Brevet FR2858985A1 — publié le 20050225

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un non-tissé et, plus précisément, un procédé continu de formation d'un non-tissé à partir de filaments étirés par calandrage. La figure 1 représente un exemple de non-tissé 1 ayant de façon générale des brins 11 de fibres qui s'étendent longitudinalement, si bien que la force de liaison en direction transversale est insuffisante. Bien que le non-tissé 1 puisse subir des forces longitudinales de traction et possède une grande résistance à la traction en direction longitudinale, il peut se déchirer ou se rompre lorsqu'il est soumis à des forces de traction transversales. Pour la solution de ce problème, la technique antérieure a suggéré un appareil et un procédé selon lesquels un jet 32 d'air est placé près de brins 31 de fibres qui sont extrudés par une filière 2 afin qu'il s'écoule à une vitesse supérieure à la vitesse d'extrusion des brins de fibres 31 (voir figure 2). Le jet d'air 32 provoque un pivotement aléatoire des brins 31 si bien que ceux-ci fléchissent et s'imbriquent mutuellement et augmentent ainsi la force de liaison existant entre les brins de fibres 31. Cependant, bien que la vitesse d'écoulement de l'air du jet 32 doive être supérieure à celle des brins 31 afin que ceux-ci soient courbés et tordus, le débit ne peut pas être élevé. Dans le cas contraire, le jet d'air rectiligne crée une force de traction qui tire les brins 31 vers le bas et qui a un effet nuisible sur la torsion ou la flexion des brins 31. En outre, comme la vitesse d'extrusion des brins 31 varie avec le matériau, il est difficile de régler avec précision la vitesse du jet d'air du jet 32 et celle des brins 31. On sait déjà étirer des brins ou filaments de fibres sortant d'une filière par un procédé de calandrage provo-quant un alignement des molécules des brins ou filaments et augmentant leur résistance à la traction. Cependant, les brins ou filaments, lorsqu'ils ont subi le calandrage, sont habituellement enroulés par un rouleau de bobinage plutôt que mis directement sous forme d'un non-tissé sur une courroie à grille, car les filaments ou fibres enroulés n'ont 2858985 2 pas de propriétés d'adhérence permettant leur liaison. Les fibres ou filaments enroulés sont alors soumis à des opérations suivantes, telles que la découpe et la mise en forme avec un liant ou le tissage ou le tricotage qui donne un tissu ou un tricot. En d'autres termes, le procédé classique de production d'un non-tissé n'est pas continu lorsque les fibres ou filaments sortant d'une filière subissent un étirage dans un appareil de calandrage. Le procédé discontinu indiqué est fastidieux et prend beaucoup de temps. Son débit de production est en outre faible. L'invention a donc pour objet la mise à disposition d'un procédé continu rentable dans lequel des fibres ou filaments sortant d'une filière sont calandrés et étirés puis mis directement sous forme d'un non-tissé sur une courroie à grille. Dans un premier aspect, l'invention concerne un procédé de production d'un non-tissé qui comprend: l'extrusion d'une résine capable de former des fibres par une filière pour la formation de filaments, le passage des filaments dans un dispositif de refroidissement, le passage des filaments dans un ensemble de premiers rouleaux après l'étape, le passage des filaments dans un dispositif de chauffage après l'étape, l'étirage des filaments par passage des filaments dans un ensemble de seconds rouleaux après l'étape, les seconds rouleaux travaillant à une vitesse supérieure à celle des premiers rouleaux, et la mise des filaments sous forme du nontissé sur une courroie transporteuse à grille qui avance dans la direction longitudinale. Dans un autre aspect, l'invention concerne un appareil de fabrication d'un non-tissé qui comprend une filière ayant plusieurs trous d'extrusion destinés à former et extruder des filaments, un dispositif de refroidissement placé en aval de la filière et destiné à refroidir les filaments qui sortent de la filière, un ensemble de premiers rouleaux placé en aval du