Brevet FR2815646A1 — publié le 20020426

La présente invention se rapporte aux installations de production d'une nappe non tissée désignée couramment sous le nom générique de"spunbond"et qui est formée par des filaments synthétiques continus. On connaît déjà une installation de production d'une nappe non tissée qui comprend successivement, de haut en bas, un générateur d'un rideau de filaments, un dispositif à fente d'étirage des filaments du rideau, un diffuseur définissant pour les filaments étirés un passage de section, suivant l'épaisseur du rideau, jamais décroissante et un convoyeur de réception des filaments sortant du diffuseur. Le générateur d'un rideau de filaments comporte le plus souvent une extrudeuse destinée à extruder un polymère organique fondu dans une filière percée de multiple trous de manière à former un rideau de filaments et en-dessous de la filière un dispositif de refroidissement du rideau de filaments. Le dispositif à fente d'étirage des filaments du rideau comporte généralement des parois latérales opposées et des parois d'extrémité opposées définissant une fente d'entrée oblongue de réception des filaments ainsi qu'une fente oblongue de sortie de laquelle les filaments sortent. Un passage en forme de fente s'étend entre l'entrée et la sortie et les filaments y passent en étant étirés grâce à l'introduction d'un courant d'air dans le passage en forme de fente qui est suffisant pour étirer les filaments. En dessous de ce dispositif à fente d'étirage des filaments du rideau se trouve le diffuseur qui est destiné à élargir le rideau qui y entre. La nappe qui se forme ainsi sur le convoyeur de réception se trouvant en dessous du diffuseur est ainsi plus homogène. L'invention vise à améliorer encore l'homogénéité de la nappe, ce qui se traduit également par une amélioration de l'aspect et de la résistance mécanique. Suivant l'invention, le diffuseur est monté à distance de la fente d'étirage et il est prévu un dispositif de séparation par voie électrostatique des filaments les uns des autres, au bas du dispositif à fente d'étirage ou dans le diffuseur. Ce dispositif de séparation par voie électrostatique est notamment monté en haut du diffuseur, par exemple dans les trois quarts les plus hauts et, de préférence, dans le quart le plus haut. En séparant d'une certaine distance le dispositif à fente d'étirage du diffuseur, on ménage un passage régulier d'air sur la longueur du diffuseur, en sorte que la vitesse de l'air dans le diffuseur est bien uniforme dans sa largeur, ce qui évite des variations de vitesse pouvant entraîner une agglomération des filaments préjudiciable à l'uniformité du dépôt des fibres sur le convoyeur. En soumettant les filaments du rideau à l'action du dispositif électrostatique qui a pour effet de créer une répulsion mutuelle des filaments du rideau quelle que soit leur position dans le rideau, on combine l'effet d'uniformisation de la vitesse des filaments créé par le diffuseur et l'effet électrostatique au coeur du rideau. On est sûr ainsi que le rideau est aussi homogène que possible. En outre, en agissant par le dispositif de séparation par voie électrostatique sur les filaments alors qu'ils sont encore bien réunis, soit à la sortie du dispositif à fente d'étirage soit au début du diffuseur, on peut maintenir la tension d'alimentation du dispositif de séparation par voie électrostatique à une valeur relativement basse par exemple comprise entre 10 et 40 kV, ce qui évite la formation d'arcs électriques qui produiraient de graves défauts dans la nappe. La consommation d'électricité de l'installation reste petite. De préférence, le diffuseur est à distance du dispositif à fente d'étirage, notamment à une distance de 3 à 20 mm, avec une préférence de 5 à 13 mm. Cette distance permet d'avoir une entrée d'air latérale de chaque côté du diffuseur par effet venturi, l'air éjecté de la fente d'étirage à grande vitesse (environ 50 à 60 mètres à la seconde) engendrant une forte aspiration à l'entrée du diffuseur. La quantité d'air aspirée par effet venturi est fonction de la vitesse de l'air éjecté par la fente d'étirage) ainsi que de la distance séparant la fente d'étirage du diffuseur. Lorsque le dispositif de séparation par voie électrostatique est situé dans le haut du diffuseur, il est avantageux que la largeur du haut du passage du diffuseur soit très légèrement supérieure par exemple de 2 à 5 mm à celle de la fente d'étirage qui lui fait face, de façon à éviter qu'une partie des filaments sortant de la fente d'étirage touchent les parois du diffuseur ce qui entraînerait l'apparition de nombreux défauts. On a obtenu de bons résultats pour une largeur de la fente d'étirage comprise entre 5 et 15 mm et de manière correspondante une largeur du haut du passage du diffuseur comprise entre 7 et 20 mm. De préférence, il est prévu au moins une ouverture latérale et jusqu'à cinq ouvertures latérales sur l'une des parois ou sur les deux parois du diffuseur. Ces ouvertures, qui s'étendent sur toute la longueur du diffuseur et qui débouchent à l'extérieur, permettent d'équilibrer la pression statique qui s'établit dans le diffuseur, ce qui évite les décollements des veines d'air sur les parois. Ces ouvertures peuvent avoir des largeurs de 3 à 10 mm. Elles empêchent les effets de bord et permettent d'uniformiser le profil de vitesse à la sortie du diffuseur, ce qui se traduit par une meilleure répartition des fibres sur le convoyeur. Suivant un mode de réalisation, le diffuseur est constitué de deux plaques divergentes, l'angle entre les deux plaques étant compris entre 30 et 300 et, de préférence entre 30 et 100, et pouvant être réglé de manière à optimiser le ralentissement de l'air dans le diffuseur et la vitesse de l'air éjecté du diffuseur avant la dépose des filaments sur le convoyeur. Cela permet d'ajuster la vitesse en fonction des caractéristiques du produit fabriqué, du grammage, du titre des filaments et autres. On a obtenu de bons résultats avec un diffuseur d'une longueur comprise entre 100 et 600 mm alors que la distance entre le bas du diffuseur et le convoyeur est comprise entre 50 et 500 mm. Le dispositif de séparation électrostatique comporte des aiguilles qui, de préférence, sont en retrait du passage défini dans le diffuseur, par exemple d'un mm environ par rapport à la surface de la paroi, de façon à empêcher que des filaments ne viennent s'agglomérer aux aiguilles pendant la phase de démarrage de l'installation. