[0001] La présente invention se rapporte aux nappes non-tissées et à leur procédés et installations
de production.
[0002] Le brevet
US 6,321,425 décrit un procédé de fabrication d'une nappe non-tissées qui consiste à envoyer une
nappe, issue d'une tour spunbond qui comprend normalement successivement de haut en
bas un générateur d'un rideau de filaments, notamment de filaments en matière plastique,
un dispositif alténuateur à fente d'étirage des filaments du rideau un diffuseur et
un convoyeur de réception des filaments, à une calandre qui consolide l'ébauche de
nappe formée, puis à un tambour d'enchevêtrement par jets d'eau. Ce procédé a l'inconvénient
d'altérer l'uniformité de la formation de la nappe et d'orienter les filaments préférentiellement
dans le sens machine par l'étirage qui est appliqué à celle-ci.
[0003] L'invention remédie à cet inconvénient en permettant d'obtenir une nappe non tissée
dont les propriétés sont sensiblement isotropes, c'est-à-dire sensiblement identiques
que ce soit dans le sens machine ou dans le sens travers. Elle permet de ne pas perturber
la dépose des filaments par un convoyeur de grande dimension dont les mailles sont
bouchées par de l'eau et de le protéger de l'action corrosive de l'eau.
[0004] On y parvient par l'invention définie à la revendication 1. Des perfectionnements
apparaissent dans les sous-revendications. Dans l'invention, on peut utiliser un tambour
comportant un corps cylindrique fixe à surface latérale perforée entouré d'un manchon
troué entraîné en rotation par rapport à l'axe du corps cylindrique, et des moyens
destinés à créer une dépression à l'intérieur du corps. Une cloison imperméable à
l'eau subdivise l'intérieur du corps en deux compartiments délimités par la cloison
et par respectivement une première et une seconde partie de la surface latérale et
mis tous deux en dépression par les moyens destinés à en créer.
[0005] Le premier compartiment du tambour permet de faire venir sur le tambour une ébauche
de nappe se trouvant sur un convoyeur associé, sensiblement tangent au tambour en
un point dit de contact (c'est le point où le convoyeur et le tambour sont le plus
près l'un de l'autre sans pour autant se toucher), même si cette ébauche de nappe
est encore peu consolidée, comme c'est le cas lorsqu'il s'agit de la nappe venant
d'une tour spunbound, sans avoir besoin au préalable de calandrer l'ébauche de nappe
ou de lui faire subir d'autres opérations impliquant un étirage qui portent définitivement
atteinte à l'isotropie des propriétés de la nappe non-tissée finalement obtenue.
[0006] De préférence, le premier compartiment débute en regard du point de contact du convoyeur
tangent au tambour et se termine en regard d'un point de la surface latérale en aval,
dans le sens de rotation du manchon, du point de contact. Dès que l'ébauche de nappe
a été ainsi appliquée au tambour par la dépression régnant dans le premier compartiment,
elle est soumise à l'enchevêtrement par jets d'eau.
[0007] Suivant un mode de réalisation, le premier compartiment s'étend sur un secteur cylindrique
du corps défini, dans la vue en coupe transversale du corps cylindrique, sensiblement
par deux rayons perpendiculaires entre eux, le premier compartiment occupant sensiblement
ainsi le quart de l'intérieur du corps. De préférence, le secteur cylindrique occupé
par le premier compartiment est disposé dans le deuxième cadran entre trois et six
heures.
[0008] Les moyens destinés à créer une dépression peuvent être communs aux deux compartiments
mais, suivant un mode de réalisation préféré, chaque compartiment a son propre moyen
de création d'une dépression et, de préférence, la dépression est plus poussée dans
le premier compartiment que dans le second. On peut créer notamment dans le premier
compartiment une dépression comprise entre 30 et 400 mbars et dans le second compartiment
une dépression comprise entre 30 et 300 mbars.
[0009] Pour que le tambour puisse bien prendre l'ébauche de nappe, il vaut mieux que le
rapport de la superficie totale des perforations, par unité de surface, à la superficie
de la surface latérale où elles se trouvent, soit plus grand pour le premier compartiment
que pour le second. Ce rapport peut être pour le premier compartiment compris entre
5% et 30%, tandis que pour le second compartiment il est compris entre 2% et 15%.