dispositif de refroidissement pour que les filaments provenant de la filière soient étirés, un dispositif de chauffage placé en aval des premiers rouleaux pour le réchauffage des filaments, un ensemble de seconds 2858985 3 rouleaux placé en aval du dispositif de chauffage et destiné à provoquer un étirage supplémentaire des filaments provenant des premiers rouleaux, les seconds rouleaux travaillant à une vitesse supérieure à celle des premiers rouleaux, et une courroie transporteuse à grille placée en aval du dispositif à jets d'air de traction pour la mise en forme et l'avance des filaments en direction longitudinale. Les seconds rouleaux travaillent à une vitesse supérieure à celle des premiers rouleaux. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue en perspective d'un exemple de 15 non-tissé connu; la figure 2 est une vue en perspective illustrant un procédé connu de production d'un non-tissé ; la figure 3 est une vue schématique d'un appareil de fabrication d'un non-tissé selon l'invention, vu en direc-20 tion transversale à une courroie à grille; la figure 4 est une vue schématique de l'appareil selon l'invention, dans la direction longitudinale de la courroie à grille; la figure 5 est une vue partielle en perspective de l'appareil selon l'invention représentant un dispositif de création de jets d'air pivotants ayant plusieurs déflecteurs basculants; la figure 6 est une vue schématique représentant des filaments ayant des motifs sinueux selon l'invention, qui se 30 recouvrent et sont imbriqués; et la figure 7 est une vue schématique d'une autre réalisation d'appareil selon l'invention. On se réfère maintenant aux figures 3, 4 et 5 pour la description d'un procédé de production d'un non-tissé selon l'invention réalisé dans un appareil A qui comporte une filière 4, un ensemble de premiers rouleaux 511, un dispo- sitif de refroidissement 52, un dispositif de chauffage 53, un ensemble de seconds rouleaux 512, un dispositif 6 de 2858985 4 projection de jets d'air de traction, un dispositif 7 de projection de jets d'air pivotants, et une courroie transporteuse à grille 8. La filière 4 a plusieurs trous 41 d'extrusion destinés 5 à former et extruder des filaments 91. Le dispositif 52 de refroidissement est placé en aval de la filière 4 pour la production d'air de refroidissement des filaments 91 qui sortent de la filière 4. Les premiers rouleaux 511 sont placés en aval du 10 dispositif 52 de refroidissement afin qu'ils tirent les filaments 91 provenant de la filière 4. Le dispositif 53 de chauffage est placé en aval des premiers rouleaux 511 afin qu'il produise de l'air chaud de réchauffage des filaments 91 sortant des premiers rouleaux 511. Les seconds rouleaux 512 sont placés en aval du dispositif de chauffage 53 afin qu'ils étirent les filaments 91 provenant des premiers rouleaux 511. La vitesse de rotation des seconds rouleaux 512 est supérieure à celle des premiers rouleaux 511. Le dispositif 6 formant les jets d'air de traction est placé en aval des seconds rouleaux 512 et comporte des buses 62 destinées à produire des courants d'air 63 dirigés vers la courroie transporteuse 8, et des courants d'air à haute pression 63 qui circulent vers le bas au-dessous des seconds rouleaux 512 et des deux côtés de ceux-ci, provenant des unités opposées à buses d'air 62 destinées à tirer les filaments 91 vers le bas. Le dispositif 7 à jets d'air pivotants est placé en aval du dispositif 6 à jets d'air de traction et en amont de la courroie transporteuse 8 et comporte une paire d'unités 71 à buses opposées placées respectivement sous les buses 62 du dispositif 6 formant les jets d'air de traction et comprenant chacune une sortie 711 de buse qui débouche vers le bas. Plusieurs déflecteurs basculants 72 sont placés à la sortie 711 de chaque unité à buses 71 et forment une ligne en direction transversale à la direction longitudinale de la courroie transporteuse 8. Les déflecteurs 72 basculent 2858985 5 transversalement sous la commande d'un dispositif tel qu'un moteur (non représenté) pour la production de courants d'air pivotants 