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple : La figure 1 est une vue en perspective d'une installation suivant l'invention, La figure 2 est une vue en coupe du diffuseur et, La figure 3 est une vue en coupe à plus grande échelle de la partie supérieure du diffuseur de la figure 2. L'installation comprend une extrudeuse 1 alimentée en polymère synthétique et une filière 2 permettant de former un rideau de filaments 3. La filière est constituée d'une plaque comprenant une multitude de trous ayant un diamètre qui dépend des filaments extrudés. Ces trous sont répartis sur une pluralité de rangées parallèles. Il y a par exemple 18 rangées sur une largeur de filière de 140 mm. A la sortie, c'est-à-dire juste en dessous de la filière 2, est disposé un ensemble de refroidissement 4 permettant d'abaisser la température des filaments et composés d'une pluralité de zones successives 4a, 4b, 4c ce qui permet de soumettre le rideau de filaments 3 à des flux d'air dont la vitesse et la température peuvent être réglées. La longueur de cette zone de refroidissement peut être de l'ordre de 1200 mm. En aval et donc en dessous de cet ensemble 4 de refroidissements est disposé un dispositif 5 d'étirage à fente F classique. Il est composé de deux parois définissant entre elles un passage en forme de fente F, à l'intérieur de laquelle est injecté de l'air sous pression par exemple sous 0,5 bar. Ce dispositif d'étirage à fente permet d'aspirer le rideau de filaments et de l'entraîner par des veines d'air à grandes vitesses, ce qui étire les filaments. Dans un mode préféré de réalisation, il est prévu après le dispositif 5 à fente d'étirage et au sommet du diffuseur un dispositif de séparation par voie électrostatique des filaments tel qu'il est représenté à la figure 3. Ce dispositif comprend essentiellement deux plaques 8 et 9 en regard, dans l'une desquelles est ménagée un logement de réception d'une barre 10 en un matériau conducteur de l'électricité, barre de laquelle sont issues, en direction de la paroi 8, des aiguilles 11 qui néanmoins ne font pas saillie de la face 12 intérieure de la paroi 9. La paroi 8 et la barre 10 sont reliées à un générateur 13 de courant, en sorte qu'il s'établit un champ électrique entre les aiguilles Il et la paroi 8. En dessous du dispositif 5 à fente d'étirage est monté un diffuseur 6 de 100 à 600 mm de longueur. Ce diffuseur 6 représenté notamment à la figure 2 comporte deux parois 14,15 faisant entre elles un angle de 5 et munie chacune de trois ouvertures 16 s'étendant sur toute la longueur. Le diffuseur 6 est situé à 10 mm du bas du dispositif 5 d'étirage et la largeur d de la fente d'étirage est juste inférieure à la largeur D du haut du passage défini par le diffuseur 6. Dans la paroi 15 du diffuseur 6 est monté le dispositif 17 électrostatique du même type que le dispositif 10, 11, 13 représenté à la figure 3. En dessous du diffuseur 6 se trouve un convoyeur 7 classique distant de 50 à 500 mm du diffuseur. Dans une variante, le séparateur par voie électrostatique est situé au bas du dispositif à fente d'étirage. REVENDICATIONS 1. Installation de production d'une nappe non tissée comprenant, de haut en bas, un générateur (1,2, 4) d'un rideau de filaments (3), un dispositif (5) à fente d'étirage des filaments du rideau, un diffuseur (6) définissant pour les filaments étirés un passage de section, suivant la largeur du rideau, jamais décroissante et un convoyeur (7) de réception des filaments sortant du diffuseur (6), caractérisée en ce que le diffuseur (6) est monté à distance du dispositif (5) à fente d'étirage et il est prévu un dispositif de séparation par voie électrostatique des filaments les uns des autres au bas du dispositif (5) à fente d'étirage ou dans le diffuseur (6). 2. Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la distance entre le diffuseur (6) et le dispositif (5) est de 3 à 20 mm. 3. Installation suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le dispositif (17) de séparation est monté au bas du dispositif (5) à fente d'étirage. 4. Installation suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le dispositif (17) de séparation est monté en haut du diffuseur (6). 5. Installation suivant la revendication 4, caractérisée en ce que le dispositif (17) de séparation est monté dans les trois quarts les plus hauts du diffuseur (6) et de préférence dans le quart le plus haut. 6. Dispositif suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le diffuseur (6) comporte des ouvertures (16) latérales, s'étendant sur toute la longueur. 7. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la largeur (d) de la fente d'étirage est plus petite que la largeur (D) du passage au haut du diffuseur. 8. Installation suivant l'une des revendications 3 à 7, caractérisée en ce que le dispositif de séparation comporte des aiguilles (11) qui sont en retrait du passage défini dans le diffuseur (6).