[0010] Les perforations de la surface latérale en regard du second compartiment sont notamment
des fentes qui se trouvent en regard d'injecteurs d'eau sous pression sur la partie
du manchon qui passe justement en regard de la partie de la surface latérale du second
compartiment. La pression des jets est en général comprise entre 30 et 400 bars et
le diamètre de chaque jet entre 75 et 200 microns. Un cylindre perforé rotatif rigide
est monté à l'extérieur du corps cylindrique fixe et son diamètre intérieur est ajusté
au diamètre extérieur du corps cylindrique pour que le jeu minimum ainsi conservé
permette la rotation tout en minimisant les fuites d'air. Suivant la solution technique
retenue pour la fabrication de ce cylindre rotatif, il est envisagé d'utiliser des
liteaux plastiques montés sur ressorts pour améliorer l'étanchéité de la séparation
des deux compartiments. Ce cylindre rotatif peut être une simple tôle perforée, un
cylindre en bronze ou en acier inoxydable percé de trous disposés en hélice, un cylindre
en nid d'abeille. Ce peut être un tube en tôle perforée roulé revêtu d'un manchon
de drainage en tissu métallique grossier qui assure une bonne uniformité d'extraction
de l'eau. Ce cylindre rotatif supporte un manchon perforé plus fin qui supporte effectivement
les filaments et les fibres du non tissé lors de l'enchevêtrement hydraulique. La
répartition des trous dans le manchon peut être aléatoire. Les trous peuvent être
aussi ordonnés en étant alignés ou en quinconce. Les trous du manchon peuvent aussi
être répartis dans des petites zones de perforations ordonnées réparties de manière
aléatoire à la surface du manchon. Le manchon peut être constitué d'un tissu métallique
ou en matière synthétique ou en mélange de tissu métallique et de matière synthétique.
On préfère que le diamètre des trous du manchon soit compris entre 50 et 500 microns.
On peut prévoir, pour obtenir des motifs sur la nappe, aussi d'enfiler une gaine ajourée
sur le manchon dont les ajours ont au moins une dimension supérieure à 2 mm.
[0011] L'invention vise également une installation de production d'une nappe non-tissée
comprenant une tour spunbond à convoyeur menant à un tambour suivant l'invention.
De préférence, le convoyeur de la tour et le convoyeur tangent au tambour sont un
seul et même convoyeur, mais il est possible aussi de prévoir deux convoyeurs distincts.
[0012] Suivant un mode de réalisation particulièrement préféré, le tambour est monté directement
en aval de la tour. Par directement en aval, on entend, dans le présent mémoire, sans
interposition d'un dispositif provoquant l'étirage de la nappe. Il y a donc pas de
calandre, mais il peut y avoir un rouleau compacteur.
[0013] L'invention vise aussi un procédé de production d'une nappe non-tissée, qui consiste
à utiliser une installation suivant l'invention, et à régler la vitesse du convoyeur
de la tour ou du convoyeur tangent à une valeur supérieure à la vitesse linéaire du
tambour (décomptée sur le pourtour du tambour). On obtient ainsi une nappe non-tissée
dont le rapport de la résistance à la rupture dans le sens machine à celle dans le
sens travers peut être inférieur à 1 en raison de cette différence de vitesse. Lorsque
les vitesses sont sensiblement les mêmes on peut obtenir un rapport de la résistance
à la rupture dans le sens machine à celle dans le sens travers de la nappe non-tissée
suivant l'invention inférieure à 1,2 et notamment d'environ 1, en sorte que la nappe
non-tissée suivant l'invention est particulièrement bien isotrope.
[0014] Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemple :
la figure 1 est une vue en perspective avec arrachement d'une installation de production
de non-tissé
la figure 2 et la figure 3 sont deux vues en perspective avec arrachement d'un tambour,
les figures 4 et la figure 5 sont deux vues schématiques de deux variantes d'installation,
tandis que
la figure 5 est une vue schématique d'une installation suivant l'invention.
[0015] Le tambour représenté schématiquement à la figure 1 comprend un corps 1 intérieur
composé d'un cylindre fixe d'un diamètre de 400 mm et d'une tôle formant la surface
latérale. La surface latérale est perforée de perforations d'un diamètre de 8 mm dans
une partie qui délimitera ce que l'on appellera ultérieurement le premier compartiment
et la surface latérale est percée de plusieurs fentes notamment en regards des injecteurs
dans une partie qui délimitera ce qu'on appellera ultérieurement le second compartiment.
Le rapport (taux de vide) de la somme des superficies des perforations à la superficie
totale de la surface latérale est compris entre 5% et 30% dans le premier compartiment
et entre 2% et 15% dans le second compartiment. Un cylindre rotatif perforé 4 est
enfilé sur le corps 1 et est entraîné en rotation par un dispositif 2 d'entraînement
à courroies. Le cylindre 4 est troué. Le rapport de la somme des superficies des trous
à la superficie de la surface latérale totale du cylindre 4 est compris entre 30%
et 90% et de préférence entre 40% et 80%. Le cylindre 4 a une épaisseur comprise entre
1,5 et 30 mm et est généralement en acier inoxydable ou en bronze. Un manchon 5 est
enfilé sur le cylindre rotatif 4. Le rapport de la somme des superficies des trous
a la superficie de surface latérale totale du manchon 5 est compris entre 5% et 20%
et de préférence entre 5% et 15%. Le manchon 5 est obtenu par électrodéposition de
nickel. Il est microperforé de trous de diamètre allant de 50 à 500 microns et de
préférence compris entre 200 et 400 microns. Il a une épaisseur comprise entre 0,1
et 0,6 mm et de préférence comprise entre 0,2 et 0,4 mm. L'intérieur du tambour 1
communique avec un tuyau 7 d'extraction de l'air et de l'eau. Deux injecteurs 8 et
9 envoient respectivement suivant des génératrices du corps 1 des jets d'eau en direction
du manchon 5.