73 (voir figure 4). La courroie transporteuse 8 est placée en aval des dispositifs 6, 7 de création des jets d'air de traction et pivotants pour la formation et l'avance des filaments 91 en direction longitudinale. La courroie transporteuse 8 a une face 81 de support tournée vers la filière 4 et s'étendant horizontalement. Lorsque les déflecteurs 72 sont commandés afin qu'ils se déplacent alternativement, des courants d'air pivotants 73 sont produits comme indiqué sur la figure 4. Les courants d'air pivotants 73 provoquent un basculement alternatif des filaments 91 en direction transversale, transversalement à la direction longitudinale de la courroie transporteuse 8, si bien que les filaments 91 sont mis sous forme de motifs ondulés 912 qui se recouvrent et s'imbriquent comme indiqué. sur la figure 6. Le procédé continu selon l'invention est exécuté de la manière suivante. D'abord, une résine apte à former des fibres, par exemple du polypropylène ou du polyéthylène, est fondue et extrudée par les trous 41 d'extrusion de la filière 4 pour la production des filaments 91. Ceux-ci sont refroidis par le dispositif 52 de refroidissement puis transmis entre les premiers et seconds rouleaux 511, 512 et dans le dispositif de chauffage 53. Ce dernier réchauffe les filaments 91. Comme la vitesse de rotation des seconds rouleaux 512 est supérieure à celle des premiers rouleaux 511, les filaments chauffés 91 sont étirés afin que les molécules des filaments 91 soient alignées, la résistance à la traction des filaments 91 étant ainsi accrue. Après que les filaments étirés 91 sont passés dans le dispositif 6 à jets d'air de traction, ils sont tirés vers le bas par les courants d'air 63. Les filaments 91 qui descendent sont soufflés par les courants d'air pivotants 73 produits par le dispositif à jets d'air pivotants 7 si bien que les filaments 19 se déplacent alternativement pour 2858985 6 former les motifs ondulés 912 qui se recouvrent et s'imbriquent en direction transversale. Enfin, les filaments descendants 91 sont mis en forme à la surface 81 de support de la courroie transporteuse 8 en forme de grille et avancent longitudinalement sous l'action de la courroie transporteuse 8. Comme l'indique la figure 6, les motifs ondulés 912.des filaments 91 sont imbriqués et superposés et forment ainsi un non-tissé 9 qui non seulement résiste aux forces longitudinales de traction mais aussi possède une résistance élevée de liaison en direction transversale. On se réfère à la figure 7; plusieurs appareils, plus précisément deux appareils A, un appareil B et un appareil C, sont disposés en série dans une direction longitudinale d'une courroie transporteuse commune 8 pour la fabrication d'un non-tissé (non représenté). L'appareil B est placé entre les appareils A et diffère de l'appareil A en ce que l'appareil B n'a pas des premiers et seconds rouleaux 511, 512, le dispositif de refroidissement 52 et le dispositif de chauffage 53. L'appareil C diffère de l'appareil A en ce que l'appareil C n'a que la filière 4 et le dispositif 6 de projection des jets d'air de traction. Le non-tissé produit comporte quatre couches de fibres qui sont superposées. Comme décrit précédemment, selon l'invention, la vitesse élevée de rotation des seconds rouleaux 512 permet un étirage des filaments 91 qui provoque l'alignement des molécules des filaments 91 avec augmentation de cette manière de la résistance à la traction de ces filaments 91. Les courants d'air pivotants 73 produits par le dispositif 7 provoquent en outre la formation par les filaments 91 de motifs ondulés 912 qui se recouvrent et s'imbriquent avec augmentation de cette manière de la résistance de liaison transversale du non-tissé 9. Ainsi, grâce au procédé et à l'appareil selon l'invention, un non-tissé 9 ayant des résistances à la traction élevées à la fois en directions longitudinale et transversale peut être obtenu. Un réglage précis des vitesses des courants d'air des filaments 91 n'est pas nécessaire selon l'invention. 