par pression de l'air produit par un dispositif de compression (MC) comme un-' ventilateur. 13. Installation pour la mise en oeuvre du procé- dé.selon l'une des revendications 2 à 12 précédentes en vue'de'llobtention d'un élément filtrant ou-masque respi- ratoire selon la revendication 1, caractérisée en ce que. le poste de formage du lit filtrant (MD) comporte une tu- 9 - bulure verticale (TU) reliée à l'aspiration d'une machine tournante (AS) comme un ventilateur, une grille (GR) épousant la forme de l'une des coquilles (Ci ou Ce) et pla- cée à l'orifice supérieur (OT) de ladite tubulure (TU), une manche à air constituée par une seconde tubulure ver- ticale (MA) servant de goulotte pour l'amenée des flo- cons, la partie inférieure (MB) de cette seconde tubulure appliquant contre la périphérie de la coquille intérieure (Ci), une fois qu'elle est posée sur la grille (GR), de manière à canaliser les flocons pour qu'ils se déposent sur cette coquille à l'exclusion de cette périphérie. 14. Installation selon la revendication 13, ca- ractérisée en ce que la seconde tubulure (MA) est en au moins deux tronçons, le tronçon inférieur (MA 2) pouvant être relevé pour dégager la coquille inférieure (Ci) char- gée de son lit de flocons (MD). 15. Installation selon la revendication 13, ca- ractérisée en ce que la seconde tubulure verticale (MA) est reliée à une machine de compression d'air (MC) comme un ventilateur, 16. Installation selon la revendication 15, oa- ractérisée en ce qu'elle comprend un poste de préparation des flocons comprenant une déchiqueteuse (DC) déversant ces flocons dans la partie haute de la seconde tubulure (MA), sous pression d'un flux d'air produit par une ma- chine de compression (MC) (ventilateur par exemple). 17. Installation selon l'une des revendications 13-à 16 précédentes, caractérisée en ce qu'immédiatement au-dessous de la grille (GR), est placée à l'intérieur de la première tubulure (TU) l'entrée d'un dispositif mesu- reur de pression (ST), (sonde par exemple). 18. Installation selon la revendication 17, ca- ractérisée en ce que ce dispositif mesureur de pression (ST) peut agir sur des moyens (RA) réglant, soit le débit du flux d'air sous pression, soit le débit du flux d'air - en dépression, soit les deux débits par l'intermédiaire d'un relais prétaré. 19. Installation selon la revendication 18, ca- ractérisée en ce que ces moyens de réglage (RA) sont des électro-vannes. 20. Installation selon l'une des revendications 17 à 193 caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens d'obtention d'une nappe initiale comportant un mélangeur (Rando=eber par exemple) des moyens de découpage de cet- te nappe en bandes et des moyens de déchiquetage de ces bandes, des moyens pulsant les flocons obtenus par l e dé- chiquetage de ces bandes, des moyens (MC) produisant de l'air sous pression transportant ces flocons dans une tu- bulure (MA), une grille (GR) conformée pour servir de sup- port de l'une des coquilles (Ci ou Ce) piacée à l'orifice supérieur (OT) d'une tubulure (TU) reliée à un dispositif d'aspiration (AS), des moyens susceptibles d'arrêter ou modifier l'écoulement de l'air sous pression et de l'air aspire, une sonde pressiomètrique (ST) placée au-dessous de la grille (GR) dans la canalisation d'aspiration (TU), et des moyens transformant les signaux reçus par la sonde, en signaux d'actionnement de ces moyens modificateurs (RA) de l'écoulement de l'air.