[0016] La figure 2 est une vue en perspective illustrant mieux un mode de réalisation du
tambour. Il est constitué par le cylindre 1 intérieur d'axe O qui est fendu ainsi
que la tôle formant la surface latérale suivant deux fentes 11 disposées entre des
entretoises 12 et se trouvant dans le cadran de 1 à 3 h. Dans le cadran de 3h à 6h
est ménagée une cloison constituée de deux tôles 13,14 formant ensemble un secteur
de cylindre. Les deux tôles 13,14 s'étendent suivant une vue en coupe transversale
perpendiculaire à l'axe O suivant sensiblement deux rayons. Elles sont imperméables
à l'eau. Elles délimitent entre elles avec la partie 15 de la surface latérale se
trouvant entre 3h et 6h un premier compartiment 16 tandis que la cloison 13,14 délimite
avec le reste du corps 1 un second compartiment 17 dans lequel débouchent les fentes
11. Des rangées de trous 18 ménagées sur la partie 15 de la surface latérale débouche
dans le premier compartiment 16. Le premier compartiment 16 est relié à des moyens
permettant de le mettre en dépression. Ils sont du même type que le conduit 7, mais
en sont distincts. Le taux de vide de la partie 15 est de 16%. Il est plus grand que
celui correspondant aux fentes 11. Dans une variante, le premier compartiment comprend
aussi une fente non représenté, placée à 6h en regards du point de tangence du convoyeur
transportant l'ébauche de non tissé avec le cylindre. Cette fente a pour but de faciliter
le transfert de la nappe de filaments sur la portion du cylindre en vis à vis du premier
compartiment.
[0017] Le mode de réalisation représenté à la figure 3 est identique à celui de la figure
2, si ce n'est que les rangées de trous 18 de la partie 15 sont remplacées par des
fentes 19 qui ne sont pas parallèles à l'axe O.
[0018] L'installation représentée à la figure 4 comprend une tour 21 spunbond à convoyeur
22 menant, avec éventuellement interposition d'un rouleau 23 presseur, à un tambour
24 suivant l'invention de la demande principale. Le convoyeur 22 est tangent au tambour
24 au point le plus bas de celui-ci. Il est prévu deux injecteurs 25 d'eau en regard
de la partie de la surface latérale du second compartiment. L'un des injecteurs 25
d'eau est disposé angulairement de manière immédiatement adjacente au premier compartiment
26, ce qui signifie que l'une des parois radiales définissant le second compartiment
26 se trouve en une position correspondant sensiblement à 4h tandis que le premier
injecteur 25 se trouve en une position un peu avant 4h. L'ébauche de nappe non-tissée
qui se dépose sur le convoyeur 22 est aspirée sur le tambour 24 grâce à l'aspiration
fournie par le premier compartiment 26, est enchevêtrée par voie hydraulique par les
injecteurs 25 et quitte le tambour 24 pour passer sur un convoyeur 27 incliné avant
d'entrer dans un four 28, puis d'en sortir pour s'enrouler sur un enrouleur 29.
[0019] A la figure 5, on reconnaît à nouveau une tour spunbond 31 qui dépose une ébauche
de nappe 32 non-tissée, qui est prise par un premier tambour 33 suivant l'invention
de la demande principale ayant un injecteur 34 et qui est envoyé par un convoyeur
35 à un second tambour 36 suivant l'invention de la demande principale.
[0020] A la figure 6, on reconnaît une variante de la figure 4 sur laquelle la nappe de
filament est transférée à des tambours supplémentaires 41 et 42 pour lui conférer
une consolidation supplémentaire et des motifs avant d'entrer dans le four de séchage
par air traversant.
1. Installation de production de nontissé, comprenant
- un premier convoyeur (32) sans fin de transport d'un voile de nontissé,
- un tambour (36) d'hydroenchevêtrement du voile,
caractérisée en ce que
- un deuxième convoyeur (35) sans fin est disposé entre le premier convoyeur (32)
et le tambour (36) et est muni d'un dispositif (33) d'aspiration, de manière à faire
passer le voile du premier convoyeur (32) au deuxième convoyeur (35), et
- le deuxième convoyeur (35) est tangent au tambour (36).
2. Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le tambour (36) est au-dessus du deuxième convoyeur (35) et le premier convoyeur
(32) est en dessous du deuxième convoyeur (35).
3. Installation suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la dimension longitudinale suivant l'horizontale du deuxième convoyeur est plus petite
que celle du premier convoyeur.
4. Installation suivant l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le dispositif (33) d'aspiration du deuxième convoyeur (35) est à l'intérieur de ce
convoyeur (35).
5. Installation suivant l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'un dispositif d'aspiration est disposé à l'intérieur du tambour (36).