2858985 7 Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux procédés et appareils qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l'invention. 2858985 8 REVENDICATIONS 1. Procédé de production d'un non-tissé, caractérisé en ce qu'il comprend: a) l'extrusion d'une résine capable de former des 5 fibres par une filière (4) pour la formation de filaments (91), b) le passage des filaments (91) dans un dispositif de refroidissement (52), c) le passage des filaments (91) dans un ensemble de 10 premiers rouleaux (511) après l'étape (b), d) le passage des filaments (91) dans un dispositif de chauffage (53) après l'étape (c), e) l'étirage des filaments (91) par passage des filaments (91) dans un ensemble de seconds rouleaux (512) après l'étape (d), les seconds rouleaux (512) travaillant à une vitesse supérieure à celle des premiers rouleaux (511), et f) la mise des filaments (91) sous forme du non-tissé (9) sur une courroie transporteuse à grille (8) qui avance dans la direction longitudinale. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en outre par l'étirage des filaments (91) à l'aide d'un dispositif (6) à jets d'air de traction avant l'étape (f). 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en outre en ce qu'il comprend l'utilisation d'un dispositif (7) à jets d'air pivotants destiné à faire basculer les filaments (91) alternativement en aval du dispositif (6) à jets d'air de traction, en amont de la courroie transporteuse (8) et en direction transversale à la direction longitudinale si bien que les filaments (91) sont mis sous forme de motifs ondulés (912) qui se recouvrent et s'imbriquent en direction transversale. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif (7) à jets d'air pivotants est utilisé pour la production de courants d'air pivotants (73) destinés à souffler les filaments (91), le dispositif (7) à jets d'air pivotants ayant plusieurs déflecteurs basculants (72). 5. Appareil de fabrication d'un non-tissé, caractérisé par: 2858985 9 une filière (4) ayant plusieurs trous d'extrusion (41) destinés à former et extruder des filaments (91), un dispositif de refroidissement (52) placé en aval de la filière (4) et destiné à refroidir les filaments (91) qui sortent de la filière (4), un ensemble de premiers rouleaux (511) placé en aval du dispositif de refroidissement (52) pour que les filaments (91) provenant de la filière (4) soient étirés, un dispositif de chauffage (53) placé en aval des. 10 premiers rouleaux (511) pour le réchauffage des filaments (91), un ensemble de seconds rouleaux (512) placé en aval du dispositif de chauffage (53) et destiné à provoquer un étirage supplémentaire des filaments (91) provenant des pre- miers rouleaux (511), les seconds rouleaux (512) travaillant à une vitesse supérieure à celle des premiers rouleaux (511), et une courroie transporteuse à grille (8) placée en aval du dispositif (6) à jets d'air de traction pour la mise en forme et l'avance des filaments (91) en direction longitudinale. 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un dispositif (6) à jets d'air de traction placé en aval des seconds rouleaux (512) et destiné à étirer les filaments (91). 7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en outre en ce qu'il comporte un dispositif (7) à jets d'air pivotants placés en aval du dispositif (6) à jets d'air de traction et en amont de la courroie transporteuse à grille (8) afin que les filaments (91) soient déplacés alternativement en direction transversale à la direction longitudinale, les filaments (91) étant mis sous forme de motifs ondulés {912) qui se recouvrent et s'imbriquent en direction transversale. 8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif (7) à jets d'air pivotants comprend plusieurs déflecteurs basculants (72) destinés à produire les courants d'air pivotants (73). 2858985 10 9. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif (7) à jets d'air pivotants comprend une sortie de buse (711) et plusieurs déflecteurs basculants (72) placés à la sortie de buse (711), les déflecteurs basculants (72) étant disposés en ligne en direction transversale à la direction longitudinale.